(Luận Văn Thạc Sĩ) Nghiên Cứu Giải Pháp Điều Khiển Chế Độ Làm Việc Của Hệ Thống Trạm Bơm Tưới Đảm Bảo Cung Cấp Đủ Nước Và Tiết Kiệm Năng Lượng Tiêu Thụ. Áp Dụng Cho Trạm Bơm Lưu Khê

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Nguyễn Ngọc Chanh NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TRẠM BƠM TƯỚI ĐẢM BẢO CUNG CẤP ĐỦ NƯỚC VÀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ ÁP DỤNG CHO TRẠM BƠM LƯU KHÊ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà nội–Năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Nguyễn Ngọc Chanh NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TRẠM BƠM TƯỚI ĐẢM BẢO CUNG CẤP ĐỦ NƯỚC VÀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ ÁP DỤNG CHO TRẠM BƠM LƯU KHÊ LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước Mã số: 60580212 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Chí Nguyện Hà nội–Năm 2015 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian dài thực hiện, tác giả hoàn thành Luận văn Thạc sĩ, chuyên ngành Tài nguyên nước với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp điểu khiển chế độ làm việc hệ thống trạm bơm tưới đảm bảo cung cấp đủ nước tiết kiệm lượng tiêu thụ Áp dụng cho trạm bơm Lưu Khê” Bên cạnh nỗ lực thân, tác giả bảo, hướng dẫn tận tình thầy, cô giáo đồng nghiệp bạn bè Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới GS TS Lê Chí Nguyện (Trưởng Bộ môn Kỹ thuật hạ tầng PTNT, Phó trưởng khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước) tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cung cấp tài liệu, thông tin cần thiết cho tác giả suốt trình tìm hiểu, nghiên cứu hồn thiện luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, thầy giáo, cô giáo khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước, Thầy giáo, Cô giáo thuộc môn truyền đạt kiến thức chuyên mơn q trình học tập Tuy nhiên thời gian có hạn, kinh nghiệm thân cịn hạn chế nên thiếu sót luận văn khơng thể tránh khỏi Tác giả mong tiếp tục nhận bảo, hướng dẫn giúp đỡ Thầy, Cơ giáo ý kiến đóng góp bạn bè đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Ngọc Chanh BẢN CAM KẾT Tên tác giả : Nguyễn Ngọc Chanh Người hướng dẫn khoa học: GS TS Lê Chí Nguyện Tên đề tài Luận văn “Nghiên cứu giải pháp điểu khiển chế độ làm việc hệ thống trạm bơm tưới đảm bảo cung cấp đủ nước tiết kiệm lượng tiêu thụ Áp dụng cho trạm bơm Lưu Khê” Tác giả xin cam đoan Luận văn hoàn thành dựa số liệu thu thập từ nguồn thực tế, tư liệu công bố báo cáo quan Nhà nước, đăng tải tạp chí chuyên ngành, sách, báo Tác giả không chép Luận văn đề tài nghiên cứu trước Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Ngọc Chanh MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN I Tổng quan hệ thống trạm bơm tưới nước hệ thống thủy lợi sông