Đồ án sinh viên năm 5.bách khoa đà nẵng.hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN MỤC LỤC SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN CHƯƠNG I:SỐ LIỆU THIẾT KẾ TRẠM BƠM I.1.Cao độ đường đồng mức bình đồ vị trí xây dựng trạm BÌNH ĐỒ KHU VỰC XÂY DỰNG TRẠM BƠM BỒNG GIANG TL:1:1000 I.2.hệ số tưới đầu mối Từ ngày 02/02 01/03 22/03 06/04 25/04 13/07 29/07 23/08 THỜI GIAN TƯỚI Đến ngày Số ngày 28/02 26 21/03 21 05/04 15 22/04 17 09/05 15 22/07 10 20/08 23 21/09 30 SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A HỆ SỐ TƯỚI q (l/s.ha) 1.36 1.32 1.18 1.22 1.06 0.99 1.12 1.17 Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN I.3.Quá trình mực nước sông theo tháng ứng với p=75% vị trí xây dựng trạm bơm: Thán g 10 11 12 Z (m) 21.1 21.1 20.8 21.0 22.1 22.2 22.6 23.3 22.0 22.1 22.0 21.2 I.4.Diện tích khu tưới =13600 (ha) I.5.Cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh tưới =26.5 (m) I.6.Cao trình mực nước lũ cao ứng với p=1% =24 (m) I.7.Cao trình mực nước thấp sông ứng với p=90% =19.3 (m) I.8.Các tài liệu khác - Nhiệt độ trung bình nước sông t0 = 25oC -Mật độ phù sa nước sông W=0.7 (Kg/m3) -Trên tuyến thăm dò cho thấy lớp đất canh tác đất thịt pha sét -Khu vực tram bơm gần đường giao thông liên tỉnh đường dây điện cao 10kv SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN CHƯƠNG II:BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI II.1.Chọn tuyến công trình Căn vào nhiều yếu tố để ta chọn tuyến công trình hợp lí mặt kỹ thuật kinh tế công trình Phương án chọn hình vẽ: Thuận dòng khối lượng đào đắp tương đối đảm bảo, bãi sông rộng tạo điều kiện thi công thuận lợi, tuyến ngắn, bị bồi lắng hay xói lở,tuyến công trình phải đảm bảo ổn định II.2.Hình thức bố trí công trình trạm Công trình lấy nước bố trí riêng biệt với trạm bơm Nước lấy từ sông, dẫn theo kênh dẫn tới bể hút, qua máy bơm thông qua ống hút theo đường ống áp lực bể tháo kênh tưới Sơ tính toán cột nước trạm H =Zyc –= 26.5-19.3 = 7.2 m Vì cột nước không lớn nên bố trí bể tháo gần nhà máy SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN CHƯƠNG III :THIẾT KẾ KÊNH THÁO VÀ KÊNH DẪN III.1 Chọn lưu lượng thiết kế cho trạm bơm - Chọn lưu lượng thiết kế trạm bơm dựa vào đường trình lưu lượng cần bảng Nó chọn trị số lớn biểu đồ có số ngày tương đối dài (t>=20 ngày) =>Chọn = ==23120 (l/s)=23.12 (m3/s) -Lưu lượng nhỏ =0.99*13600/0.8=16.83 (m3/s) = 0,4.Qtk= 0.4*23.12=9.25 (m3/s) Vậy (m3/s) - Lưu lượng lớn tính công thức: Qmax = k.Qtk với k= 1,2 => Qmax = 1,2 23.12 = 27.74 (m3/s) III.2 Thiết kế kênh tháo Chọn mặt cắt kênh hình thang, thiết kế mặt cắt hình thang ứng với lưu lượng Qtk=23.12 (m3/s) Hệ số mái mái kênh chọn m1 =1,5; m2 = 1,5 Hê số nhám n = 0,0225(Phụ lục J TCVN 4118-2012) Độ dốc kênh i = 1/6000 Từ tiên kênh tháo ta xác đinh theo mặt cắt thủy lực lợi f ( Rln ) = 4m0 i QTk , Với m0 = + m − m , m = 1,5 * Bề rộng đáy kênh -Sơ tính