ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG I Giới thiệu đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội Đây thành phố có điều kiện địa lý, tự nhiên, kinh tế - xã hội,… đặc trưng điều kiện tỉnh Đồng Nai Điều kiện địa lý Tỉnh Đồng Nai nằm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Phía Đông Giáp tỉnh Bình Thuận, phía Bắc giáp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Thành phố Hồ Chí Minh, phía Bắc giáp tính Lâm Đồng Bình Dương Đồng Nai có vị trí quan trọng, cửa ngõ phía Đông Thành phố Hồ Chí Minh trung tâm kinh tế lớn phía Nam Thành phố có địa hình vùng đồng bình nguyên với độ dốc địa hình nhỏ, cao độ thành phố trải dài từ – 12m so với mực nước biển, dốc dần theo hướng từ Tây Tây Bắc sang Đông Đông Nam Ngoài phía Nam thành phố có sông lớn chảy từ hướng Tây sang hướng Đông Ở thành phố có đường chạy qua theo hướng Bắc – Nam, chia thành phố làm hai khu vực với diện tích khu vực I là: 457,83 ha, khu vực II là: 278,75 ha, tổng diện tích là: 736,58 Điều kiện tự nhiên Khí hậu Đồng Nai khí hậu nhiệu đới gió mùa, có hai mùa tương phản mùa khô mùa mưa Mùa khô thường tháng 12 đến tháng năm sau, mùa mưa kéo dài từ tháng đến tháng 11 Khoảng kết thúc mùa mưa dao động từ đầu tháng 10 đến tháng 12 Nhiệt độ trung bình năm 25 – 27 oC, nhiệt độ cao khoảng 20,5oC, số nắng năm 2.500 – 2.700 giờ, độ ẩm trung bình 80 – 82% Điều kiện địa chất thủy văn - Đất trồng trọt: m đến - Á cát: - Á sét: - Cát mịn: m đến m; - Cát thô: m đến 12 m; - Sét: 12 m đến 15 m; - Cát: 15 m đến 18 m; Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt m; m đến 4,5 m; 4,5 m đến m; MSSV: 535657 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Mực nước ngầm: Về mùa khô sâu mặt đất: 3,5 m Về mùa mưa sâu mặt đất: m Điều kiện kinh tế Thành phố có hai xí nghiệp với diện tích xí nghiệp I là: 18,21 ha, xí nghiệp II là: 28,86 ha, tổng diện tích hai xí nghiệp là: 47,07 nằm ngoại thành, tách biệt với khu dân cư nơi tạo việc làm cho 16% dân số Là thành phố vệ tinh, nằm thành phố lớn, có đường giao thông huyết mạch chạy qua nên thuận tiện cho lại, giao thương buôn bán người dân phát triển kinh tế xã hội địa phương Thành phố có mật độ dân số: Ở khu vực I là: 320 người/ha, với tiêu chuẩn thải nước là: 100 l/ng.ngđ; Ở khu vực II là: 270 người/ha, với tiêu chuẩn thải nước là: 120 l/ng.ngđ; Tổng số học sinh chiểm 10,5% dân số toàn thành phố; Tổng số giường chiếm 0,7% dân số toàn thành phố; Lựa chọn loại Hệ thống thoát nước cho đô thị a Ưu nhược điểm loại hệ thống thoát nước • Hệ thống thoát nước kiểu chung, riêng hoàn toàn (hay không hoàn toàn) nửa riêng Mỗi kiểu có ưu nhược điểm định Hệ thống thoát nước Hệ thống thoát nước Hệ thống thoát nước nửa chung riêng riêng Khái niệm Là hệ thống, tất loại nước thải (nước mưa, nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất) dẫn - vận chuyển mạng loại cống tới trạm xử lý xả nguồn tiếp nhận Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt Là hệ thống có hai hay nhiều mạng lưới: mạng lưới dùng để vận chuyển nước thải bẩn (nước thải sinh hoạt, sản