ĐỒ án tự ĐỘNG hóa THIẾT bị đề tài thiết kế trạm bơm nước sạch công suất 60kw

TỔNG QUAN VỀ TRẠM BƠM

Khái niệm chung

Trạm bơm là công trình thủy lợi quan trọng, đóng vai trò chủ chốt trong hệ thống tưới tiêu Nó sử dụng máy bơm để vận chuyển nước lên độ cao nhất định, đảm bảo cung cấp đủ nước cho các hoạt động nông nghiệp.

Hình 1.1: Trạm bơm hướng trục xiên

Hệ thống công trình trạm bơm gồm nhà trạm, các công trình thủy công, hệ thống điện, hệ thống thiết bị cơ khí

-Công trình thủy công : là công trình lấy nước, công trình dẫn nước, bể lắắ́ng cát, bể hút và bể xả.

Trạm bơm bao gồm các tổ máy bơm, bao gồm máy bơm, động cơ, đường ống hút và xả, cùng với các thiết bị cơ khí, thủy lực, động lực, hệ thống điện và một số thiết bị phụ trợ khác.

Việc bố trí hệ thống trạm bơm cần xem xét kỹ lưỡng các điều kiện thực tế như địa hình và địa chất Dựa trên những yếu tố này, có thể lựa chọn các kiểu trạm bơm phù hợp theo sơ đồ phân loại.

Tải xuống TIEU LUAN MOI qua địa chỉ skknchat123@gmail.com, với thông tin mới nhất về móng tách rời kiểu buồng cố định, khối tảng trạm bơm, và thuyền di động trên ray di động trên xe.

Hình 1.2: Sơ đồ các kiểu trạm bơm

Các kiểu trạm bơm

a Kiểu trạm bơm cố định

Trạm bơm kiểu móng tách rời được thiết kế để lắp đặt máy bơm ly tâm trục ngang, với lưu lượng nhỏ cho mỗi máy.

-Trạm bơm kiểu buồng:Trạm bơm kiểu buồng thường để đặt từng loại máy bơm riêng biệt.

-Trạm bơm kiểu khối tảng :Trạm bơm kiểu khối tảng thường được dùng để đặt máy bơm ly tâm trục đứng.

Trạm bơm cố định là một phần quan trọng trong hệ thống thủy lợi tại Việt Nam, với nhiều loại trạm có công suất lớn, vừa và nhỏ Quản lý, vận hành và bảo dưỡng hiệu quả các trạm bơm này là yếu tố then chốt để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu suất cao.

Hình 1.3: Trạm bơm trục đứng

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat b Kiểu trạm bơm di động

Trạm bơm thuyền là một hệ thống bơm và động cơ được lắp đặt trên phao nổi trên sông, kết nối với bờ bằng dây cáp và tời Hệ thống ống xả bao gồm ống thép và ống cao su, với ống cao su có khả năng co dãn, giúp duy trì lực đẩy nổi của thuyền khi mực nước thay đổi Khi mực nước lên hoặc xuống, người quản lý cần sử dụng tời để neo hoặc thả thuyền, tránh tình trạng thuyền bị trôi hoặc mắc cạn Mặc dù trạm bơm thuyền có chi phí xây dựng thấp, nhưng việc quản lý nó lại tương đối phức tạp, do đó, nó thường được sử dụng trong những tình huống cụ thể.

+ Địa hình , địa chất xây dựng trạm bơm cố định phức tạp, tốn kém.

+ Nguồn nước có mực nước giao động lớn

+ Phải có đội ngũ cán bộ , công nhân kỹ thuật có tay nghề, quản lý tốt.

Hình 1.4b: Cấu tạo chi tiết trạm bơm thuyền

1-Phao;2-Máy bơm;3-Van 1 chiều ;4-Bích ;5-Ống xả cao su;6-Ống hút

Trạm bơm di động trên ray là thiết bị có máy bơm và động cơ được đặt chìm dưới nước, kết hợp với hệ thống trượt trên đường ray Thiết bị này hoạt động hiệu quả khi mực nước thay đổi, giúp tối ưu hóa quá trình bơm nước trong các ứng dụng khác nhau.

Tải xuống TIEU LUAN MOI tại địa chỉ skknchat123@gmail.com Hệ thống tời kéo và máy bơm di động chạy theo đường ray được sử dụng để nâng hạ thiết bị Trong thời gian không sử dụng, thiết bị thường được kéo lên nhà để bảo trì và sửa chữa Mặc dù trạm bơm di động trên ray có chi phí xây dựng thấp, nhưng việc quản lý chúng lại khá phức tạp.

Do đặc điểm của loại trạm bơm này nên thường sử dụng khi :

+ Địa hình bờ sông tương đối thoải mái , có địa chất tốt và không bị dòng nước xoáy xói lở hoặc bồi lấp bờ.

+ Nguồn nước có mực nước giao động lớn.

+ Sử dụng máy bơm có động cơ chìm.

+ Phải có đội ngũ cán bộ , công nhân kỹ thuật có tay nghề , quản lý tốt.