Nhuệ 1.1 Tổng quan hệ thống trạm bơm tưới nước 1.2 Tổng quan hệ thống thủy lợi sông Nhuệ 1.2.1 Vị trí địa lý 1.2.2.Hiện trạng kinh tế xã hội hệ thống 1.2.3 Hiện trạng trạm bơm tưới nằm hệ thống 1.2.4 Các trạm bơm lấy nước tưới từ sông Hồng 1.2.5 Các trạm bơm lấy nước tưới từ sông Đáy 10 1.2.6.Vùng tưới lấy nước sông Hồng qua cống Liên Mạc 10 1.2.7 Về trạng trạm bơm, máy bơm 20 1.2.8 Hiện trạng nguồn nước tưới trạm bơm 23 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 24 2.1 Các phương pháp điều khiển vòng quay bơm lựa chọn phương pháp điều khiển số vòng quay bơm biến tần để thay đổi vòng quay động kéo máy bơm 24 2.2 Bài toán điều khiển trạm bơm: 25 2.2.1 Hệ thống trạm bơm 25 2.2.2 Phân tích trạm bơm Lưu Khê 26 2.3 Chỉ tiêu đánh giá 34 2.4 Bài toán thuật toán giải 35 CHƯƠNG PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH TỐN TẠI TRẠM BƠM 38 3.1 Tính tốn u cầu nước trạm bơm năm tính tốn có tần suất thực tế Ptt từ tính u cầu nước cần cung cấp đầu hệ thống 38 3.1.1 Tổng quan trạm bơm Lưu Khê 38 3.1.2 Tính tốn yếu tố khí tượng ứng với tần suất Ptt= 60% 41 3.1.3 Tính tốn xác định lượng nước dùng 46 3.2 Tính tốn mực nước trạm bơm năm tính tốn có tần suất thực tế Ptt 57 3.3 Lập kế hoạch chạy máy khơng có điều khiển chế độ làm việc bơm 60 3.4 Lập kế hoạch chạy máy có điều khiển chế độ làm việc bơm 66 3.5 So sánh hiệu 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 PHỤ LỤC 77 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Kết kiểm tra trạm bơm điển hình nước Bảng 2: Thông kê trạm bơm tưới lấy nước trực tiếp từ sông Hồng Bảng 1.3: Thống kê trạm bơm lấy nước từ sông Đáy 10 Bảng 1.4: Hiện trạng vùng lấy nước sông Hồng qua cống Liên Mạc 11 Bảng 1: Nhiệt độ trung bình tháng nhiều năm trạm Hà Đông 28 Bảng 2: Đặc trưng số nắng trung bình trạm Hà Đông 29 Bảng 3- Lượng mưa trung bình tháng nhiều năm trạm Hà Đơng năm 1986- 2010 29 Bảng 4: Đặc trưng độ ẩm tương đối trung bình trạm Hà Đơng 30 Bảng 5: Tốc độ gió trung bình nhiều năm trạm Hà Đơng 30 Bảng 6- Lượng bốc nhiều năm trạm Hà Đông 31 Bảng 7:Thời vụ trồng 32 Bảng 2.8: Giai đoạn sinh trưởng lúa chiêm xuân lúa mùa 32 Bảng - Các tiêu lý đất 33 Bảng 3.1: Các thông số thống kê lượng mưa vụ 42 Bảng 3.2: Hệ số thu phóng mưa theo vụ 44 Bảng 3: Mơ hình thu phóng lượng mưa thời khoảng ngày theo năm đại biểu vụ chiêm xuân 2003 ứng với tần suất P=60% 44 Bảng 4: Mô hình thu phóng lượng mưa thời khoảng ngày theo năm đại biểu vụ mùa 2008 ứng với tần suất P=60% 45 Bảng 5: Hệ số tưới lúa vụ chiêm 53 Bảng 3.6: Hệ số tưới lúa vụ mùa 54 Bảng 3.7: Lượng nước yêu cầu lúa vụ chiêm 56 Bảng 3.8: Lượng nước yêu cầu lúa vụ mùa 56 Bảng 3.9: Mực nước bể hút ngày cống Vân Đình năm tính tốn 58 Bảng 3.10: Chiều sâu dịng chảy kênh mực nước bể tháo 63 Bảng 3.11: Lich vận hành trạm bơm