Thiết kế thiết bị cho trạm bơm cấp nước sạch

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG - - • ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • ĐỀ TÀI : • THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHO TRẠM BƠM CẤP NƯỚC SẠCH • • • • SVTH LỚP GVHD GVD TUYỀN : NGUYỄN NGÂN : 03C4B : TS HUỲNH VĂN HOÀNG : KS NGUYỄN THỊ BĂNG ĐÀ NẴNG 6-2008 NỘI DUNG ĐỀ TÀI Ý nghĩa kinh tế kỹ thuật đề tài Cơ sở lý thuyết thiết kế thiết bị cho trạm bơm Thiết kế thiết bị cho trạm bơm Đường ống dẫn Bố trí bơm thiết bị trạm Một số vấn đề tự động hóa trạm Lắp ráp, vận hành bảo dưỡng thiết bị Kết luận 1 Ý NGHĨA KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ĐỀ TÀI  Sơ lược trạm bơm cấp nước  Mục đích ý nghĩa kinh tế kỹ thuật CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHO TRẠM BƠM  Các phương trình sử dụng tính toán thiết kế  Các loại máy bơm sử dụng cấp nước  Cơ sở để chọn bơm  Các đường đặc tính của bơm THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHO TRẠM BƠM  Số liệu đầu vào: Lượng nước yêu cầu trạm bơm: Q = 25 000 (m 3/ngày)  Tính sơ bộ đường kính ống: Đường kính ống d xác định: 4Q Q d= = 1,13 ( m) π v v + Đối với ống hút: dh = 600 (mm), vh = 1,03 (m/s) + Đối với ống đẩy: dh = 500 (mm), vh = 1,48 (m/s)  Chọn loại đường ống: + Chọn loại ống dẫn: Ống thép loại ống có nhiều ưu điểm nên ống thép chọn làm đường ống dẫn hệ thống 3 THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHO TRẠM BƠM + Bảo vệ đường ống: 6 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ ống thép cathode 1- Trạm bảo vệ; 2- Cáp dẫn; 3- Đường ống;4- Điểm tập trung; 5- Anode; 6- Lớp bảo vệ 2 Tính sơ bộ tổn thất thủy lực đường ống: + Chọn sơ bộ chiều cao hút và chiều dài hút: - Chiều cao hút hh = (m) - Chiều dài toàn ống hút lh = (m) + Tính tổn thất thủy lực đường ống Htt – Tổng tổn thất đường ống hút ống đẩy Htt = hth +htd = 0,197 + 1,22 = 1,417 (m) THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHO TRẠM BƠM Tính sơ cột nước yêu cầu: Cột nước yêu cầu máy bơm cột nước yêu cầu trạm bơm, xác định tổng chiều cao bơm nước địa hình (H dh) tổn thất cột nước từ bể hút đến bể chứa nước: H tk = Hdh + Htt Htk = Hdh + Htt = 52,8 + 1,417 = 54,217 (m)  Chọn kiểu bơm: + Chọn kiểu loại bơm: Loại bơm ly tâm trục ngang hai cửa chế tạo ứng dụng rộng rãi công trình bơm chất lỏng dùng ăn uống, sinh hoạt, cấp nước nóng với nhiệt độ nước cho phép đến 1050C Để chọn máy bơm song hướng đáp ứng lưu lượng Q = 1041,67 (m3/h) cột áp H = 54,217 (m) ta tra đường đặc tính vùng loại bơm RDL chọn bơm loại RDL 300 400A, có số vòng quay trục n =1450 (v/ph) Hình dạng bơm RDL 300 - 400A KẾT CẤU BƠM THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHO TRẠM BƠM h d1 Chọn động 4A 355S4Y3 có thông số kỹ thuật: + Nđc = 250 (kW) + nđc = 1475 (v/ph) + Điện sử dụng Uđm = 220/380 V + Hiệu suất ηquay = 94,5% + Cosφ = 0,92 h31  Chọn động kéo bơm: l1 l31 l10 l30 b10 Các kích thước lắp đặt động lv  Khớp truyền động: Khớp nối trục vòng đàn hồi có ưu điểm là: + Truyền mômen lớn, không truyền lực dọc trục + Giảm va đập chấn động + Đề phòng cộng hưởng dao động xoắn gây + Giá thành rẻ d D d c l Kết cấu nối trục vòng đàn