Hình 1.5: Cấu tạo chi tiết trạm bơm di động trên ray

1-Máy bơm chìm;2-Đường ray;3-Đường ống xả;4-Nhà sửa chữa;5-Bể xả;6-Tời

Trạm bơm di động trên xe là thiết bị bao gồm máy bơm và động cơ được lắp đặt trên xe, có khả năng sử dụng động cơ để kéo hoặc đôi khi sử dụng sức người Thiết kế của trạm bơm này tương đối đơn giản, đòi hỏi ít đầu tư và dễ dàng trong quản lý cũng như vận hành Tuy nhiên, trạm bơm di động trên xe thường được sử dụng trong những trường hợp cụ thể.

+ Hệ thống kênh mương dẫn nước đã được quy hoạch

+ Phục vụ tưới cho cây trồng cạn thuộc những vùng khan hiếm nước

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

Hình 1.6a: Trạm bơm di chuyển trên xe

1-Máy bơm;2-Động cơ;3-Xe di động;4-Tay thăng bằng

Hình 1.6b: Cấu tạo chi tiết trạm bơm di động trên xe

1-Nguồn nước;2-Đường ống hút;3-Xe di động;4-Đường ống xả;

5-Máy bơm và động cơ; 6-Tay thăng bằng

Các kiểu trạm bơm di động được áp dụng ở những khu vực không thể xây dựng trạm cố định, nơi có sự biến đổi lớn về cột nước hoặc thiếu nguồn nước Những trạm bơm này thường có kích thước nhỏ và quản lý phức tạp Chúng có thể được sử dụng cho các mục đích tưới tiêu hoặc kết hợp cả hai, do đó có thể được gọi là trạm bơm đa năng.

- Trạm bơm tưới : chỉ làm nhiệm vụ bơm cấp nước tưới cho cây trồng

- Trạm bơm tiêu : chỉ làm nhiệm vụ bơm tiêu khi xảy ra mưa gây úng cho cây trồng

- Trạm bơm tưới tiêu kết hợp : kết hợp cả hai nhiệm vụ trên

Sơ đồ bố trí tổng quát hệ thống công trình trạm bơm

Sơ đồ bố trí hệ thống công trình trạm bơm nếu đầy đủ bao gồm các loại công trình sau (hình 1.7a):

- Công trình lấy nước từ nguồn (1):

- Công trình dẫn nước (2),(4): để lấy nước từ nguồn , dẫn nước về nhà trạm Nó có thể là kênh dẫn , hoặc đường ống dẫn.

Công trình lắng cát là thiết bị quan trọng dùng để thu nước và lắng đọng những hạt bùn cát có kích thước lớn, nhằm ngăn chặn chúng chảy vào kênh dẫn và bể hút.

- Bể hút (5) : nơi tập trung nước cung cấp cho nhà trạm

- Nhà trạm (6) : là nơi đặt tổ máy bơm và các thiết bị khác để đưa nước từ bể hút lên bể xả

- Đường ống xả (7) : để đẩy nước qua đường ống lên bể xả.

- Bể xả (8) : nơi nhận nước từ nhà trạm và phân phối nước vào các kênh

- Kênh dẫn (9): nhận nước từ bể xả dẫn nước vào hệ thống.

Hình 1.7a: Sơ đồ bố trí tổng quát công trình trạm bơm

1-Công trình lấy nước; 2,4-Công trình dẫn nước; 3-Công trình lắắ́ng cát;

5-Bể hút; 6-Nhà trạm bơm; 7-Ống xả ;8-Bể xả; 9-Công trình phân phối nước

Trong những địa hình phức tạp với cột nước yêu cầu cao, việc lắp đặt nhiều bậc và kết nối hai hoặc nhiều trạm bơm nước là cần thiết Điều này tạo thành hệ thống trạm bơm nước nhiều bậc, giúp tối ưu hóa quá trình vận chuyển nước.

Hình 1.7b: Sơ đồ bố trí nhiều bậc hệ thống công trình trạm bơm

1,2,3,4,5,7,8-Các công trình nhà trạm thứ nhất ;6,9-Nhà trạm bơm thứ hai;10-Ống xả;11-

Bể xả;12-Công trình phân phối nước

Chọn vị trí bố trí

Việc chọn vị trí đặt trạm bơm phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng như mục đích sử dụng (tưới tiêu), nguồn nước (sông, ao, hồ chứa, kênh), địa hình khu vực và địa chất nền móng Bên cạnh đó, các yếu tố khác cũng cần được xem xét, bao gồm nguồn cung cấp năng lượng, điều kiện kinh tế, khả năng vận chuyển vật liệu và thiết bị, cũng như yêu cầu an toàn cho các thiết bị điện.

Khi lựa chọn trạm bơm tưới, cần đảm bảo rằng trạm bơm có khả năng kiểm soát diện tích tưới một cách hiệu quả, đồng thời tối ưu hóa chiều dài kênh tưới để giảm thiểu khối lượng đào đắp Ngoài ra, trạm bơm cũng cần phù hợp với nhiệm vụ phân phối nước cho các khu vực tưới khác nhau.

Khi lựa chọn vị trí trạm, cần chú ý đến điều kiện lấy nước để đảm bảo thuận lợi, tránh tình trạng bồi lấp ở cửa lấy nước và trong kênh dẫn Điều này cũng giúp ngăn chặn xói lở lòng kênh, bảo vệ sự ổn định của công trình lấy nước.