Lưu Khê vụ chiêm chưa điều khiển 64 Bảng 3.12: Kết tính tốn chênh lệch lưu lượng vụ chiêm 65 Bảng 3.13: Lịch vận hành trạm bơm Lưu Khê vụ mùa chưa điều khiển 65 Bảng 3.14: Kết tính tốn chênh lệch lưu lượng vụ mùa 66 Bảng 3.15: Tính tốn số vòng quay cần điều khiển vụ chiêm 68 Bảng 3.16: Tính tốn số vịng quay cần điều khiển vụ mùa 69 Bảng 3.17: Kết tính tốn lưu lượng bơm lượng chưa điều khiển có điều khiển 71 Bảng 3.18: Bảng so sánh lượng điện trước sau điều khiển 73 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Điểm cơng tác máy bơm 24 Hình 2.2: Đường đặc tính máy bơm tương ứng với số vịng quay khác 36 Hình 3.1: Trạm bơm Lưu Khê 38 Hình 3.2: Hình ảnh máy bơm hứng trục đứng loại 4000-6 39 Hình 3.3: Tính tốn giá trị bốc (ETo) 47 Hình 3.4: Tính tốn giá trị lượng mưa hiệu 48 Hình 3.5: Số liệu mùa vụ trồng 50 Hình 3.6: Dữ liệu đất 51 Hình 3.7: Kết tính nhu cầu sử dụng nước vụ chiêm xuân 52 Hình 3.8: Kết tính nhu cầu lượng nước dùng vụ mùa 52 Hinh 3.9: Giản đồ hệ số tưới vụ chiêm 54 Hinh 3.10: Giản đồ hệ số tưới vụ mùa 55 Hinh 3.11: Đường đặc tính máy bơm HTĐ 4000- 61 MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện nước ta có 75 hệ thống thủy lợi vừa lớn, nhiều hệ thống thủy lợi nhỏ, có 2000 trạm bơm điện lớn vừa có cơng suất lắp máy 250MW cho tưới 300MW cho tiêu, với 750000 máy bơm vừa nhỏ hợp tác xã nông dân mua sắm Các hệ thống quan trọng sản xuất nông nghiệp,phục vụ đời sống nhân dân mặt khác hệ thống thủy lợi góp phần bảo vệ phát triển rừng cải tạo đất đai, kết hợp thoát nước cho phát triển thủy điện ,công nghiệp ,dịch vụ Tuy hệ thống công trình trạm bơm chưa xây dựng đồng hồn chỉnh, thiết bị đóng mở cơng trình chủ yếu vận hành thủ công ,cửa van bị rò rỉ nước nhiều Hệ thống kênh dẫn hệ thống tưới chủ yếu đất Sau số năm bị sạt lở không khôi phục kịp thời làm giảm khả dẫn nước giảm khả bảo đảm tự chảy Dẫn đến lãng phí nước qua cơng trình lớn Việc tổn thất nước tưới lớn kế hoạch điều phối nước vụ tưới không tốt, kỹ thuật tưới lạc hậu gây lãng phí nước nhiều Đa phần hệ thống đạt khoảng 60% lực thiết kế Chất lượng quản lý khai thác hiệu đạt thấp chưa sâu mặt khoa học chưa theo dõi đánh giá hiệu tưới thường xuyên qua năm khai thác Các cơng trình điều tiết nước hệ thống kênh khơng trang bị hồn chỉnh thiết bị điều khiển tiên tiến Không thực thường xuyên việc kiểm tra theo dõi, đo đạc thông số cần thiết Hiệu suất máy bơm nước thiết bị thấp không thay dẫn đến việc tiêu hao lượng điện lớn Việc nghiên cứu chuyển giao tiến khoa học kỹ thuật quản lý, vận hàng cơng trình trạm bơm tưới chưa quan tâm mực, chưa đáp ứng yêu cầu làm việc hệ thống cơng trình 63 Bảng 3.10: Chiều sâu dòng chảy kênh mực nước bể tháo Vụ Lúa chiêm Lúa mùa Thời gian tưới Q yêu cầu Chiều sâu dòng chảy h Z bt Từ ngày Đến ngày (m3/s) (m) (m) 