chiều sâu h dựa vào điều kiện ổn định lòng kênh h = A3 QTK (m) A : hệ số A = 0,7÷1,0 ⇒ Chọn A = 0,9 SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN h = 0,9.3 23.12 = 2.56(m) Dựa vào điều kiện kênh có lực chuyển nước lớn β ln = b= β ln b = 3.Q 0, 25 − m = 5.08 h với m = 1,5 h=5.08*2.56=13.02 (m) , chọn b=13 ( m) Lâp tỉ số b/Rln tra PL 8-3 BTTL ⇒ h/Rln ⇒ h = Rln × h/Rln Tính ω=(b+m*h)*h => V=Q/ω Kiểm tra điều kiện không lắng không xói [ VKX ] = KQ0,1 [ VKL ] = AQ0,2 ; K = 0.62 W=0.7 (kg/m3) < 1.5 (kg/m3) ⇒ Chọn A = 0,33 Q f(Rln) 23.12 0.0047 27.74 0.0039 9.248 0.0118 Rln 1.79 1.92 1.27 b b/Rl n 4.17 7.50 3.89 5.88 h/Rl n 1.38 1.43 1.18 h ω 2.4 2.7 1.5 28.0 32.1 14.8 V [Vkx] [Vkl] 0.83 0.86 0.62 0.864 0.51 Ta thấy h tính toán chênh lệch so với h chọn sơ nên kết tính toán chấp nhận III.3 Xác đinh cao trình đáy kênh tháo bờ kênh tháo Cao trình tưới tự chảy kênh ZYc = 26.5 m cao trình đáy kênh tháo ứng với Qtk - Cao trình đáy kênh: Zđk = ZYc − htk = 26.5 − 2.49 = 24.01 m Cao trình bờ kênh : Zbk = Zđk + hmax + a = 24.01 + 2.76 + 0,4 = 27.17 m a = 0,4 m : chiều cao an toàn ( Q = 10~30 m3/s) SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN III.4 Xác định đường trình mực nước bể tháo * Lập bảng tính cao trình mực nước bể tháo ứng với thời kì tưới với cấp lưu lượng khác : Cột : Ngày bắt đầu tưới Cột : Ngày cuối chu kì tưới Cột : Số ngày chu kì tưới Cột : Lưu lượng tưới f ( Rln ) = Cột : 4m i QTk , Với m0 = + m − m , m = 1,5 Cột : Từ f(Rln) n tra bảng 8-1 BTTL ⇒ Rln Cột : Bề rộng đáy kênh b = 5,2 m Cột : b/Rln Cột : Có b/Rln tra bảng 8-3 BTTL ⇒ h/Rln Cột10 : h = Rln × h/Rln Cột 11 : Z = Zđk + h ; với Zđk = 24.01 m Thời gian tưới Từ ngày 02/0 01/0 22/0 06/0 25/0 13/0 29/0 23/0 Đến ngày 28/0 21/0 05/0 22/0 09/0 22/0 20/0 21/0 Q(m3/s ) f(Rln) Rln b b/Rl n h/Rl n 0.004 0.004 0.005 0.005 0.006 0.006 0.005 0.005 1.79 1.77 1.70 1.72 1.63 1.59 1.67 1.70 7.5 4.17 1.39 4.22 1.38 4.40 1.36 4.34 1.37 4.58 1.34 4.70 1.33 4.48 1.35 4.41 1.36 h Z Số ngày 26 23.12 21 22.44 15 20.06 17 20.74 15 18.02 10 16.83 23 19.04 30 19.89 SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A 2.4 2.4 2.3 2.3 2.1 2.1 2.2 2.3 26.50 26.47 26.33 26.37 26.20 26.13 26.27 26.32 Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN III.5 Thiết kế kênh dẫn Trạm bơm phục vụ cho tưới nên kênh dẫn kênh tháo có lưu lượng nên lấy mặt cắt ngang kênh dẫn làm mặt cắt ngang kênh tháo theo kích thước sau: b= 7.5 m hTK = 2.49 m m= 1,5 Bề rộng bờ kênh c=1,5 m Cao trình đáy kênh dẫn xác định theo công thức = Zbh 90% − hTK Zbh min90% = Zs min90% = 19.3 m ⇒ = 19.3-2.49=16.81 (m) Cao trình bờ kênh dẫn Zbk = Zbk max 1% + a = 24+0,4=24.4 (m) SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN CÁC LOẠI CỘT NƯỚC IV.1 Tính cột nước thiết kế Htk Công thức tính: HTK = hđhbq + ∑ht Trong : ∑ht: Tổng tổn thất dọc đường tổn thất cục đường ống chọn theo kinh nghiệm thiết kế ∑ht = 1- 1,50 trạm