Khi xây dựng các trạm bơm bên bờ sông, cần tính toán kỹ lưỡng điều kiện ổn định của lòng sông và bờ sông, vì điều này ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khai thác và hiệu quả kinh tế của trạm bơm Ngoài ra, điều kiện địa chất công trình cũng rất quan trọng trong việc lựa chọn vị trí đặt trạm bơm, vì nền móng tốt hay xấu sẽ quyết định giá thành xây dựng, biện pháp kỹ thuật thi công và sự ổn định của công trình sau khi hoàn thành.

Trạm bơm tiêu nên được đặt tại vị trí thấp để dễ dàng thu hút nước từ các kênh tiêu, đồng thời giảm thiểu khối lượng đào đắp kênh Vị trí của bơm cần phù hợp với quy hoạch phân khu tiêu tưới, nhằm tiết kiệm năng lượng tiêu thụ và tránh việc chồng chéo giữa các công trình.

Khi lựa chọn vị trí trạm bơm tiêu, cần ưu tiên khu vực có độ cao thấp để nước thoát nhanh và không gây ảnh hưởng đến việc tiêu tưới ở các khu vực lân cận Bên cạnh đó, cần xem xét các điều kiện thi công lắp ráp thiết bị, đường vận chuyển và mạng lưới điện để đảm bảo hiệu quả hoạt động của trạm bơm.

Khi thiết kế trạm bơm tưới tiêu kết hợp, cần xem xét kỹ lưỡng các điều kiện hiện có và phân tích các nhiệm vụ chính của trạm Việc lựa chọn vị trí cho trạm bơm phải đảm bảo tính kinh tế, thuận lợi cho việc xây dựng và quản lý hiệu quả.

QUY TRÌNH VẬN HÀNH CÁC TRẠM CẤP NƯỚC SẠCH TẬP TRUNG NÔNG THÔNG

Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ trạm bơm nước sạch

2.2 Mô tả dây chuyền công nghệ

Nước thô được lấy từ sông hoặc hồ và đưa về trạm xử lý qua hệ thống bơm Tại đây, nước được phân phối vào hệ thống xử lý, nơi hóa chất keo tụ và kiềm hóa được thêm vào Các hóa chất này được hòa trộn đều trong nước và đưa vào bể phản ứng, nơi các hạt cặn va chạm và kết dính thành bông cặn lớn hơn Sau đó, nước được chuyển qua bể lắng Lamen, nơi loại bỏ 90 – 99% chất bẩn Tiếp theo, nước chảy qua bể lọc, nơi các cặn bẩn bám vào vật liệu lọc và được loại bỏ Cuối cùng, nước đã đạt tiêu chuẩn hóa lý được đưa về bể chứa.

Tải xuống TIEU LUAN MOI tại địa chỉ skknchat123@gmail.com Hiện nay, khoảng 90% trùng mới trong nước đã bị giữ lại và tiêu diệt Tuy nhiên, trước khi đưa nước về bể chứa, cần đảm bảo vệ sinh hoàn toàn và khử trùng bằng Clo.

Trạm bơm cấp 2 làm nhiệm vụ hút nước từ bể chứa cung cấp vào mạng tiêu thụ.

Cặn tại các bể phản ứng, bể lắắ́ng, bể lọc sẽ được đưa ra hồ lắắ́ng bùn.

2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 2.3.1 Bơm cấp I

Bơm cấp I bao gồm hai bơm chìm được đặt dưới sông hoặc hồ, có nhiệm vụ bơm nước thô về cụm xử lý qua hệ thống ống dẫn, van khóa và đồng hồ lưu lượng Hệ thống này giúp bổ sung nguồn nước thô cho cụm xử lý cũ khi thiếu hụt hoặc gặp sự cố, và được kiểm soát thông qua van khóa.

Nước thô sau khi được trộn với hóa chất sẽ được đưa vào bể phản ứng để tạo bông cặn Nước đi vào từ đáy bể và dâng lên mặt bể, trong quá trình này, tiết diện dòng tăng dần khiến tốc độ nước giảm Tuy nhiên, do ảnh hưởng quán tính, tốc độ dòng nước không đồng đều, với tốc độ lớn hơn ở gần tâm bể, dẫn đến dòng chảy ở trung tâm có xu hướng phân tán ra phía thành bể Ngược lại, ma sát làm cho các dòng chảy phía ngoài bị kéo lên bởi các dòng bên trong.

Sự chuyển động thuận nghịch đó đã tạo ra các xoáy nước nhỏ phân bố đều trong bể, làm tăng hiệu quả khuấy trộn.

Các bông cặn hình thành có kích thước ngày càng lớn theo hướng dòng chảy của nước, trong khi đó, tốc độ dòng nước giảm dần không đủ để làm vỡ các bông cặn lớn này.

Các cụm xử lý sử dụng nguồn nước mặt sử dụng bể lắắ́ng trong có lớp cặn lơ lửng hoặc bể lắắ́ng Lamella.

- Đối với cụm xử lý sử dụng bể lắắ́ng trong có lớp cặn lơ lửng:

Nguồn nước từ bơm cấp 1 vào bể lắng di chuyển từ dưới lên trên, trong quá trình này, các cặn lắng sẽ va chạm và bám vào lớp cặn lơ lửng Khi các bông lắng kết dính với nhau và đủ nặng để vượt qua lực đẩy của dòng nước, chúng sẽ trượt xuống dưới.