18-12 29-12 0.82 0.72 2.72 1-1 2-1 0.79 0.71 2.71 7-1 23-1 1.01 0.77 2.77 25-1 26-1 0.82 0.72 2.72 2-2 3-2 0.74 0.70 2.70 15-2 16-2 0.73 0.70 2.70 22-2 23-2 0.66 0.67 2.67 1-3 3-3 0.68 0.68 2.68 13-3 15-3 0.72 0.69 2.69 20-3 23-3 0.64 0.66 2.66 6-4 9-4 0.84 0.73 2.73 11-4 14-4 0.68 0.68 2.68 25-4 26-4 0.74 0.70 2.70 5-6 15-6 0.97 0.76 2.76 18-6 30-6 0.97 0.65 2.65 18-9 19-9 0.61 0.65 2.65 Căn vào lịch vận hành hệ thống trạm bơm Lưu Khê thu thập từ sổ ghi chép vận hành hệ thống Từ Zh, Zth tính tốn cột nước bơm H với H = Zbt – Zbh + ∑hms; chọn hms = 1,5 (m) Trong đó: Zbt – Mực nước bể tháo Zbh – Mực nước bể hút 64 Khi có H, cách tra đường đặc tính H~Q máy bơm HTĐ4000-6 ứng với H lần vận hành lưu lượng bơm máy Q1máy Q bơm thực tế = n x Q1máy Với n – Số máy chạy Trạm bơm Lưu Khê trạm bơm tưới tiêu kết hợp , luận văn tập trung nghiên cứu tưới nên có 01 máy chạy cho tưới Bảng 3.11: Lich vận hành trạm bơm Lưu Khê vụ chiêm chưa điều khiển Từ ngày Đến ngày Số ngày bơm (ngày) Zbh (m) Zbt (m) H (m) Qmáy (m3/h) Q1 may m3/s Số máy chạy (máy) Q bơm thực tế (m3/s) 18-12 29-12 14 0.73 2.72 3.49 5,000 1.39 1.00 1.39 1-1 2-1 0.42 2.71 3.79 4,980 1.38 1.00 1.38 7-1 23-1 17 0.56 2.77 3.71 4,975 1.38 1.00 1.38 25-1 26-1 0.75 2.72 3.47 5,100 1.42 1.00 1.42 2-2 3-2 0.68 2.70 3.52 5,075 1.41 1.00 1.41 15-2 16-2 0.59 2.70 3.61 5,010 1.39 1.00 1.39 22-2 23-2 0.91 2.67 3.26 5,190 1.44 1.00 1.44 1-3 3-3 0.77 2.68 3.41 5,160 1.43 1.00 1.43 13-3 15-3 0.67 2.69 3.52 5,170 1.44 1.00 1.44 20-3 23-3 0.72 2.66 3.44 5,000 1.39 1.00 1.39 6-4 9-4 0.47 2.73 3.76 4,900 1.36 1.00 1.36 11-4 14-4 0.86 2.68 3.32 5,150 1.43 1.00 1.43 25-4 26-4 0.67 2.70 3.53 5,000 1.39 1.00 1.39 61 Từ kết tính cho thấy chênh lệch lưu lượng 65 Bảng 3.12: Kết tính tốn chênh lệch lưu lượng vụ chiêm Q bơm thực tế Q yêu cầu ∆Q m3/s m3/s 1.39 0.82 0.57 1.38 0.79 0.59 1.38 1.01 0.37 1.42 0.82 0.60 1.41 0.74 0.67 1.39 0.73 0.66 1.44 0.66 0.79 1.43 0.68 0.75 1.44 0.72 0.72 1.39 0.64 0.75 1.36 0.84 0.53 1.43 0.68 0.75 1.39 0.74 0.65 Bảng 3.13: Lịch vận hành trạm bơm Lưu Khê vụ mùa chưa điều khiển Từ ngày Đến ngày Số ngày bơm (ngày) Zbh (m) Zbt (m) H (m) Qmáy (m3/h) Q1 may m3/s Số máy chạy (máy) Q bom thực tế (m3/h) 5-6 15-6 11 1.35 2.76 2.91 5235 1.45 1.45 18-6 30-6 13 0.91 2.77 3.36 5140 1.43 1.43 18-9 19-9 1.19 2.65 2.96 5200 1.44 1.44 Từ kết tính tốn ta thấy chênh lệch lưu lượng 66 Bảng 3.14: Kết tính tốn chênh lệch lưu lượng vụ mùa Q bơm thực tế Q yêu cầu (m3/s) ∆Q (m3/s) m3/s 1.45 0.97 0.48 1.34 0.97 0.37 1.44 0.61 0.84 Nhận xét : Kết tính tốn cho vụ mùa vụ chiêm xuân chưa điều khiển cho ta thấy Qbơm thực tế > Qyc Do khơng có điều khiển nên nhiều thời gian thừa nước chảy xuống kênh dẫn đến tình trạng lãng phí nước Vì ta phải lập kế hoạch điều khiển chế độ làm việc bơm để tránh