Thiết kế hệ thống bơm và trạm bơm quận 12

•Quận 12 với tổng diện tích là 5300 ha. Có 11 phường trực thuộc là: Thạnh Xuân, Hiệp Thành, Thới An, Thạnh Lộc, Tân Chánh Hiệp, Tân Thới Hiệp, An Phú Đông, Trung Mỹ Tây, Tân Thới Nhất, Đông Hưng Thuận, Tân Hưng Thuận.Là một nơi tập trung lượng dân cư lớn,với dân số tính đến năm 2014 là 465179 người.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN



Đồ án môn học Bơm và Trạm bơm Đề tài:THIẾT KẾ TRẠM BƠM CẤP NƯỚC CHO QUẬN 12 TP.HCM

Giảng viên giảng dạy: Vũ Văn Quang

Mục lục

2

1. Diện tích và dân sô

• Quận 12 với tổng diện tích là 5300 ha Có 11 phường trực thuộc là: Thạnh Xuân, Hiệp Thành, Thới An, Thạnh Lộc, Tân Chánh Hiệp, Tân Thới Hiệp, An Phú Đông, Trung Mỹ Tây, Tân Thới Nhất, Đông Hưng Thuận, Tân Hưng Thuận.Là một nơi tập trung lượng dân cư lớn,với dân số tính đến năm 2014 là 465179 người

2.Vị trí địa ly

Quận 12 nằm ở cửa ngõ Tây Bắc thành phố Hồ Chí Minh,

• Phía Bắc và phía tây giáp huyện Hóc Môn;

• Phía Nam của quận 12, từ Tây sang Đông lần lượt tiếp giáp với quận Bình Tân, quận Tân Phú, quận Tân Bình, quận Gò Vấp, một phần rất nhỏ ở Đông Nam giáp quận Bình Thạnh

• Phía Đông giáp sông Sài Gòn, ngăn cách với huyện Thuận An của tỉnh Bình Dương và quận Thủ Đức

• Quận 12 còn có sông Sài Gòn bao bọc phía đông, là đường giao thông thủy quan trọng Trong tương lai, nơi đây sẽ có đường sắt chạy qua.,với những thuận lợi đó Quận 12 lợi để bố trí các khu dân cư, khu công nghiệp ,thương mại dịch vụ, du lịch để đẩy nhanh quá trình đô thị hóa, phát triển kinh tế – xã hội, hướng tới công nghiệp hóa hiện đại hóa

3.Giao thông

• Quận 12 có hệ thống đường bộ với quốc lộ 22 (nay là đường Trường Chinh), xa lộvành đai ngoài (nay là quốc lộ 1A ), các tỉnh lộ 9, 12, 14, 15, 16, hệ thống các hương lộ này khá dày, Quận 12 có cơ sở hạ tầng thuận lợi cho phát triển kinh tế –

xã hội

4.Kinh Tế

• Rất nhiều trung tâm mua sắm sầm uất, các khu cao ốc, căn hộ cao cấp cũng nhanh chóng hình thành dọc theo đại lộ này làm cho các khu dân cư của quận 12 nhanh chóng hình thành và rộng mở Nhiều trường đại học mở thêm cơ sở đào tạo, nhiều công ty mở thêm chi nhánh, kho bãi, trạm trung chuyển, tại khu vực này làm cho

bộ mặt của quận 12 nhanh chóng thay đổi sau 15năm thành lập quận

5.Y tế - giáo dục

Bơm và trạm bơm

II.TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CỦA TRẠM BƠM CẤP NƯỚC

1.Lưu lượng nước sử dụng cho nhu cầu sinh hoạt của khu dân cư

a) Các thông số tính toán

• Dân số hiện nay của quận:No=465179(2014)

Dân sốsau 15 năm của quận : N15= No(1+a)∆T= 465179 (1+0.012)15= 556323 người

• Tiêu chuẩn dùng nước : qtc=120 (l/người.ngđ)

• Tỉ lệ dân số được cấp nước: f=0.85

b) Lưu lượng nước sinh hoạt cho quận 12

b.1) Lưu lượng nước trung bình ngày đêm

Q ngày.tb===56744 (m3/ng.đ)

2.Lưu lượng nước sinh hoạt trong ngày dùng nước lớn nhất.