Tải luận văn mới nhất tại địa chỉ skknchat123@gmail.com Hệ thống lắng ngược và hố thu cặn giúp kéo dài thời gian rửa bể lắng, tiết kiệm nước rửa và hóa chất phản ứng Nước sau khi lắng sẽ được dẫn qua bể lọc nhanh thông qua hệ thống máng thu nước dạng răng cưa.

- Đối với cụm xử lý sử dụng bể lắắ́ng Lamella:

Nguồn nước từ bể phản ứng di chuyển vào bể lắng theo chiều từ dưới lên trên với góc nghiêng 60 độ của các tấm lắng lamen Trong quá trình này, các cặn lắng sẽ va chạm và bám vào bề mặt tấm lắng Khi các bông lắng đủ nặng để vượt qua lực đẩy của dòng nước, chúng sẽ trượt xuống và rơi vào đáy bể lắng, từ đó được xả đi theo chu kỳ Quá trình này giúp kéo dài thời gian rửa bể lắng, tiết kiệm nước rửa và hóa chất phản ứng.

Nước sau lắắ́ng được đưa qua bể lọc nhanh bằng hệ thống máng thu nước bằng răng cưa.

Chu kỳ hoạt động của bể lọc như sau:

Nước được dẫn vào bể lọc từ bể lắng qua ống dẫn và phân phối đều trên lớp cát lọc bằng máng thu nước rửa Sau khi đi qua lớp cát thạch anh và lớp sỏi đỡ, nước sẽ chảy xuống ngăn thu nước lọc qua các chụp lọc hoặc ống thu Trong chu kỳ làm việc đầu tiên, tất cả các van trên đường ống dẫn nước rửa lọc, ống cấp khí, ống thu nước sạch, ống xả lọc đầu và ống xả kiệt đều phải đóng Mở van xả nước lọc đầu cho tới khi nước trong thì đóng lại, sau đó mở van thu nước sạch về bể chứa.

Trong quá trình hoạt động của bê lọc, căn bẩn lắng đọng trong lớp vật liệu lọc làm giảm khả năng lọc, dẫn đến áp lực tăng lên Khi áp lực đạt tới giá trị giới hạn, lưu lượng lọc bắt đầu giảm, yêu cầu phải tiến hành rửa lọc Việc rửa lọc được thực hiện từng bể một, trong khi bể còn lại hoạt động ở chế độ tăng cường Quá trình rửa các ngăn lọc có thể sử dụng gió kết hợp với nước hoặc chỉ bằng nước.

Nước sau khi được lọc sẽ được châm Clo để khử trùng trước khi vào bể chứa thông qua ống thu nước Trong bể chứa, có lắp đặt phao mực nước để điều khiển bơm cấp I Khi mực nước trong bể giảm xuống dưới mức phao, phao sẽ tự động kích hoạt bơm cấp I để duy trì nguồn nước.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat trong bể dâng lên tới phao, phao sẽ nhã công tắắ́c, ngắắ́t bơm cấp I.

Bơm cấp II có chức năng bơm nước từ bể chứa và cung cấp nước cho mạng lưới đường ống phân phối thông qua hệ thống điều khiển biến tần hoặc sử dụng đài.

2.4 Quy trình vận hành hệ thống 2.4.1 Bơm cấp I a) Nguồn nước sông, hồ:

- Hàng tuần kiểm tra hệ thống chắắ́n rác và bơm để tránh rác và chất bẩn làm nghẹt bơm.

-Hang thang kiêm tra mưc nươc, đanh gia kha năng khai thac tại khu vực lắắ́p đặt công trình thu.

-Hang Qui kiêm tra chât lương nươc sông đê co biên phap điêu chinh công tac đinh lương hoa chât cho phu hơp

Sau một thời gian hoạt động, công suất bơm có thể suy giảm, vì vậy cần kiểm tra tổng thể để xác định nguyên nhân Việc thực hiện kiểm tra toàn bộ bơm và đường ống nước thô là cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động của trạm bơm.

- Kiểm tra trước khi vận hành

+ Kiểm tra các van ở mỗi bơm.

+ Kiểm tra đồng hồ Ampe kế và vôn kế.

+ Khi khởi động bơm đồng thời bơm định lượng hoá chất, Clo cũng hoạt động.

+ Bơm cấp I (bơm chìm) vận hành theo 2 chế độ tự động và bằng tay:

Chế độ tự động (bật Auto) hoạt động khi mực nước trong bể chứa giảm xuống dưới mức chống cạn của phao điều khiển, khiến bơm chìm tự động khởi động Ngược lại, khi mực nước vượt quá mức chống tràn, bơm chìm sẽ tự động tắt.

* Bằng tay (bật Man) vận hành trực tiếp không tự động.

+ Luân phiên vận hành các bơm cấp I để bơm hoạt động lâu dài và ổn định.

Để tắt bơm khi nước đã đầy trong bể chứa, bạn chỉ cần ấn nút off (màu đỏ) của bơm chìm Nếu bơm đang hoạt động ở chế độ tự động, nó sẽ tự động tắt khi nước đã đầy.

2.4.2 Hệ thống định lượng hoá chất

- Hóa chất sử dụng bao gồm xút, PAC, phèn nhôm Tùy theo nguồn nước sông mà vận hành châm hóa chất cho phù hợp.

- Đối với mùa mưa: sử dụng hóa chất xử lý là kết hợp giữa hóa chất xút và PAC.