hồi ĐƯỜNG ỐNG DẪN  Chọn tuyến bố trí và tiêu chuẩn chọn ống  Đường kính ống dẫn  Các thiết bị lắp đường ống 4 Kết cấu van chiều lắp đường ống Cấu tạo van chiều lắp cửa hút a) b) Các kiểu mố ôm a- Mố ôm kín; b- Mố ôm hở THIẾT BỊ LẮP TRÊN ĐƯỜNG ỐNG Khớp dãn nỡ nhiệt Van khóa TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC ĐÓNG MỞ VAN S1 Fs S2 D d p1 Q1 D Q1 Q2 p2 p1 Fmsp p2 d pT p0 10 Qb Q2 Fmsc Fmst Fqt G Lực tác dụng lên cụm xilanh mở van Sơ đồ truyền động thủy lực đóng mở van KẾT CẤU MỘT SỐ BỘ TRUYỀN B P A 14 13 12 11 T 12 x p2 Kết cấu phân phối kiểu điện từ 13 x0 11 p1 Kết cấu van an toàn kiểu van bi Kết cấu bình tích KẾT CẤU MỘT SỐ BỘ TRUYỀN A A-A 10 Kết cấu bơm dầu A 23 10 11 22 21 12 20 13 19 14 15 16 17 18 Kết cấu xilanh thủy lực THIẾT BỊ CHỐNG NƯỚC VA ĐƯỜNG ỐNG + Hiện tượng: Va đập thủy lực hiện tượng biến đổi áp suất đột ngột vận tốc dòng chảy tăng hay giảm đột ngột Khi chất lỏng chuyển động với vận tốc lớn ống, đóng khóa đột ngột áp suất dòng chảy tăng vọt lên hiện tượng va đập thủy lực dương Ngược lại, va đập thủy lực âm + Chống va đập thủy lực: • Đóng, mở khóa, van từ từ • Dùng đường ống lớn để giảm vận tốc dòng chảy • Dùng vật liệu làm ống có môđun đàn hồi bé • Dùng thiết bị tự động tháo chất lỏng đường ống áp suất vượt trị số định trước ECL 1 c = = + Công thức tính: ρ 1+ D ECL δ Eδ  D  ρ  +  ECL δ Eδ    THIẾT BỊ CHỐNG NƯỚC VA ĐƯỜNG ỐNG + Tính va đập thủy lực bơm ngừng đột ngột - Vận tốc truyền sóng thủy lực: c=  D ρ  +  ECL δ Eδ =    0,5   103. + 11   2.10 0,009.2,2.10  - Tính cột áp nước va 10 11 ZA Zdh = 1153(m / s ) - Ta có cột áp nước va dương: - Cột áp nước va âm: H max = 3.H đh + ∆H = 3.52,8 + H min= H bom − ∆H = 56,6 − 1153.1,48 = 332,4(m) 9,81 1153.1,48 = −121,2(m) 9,81 THIẾT BỊ CHỐNG NƯỚC VA ĐƯỜNG ỐNG + Tính toán kích thước bình điều áp Để khắc phục hiện tượng nước va đập đường ống đảm bảo an toàn cho đường ống, thiết bị lắp đường ống ta cần tiến hành lắp bình điều áp cho trạm Sơ đồ lắp đặt bình điều áp 1- Đường ống đẩy trạm; 2- Ống dẫn nước ra; 3- Máy nén khí; 4- Van an toàn; 5- Đồng hồ áp suất; 6- Thiết bị đo mực nước; 7- Bình điều áp; 8- Đường ống dẫn nước vào 5 BỐ TRÍ BƠM VÀ CÁC THIẾT BỊ TẠI TRẠM  Giới thiệu chung: Nhà máy trạm bơm nơi đặt thiết bị động lực (máy bơm, động cơ…) trang thiết bị phụ (bơm chân không, hệ thống thiết bị phụ cơ, điện…) phục vụ cho việc bơm nước thuận lợi an toàn  Các loại nhà máy bơm Dựa vào kiểu, hình thức kết cấu nhà máy, vùng sử dụng, điều kiện địa hình, loại nguồn nước… nhà máy bơm chia theo nhiều cách  Cấu tạo móng của tổ máy bơm Kết cấu móng tổ máy bơm 1- Máy bơm li tâm; 2- Khớp nối; 3- Động điện; 4- Bulông néo; 5- Bê tông cốt thép BỐ TRÍ TRONG TRẠM CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH TẠI TRẠM + Bố trí nhà trạm Bao gồm bố trí bơm, ống, thiết bị điện, cấu truyền động, máy phụ mặt lắp máy v.v… * Máy bơm thường bố trí dạng sau đây: - Bố trí hàng dọc, hàng ngang, hai hàng ngang so le có hai độ cao khác nhau, hàng dùng cho bơm trục đứng trạm bơm lắp máy có Q = 4000 m3/h đặt nằm +Xác định kích thước của trạm bơm b2 b1 b4 Các kích thước bố trí trạm bơm 1- Bơm; 2- Động điện; 3- Tủ điện điều khiển