Kngđ.max= 1,3

Qngđ.max=kngđ.max Qngđ.tb=1.3 =73767 (m3/ngày.đêm)

Lưu lượng nước sinh hoạt trong ngày dùng nước ít nhất:

Theo TCVNXD 33-2006 thì kngđ.min= 0,7 – 0,9 nên ta chọn kngđ.min= 0,8

Qngđ.min= kngđ.min Q ngđ.tb=0.856744=45395 (m3/ngày.đêm)

-Lưu lượng nước sinh hoạt cho giờ dùng lớn nhất là:

qgiờ.max = ==4450,609 (m3/h)

-Lưu lượng nước sinh hoạt cho giờ dùng ít nhất là:

Qgiờ.min ===855,89 (m3/h)

 Trong đó: Hệ số không điều hòa Kgiờ xác định theo công thức:

Kgiờ max = αmax x bmax

Kgiờ min = αmin x bmin

Vớiα: hệ số kể đến mức độ tiện nghi của công trình, chế độ làm việc đượcchọn như sau:

4

α max = 1,2 ÷1,5 Ta chọn α max =1.4

a min = 0,4 ÷ 0,6.Ta chọn a min =0.5

β: Hệ số kể đến số dân trong khu dân cư lấy bảng 3.2 trong TCVN 33- 2006

3.Lưu lượng nước dùng cho tưới cây và rửa đường

a.Lưu lương nước dùng cho tưới đường

Qtđ =(m3/ngđ)

Trong đó:

• Sđ : diện tích đường cần tưới

• qtd: tiêu chuần nước dùng để tưới đường cho 1 lần tưới (l/m2)

+ Sđ =600.800 (m2)

+ Theo TCVN 33-2006qtd = 0.3÷ 0.4 (l/m2) Ta chọn qtd = 0.4 (l/m2)

+ Mà trong 1 ngày có 8h tưới

 Qtđ = =240,32(m3/ngđ)

 Lượng nước tưới trong 1h là: = 30,04(m3/h)

b.Lưu lượng cung cấp cho tưới cây

Bơm và trạm bơm

Trong đó:

• Qtc: tiêu chẩn cho một lần tưới cây xanh của khu dân cư

• Sc: diện tích cây cần tưới

• Theo qui hoạch S= 88380 m2 (theo thống kê là 1 người/1m2 cây xanh)

• Theo TCVN 33- 2006 Qtc= 3-5 (l/m2) Chọn qtc= 4 (l/m2)

Qtc = (m3/ng.đ)

 Lượng nước cần tưới trong 1h là:=44,19(m3/h)

Tổng lượng nước cấp cho tưới cây, tưới đường:

Qtc-tđ =240,32 + 353,52 =593,84 (m3/ngđ)

4.Nước tưới cho bệnh viện quận 12

Lưu lượng dùng cho bệnh viện quận 12:

-Lưu lượng nước sử dụng cho cho bệnh viện quận 12:

= =ngày đêm)

5.Lưu lượng nước cấp cho trường đại học Hoa Sen

Lưu lượng sử dụng cho trường đại học Hoa Sen:

• Chọn số sinh viên: P = 8000 sinh viên

• = 75 (l/ sv.ngày)

Lưu lượng nước lớn nhất sử dụng lớn nhất của trường đại học:

= = = 600/ ngày đêm.)

6.Lưu lượng nước cho chữa cháy

Theo tiêu chuẩn dùng nước chữa cháy và số đám cháy đồng thời trong các khu dân cư

6

-Chọn 3 đám cháy đồng thời

- Thời gian dập tắt: 2 giờ

- Chọn nhà hỗn hợp các tầng không phụ thuộc bậc chịu lửa

- Tra bảng trên ta được tiêu chuẩn dùng nước chữa cháy và số cháy đồng thời trong khu dân cư Ta có qtc= 60 (l/s)

b Lưu lượng nước chữa cháy để dập tắt các đám cháy trong 2 giờ

Qcc = (3 x 60 x 2 x 3600) / 1000 = 1296 (m3/ngđ)

7. Lưu lượng cấp nước cho Khu du lịch Bến Xưa

Lượng khách du lịch trong ngày: 300 người

Tiêu chuẩn dùng nước: 35 (l/người)