- Đối với mùa nắắ́ng: sử dụng hóa chất xử lý là phèn nhôm. b) Hệ thống châm xút:

Hệ thống định lượng châm xút gồm:

- Bơm định lượng hoá chất 0-80l/h.

TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ

Danh mục thiết bị

Trạm bơm được thiết kế với công suất 60 kW, do đó tổng công suất của tất cả thiết bị trong trạm cũng đạt 60 kW Trong chương 2, chúng tôi đã trình bày nguyên lý vận hành của trạm bơm nước, từ đó có thể xác định số lượng thiết bị cần thiết cho hoạt động của trạm bơm.

Bảng 3.1chọn máy bơm Tên bộ phận sử lý

Hệ thống định lượng hoá chất

Thiết bị sử dụng để vận hành trạm bơm

Trạm bơm cấp 1 sử dụng hai máy bơm hoạt động luân phiên, với công suất mỗi máy không vượt quá 30kw để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu Do yêu cầu này, tôi đã lựa chọn máy bơm chìm Tsurumi LH 622 với công suất 22kw, vì trên thị trường hiện nay, máy bơm công suất 30kw dễ dẫn đến tình trạng quá tải Việc sử dụng hai máy bơm 22kw sẽ đảm bảo hoạt động ổn định cho trạm bơm cấp 1 và hỗ trợ hiệu quả cho trạm bơm cấp 2.

THÔNG SỐ BƠM – Model : LH622 – Công suất : 22KW – Lưu lượng : 2.0 m3/phút, Lưu lượng max : 3.7 m3/p – Cột áp : 35 m

– Họng xả: 6″ - 150 mm – Điện áp: 2 cực, 3 pha, 380V, 50Hz

Do máy bơm chìm em đã chọn có lưu lượng : 2.0 m3/phút nên bơm định lượng phải đáp ứng:

+Hệ thống châm xút: 2kg xút NaOH 99 % / 500 lít

+Hệ thống châm phèn: pha 03kg phèn PAC 31%/500 lít hoặc 4,5kg phèn nhôm

+Hệ thống châm Clo: : pha 1,5kg Clo bột/500 lít

=>3 máybơm định lượng được chọn phải đáp ứng công xuất tối đa 4,5kg phèn nhôm 17%/500 lít

Vậy bơm được chọn phải đáp ứng 4.5x 2000

500 l/phút80 l/h Đáp ứng ưu cầu trên ta có dòng máy AHC 62 PVC

AHC 62 PVC là dòng bơm định lượng công nghiệp công suất lớn với Motor độc quyền đạt tiêu chuẩn bảo vệ IP55, công suất 750W., máy có khả năng bơm lưu lượng tối đa 1080 lít/h, nó giúp cho Bơm định lượng hoạt động ổn định trong tất cả các môi trường khắắ́c nghiệt nhất Bơm định lượng hóa chất Nikkiso được nhập khẩu 100% từ Đài Loan, thương hiệu máy bơm nổi tiếng của Nhật Bản.

Hình 3.2: Bơm định lượng hóa chất Nikkiso AHC 62 PVC

Bơm được sản xuất theo công nghệ Nhật Bản, nhập khẩu trực tiếp và có đầy đủ giấy tờ chứng nhận Sản phẩm này có khả năng vận hành liên tục trong thời gian dài với độ chính xác cao Người dùng có thể dễ dàng điều khiển lưu lượng hóa chất thông qua hệ thống van trên thân máy.

– Công suất: 750 w-220V-50Hz – Lưu lượng: 1080 lít/h

– Áp suất: 5 kg/cm2 Thân bơm: – Đầu bơm: PVC, SUS304, SUS316, PVDF, PTFE

– Màng bơm: PTFE – Viên bi: Ceramic, SUS304, SUS316

– Vòng đệm, miếng đệm: PTFE – Kết nối: Mặt bích

Do hệ thống phân phối cần đáp ứng công suất dưới 30kw, trong khi thời gian hoạt động của nhà máy có những khoảng cao điểm và lúc ít người sử dụng, tôi đã quyết định chọn 2 máy bơm ly tâm trục ngang CM65-160A.

Máy bơm ly tâm trục ngang CM65-160A được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp nên có khả năng chạy liên tục trong vòng 24h.

Máy bơm nước được sử dụng phổ biến để cung cấp nước cho các công trình và nhà máy Với khả năng cung cấp lượng nước lớn, máy bơm thường được áp dụng trong các lĩnh vực như phòng cháy chữa cháy, hệ thống làm mát, thủy lợi, nông nghiệp và công nghiệp.

Máy bơm hút chất lỏng được thiết kế gọn nhẹ, không chiếm nhiều không gian và dễ dàng di chuyển, mang lại hiệu quả cao trong việc bơm nước và dẫn nước.

- Có lưu lượng đều và ổn định với cột áp không đổi.

Hình 3.3: Máy bơm ly tâm trục ngang CM65-160A

Máy bơm Pentax CM 65-160A là sản phẩm chính hãng từ Italy, với công suất PKW và cột áp từ 6 đến 29.8m Thiết bị có lưu lượng tối đa đạt 144 m3/h, cùng kích thước hút/xả là 90-76 mm Nguồn điện sử dụng là 380V, đảm bảo hiệu suất hoạt động cao và ổn định.