xuất), trước xả vào nguồn tiếp nhận phải qua xử lý, mạng lưới khác dùng để vận chuyển nước thải quy Là hệ thống điểm giao hai mạng lưới độc lập, người ta xây dựng giếng tràn, tách nước mưa Tại giếng này, lượng mưa (giai đoạn đầu trận mưa trận mưa lớn kéo dài) chất lượng nước mưa bẩn, nước mưa MSSV: 535657 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga ước (như nước chảy vào mạng lưới mưa) xả thẳng thoát nước sinh hoạt, theo vào nguồn tiếp cống góp chung tới trạm xử lý Ngược lại lưu lượng nước mưa lớn (các trận mưa kéo dài), chất lượng tương đối sạch, nước mưa tràn qua giếng tách theo cống xả nguồn tiếp nhận - Đảm bảo tốt mặt vệ sinh toàn nước thải xử lý trước xả nguồn Ưu điểm - Chỉ phải bơm vận chuyển lượng nước thải bé kích thước đường ống nhỏ - Hiệu sử dụng cao - Chiều dài mạng lưới - Chế độ thủy lực làm giảm 30-40% so với hệ việc hệ thống ổn thống thoát nước riêng định rẽ hoàn toàn - Có thể phân đợt đầu tư - Chi phí quản lý giảm giảm vốn xây dựng 15-20% đợt đầu khu xây dựng nhà cao tầng, đô thị gần nguồn - Quản lý bảo dưỡng nước lớn dễ dàng, thuận tiện - Về vệ sinh tốt hệ thống thoát nước riêng thời gian mưa, chất bẩn không theo nước mưa xả trực tiếp vào nguồn - Phối hợp ưu điểm hệ thống thoát nước chung hệ thống thoát nước riêng - Do lượng nước mưa chảy tới trạm bơm, trạm xử lý không điều Nhược hòa nên việc quản lý, điểm điều phối trạm bơm trạm xử lý trở nên phức tạp, khó đạt hiệu mong muốn - Tổng chiều dài mạng - Vốn đầu tư ban đầu cao lưới lớn phải xây dựng đồng thời hệ thống thoát nước - Tổng chi phí xây dựng cao - Những chỗ giao mạng phải xây giếng tách - Tồn song song nước mưa, thường không nhiều hệ thống đường đạt hiệu mong muốn ống đô thị vệ sinh - Đường kính ống lớn, - Vệ sinh mùa khô làm việc lãng nước bẩn nước mưa phí, sử dụng vốn đầu tư không xử lý mà không hiệu thải trực tiếp vào nguồn Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga - Vốn xây dựng bỏ lúc lớn b Tổ chức thoát nước Do thành phố có địa hình thấp dần từ Tây-Tây-Bắc sang Đông-Đông-Nam, hướng gió chủ đạo Tây – Bắc, có sông chảy từ Đông sang Tây Vì ta đặt Trạm xử lý phía Đông - Nam so với thánh phố, cuối hướng gió hạ lưu sông, nơi có vị trí thấp so với toàn thành phố, để vừa tận dụng địa hình để thoát nước phương pháp tự chảy, vừa không gây ô nhiễm nguồn nước không khí thành phố Nước thải sinh hoạt, công nghiệp xử lý đạt tiêu chuẩn sau xả sông Riêng nước mưa nước thải quy ước có hệ thống riêng đổ trực tiếp sông mà không cần xử lý Chất lượng nước sông theo QCVN 08-2008/BTNMT: A1 Theo yêu cầu, ta thiết kế hệ thống thoát nước cho khu đô thị hoàn toàn, giai đoạn xây dựng có phát triển 20-30 năm tới, trở thành trung tâm kinh tế, văn hóa, trị vùng Theo quy hoạch phát triển đô thị từ ưu, nhược điểm hệ thống thoát nước ta chọn hệ thống thoát nước “ riêng hoàn toàn” cho Thành phố Để đảm bảo không xảy ngập úng có mưa lớn xử lý triệt để nước thải trước khỉ đổ nguồn tiếp nhận Mặt khác khu vực thiết kế quy hoạch để trở thành thành phố đại tương lai, có khu đô thi mới, khu đô thị mở rộng khu công nghiệp nên ta