Lưu lượng nước cần cấp cho khu du lịch

QDL== 10,5 (m3/ngđ)

8. Lưu lượng nước cấp cho hoạt động sản xuất công nghiệp

Lưu lượng cho xí nghiệp may Việt Long:

+ Diện tích: 4,2 (ha)

+ Tiêu chuẩn dùng nước: 22 (m3/ha/ngđ)

 Qxn = 22 x 4,2 = 92,4 (m3/ngđ)

9.Lưu lượng cấp nước cho khách sạn

* Khách sạn Mai Phương Thủy:

Quy mô: 25 ( phòng) = 40( giường)

Lưu lượng nước cho một đám cháy (l/s) Nhà 2 tầng trở xuông

với bậc chịu lửa

Nhà hỗn hợp các tầng không phụ thuộc bậc chịu lửa

Nhà 3 tầng trở lên không phụ thuộc bậc chịu lửa I,II,III IV,V

51010152020

-510102020

-1015152030304050 60

101515253540557080

Bơm và trạm bơm

Tiêu chuẩn nước cấp cho một giường: = 250(l/ngày)

= = = 10 (/ ngày đêm)

Khách sạn Silver Creet City Resort:

Quy mô: 50 ( phòng) = 75 (giường)

Tiêu chuẩn cấp nước cho một giường: = 250(l/ngày)

Ta chọn công suất của Trạm bơm Q = 98000 (m 3 /ngđ).

Bơm và trạm bơm

Qtưới cây, tưới

III XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH ĐÀI, BỂ CHỨA VÀ CỘT ÁP TOÀN PHẦN

1.Trạm bơm cấp 1

Trạm bơm cấp 1 hoạt động theo chế độ điều hòa nên ta có thể xác định được lưu

lượng của trạm bơm trong1giờ(lưu lượngcác giờ đều nhau):

→Qtrạm=4.17%x98000=2827m3/h=785.3l/sVới lưu lượng trên dự kiến dùng 1 máy bơm công tác Q = 1000 l/s và 1 máy

bơm dự phòng Q= 1000 l/s

Lưu lượng 1 máy bơm:Q1b = Qtrạm = 785.3l/s

Dùng ống thép, tra bảng thủy lực ta có:

+Ống hút:d=1000 mm

V=1 m/s 1000i =1.09

+Ốngđẩy:d=900mm

V=1.23

1000i=1.85

11

 Sơ đồ bố trí trạm bơm cấp 12.Chọn chế độ làm việc cho trạm bơm cấp 2

Chế độ nước tiêu thụ nước thay đổi theo giờ trong từng ngày ứng với hệ sốdùng nước không điều hòa giờ tính bằng % lưu lượng ngày đêm

− Để đặc trưng cho chế độ tiêu thụ nước ăn uống, sinh hoạt trong các đô thị,người ta đưa hệ số không điều hòa giờ và thiết lập biểu đồ tiêu thụ nước chotừng giờ trong ngày đêm

− Hệ số không điều hòa giờ lớn nhất là tỉ lệ giữa lưu lượng nước sử dụng tronggiờ dùng nước lớn nhất với giờ dùng nước trung bình trong ngày dùng nướclớn nhất

− Kgiờ.max được tính như ở trên là:

bơm cấp II dựa trên nguyên tắc: đường làm việc của trạm bơm cấp II bám sát đường tiêu thụ nước và theo chế độ ít bậc nhất

-Khi có nhiều máy bơm cùng làm việc thì các hệ số hoạt động đồng thời của máy bơm như sau:

 2 bơm làm việc đồng thời: α = 0.9

- Ta có trạm bơm cấp I làm việc theo chế độ 1 bậc điều hòa suốt ngày đêm là

4.17%Q ngđ

- Căn cứ vào biểu đồ tiêu thụ nước có thể chọn chế độ bơm trong trạm bơm cấp II gồm 2 cấp

 Từ 0-6h và 23-24h: với tổng 8h chạy 1 bơm

- Căn cứ vào biểu đồ tiêu thụ nước có thể chọn chế độ bơm trong trạm bơm cấp

n1:số máy bơm của cấp thứ 1

n2:số máy bơm của cấp thứ2

a:số giờ bơm thứ nhất chạy

b:số giờ bơm thứ hai chạy

α:là hệ số giảm lưu lượng khi chạy 2 máy bơm,α=0.9

Suyra: 8x1xQB+16x0.9x2xQB=100%

→Q B =2.72%Q ngđ =2.72%x98000 (m 3 /ngđ) =111.067 (m 3 /h)= 740.4 (l/s)