Thiết bị điều khiển

3.3.1 Tính toán chọn thiết bị

+ Trạm bơm cấp 1 :sử dụng máy bơm chìm công xuất 22kw nên ta có

+ Hệ thống định lượng hoá chất

Sử dụng 03 Bơm định lượng có công xuất 750 kw:

+ Trạm bơm cấp 2 :sử dụng 2 máy bơm công xuất 15kw nên ta có

- Chọn rơ le nhiệt Ict=(1,2 ÷ 1,3) Iđm=1,3.26,84,85A

Bảng 3.2 chọn Công tác tơ

Bảng 3.3 Chọn rơ le nhiệt

Hệ thống định lượng hoá chất Trạm bơm cấp 2

3.3.5 Chọn bộ khởi động mềm

Khi chọn bộ khởi động mềm để khởi động động cơ, cần lưu ý các yếu tố như đặc tính ứng dụng, công suất động cơ, vị trí lắp đặt và chi phí đầu tư Đặc biệt, công suất động cơ tính bằng kW sẽ giúp xác định thông số kỹ thuật phù hợp, theo hình minh họa.

Hình 3.4: Bảng chọn bộ khởi động mềm

Dựa vào bảng trên ta chọn được :

Bảng 3.4 Bảng chọn bộ khởi động mềm

Các thiết bị hỗ trợ điều khiển

Rơ le thời gian, hay còn gọi là Timer, là thiết bị điện tử được sử dụng để tạo ra thời gian trễ Nó hoạt động bằng cách điều khiển thời gian đóng và cắt của các tiếp điểm rơ le thông qua mạch điện tử.

Rơ le thời gian là thiết bị điện quan trọng trong hệ thống điều khiển tự động, hoạt động như một bộ điều khiển trung gian, giúp quản lý và điều phối các thiết bị dựa trên thời gian đã được định trước.

Rơ le thời gian giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách tự động đóng tắt các thiết bị điện khi không sử dụng Nó được ứng dụng rộng rãi trong việc điều khiển ánh sáng, quạt thông gió, hệ thống tưới nước, máy sưởi, cửa tự động và tạo tín hiệu âm thanh, hình ảnh theo chu kỳ, góp phần giảm thiểu lãng phí điện năng.

Thời gian trễ của rơ le thời gian có thể cài đặt từ vài giây đến hàng giờ tùy theo ứng dụng thực tế.

Hình 3.5: Rơ le thời gian ON OFF Delay

- Nguyên lý cảm biến mực nước

Khi bắt đầu tìm hiểu về thiết bị đo, tôi thường chọn cảm biến mức nước dựa trên giá thành thấp nhất để đáp ứng nhu cầu Tuy nhiên, khi có thêm kiến thức về ngành đo lường, tôi nhận ra rằng cần phải cân nhắc giữa giá cả, công nghệ, xuất xứ và thương hiệu sản phẩm Để đưa ra lựa chọn phù hợp nhất, việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước là rất quan trọng.

- Cảm biến mực nước không tiếp xúc

Khi yêu cầu báo giá cảm biến mực nước, hầu hết các công ty sẽ giới thiệu cảm biến mực nước siêu âm, loại cảm biến không tiếp xúc phổ biến nhất Loại cảm biến này thường được sử dụng để đo mức nước trong các bồn, đập chắn nước, sông suối với khoảng cách tối đa 20m Cảm biến mực nước không tiếp xúc rất phù hợp cho những khu vực có nhiệt độ thấp và áp suất thấp.

Hình 3.6: Cảm biến mực nước không tiếp xúc ULM-70N

Cảm biến mực nước không tiếp xúc ULM-70N hoạt động dựa trên nguyên tắc sóng siêu âm với tần số từ 30kHz đến 120kHz Tần số phát ra sẽ cao hơn khi khoảng cách đo ngắn hơn.

Sóng âm phản hồi khi tiếp xúc với chất lỏng, cho phép cảm biến tính toán thời gian từ khi phát sóng đến khi nhận lại sóng phản hồi Dựa vào công nghệ điện tử, cảm biến có khả năng xác định khoảng cách từ cảm biến đến mức nước hoặc từ đáy đến mặt nước.

Thông số kỹ thuật cảm biến siêu âm :

Thang đo có dải từ 0-1m đến 0-20m, sử dụng nguồn cấp 24Vdc loop power Thiết bị có độ sai số chỉ 0.15% và độ phân giải 1mm, với góc chiếu 10 độ Nhiệt độ làm việc tối đa lên đến 70 độ C và áp suất tối đa chịu được là 1 bar Màn hình hiển thị sử dụng công nghệ OLED.

Chứng chỉ Atex zone 0 cho khu vực phòng nổ

Van tự động (autovalve) là thiết bị hiện đại, có chức năng chính là thông báo và điều chỉnh việc đóng mở đường ống dẫn chất lỏng hoặc khí khi có sự cố Thiết bị này rất phù hợp để lắp đặt trong các hệ thống lọc nước tinh khiết, bao gồm lọc tuần hoàn, hệ thống cột làm mềm nước máy và khử kim loại như sắt, mangan.

Sản phẩm autovalve không cần nguồn điện bên ngoài, với áp suất chất lỏng đủ để tự động đóng van điều khiển Đây là loại van thế hệ mới, thường được sử dụng trong các hệ thống vận hành thuận dòng hoặc ngược dòng Van này được điều khiển bởi cụm vi mạch điện tử, cho phép điều chỉnh thời gian vận hành và xúc rửa một cách linh hoạt.