chọn hệ thống thoát nước riêng hợp lý, đảm bảo thoát nước cho thành phố trong tương lai Hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn cho đô thị có ưu điểm sau: o Công tác quản lý dễ dàng o Chế độ làm việc thuỷ lực hệ thống ổn định o Chỉ phải bơm vận chuyển lượng nước thải bé kích thước đường ống nhỏ o Hiệu sử dụng cao o Có thể phân đợt đầu tư giảm vốn xây dựng đợt đầu o Quản lý bảo dưỡng dễ dàng, thuận tiện Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga PHẦN II: CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN Lưu lượng nước thải sinh hoạt từ khu nhà ở: ♦ Xác định dân số tính toán theo công thức: N = ∑ βFiNi Trong đó: o β : Tỷ số diện tích nhà diện tích toàn Thành phố, lấy: + Khu vực I: β1 = 0,9 + Khu vực II: β2 = 0,85 o Fi: Diện tích khu vực tính toán, theo số liệu đo thì: + Diện tích khu vực I FI = 457,83(ha) + Diện tích khu vực II FII = 278,75 (ha) o Ni: mật độ dân số khu vực tính toán Khu vực Diện tích Mật độ F (ha) (người/ha) Tiêu chuẩn thải nước (l/ng.ngđ) I 457,83 320 100 II 278,75 270 120 Từ công thức ta có dân số tính toán khu vực là: o Khu vực I: N1= o Khu vực II: N2= 457,83 × 320 × 0,9 278, 75 × 270 × 0,85 = 131 855 (người) = 63 973 (người) Vậy tổng dân số Thành phố là: N = N1 + N2 = 131 885 + 63 973 = 195 828 (người) ♦ Xác định lưu lượng trung bình ngày: Theo công thức: Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 Đồ án: Mạng lưới thoái nước Qtbngày = q io N 1000 GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga (m3/ngđ) Trong qi0 tiêu chuẩn thải nước khu vực dân cư o o Khu vực I : Qtb-ngày1= Khu vực II: Q tb-ngày2= q1o N 100.131855 = = 1318,55 1000 1000 q o2 N 1000 = 120.63973 = 7676, 1000 (m3/ngđ) (m3/ngđ) Vậy, tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt thải Thành phố ngày đêm là: Qsh-tp = Qtb-ngày1 + Qtb-ngày2 = 1318,55 + 7676,8 = 20862,3 (m3/ngđ) ♦ Xác định lưu lượng trung bình giây: QTB ngày Theo công thức: qitb = 86, (l/s) QTB1 ngày o Khu vực I: qtb-s1 = 86, = 1318, 55 86, QTB2 ngày 86, = 152,6 (l/s) ⇒ k1ch = 1,6 9966, 24 86, = 88,9 (l/s) ⇒ k2ch = 1,7 o Khu vực II: qtb-s2 = o Lưu lượng trung bình giây toàn Thành phố là: = qtb-TPs = qtb-s1 + qtb-s2 = 152,6 + 88,9 = 241,5 (l/s) Từ lưu lượng trung bình giây, để có lưu lượng tính toán cho toàn Thành phố ta phải tìm hệ số không điều hòa kch Theo bảng “Trị số kch phụ thuộc qtbs”, ta có: kch = 1,4 Lưu lượng tính toán lưu lượng giây max: o q10max = qtb-s1 k1ch = 152,6 1,6 = 244,18 (l/s) o q20max = qtb-s2 k2ch = 88,9 1,7 = 151,05 (l/s) Lưu lượng trung bình lớn toàn Thành phố là: Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga qmax = qtb-TPs.kch = 241,5 1,4 = 338,05 (l/s) Kết qủa tính toán cho theo bảng sau: Bảng 1: Lưu lượng nước thải tính toán khu dân cư Số dân T/c thải Q nước: q0 (ha) (người/ha ) (người) (l/ng.ngđ ) (m3/ng.