bơm có cột nước thấp = 10%hdh với trạm bơm có cột nước cao + hđhbq : cột nước địa hình bình quân ( m ) hđhbq tính theo phương pháp bình quân gia quyền : “ Công tiêu hao để bơm nước lên với cột nước bình quân gia quyền công cần tiêu hao để bơm nước lên với cột nước thời kỳ ” ∑Q ht ∑Q t i i i ⇒ hđhbq = i i Với : Qi ( m3/s ) :lưu lượng trạm bơm thời gian ti hi : cột nước địa hình ứng với Qi ti ti : thời gian bơm nước với Qi=const Kết tính toán lập bảng Trong đó: Cột : Thứ tự thời gian thứ i Cột 2,3,4 : Thời gian tưới Cột : Lưu lượng trạm bơm ứng với thời gian tưới Qi Cột 6: Cao trình mực nước bể tháo ( tính bảng ) Cột : Cao trình mực nước bể hút cao trình mực nước sông ứng với tần suất P = 75 % vị trí xây dựng trạm bơm (theo số liệu đề cho) Cột : Cột nước địa hình tương ứng với thời gian tưới thứ i SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN Trong : + K : hệ số an toàn, thường K = 1,05 ÷ 1,1 Lấy K = 1,05 + K1 : hệ số phụ tải : N tk max 411 K1 = dc = = 0,86 N H 480 NTKmax : Công suất lớn trục động làm việc với tần suất thiết kế (P = 75%) NTKmax = 411(kW) NđcơH = 480 kW: Công suất định mức động + K2 : Hệ số làm việc đồng thời : K2 = Số máy làm việc / Tổng số máy = n/n+1 = 5/6 = 0,83 + K3 : Hệ số thắp sáng , thường K3 = 0.7 ÷ 1, lấy K3 = 0,8 + Ntd : Công suất tự dùng , cung cấp điện cho việc thắp sáng ,chạy thiết bị phụ cung cấp điện cho địa phương xung quanh trạm Tùy theo trạm bơm lớn hay nhỏ mà lấy Ntd =50- 150 kW Lấy Ntd = 100 (kW) Thay vào công thức ta có : S yc = 1, 05* 0,86*0,83*5* 480 + 0,8.*100 = 2464 0,909*0,83 Điến áp nguồn : Tài liệu cho biết khu vực xây dựng trạm bơm gần đường điện cao 10kV Suy : - Ucao = 10 kV Điện áp đông : - Uthấp = kV - Dựa vào yêu cầu ta chọn MBA sau : TM - 5600 /10 với thông số kỹ thuật sau : Loại Máy Biến áp TM-3200/10 Dung lượng (kvA) 3200 Điện áp lớn Cao áp (Kv) Hạ áp (Kv) 10 6.3 SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trong lượng (KG) 13400 Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN CHƯƠNG VI:CHỌN CAO TRÌNH ĐẶT MÁY Cao trình đặt máy bơm phải thỏa mãn yêu cầu an toàn khí thực chế độ vận hành không đặt thấp để tránh tăng khối lượng công trình Để chọn cao trình đặt máy trước tiên ta dùng lưu lượng cột nước thiết kế để tính, sau kiểm tra trạng thái làm việc khác phải bảo đảm chống khí thực VI.1 Chọn cao trình đặt máy theo điều kiện không sinh khí thực VI.1.1.Tính cao trình đặt máy theo điều kiện đảm bảo máy không sinh khí thực máy bơm làm việc với cột nước thiết kế Cao trình đặt máy bơm tính theo công thức sau: Zđm = Zbh + [ hs ] (*) Trong đó: -Zđm : Cao trình đặt máy -Zbh mực nước thấp bể hút, Zbh =19.3 m -[ hs ] : Độ cao hút nước địa hình cho phép máy bơm [hs] tính theo công thức : [hs] = Hat -hbh -hmsoh -[ h] ∆ Trong : Hat (m):Cột nước áp lực khí trời mặt thoáng bể hút,tính theo công thức: Hat =10,33 - (m) Zbhmin(m) : Cao trình mực nước thấp bể hút Hat =10,33 - =10,31 (m) - H bh (m): Cột nước áp lực bốc nước bơm lên,phụ thuộc nhiệt độ nước,với t=250C.Tra bảng 5.2 (sách Máy Bơm Trạm Bơm) ta Hbh=0,335 m -Hmsoh (m) :cột nước tổn thất ma sát Hmsoh =0,5 (m) - [ h](m) :độ dự trữ khí thực cho phép ∆ Dựa vào Htk=6.2 mTra vào đường đặc tính H=f(Q),ta có θ =-30,[ ∆ h]=7.5 m Ta có: [hs]=10.31-0.335-0.5-7.5=1.975 m SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM => Z 1dm GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN =19.3+1,975=21.275 m VI.1.2.Tính cao trình đặt máy theo yêu cầu độ ngập bánh xe cánh quạt nhà máy chế tạo quy định Với hyc= -2 m => Z dm =19.3-2=17.3 m Để thỏa mãn điều kiện chọn Z TK dm = 17.3 (m) VI.2 Kiểm tra trường hợp bất thường động Xác định cao trình đặt máy theo công thức (*) đảm bảo không sinh khí thực máy bơm làm việc chế độ thiết kế Để đảm bảo máy bơm làm việc chế độ khác chế độ thiết kế bảo đảm không sinh khí thực, ta phải kiểm tra khí thực chế độ giới hạn chế độ làm việc với Hmax Hmin VI.2.1 Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước kiểm tra lớn : Với Hmax=7.16 m,tra đường đặc tính Q H ứng với θ =-30 ∆ 'h =10 m Và Q=4.62 m3/s,coi Hat,hbh,Hmsoh không thay đổi nên: h' s =10.31-0.335-0.5-10=-0.525 m Và Z’đm = 19.3-0.525= 18.775 (m) > ZTKđm = 17.3 (m) Vậy máy bơm làm việc an toàn , không sinh tượng khí thực VI.2.2.Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước kiểm tra nhỏ : Với Hmin=4.23 m,tra đường đặc tính Q H ứng với θ =-30 ∆ 'h =6 m Và Q=4.62 m3/s,coi Hat,hbh,Hmsoh không thay đổi nên: h' s =10.31-0.335-0.5-6=3.475 m Và Z’đm = 19.3+3.475 = 22.775 (m) > ZTKđm = 17.3 (m) Vậy máy bơm làm việc an toàn , không sinh tượng khí thực * Kết luận : Qua việc kiểm tra lại cao trình đặt máy trường hợp ta thấy máy bơm làm việc an toàn trường hợp SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM Vậy cao trình đặt máy thiết kế GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN TK Z đm = 17.3 (m) chọn an toàn SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN CHƯƠNG VII:THIẾT KẾ NHÀ MÁY VII.1 Chọn loại nhà máy Trong thực tế trạm bơm tưới phục vụ nông nghiệp việc phân loại nhà máy bơm thường theo điều kiện cấu tạo, chia làm ba loại sau: nhà máy kiểu móng tách rời, kiểu buồng kiều khối tảng - Lưu lượng máy bơm q1mb = 4.62 (m3/s) , Htk = 6.2 m - Loại máy bơm hướng trục,trục đứng cửa nước vào - Chiều cao hút nước dương hs Dao động mực nước lớn Với điều kiện ta xây dựng nhà máy bơm khối tảng VII.2.Tính chọn kích thước, cấu tạo nhà máy, ống hút VII.2.1 Thiết kế ống hút nhà máy bơm khối tảng Số ống hút nhà máy chọn số máy bơm n = (ống) Để cho nước chảy thuận dòng, lưu lượng phân bố ta nên chọn ống hút bơm cong Các kích thước ống hút tính theo đường kính BXCT máy bơm Đường kính bánh xe công tác D = 110( cm) Nên chiều cao ống hút : hh = 2.62*D = 2.62 x 1.1 = 2.88 (m) Để cho dòng chảy thuận dòng, lưu lượng phân bố ta chọn loại ống hút cong N0-1 VII.2.2 Cấu