tình trạng lãng phí nước cho sản xuất 3.4 Lập kế hoạch chạy máy có điều khiển chế độ làm việc bơm Xét toán Tyc =Tb , số vịng quay n = 735( v/p) Ta cần tìm số vòng quay n1 , coi tổn thất đường ống hút ống đẩy ∑hms =1,5m= const thời kỳ làm việc bơm, cách tìm số vịng quay n1 sau Tính cột nước bơm Hbi = Zti – Zhi +1,5 Ở : Hbi : cột nước làm việc máy bơm thời đoạn thứ i Zti: Mực nước bể tháo thời đoạn thứ i Vì ln điều chỉnh cho Qb =Qyc nên mực nước bể tháo không đổi Zhi: Mực nước bể hút thời đoạn thứ i, lấy bảng Zh ~t công ty khai thác thủy lợi sông Nhuệ cung cấp ứng với thời đoạn thứ i 1,5(m) : Tổng tổn thất thủy lực đường ống hút ống đẩy, chọn từ kinh nghiệm không thay đổi thời kỳ làm việc 67 Có H tra đường ( H~Q) ứng với số vịng quay n ta có Qb lưu lượng khả với đặc tính máy bơm cho Vịng quay n1 cần điều chỉnh để có Qb =Qyc ,theo cơng thức định luật đồng dạng ta có ↔ 𝑛1 = 𝑛∗𝑄𝑦𝑐 𝑄𝑏 𝑄𝑏 𝑛 = 𝑄𝑦𝑐 𝑛1 Các bước xác định số vòng quay cần điều chỉnh sau: - Từ lưu lượng yêu câu Qyc, xác định mực nước bể tháo -Có mực nước bể hút Zh, có ∑hms =1,5, tính cột nước bơm thực tế Hb, có Hb tra đường đặc tính H~Q máy bơm với vòng quay n lưu lượng bơm khả Qb Có Qb tính n1 Kết tính tốn vòng quay cần thay đổi theo thời kỳ bảng sau 68 Bảng 3.15: Tính tốn số vịng quay cần điều khiển vụ chiêm Q yêu cầu Từ ngày Đến ngày Zbh (m) Zbt (m) H (m) Qbơm (m3/h) n n1 m3/s vòng/phút vòng/ phút Q bơm m3/s 18-12 29-12 0.73 2.72 3.49 5,000 1.39 0.82 735 432 1-1 2-1 0.42 0.72 1.80 4,980 1.38 0.79 735 421 7-1 23-1 0.56 0.71 1.65 4,975 1.38 1.01 735 536 25-1 26-1 0.75 0.77 1.52 5,100 1.42 0.82 735 424 2-2 3-2 0.68 0.72 1.54 5,075 1.41 0.74 735 385 15-2 16-2 0.59 0.70 1.61 5,010 1.39 0.73 735 388 22-2 23-2 0.91 0.70 1.29 5,190 1.44 0.66 735 335 1-3 3-3 0.77 0.67 1.40 5,160 1.43 0.68 735 351 13-3 15-3 0.67 0.68 1.51 5,170 1.44 0.72 735 367 20-3 23-3 0.72 0.69 1.47 5,000 1.39 0.64 735 337 6-4 9-4 0.47 0.66 1.69 4,900 1.36 0.84 735 452 11-4 14-4 0.86 0.73 1.37 5,150 1.43 0.68 735 347 25-4 26-4 0.67 0.68 1.51 5,000 1.39 0.74 735 391 69 Bảng 3.16: Tính tốn số vịng quay cần điều khiển vụ mùa Từ ngày Đến ngày Số ngày bơm (ngày) Zbh (m) Zbt (m) H (m) Q bơm(m3/h) Qbơm Q yêu cầu n n1 m3/s vòng/phut vòng/ phút m3/s 5-6 15-6 11 1.35 2.72 2.87 5235 1.45 0.97 735 490 18-6 30-6 13 0.91 2.70 3.29 5140 1.43 0.97 735 500 18-9 19-9 1.19 2.70 3.01 5200 1.44 0.61 735 309 70 Bằng giải pháp thay đổi số vịng quay ,với tiêu chí đảm bảo lưu lượng yêu cầu , lượng tiết kiệm đáng kể 3.5 So sánh hiệu Do điều chỉnh số vịng quay máy bơm để đảm bảo ln có Qb = Qyc , Công suất tiêu thụ trạm bơmN= Năng lượng tiêu thụ trạm bơm 9,81∗Q∗H  ∋ = N ∗ Tb Kết tính tốn lượng nước bơm lượng tiêu thụ bảng 3.17 71 Bảng 3.17: Kết tính tốn lưu lượng bơm lượng chưa điều khiển có điều khiển Từ ngày Đến ngày Số