Nút nhấn, hay còn gọi là nút ấn, là thiết bị điện quan trọng được sử dụng để điều khiển việc đóng ngắt từ xa các máy móc, thiết bị điện, hoặc các quá trình khác trong hệ thống điều khiển.

Nút nhấn, thường được đặt trên bảng điều khiển, tủ điện hoặc hộp nút nhấn, là thiết bị quan trọng trong việc điều khiển mạch điện Khi sử dụng nút nhấn, người dùng cần thực hiện thao tác một cách dứt khoát để đảm bảo mở hoặc đóng mạch điện một cách hiệu quả.

Hầu hết các nút nhấn đều được làm từ nhựa hoặc kim loại, với hình dạng được thiết kế để phù hợp với ngón tay hoặc bàn tay, giúp người dùng dễ dàng sử dụng Thiết kế của nút nhấn phụ thuộc vào sở thích cá nhân.

Nút nhấn được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn cao, có kiểu dáng đẹp, kết cấu chất lượng, chắắ́c chắắ́n, dễ dàng lắắ́p đặt và thay thế.

3.4.5 Cảm biến lưu lượng nước

Đồng hồ đo lưu lượng điện từ Euromag mang lại độ chính xác cao và khả năng đo dải tốc độ dòng chảy rộng Sản phẩm này hỗ trợ biện pháp hai chiều và được trang bị điện cực đường ống rỗng theo tiêu chuẩn (≥ DN50) Đồng hồ có thể kết hợp dễ dàng với bất kỳ bộ chuyển đổi nào của Euromag.

Tích hợp cổng áp suất (theo yêu cầu) Hiệu chuẩn cho tất cả các đường kính (lên đến DN2000) Kết cấu chắắ́c chắắ́n, được hàn hoàn toàn

Giải pháp tiêu chuẩn cho nhiều ứng dụng công nghiệp, được chứng nhận cho hệ thống chấn lưu, bao gồm lớp phủ bên ngoài phù hợp cho lắp đặt ngoài khơi hoặc dưới lòng đất Sản phẩm cung cấp nhiều lựa chọn về vật liệu và mặt bích, bao gồm SS304 và SS316.

Thông số kỹ thuật Đồng hồ điện từ Euromag

Hình 3.8: Thông số kỹ thuật Đồng hồ điện từ Euromag

THIẾT KẾ ĐIỀU KHIỂN

Trạm bơm cấp 1

Trạm bơm cấp 1 sử dụng 02 bơm chìm đặt dưới sông hoặc hồ để bơm nước thô về cụm xử lý qua hệ thống đường ống, van khóa và đồng hồ lưu lượng Hệ thống này được kết nối để bổ sung nước thô cho cụm xử lý cũ khi thiếu hụt hoặc gặp sự cố, với việc kiểm soát thông qua van khóa Ngoài ra, trạm bơm còn trang bị cảm biến để điều khiển máy bơm và các van tự động, yêu cầu nguồn điện để hoạt động hiệu quả.

Sử dụng 3 bơm định lượng hóa chất gồm:

+ bơm định lượng châm xút

+ bơm định lượng châm phèn

+ bơm định lượng châm Clo

Bơm định lượng em chọn có dạng là bơm 1 pha tự động nên không cần điều khiển chỉ cần cấp nguồn là hoạt động nên em thiết kế:

Hình 4.2: Hệ thống định lượng hoá chất

Trạm bơm câp 2

Bơm cấp 2 e sử dụng hai máy bơm, trong đó một máy hoạt động chính và một máy dự phòng hoạt động vào giờ cao điểm Hệ thống này cũng tương tự như trạm bơm cấp 1, sử dụng cảm biến để điều khiển tự động.

Tổng hợp mạch lực

Hình 4.4: Sơ đồ mạch lưc

Mạch điều khiển

Hình 4.5: Sơ đồ mạch điều khiển

* Bằng tay (bật Man) vận hành trực tiếp không tự động

Khi ấn nút M1, cuộn k1 được cấp nguồn, làm cho tiếp điểm k1 đóng lại và tự duy trì, đồng thời cấp nguồn cho bộ khởi động mềm số 1 để bơm chìm 1 hoạt động Cuộn k1 cũng cung cấp nguồn cho timer t1; khi t1 đếm hết thời gian, tiếp điểm thường mở t1 sẽ đóng lại, cấp nguồn cho cuộn k2, khiến tiếp điểm thường mở k2 tự duy trì và kích hoạt bộ khởi động mềm số 1 để bơm chìm 2 hoạt động Lúc này, tiếp điểm thường đóng t1 mở ra, ngắt cuộn k1 và dừng bơm chìm 1 Cuộn k2 tiếp tục cấp nguồn cho timer t2, và sau khi t2 hoàn tất thời gian, tiếp điểm thường mở t2 sẽ đóng lại, cấp nguồn cho cuộn k1 để bơm chìm 1 hoạt động lại, trong khi tiếp điểm thường đóng t2 mở ra, ngắt cuộn k2 và dừng bơm chìm 2.

+ Khi muốn dừng hệ thống ta ấn nút D2 sẽ ngắắ́t mạch điều khiển trạm bơm 1.