tạo kích thước nhà máy bơm kiểu khối tảng • Xác định kích thước khối móng : Ta có : hm = h1 + h2 Với : h1 = (0,8 ÷1,2) m chọn h1=0,8 (m) h2 = h6+2.28*D=0.2+2.28*1.1-0.43=2.278 (m) (với h6=(0.2-0.3),chọn h6=0.2) hm = 0.8+2.278=3.08 (m) SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN Gian bơm : La nơi đặt máy bơm , xây gian riêng biệt tường ngăn tường ngăn Gian bơm phải khô ,sạch sẽ, đặc biệt chống thấm từ nơi vào • - Chiều rộng móng : Bm = loh + b Với : b = 0,5b1 + b3 + δ2 b3 = (0,7 ÷ 1) m,chọn b3=0.7 m b1 : kích thước bệ đỡ = 1660 + 2*650 = 2960 mm δ2 = (0,6 ÷ 1,2) m b = 0,5* 2.96+ 0.7+1= 3.18 m Loh : chiều dài ống hút L=4.3*D=4.3*1.1 =4.73 (m) ⇒ Bm = 4.73 + 3.18 = 7.91 m -Chiều cao gian bơm: hgb = h3 + h4 + h5 ⇒ Tra cấu tạo máy bơm trục động đồng ta h3=0.43 (m) h4= 3.5 (m) h5= 4.5 (m) Hgb=0.43+3.5+4.5=8.93 (m) - Chiều cao toàn tầng : Hb = hm + hgb = 3.08 +8.93=12.01 (m) Vậy: cao trình đáy nhà máy: Cao trình đáy ống hút: Cao trình sàn động cơ: -Khoảng cách hai trục máy bơm: Ltr = Db + 2a4 + δ SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN Db : kích thước máy bơm (Tra bảng) Db = C+2*θ=1.66+2*0.65=2960 a4 > 1m Ta chọn a4 = 1,1m ; δ : chiều dày tường ngăn ; δ = (không sử dụng tường ngăn) Ltr =2.96 + 2*1.1 = 5.11 (m) Ngoài ra,Ltr phụ thuộc vào Dđc điều kiện quản lý động tầng trên: Ltr’=Dđc+b4 Với Dđc:Đường kính động (Dđc=2.43 m) b4=(1-1.5) m,chọn b4=1.5 m Ltr’=2.43+1.5=3.93 (m) Vậy Ltr=5.11 (m) -Chiều dài toàn tầng (tầng dưới): Ltd = Ltr (m - 1) +l+ Dđc+2*b4+2*δt+0.2 ⇒ Với : Ltr=5.11 m: khoảng cách hai trục động m : số máy bơm m=6 δt : chiều dày tường biên Để chống thấm từ vào ta chọn chiều dày tường biên tầng BTCT dày 0.9 (m).Tầng tường xây gạch,có chiều dày lă δt = 0,3(m) l- chiều dài sàn lắp ráp l=5.5 (m), tính từ trục cột đến trục qua tim tường biên b4=1.5 (m) (lối động cơ) ⇒ Ltd = 5.11*(6- 1) + 5.5 + 2.43+ 2*1.5 +2*0.3+0.2=37.28 (m) ⇒ Lttr=35.78-0.2=37.08 m • Kích thước tầng nhà máy bơm khối tảng: Khoảng cách từ sàn động đến vị trí kéo lên cao móc cẩu: = ht + e + h + c+f ht : chiều cao phần tĩnh động (tra bảng) ht = 1.08 m e : khoảng cách dự trữ e = 0,5 m SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN h : chiều dài trục động (tra bảng) h = 4.99 m c : chiều dài dây chao c = (0,5 ÷ 0,7) m f : khoảng cách tối thiểu từ móc câu đến cao trinh dầm cầu trục.(f=1,2) Htr = 1.08 + 0,5 + 4.99 + 0,6+1,2 = 8.37 (m) Ta chọn Htr = 8.5 m (tính từ sàn động đến mép ray dầm cầu trục) ⇒ Từ tính cao trình dầm cầu trục (mép ray): (m) SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN CHƯƠNG VIII:THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG ĐẨY, BỂ HÚT, BỂ THÁO VIII.1.Thiết kế đường ống đẩy Ống đẩy đọan ống nối liền nhà máy với bể tháo, vào vị trí nhà máy ta xác định chiều dài ống đẩy (Lôđ) Chọn số ống đẩy số máy bơm ống Vật liệu làm ống thép Đường kính kinh tế ống đẩy tính theo công thức DKT = 4Qbq nπVKT n : số ống đẩy đồng thời làm việc máy bơm n = ÷ VKT: Vận tốc kinh tế chảy ống lấy theo kinh nghiệm V KT= (1.5 2.5) m/s Chọn VKT = 2,3 m/s Qbq : Lưu lượng bình quân trạm tính theo công thức Qbq = ( ) Σ Qi3t (m / s) Σt Ta dựa vào bảng tính hđh , ta tính được: ∑ ( Q t ) = 1361618.514(m i / s)3 ngày ∑ t = 157(ngày) Từ kết bảng tính toán ta có Qbq = DKT = ( Σ Qi3t ) Σt 4.Qbq n.