L3 L1 L2 L1 L4 L5 Chiều dài trạm: L = 10,8(m) Chiều rộng trạm:B = 2,885 (m) Chọn B = (m) MẶT CẮT NGANG MẶT CẮT DỌC CỦA NHÀ TRẠM 10800 3000 Sơ đồ mặt cắt ngang nhà trạm Mặt cắt dọc nhà trạm 1- Máy bơm; 2- Động cơ; 3- Mặt nhà trạm; 4- Cần trục; 5- Nhà trạm 6 TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BƠM  Ưu việt của tự động hóa Tự động hóa trạm bơm làm tăng độ tin cậy, tính liên tục hoạt động cải thiện công việc cho công nhân làm việc trạm Tăng khả tổ chức, quản lý vận hành trạm bơm  Sơ đồ mồi bơm từ đường ống đẩy Sơ đồ mồi bơm từ đường ống đẩy 1- Đường ống hút; 2- Ống tràn; 3- Van điện từ; 4- Rơle điện từ kiểm tra việc mồi bơm; 5- Đường ống đẩy; 6- Đường ống mồi 7 LẮP RÁP, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ  Lắp ráp thiết bị  Vận hành máy bơm  Bảo dưỡng máy bơm vận hành LẮP RÁP ĐƯỜNG ỐNG Túi không khí Túi không khí Không đúng Đúng Không đúng Đúng KẾT LUẬN Sau ba tháng thực hiện, với nổ lực tìm hiểu nghiên cứu, lúc đầu nhiều trở ngại kiến thức non với cố gắng thân đến em hoàn thành đề tài tốt nghiệp “Thiết kế thiết bị cho trạm bơm cấp nước sạch” đúng thời gian qui định Đề tài chủ yếu chú trọng đến vấn đề tính toán chọn thiết bị lắp đặt cho trạm bơm.Trong trình tính toán dễ dàng nhận nhược điểm sau: Trong trình tính toán nước va cho trạm bơm, bỏ qua tổn thất đường ống nên tính kinh tế chọn thiết bị không cao Tuy nhiên, điều lại tăng tính an toàn cho thiết bị trạm bơm Với khoảng thời gian không nhiều kiến thức hạn chế đó, chắn đề tài không tránh khỏi sai sốt Kính mong nhận giúp đỡ thầy cô để em ngày hoàn thiện EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN! [...]... ống đẩy của trạm; 2- Ống dẫn nước ra; 3- Máy nén khí; 4- Van an toàn; 5- Đồng hồ áp suất; 6- Thiết bị đo mực nước; 7- Bình điều áp; 8- Đường ống dẫn nước vào 5 BỐ TRÍ BƠM VÀ CÁC THIẾT BỊ TẠI TRẠM  Giới thiệu chung: Nhà máy của trạm bơm là nơi đặt các thiết bị động lực (máy bơm, động cơ…) các trang thiết bị phụ (bơm chân không, các hệ thống thiết bị phụ cơ, điện…) phục vụ cho việc bơm nước thuận... đúng Đúng 8 KẾT LUẬN Sau hơn ba tháng thực hiện, với sự nổ lực tìm hiểu và nghiên cứu, tuy lúc đầu còn nhiều trở ngại do kiến thức còn non kém nhưng với sự cố gắng của bản thân đến nay em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp Thiết kế thiết bị cho trạm bơm cấp nước sạch đúng thời gian qui định Đề tài chủ yếu chú trọng đến vấn đề chính là tính toán cho n các thiết bị lắp đặt cho trạm bơm. Trong quá... của trạm: B = 2,885 (m) Cho n B = 3 (m) MẶT CẮT NGANG MẶT CẮT DỌC CỦA NHÀ TRẠM 2 3 4 5 10800 3000 1 Sơ đồ mặt cắt ngang nhà trạm Mặt cắt dọc nhà trạm 1- Máy bơm; 2- Động cơ; 3- Mặt nền nhà trạm; 4- Cần trục; 5- Nhà trạm 6 TỰ ĐỘNG HÓA TRẠM BƠM  Ưu việt của tự động hóa Tự động hóa trong trạm bơm làm tăng độ tin cậy, tính liên tục hoạt động cải thiện công việc cho công nhân làm việc trong trạm. .. máy bơm Dựa vào kiểu, hình thức kết cấu nhà máy, vùng sử dụng, điều kiện địa hình, loại nguồn nước nhà máy bơm được chia ra theo nhiều cách  Cấu tạo móng của tổ máy bơm 4 5 2 1 3 2 Kết cấu móng tổ máy bơm 1- Máy bơm li tâm; 2- Khớp nối; 3- Động cơ điện; 4- Bulông néo; 5- Bê tông cốt thép