ngày bơm (ngày) Số bơm T(h) Zbh (m) Q bom Zbt (m) H(m)  (%) Q thực tế (chưa điều khiển) N thực tế (chưa điều khiển) E thực tế ( chưa điều khiển) Q điều khiển N E điều điều khiển khiển m3/s kW kWh m3/s kW kWh m3/h Vụ Chiêm 18-12 29-12 1-1 2-1 7-1 14 336 0.73 2.72 3.49 5000 0.72 1.39 66.08 22,202.424 0.82 38.85 13055.025 48 0.42 2.71 3.79 4980 0.72 1.38 71.52 3,433.001 0.79 40.97 1966.392 23-1 17 408 0.56 2.77 3.71 4975 0.72 1.38 69.94 28,534.336 1.01 51.01 20813.145 25-1 26-1 48 0.75 2.72 3.47 5100 0.70 1.42 68.93 3,308.585 0.82 39.74 1907.302 2-2 3-2 48 0.68 2.70 3.52 5075 0.71 1.41 68.53 3,289.247 0.74 35.92 1724.046 15-2 16-2 48 0.59 2.70 3.61 5010 0.72 1.39 68.39 3,282.586 0.73 36.07 1731.384 22-2 23-2 48 0.91 2.67 3.26 5190 0.68 1.44 67.83 3,255.608 0.66 30.87 1481.960 1-3 3-3 72 0.77 2.68 3.41 5160 0.68 1.43 70.52 5,077.406 0.68 33.64 2422.264 72 Vụ Mùa 13-3 15-3 72 0.67 2.69 3.52 5170 0.69 1.44 71.89 5,176.084 0.72 35.85 2581.367 20-3 23-3 96 0.72 2.66 3.44 5000 0.72 1.39 65.18 6,257.360 0.64 29.89 2869.000 6-4 9-4 96 0.47 2.73 3.76 4900 0.75 1.36 66.90 6,422.098 0.84 41.09 3945.003 11-4 14-4 96 0.86 2.68 3.32 5150 0.69 1.43 67.48 6,477.837 0.68 31.87 3059.677 25-4 26-4 48 0.67 2.70 3.53 5000 0.72 1.39 66.77 3,204.761 0.74 35.52 1704.933 5-6 15-6 11 264 1.35 2.76 2.91 5235 0.68 1.45 61.14 16,140.676 0.97 40.76 10761.852 18-6 30-6 13 312 0.91 2.77 3.36 5140 0.68 1.43 69.11 21,561.322 0.97 47.06 14681.834 18-9 19-9 48 1.19 2.65 2.96 5200 0.67 1.44 62.69 3,009.064 0.61 26.37 1265.832 140,632.4 12.40 TỔNG 22.58 85971.02 73 + Từ bảng 3.17 , ta có: ∑𝐸 đ𝑖ề𝑢 𝑘ℎ𝑖ể𝑛 ∑𝐸 𝑡ℎự𝑐 𝑡ế = 85971,02 140632,4 = 0,61 Khi lượng tiết kiệm điều khiển E = (1-0,61)*∑E thực tế = 0,39*140632,4 = 54661,38 kWh Với giá thành điện phục vụ sản xuất 2000 đồng/ kWh chi phí tiết kiệm năm M= 54661,38*2000= 109.352.753 đồng + Từ bảng 3.17 tác giả so sánh lượng trước sau thay đổi số vòng quay máy bơm bảng: Bảng 3.18: Bảng so sánh lượng điện trước sau điều khiển Q thực tế (chưa điều khiển) Q điều khiển E thực tế (chưa điều khiển) E điều khiển Chênh lệch Tỉ lệ % m3/s m3/s kWh kWh kWh 1.39 0.82 22202.42 13055.03 9147.399 0.41 1.38 0.79 3433.001 1966.392 1466.608 0.43 1.38 1.01 28534.34 20813.15 7721.19 0.27 1.42 0.82 3308.585 1907.302 1401.283 0.42 1.41 0.74 3289.247 1724.046 1565.202 0.48 1.39 0.73 3282.586 1731.384 1551.202 0.47 1.44 0.66 3255.608 1481.96 1773.648 0.54 1.43 0.68 5077.406 2422.264 2655.142 0.52 1.44 0.72 5176.084 2581.367 2594.716 0.50 1.39 0.64 6257.36 2869 3388.36 0.54 1.36 0.84 6422.098 3945.003 2477.095 0.39 1.43 0.68 6477.837 3059.677 3418.159 0.53 1.39 0.74 3204.761 1704.933 1499.828 0.47 74 1.45 0.97 16140.68 10761.85 5378.824 0.33 1.43 0.97 21561.32 14681.83 6879.488 0.32 1.44 0.61 3009.064 1265.832 1743.232 0.58 54661.38 0.39 