Khi mực nước trong bể chứa giảm xuống dưới mức chống cạn của phao điều khiển, chế độ tự động (bật Auto) sẽ kích hoạt Cảm biến 1 sẽ đóng lại, cung cấp nguồn cho cuộn k1, giúp bơm chìm 1 khởi động tự động Mạch hoạt động tương tự như chế độ tay Ngược lại, khi mực nước cao hơn mức chống tràn, cảm biến 2 sẽ ngắt, làm ngắt mạch điều khiển trạm bơm 1 và bơm chìm sẽ tự động tắt.

- Hệ thống định lượng hoá chất:

Khi sử dụng chế độ vận hành bằng tay (bật Man), người dùng có thể trực tiếp điều khiển hệ thống mà không cần tự động hóa Bằng cách ấn nút M2, nguồn điện được cấp cho cuộn K3, làm cho tiếp điểm K3 đóng lại và tự duy trì, từ đó kích hoạt hoạt động của ba bơm định lượng hóa chất.

+ Khi muốn dừng hệ thống ta tắắ́t công tắắ́c D3 sẽ ngắắ́t mạch điều khiển hệ thống định lượng hoá chất

Khi trạm bơm 1 được kích hoạt, cuộn k1 nhận điện và đóng tiếp điểm k1, từ đó cấp nguồn cho cuộn k3 Tiếp điểm k3 đóng lại, tạo điều kiện cho hệ thống tự duy trì hoạt động, khiến ba bơm định lượng hóa chất hoạt động liên tục.

* Bằng tay (bật Man) vận hành trực tiếp không tự động

Khi nhấn nút MM, nguồn điện được cấp cho cuộn K4, làm cho tiếp điểm K4 đóng lại và tự duy trì, đồng thời cung cấp năng lượng cho bộ khởi động mềm số 2, giúp bơm M4 hoạt động Tương tự, việc nhấn nút M5 cũng kích hoạt bơm M4.

+ Khi muốn dừng hệ thống ta ấn nút D4 sẽ ngắắ́t mạch điều khiển trạm bơm 2.

Khi mực nước vượt quá mức chống tràn của phao điều khiển, cảm biến 3 sẽ đóng lại, cung cấp nguồn cho cuộn K4, giúp tiếp điểm K4 tự duy trì và khởi động bơm M4 Ngược lại, khi mực nước trong bể chứa giảm xuống dưới mức chống cạn, cảm biến 4 sẽ tự động ngắt, làm ngắt mạch điều khiển của trạm bơm 2 và các bơm sẽ tự động tắt.

Khi lưu lượng tiêu thụ vượt quá công suất của bơm M4, cảm biến lưu lượng 1 sẽ đóng lại, cung cấp nguồn cho cuộn k5 Điều này dẫn đến việc tiếp điểm k5 tự duy trì và cấp nguồn cho bộ khởi động mềm số 3, khiến bơm M5 tự động khởi động Khi lưu lượng tiêu thụ trở lại bình thường, cảm biến lưu lượng 2 sẽ tự ngắt, làm mất điện cho cuộn k5 và mở mạch.

MÔ PHỎNG

Giới thiệu về CADe SIMU

CADe-SIMU là một phần mềm vẽ mạch và mô phỏng mạch điện công nghiệp đã được việt hóa Giao diện của phần mềm như sau :

Phần mềm vẽ mạch điện CADe-Simu ( Việt Hóa ) Những tính năng chính của phần mềm CADe SIMU:

- Phần mềm cung cấp các chức năng tiện lợi khi vẽ sơ đồ mạch điện công nghiệp

- Hỗ trợ đầy đủ các thiết bị công nghiệp như: CB, Relay, MCCB, Wire, Contactor, Aptomat…

Phần mềm này rất hữu ích cho sinh viên đang học hoặc mới tốt nghiệp, đặc biệt trong việc mô phỏng mạch điện công nghiệp khi chưa có điều kiện mua sắm thiết bị thực tế.

- Là phần mềm gọn nhẹ, có thể chạy trực tiếp mà không cần cài đặt.

- Phần mềm là đã được việt hóa nên rất dễ sử dụng.

- Phần mềm cho ta sơ đồ điều khiển trong công nghiệp khá dễ dàng Giúp kỹ sư vẽ mạch nhanh chóng và đồng thời có thể mô phỏng.

Mạch mô phỏng

Hình 5.2: Sơ đồ mạch lực

Hình 5.3: Sơ đồ mạch điều khiển

Hình 5.4: Sơ đồ mô phỏng

Kết quả mô phỏng

Hình 5.5 Cấp nguồn cho toàn mạch

Hình 5.7 Sau một khoảng thời gian T

Hình 5.8 Khi cảm biến lưu lượng 1 hoạt động

Hình 5.9 Khi cảm biến 2 hoạt động

Hình 5.10 Khi cảm biến 4 hoạt động

Nhận xét : kết quả mô phỏng đã đáp ứng đủ điều khiển trạm bơm

Tiêu đề	Thiết Kế Trạm Bơm Nước Sạch Công Suất 60Kw
Tác giả	Phạm Văn Trung, Nguyễn Văn Tiến, Lê Đình Trường
Người hướng dẫn	Phạm Thị Hương Sen
Trường học	Trường Đại Học Điện Lực
Chuyên ngành	Điều Khiển Và Tự Động Hóa
Thể loại	Đồ án

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	2,21 MB