3. Xác định dung tích của đài nước theo chế độ bơm

• Chế độ tiêu thụ nước trên mạng rất phức tạp và thay đổi theo từng giờ Trong khi trạm cấp II làm nhiệm vụ cấp nước cho mạng chỉ làm việc theo 2-3 bậc nhất định Khi bơm như vậy, sẽ có giờ thừa nước và thiếu nước so với chế độ của mạng lưới

• Vì vậy muốn cấp nước đầy đủ và liên tục cho mọi đối tượng dùng nước thì trên mạng cần xây dựng đài nước.

• Khi trạm bơm cấp II vượt quá lượng nước cần tiêu thụ sẽ dẫn đến nước thừa nước, lượng nước thừa sẽ đưa lên đài và được chứa tại đó Ngược lại khi trạm bơm cấp II bơm không đủ cho nước tiêu thụ, khi đó nước từ trên đài chảy xuống bổ sung lượng nước thiếu

• Ngoài lượng nước điều hòa lên xuống, đài còn dự trữ một lượng nước chữa cháy trong 10 phút ban đầu

• Thời điểm đài cạn hết nước thường xảy ra sau một giai đoạn nước ở đài

ra liên tục nhiều nhất

- Dung tích đài nước bao gồm dung tích nước điều hòa giữa trạm cấp II và mạng lưới và dung tích nước dự trữ chữa cháy trong 10 phút ban đầu

Dung tích của đài nước được tính theo công thức

W đ = W đh + W cc

Trong đó:

• Wđh: là dung tích điều hòa đài nước

Dung tích điều hòa của đài nước được lập theo bảng thống kê Dung tíchđiều hòa lớn nhất của đài nước tương ứng với lượng nước còn lại trong đàinước nhiều nhất tính bằng % Qngđ

Bảng.Xác định dung tích điều hòa của đài nước theo chế độ bơm

Giờ trong

ngày

Lưu lượng nước tiêu thụ (%)

Lưu lượng nước cấp II

Lượng nướcvào đài

Lượng nước

ở đài ra

Lượng nướccòn lại trongđài

 Thể tích điều hòa của đài nước =3,31% Qngđ.

4 Xác định dung tích của đài nước

• Dung tích đài :W đ = W đh + W cc (m 3 )

• Wđh: dung tích điều hòa của đài nước

• Wcc:Là lượng nước cấp để chữa cháy 10 phút đầu

(%Qngđ)

− Wđh =(m3 )

− W cc được xác định như sau:

W cc 10’ = (m 3 )

• Theo quy phạm n=3 (nghĩa là có 3 đám cháy xảy ra cùng một lúc)

• Qtccc: Tiêu chuẩn lượng nước chữa cháy trong vòng 1 giây

− Theo tiêu chuẩn dùng nước chữa cháy qcc= 40(l/s) dành cho nhà hỗn hợp các tầng không phụ thuộc vào bậc chịu lửa

Thể tích đài cần xây dựng là:

Wđ = 3243.8 + 72 = 3315.8(m3)

 Xác định hình dáng và kích thước của đài

• Thể tích điều hòa của đài, chọn đài hình nấm

Vậy đài có chiều cao là 8(m), đường kính là 24 (m)

Chiều cao bảo vệ hbv = 0.5 (m)

 chiều cao bể chứa đài nước:

hđn = 8 + 0.5= 8.5 (m)

 chiều cao xây dựng đài (trụ đỡ):

hxdđ = ΔH - hđn = 24 – 8.5 = 15.5 (m)

16

Lưu lượng

từ trạm bơm cấp II

Lượng nước vào bể Lượng nước ra bể

Lượng nước còn lại trong bể

− Do chế độ làm việc khác nhau giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II nên cầnphải xây dựng bể chứa nước để dự trữ một lượng nước do trạm bơm cấp I bơmđến khi trạm bơm cấp II không bơm hết và bổ sung lượng nước thiếu khi trạmbơm cấp II bơm nhiều hơn.