π V kt = = 1361618.514 = 20.55( m3 / s) 157 × 20.55 = 1.51 m × π × 2,3 SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN * Xác định chiều dày thành ống - Theo điều kiện lực tác dụng áp lực nước ống: δ= Trong đó: + γ: trọng lượng riêng nước γ = (T/m3 ) + [б]: ứng suất cho phép vật liệu làm ống kể đến điều kiện làm việc: [б] = k.Rc Với: k = 0,75 hệ số điều kiện làm việc Rc = 1300 (kG/cm2) ứng suất cho phép thép [б] = 0.75*1300 = 975 kG/cm2 = 9750 T/m2 + φ: hệ số đường hàn φ = (0,9 ÷ 0,95) ta chọn φ = 0,90 + D: đường kính ống lấy Dkt = 1.51 (m) + H: cột nước tĩnh (cột nước thiết kế) H = 6.2 (m) => δ = 1*6.2*1.51 2*9750*0.9 = 5.3*10-4 m = 0.53 (mm) Chọn chiều dày thành ống δ = mm, để đề phòng thành ống bị rỉ * Thiết kế mố đở - Tác dụng mố đỡ: - Đỡ cho đường ống không bị cong võng, không bị xê dịch khỏi vị trí ban đầu - Giữ chặt mối nối, tránh gãy ngang hay rạn nứt đường ống vận hành -Chọn loại mố đỡ: Mố đỡ làm bê tông cốt thép mác 200 Kiểu mố đỡ dạng yên ngựa có vòng đai thép ôm cứng lấy đường ống VIII.2.Thiết kế bể hút Bể hút công trình có nhiệm vụ nối tiếp kênh dẫn với nhà máy bơm Bề hút gồm phần: SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN -Phần mở rộng kênh dẫn -Phần tập trung nước Bề rộng tuyến lấy nước xác định theo công thức Bt = n.bB + (n − 1).btp Trong đó: - n : số ống hút n = - btp : bề rộng trụ pin btp = m - bB: chiều rộng khoang ống hút bB=4.11 m Bt = 6*4.11 + (6-1)*1 = 29.66 ( m) Ta có =< => không sinh xoáy nước Chiều dài bể hút là:Lb= với Vk=0.86 α=300-400 chọn α=300 Vậy Lb==41.35 (m) Cao trình bờ bể hút là: bbh = =1% Z spmax + a = 24+ 0,4 = 24.4 (m) Trong đó: =1% Z spmax = 24 m: Cao trình mực nước lớn sông với tần suất a= 0,4 m : Chiều cao an toàn tính từ mực nước lớn đến bể hút Chọn độ dốc bể hút i=0.25 Tường cánh gà α1=450 cho dòng chảy thuận dòng Chiều dài đoạn dốc bể hút:Ld= SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A p = 1% Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN VIII.3.Thiết kế bể tháo Bể tháo công trình quan trọng cuả công trình trạm bơm, có nhiệm vụ chủ yếu sau -Là công trình nối tiếp ống đẩy với kênh dẫn nước, đảm bảo dòng chảy thuận dòng vào kênh dẫn tổn thất thủy lực bể tháo -Phân phối lưu lượng khống chế mực nướcvào kênh tưới, đảm bảo yêu cầu kênh tưới máy bơm cách nhanh chóng - Kết cấu bền vững ổn định - Kích thước bể tháo phải đảm bảo dòng chảy thuận lợi mặt thủy lực hợp lí mặt kinh tế - Tạo điều kiện cho việc thi công, quản lí, sửa chữa Ở ta chọn loại bể thẳng dòng có nắp ống đẩy - Đường kính miệng ống đẩy Dra = (1.1 ÷ 1.2 )DKT =(1.1 ÷ 1.2)*1.51=(1.66 ÷ 1.8) Chọn Dra=1.7 (m) Vra = 4* Q 4* 4.62 = = 2.04( m / s ) π D π 1.7 - Độ ngập mép miệng ống đẩy tới mực nước nhỏ : Vra2 2.042 (3 ÷ 4) = (3 ÷ 4) = (0.64 ÷ 0.85) m 2g 2*9.81 hngập = Chọn hngập = 0.75 ( m) Chọn khoảng cách từ mép miệng ống đẩy đến đáy bể: P = 0,3(m) Hgimin = hngập + Dra + P = 0.75 + 1.7 + 0,3 = 2.75 (m) - Chiều cao thềm giếng tiêu ht = Hgimin - hK - hK min= 1.52 m : Độ sâu nhỏ kênh tháo ứng với Qmin ht = 2.75-1.52= 1.23 (m) SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN - Độ sâu lớn giếng tiêu Hgimax = ht + hK max - hK max = 2.76(m) : Độ sâu lớn kênh tháo Hgimax = 1.23 + 2.76 = 3.99 (m) - Độ ngập sâu mép miệng ống đẩy hngập max = Hgi max - Dra - P = 3.99 – 1.7– 0,3 = 1.99 (m) - Chiều cao phía tường bể tháo Hb = Hgimax + a a : Chiều cao an toàn, chọn a = 0,4 m Hb = 3.99 + 0,4 =4.39 (m) , - Cao trình đáy bể ∇ db = ∇ dk − ht = 24.01 – 1.23 = 22.78 (m) - Cao trình đỉnh bể ∇ dinhb = ∇ db + H b = 22.78 + 4.39 = 27.16 (m) -Chiều dày tường bể tháo b=1/3*htường=1/3*(4.39+0.4)=1.6 m - Chiều dài bể : Lbể = K hngập max Chọn thềm nghiêng với m=2 ht Dra = 0.72 nên K = 6.2 Lbể = 6.2*1.99 = 12.34 (m) - Chiều dài đoạn gia cố bảo vệ kênh chỗ nối tiếp với bể ÷ ÷ ÷ Lbv = ( 5)hK max = (4 5)*2.76 = (11.04 13.8)m Chọn Lbv = 12 (m) SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN - Khoảng cách tâm ống đẩy B = Dra + 2b +d d : Chiều dày trụ pin bể tháo lấy 0,6 m b : Khoảng cách từ mép ống đẩy đến trụ pin lấy 0,4 m B = 1.7+2.0,4+0,6=3.1(m) -Chiều rộng tổng bể tháo Btổng=(n-1).B+Dra+2.b=(6-1)*3.1+1.7+2.0,4=18 (m) SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang [...]... phương án này vận hành rất hợp lý và hiệu quả, lưu lượng cần tưới và lưu lượng bơm chênh lệch nhau không đáng kể do đó ta không cần hiệu chỉnh lại biểu đồ cung cấp nước Phương án này đạt hiệu quả cao về mặt kinh tế kỹ thuật V.1.2 So sánh các phương án chọn số máy bơm: Qua sự phân tích từng phương án như trên ta thấy phương án 4 là hợp lý nhất và đạt hiệu quả kinh tế cao nhất Do đó ta chọn phương án 4... ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN CHƯƠNG V:CHỌN MÁY BƠM, ĐỘNG CƠ VÀ MÁY BIẾN ÁP V.1 Chọn máy bơm V.1.1.Chọn số máy bơm Số lượng máy bơm (n) là một chỉ tiêu có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật rất lớn về mặt thiết kế cũng như quản lí vận hành của trạm sau này Nó quyết định trực tiếp đến loại máy bơm và loại nhà máy bơm Số lượng máy bơm nhiều dễ đảm bảo chạy máy theo các yêu cầu cấp nước, nhưng vố... trong phạm vi: 3≤ n ≤8 Lập biểu đồ lưu lượng của trạm qua các thời kì bơm nước và sắp xếp theo thứ tự từ lớn đến nhỏ Dựa vào biểu đồ lưu lượng ta đề xuất ra phương án số máy làm việc đảm bảo về lưu lượng và hiệu suất • Phương án 1: Z=2 tổ máy Qmax 23.12 = = 11.56 2 2 Lưu lượng cơ sở: q = (m3/s) Nhận xét: Phương án này có số tổ máy ít nhưng khó khăn trong việc cung cấp nước trong