Tổng 140632.4 Nhận xét: Bằng giải pháp giảm số vịng quay với tiêu chí đảm bảo lưu lượng yêu cầu, lượng tiết kiệm đáng kể Cụ thể với tổng diện tích tưới 630 mà tính cho vụ chiêm vụ mùa năm tổng lượng điện tiết kiệm trạm bơm Lưu Khê 54661,38 kWh, điện tiết kiệm đạt 39% tương đương với 109.352.753 triệu đồng/ năm Qua phân tích cho thấy việc điều chỉnh số vòng quay để tăng hiệu làm việc tiết kiệm điện khả thi 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Luận văn đạt kết sau: Tổng quan tình hình sử dụng trạm bơm điện để tưới nước, hệ thống thủy lợi sơng Nhuệ trạm bơm Lưu Khê, từ thấy trạm bơm tưới chưa điều chỉnh chế độ làm việc bơm vận hành, dẫn đến tình trạng lãng phí nước bơm lưu lượng yêu cầu, đặc biệt năm nhiều nước, tình trạng khơng bơm đủ nước theo yêu cầu cột nước bơm cao năm hạn dẫn đến giảm suất trồng Từ đề nhiệm vụ nghiên cứu luận văn là: “ Nghiên cứu giải pháp điểu khiển chế độ làm việc hệ thống trạm bơm tưới đảm bảo cung cấp đủ nước tiết kiệm lượng tiêu thụ Áp dụng cho trạm bơm Lưu Khê” Đề xuất tốn cách giải tìm số vịng quay cần điều chỉnh cho trạm bơm Lưu Khê sở áp dụng lý thuyết chung điều chỉnh điểm công tác máy bơm đáp ứng yêu cầu thực tế Áp dụng tính tốn điều khiển chế độ làm việc bơm cho trạm bơm Lưu Khê năm đánh giá hiệu việc điều chỉnh chế độ làm việc bơm so với trường hợp khơng có điều chỉnh Năng lượng tiết kiệm 39% KIẾN NGHỊ Đề tài nghiên cứu có ý nghĩa khoa học thực tiễn Tuy thời gian hạn chế nên việc nghiên cứu đạt kết bước đầu Để phát triển kết nghiên cứu áp dụng vào sản xuất cần : Tiến hành nghiên cứu cho số trạm bơm điển hình khác để việc đánh giá hiệu điều khiển đầy đủ Lập chương trình điều khiển tổng quát chế độ làm việc trạm bơm tưới để áp dụng cho trạm bơm tưới Nghiên cứu chế tạo biến tần đáp ứng yêu cầu điều khiển trạm bơm 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo hội nghị khoa học thường niên năm 2014, GS.TS.Lê Chí Nguyện Nghiên cứu giải pháp thay đổi số vòng quay máy bơm nhằm tiết kiệm lượng tăng khả cấp nước cho trạm bơm Hoàng Lồ, huyện Tiên Lãng , Tp Hải Phịng Cơng ty khai thác cơng trình thủy lợi sơng Nhuệ.Đánh giá trạng sử dụng máy bơm, trạm bơm Lưu Khê, 2010 Đại học Thuỷ Lợi, Giáo trình Quy hoạch thiết kế hệ thống thuỷ lợi, Nhà xuất Xây dựng, 2007 Giáo trình máy bơm, trạm bơm , NXB Từ điển Bách Khoa Hà Nội, 2006 GS.TS Lê Chí Nguyện, Bài giảng sở khoa học nghiên cứu hệ thống tưới tiêu động lực NXB Nông Nghiệp, 2008 PGS.TS Lê Văn Nghinh “Tính tốn thủy văn thiết kế”, nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội – 2003; Trung tâm Bơm Máy Xây dựng Báo cáo tổng kết dự án điều tra trạng sử dụng máy bơm ,trạm bơm ,nguồn cung ứng giải pháp phát triển máy bơm Việt Nam, Hà Nội-2001 Trường Đại học Thủy lợi Bài tập đồ án môn học máy bơm trạm bơm 77 PHỤ LỤC