Đồng thời dùng để dự trữ nguồn nước dùng để chữa cháy trong 3 giờ và mộtlượng nước cần thiết cho bản thân trạm xử lí

− Lượng nước từ đường ống cấp nước là: Qb = 4.7% Qngđ

− Khi đó trạm bơm cấp II làm việc theo 2 cấp:

• Từ 0-6h và 23-24h: chạy 1 bơm với chế độ bơm là Qb =2,72%

• Từ 7-22h: chạy 2 bơm với chế độ 2 bơm là Q2b = 4,89%

− Chọn lúc bể cạn nước là lúc nước ra khỏi bể liên tục, ta chọn lúc 21-22h.Theo bảng 3, dung tích điều hòa lớn nhất của bể chứa 11.52 %Qngđ

− Dung tích bể được tính theo công thức

+Wcc + Wbt(m3)

Trong đó:

• :là thể tích điều hòa của bể chứa nước

18

• Wcc: thể tích chứa lượng nước để dập tắt đám cháy của phạm vi thiết kếtrong 3h và được tính theo công thức:

Wcc=1944(m3)

• n=3: số đám cháy

• qcc=60 l/s: tiêu chuẩn nước chữa cháy (l/s)

• Wbt: lượng nước dự trữ cho bản thân trạm xử lý (m3)

Vậy tổng dung tích của bể chứa nước là:

+Wcc + Wbt=1944+9704.7=22938.3(m3)

 Xây dựng 1 bể với thể tích là 22938.3 (m3)

• Chiều cao chứa nước của bể được tính theo công thức:

Hxd = Hbc + h =9.2+0.5=9.7(m)Trong đó: h là chiều cao bảo vệ của bể chứa nước, h = 0,5m

Bể chứa được xây dựng nữa nổi nữa chìmChiều cao nổi trên mặt đất:Hcl =2.7 (m)Chiều cao chìm dưới mặt đất:Hdđ =Hxd-Hcl= 7 m

6.Tính toán cột áp toàn phần

 Sơ đồ làm việc của trạm bơm cấp 2Cột áp toàn phần của máy bơm:H=Hđh+Hh+HđTrong đó:Hđh:chiều cao bơm nước địa hình được xác định bằng hiệu cao trình

mực nước cao nhất trên đài và mực nước thấp nhất trong bể chứa nước sạch

Hh: tổn thất cột áp trên đường ống hút

Hđ:tổn thất cột áp trên đường ống đẩy từ máy bơm đến đài

H h = H cb h + H l h

Trong đó:Hcbh:tổn thất cục bộ trên đường ống hút

20

Hệ số tổn thất cục bộ

H đ = H cb đ + H l đ

Trong đó:Hcbđ: tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy

Hlđ: tổn thất theochiều dài ống đẩy

Ta chọn máy bơm: TP 80-400/2 A-F-A-BAQE

Hệ số tổn thất cục bộ

22

Trạm bơm cấp II xây dựng theo kiểu nổi Trạm trang bị 3 máy bơm, trong đó

có 1 máy bơm dự phòng Mặt bằng nhà trạm dạng chữ nhật

V AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG QUẢN LÝ TRẠM BƠM

Trong quản lý trạm bơm an toàn lao động cũng là 1 vấn đề rất quan trọng đòi hỏi người vận hành phải chấp hành tuyệt đối Có như vậy mới đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, nâng cao độ tin cậy làm việc và hiệu suất của máy móc thiết bị

Về phần bơm:

1 Trong trạm cần có các hướng dẫn thao tác khi vận hành tổ máy lúc làm việc bình thường, lúc xảy ra sự cố , hướng dẫn sửa chữa và quản lý các thiết bị trongtrạm

2 Trước khi mở máy cần phải

+ Kiểm tra lại các bộ phận làm việc , dầu mỡ bôi trơn , hệ thống dẫn nước.+ Kiểm tra động cơ điện và dây nối đất

+ Mồi bơm

3 Không được vận hành bơm khi không có các bộ phận an toàn

4 Phải tắt máy khi thấy bơm làm việc rung, ồn hoặc có tiếng động bất thường

24

kiểm tra kĩ độ an toàn.

VI Tài liệu tham khảo

2 Máy bơm và các thiết bị cấp thoát nước(Ths Lê Dung –TS.Trần Đức Hạ)