BỐ TRÍ TRONG TRẠM CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH TẠI TRẠM + Bố trí trong nhà trạm Bao gồm bố trí bơm, ống, thiết bị. .. lắp đặt cho trạm bơm. Trong quá trình tính toán có thể dễ dàng nhận ra các nhược điểm sau: Trong quá trình tính toán nước va cho trạm bơm, do bỏ qua các tổn thất trên đường ống nên tính kinh tế khi cho n thiết bị không cao Tuy nhiên, điều đó lại tăng tính an toàn cho thiết bị và trạm bơm Với khoảng thời gian không nhiều và kiến thức còn hạn chế do đó, chắc chắn đề tài không tránh khỏi sai sốt Kính mong... trạm Tăng khả năng tổ chức, quản lý và vận hành trạm bơm  Sơ đồ mồi bơm từ đường ống đẩy 2 1 3 4 5 6 Sơ đồ mồi bơm từ đường ống đẩy 1- Đường ống hút; 2- Ống tràn; 3- Van điện từ; 4- Rơle điện từ kiểm tra việc mồi bơm; 5- Đường ống đẩy; 6- Đường ống mồi 7 LẮP RÁP, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ  Lắp ráp thiết bị  Vận hành máy bơm  Bảo dưỡng máy bơm khi vận hành LẮP RÁP ĐƯỜNG ỐNG Túi không... máy v.v… * Máy bơm thường bố trí các dạng sau đây: - Bố trí một hàng dọc, một hàng ngang, hai hàng ngang so le có hai độ cao khác nhau, một hàng dùng cho các bơm trục đứng hoặc các trạm bơm lắp máy có Q = 4000 m3/h đặt nằm +Xác định kích thước chính của trạm bơm 1 2 3 b2 b1 b4 Các kích thước bố trí trạm bơm 1- Bơm; 2- Động cơ điện; 3- Tủ điện điều khiển L3 L1 L2 L1 L4 L5 Chiều dài của trạm: L = 10,8(m)... s ) - Ta có cột áp nước va dương: - Cột áp nước va âm: H max = 3.H đh + ∆H = 3.52,8 + H min= H bom − ∆H = 56,6 − 1153.1,48 = 332,4(m) 9,81 1153.1,48 = −121,2(m) 9,81 THIẾT BỊ CHỐNG NƯỚC VA ĐƯỜNG ỐNG + Tính toán kích thước bình điều áp Để khắc phục hiện tượng nước va đập đường ống và đảm bảo an toàn cho đường ống, thiết bị lắp trên đường ống ta cần tiến hành lắp bình điều áp cho trạm Sơ đồ lắp đặt... 11 1 2 3 4 5 7 6 T 12 x p2 8 Kết cấu phân phối kiểu điện từ 13 x0 11 p1 Kết cấu van an toàn kiểu van bi Kết cấu bình tích năng KẾT CẤU MỘT SỐ BỘ TRUYỀN 5 A 6 7 A-A 9 8 10 Kết cấu bơm dầu 4 3 2 1 A 9 23 10 11 22 21 12 20 13 19 14 15 16 17 18 Kết cấu xilanh thủy lực THIẾT BỊ CHỐNG NƯỚC VA ĐƯỜNG ỐNG + Hiện tượng: Va đập thủy lực là hiện tượng biến đổi áp suất đột ngột khi vận tốc của dòng... Dùng những thiết bị tự động tháo chất lỏng ở đường ống ra khi áp suất vượt trị số định trước ECL 1 1 c = = + Công thức tính: ρ 1+ D ECL δ Eδ  1 D  ρ  +  ECL δ Eδ    THIẾT BỊ CHỐNG NƯỚC VA ĐƯỜNG ỐNG + Tính va đập thủy lực khi bơm ngừng đột ngột - Vận tốc truyền sóng thủy lực: c= 1  1 D ρ  +  ECL δ Eδ =    1 0,5  1  103. + 9 11   2.10 0,009.2,2.10  9 - Tính cột áp nước va 3 ... máy phụ mặt lắp máy v.v… * Máy bơm thường bố trí dạng sau đây: - Bố trí hàng dọc, hàng ngang, hai hàng ngang so le có hai độ cao khác nhau, hàng dùng cho bơm trục đứng trạm bơm lắp máy có Q =... trạm: L = 10,8(m) Chiều rộng trạm:B = 2,885 (m) Chọn B = (m) MẶT CẮT NGANG MẶT CẮT DỌC CỦA NHÀ TRẠM 10800 3000 Sơ đồ mặt cắt ngang nhà trạm Mặt cắt dọc nhà trạm 1- Máy bơm; 2- Động cơ; 3- Mặt... Htt = 52,8 + 1,417 = 54,217 (m)  Chọn kiểu bơm: + Chọn kiểu loại bơm: Loại bơm ly tâm trục ngang hai cửa chế tạo ứng dụng rộng rãi công trình bơm chất lỏng dùng ăn uống, sinh hoạt, cấp nước