quá trình sử dụng lưu... giống với phương án 1 • Phương án 3: Z=4 tổ máy Lưu lượng cơ sở: q = Qmax 23.12 = = 5.78 4 4 SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A (m3/s) Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN Nhận xét: Ta thấy rằng này cũng khó khăn trong việc cấp nước Đây không phải là phương án hiệu quả nhất về mặt kinh tế Nếu sử dụng phương án này thì phải hiệu chỉnh lại biểu đồ cung cấp nước • Phương án 4: Z=5 tổ máy... Hat =10,33 - (m) Zbhmin(m) : Cao trình mực nước thấp nhất ở bể hút Hat =10,33 - =10,31 (m) - H bh (m): Cột nước áp lực bốc hơi của nước bơm lên,phụ thuộc nhiệt độ của nước, với t=250C.Tra bảng 5.2 (sách Máy Bơm và Trạm Bơm) ta được Hbh=0,335 m -Hmsoh (m) :cột nước tổn thất do ma sát Hmsoh =0,5 (m) - [ h](m) :độ dự trữ khí thực cho phép ∆ Dựa vào Htk=6.2 mTra vào đường đặc tính H=f(Q),ta có θ =-30,[ ∆... V.1.3.Chọn máy bơm Lưu lượng thiết kế cho một máy bơm là QTK = tram QTK 23.12 = = 4.62(m 3 / s ) Z 5 Cột nước thiết kế của máy bơm là HTK =6,2 m Ứng với lưu lượng thiết kế của một máy bơm làQtk = 4.62 (m3/s) và Htk = 6,2(m) Tra trên biểu đồ sản phẩm loại máy bơm hướng trạc,trục đứng của Nga.Ta chọn được loại máy bơm OД6-110-485 SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN... ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN 23.12 m3/s thì thiếu nước, máy bơm hoạt động không hiệu quả Còn sử dụng 2 tổ máy thì gây lãng phí Do đó phương án này không hiệu quả về mặt kĩ thuật cũng như về kinh tế Nếu chọn phương án này thì phải điều chỉnh lại biểu đồ cung cấp nước • Phương án 2: Z=3 tổ máy Qmax 23.12 = = 7.71 3 3 Lưu lượng cơ sở: q = (m3/s) Nhận xét: Ta thấy phương án này gần giống... Trang ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN VIII.3.Thiết kế bể tháo Bể tháo là công trình quan trọng cuả công trình trạm bơm, nó có nhiệm vụ chủ yếu sau -Là công trình nối tiếp giữa ống đẩy với kênh dẫn nước, đảm bảo dòng chảy thuận dòng vào kênh dẫn và tổn thất thủy lực ở bể tháo -Phân phối lưu lượng và khống chế mực nướcvào kênh tưới, đảm bảo yêu cầu kênh tưới về máy bơm một cách nhanh chóng... tăng lên, và quản lý phức tạp hơn Trong trường hợp số máy n nhỏ khối lượng công trình bao che nhỏ hơn nhưng mức độ an toàn cấp nước sẽ kém hơn Yêu cầu của việc chọn số lượng máy bơm và lưu lượng một máy bơm là phải đảm bảo thỏa mãn cung cấp đầy đủ nước theo biểu đồ lưu lượng yêu cầu một cách chính xác với hiệu quả kinh tế cao nhất Với kinh nghiệm thực tế để đáp ứng các yêu cầu trên số máy bơm thường... động cơ + K2 : Hệ số làm việc đồng thời : K2 = Số máy làm việc / Tổng số máy = n/n+1 = 5/6 = 0,83 + K3 : Hệ số thắp sáng , thường K3 = 0.7 ÷ 1, lấy K3 = 0,8 + Ntd : Công suất tự dùng , cung cấp điện cho việc thắp sáng ,chạy các thiết bị phụ và cung cấp điện cho địa phương ở xung quanh trạm Tùy theo trạm bơm lớn hay nhỏ mà lấy Ntd =50- 150 kW Lấy Ntd = 100 (kW) Thay vào công thức trên ta có : S yc