đ ) (l/s) I 457.83 320 131855 100 13185.5 152.6 1.6 244.18 II 278.75 270 63973 120 7676.8 88.9 1.7 151.05 - 195828 - 20862.3 241.5 1.4 338.05 Khu vực Diện tích Mật độ Tổng 736.58 q qmax kch (l/s) Bảng 2: Sự phân bố nước thải sinh hoạt theo ngày Giờ ngày Qsh % Q (m3) 00-01 1.65 344.2 01-02 1.65 344.2 02-03 1.65 344.2 03-04 1.65 344.2 04-05 1.65 344.2 05-06 4.2 876.2 06-07 5.8 1210.0 07-08 5.8 1210.0 08-09 5.85 1220.4 09-10 5.85 1220.4 Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga 10-11 5.85 1220.4 11-12 5.05 1053.5 12-13 4.2 876.2 13-14 5.8 1210.0 14-15 5.8 1210.0 15-16 5.8 1210.0 16-17 5.8 1210.0 17-18 5.75 1199.6 18-19 5.2 1084.8 19-20 4.72 984.7 20-21 4.1 855.4 21-22 2.85 594.6 22-23 1.65 344.2 23-24 1.65 344.2 ∑ 100 20862.3 Xác định lưu lượng tập trung có tiêu chuẩn thải nước: ♦ Bệnh viện: - Số giường bệnh nhân 0,7 %N B = 0,7% N = 0,7% 195 828 = 1371 (giường) - Lấy số giường bệnh 1400 giường, ta thiết kế bệnh viện mà bệnh viện có 280 giường o Tiêu chuẩn thải nước: qbv0 =500 (l/ng.ngđ) o Hệ số không điều hòa giờ: kh = 2,5 o Bệnh viện làm việc 24/24 ngày o Lưu lượng thải trung bình ngày bệnh viện là: Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 Đồ án: Mạng lưới thoái nước Qtbngày = o Qtbngày1 = o B.q bv o 1000 = = 700 (m3/ngày) Lưu lượng thải trung bình ngày bệnh viện là: 700 = 140 (m3/ngày) Lưu lượng thải trung bình bệnh viện là: tb Q Qtbgiờ= 1400.500 1000 GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga 24 = 140 24 = 5,83 (m3/h) + Lưu lượng Max là: Qhmax= kh Qtbgiờ = 2,5 5,83 = 14,58 (m3/h) + Lưu lượng Max giây là: qsmax = Q hmax 3, = 14, 58 3, = 4,05 (l/s) Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Sự phân bố nước thải bệnh viện theo ngày Thời gian % Q (m3) 00-01 0.2 1.4 01-02 0.2 1.4 02-03 0.2 1.4 03-04 0.2 1.4 04-05 0.5 3.5 05-06 0.5 3.5 06-07 35 07-08 35 08-09 56 09-10 10.4 72.8 10-11 42 11-12 9.6 67.2 12-13 9.4 65.8 13-14 42 14-15 35 15-16 8.1 56.7 16-17 5.5 38.5 17-18 35 18-19 28 19-20 28 20-21 3.7 25.9 21-22 14 22-23 23-24 0.5 3.5 Tổng 100 700 Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 10 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga 4a 6,45 4b 7,64 8a 4,94 8b 4,71 12a 5,55 12b 4,82 16a 6,66 16b 6,03 20a 6,67 20b 6,84 24a 7,13 24b 6,51 Tổng 73,95 4.3 Cường độ mưa tính toán Cường độ mưa tính toán xác định theo công thức: q= (20 + b) n × q 20 × (1 + C lg P) (t + b) n (l/s-ha) Trong đó: - Các hệ số q20, b, n, P thông số cho để tính toán, cho sau: q20 = 302,4 b = 28,53 C = 0,2286 n = 1,075 - t: Thời gian mưa - tính phút Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 34 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Căn vào đặc điểm vùng thoát nước mưa, đặc điểm địa hình khí hậu theo tỉnh Đồng Nai ta lấy chu kỳ tràn cống P = 1; đó, với giá trị biết trước t, ta tính q cho đoạn cống tính toán để đưa công thức tính toán lưu lượng nước mưa cho tuyến cống 4.4 Xác định thời gian mưa tính toán Thời gian mưa tính toán xác định theo công thức: t = tm + tr + tc (phút) 1, 25∑ tr = o tm: thời gian nước chảy từ điểm xa lưu vực đến rãnh, mương thoát nước nên lấy tm= 10 (phút) o tr: thời gian nước chảy rãnh đến giếng thu tính theo công thức: lr Vr (phút) Với lr, vr chiều dài vận tốc nước chảy cuối rãnh thu nước mưa Lấy trung bình sơ ta có lr = 150 (m), vr = 0,6 (m/s) 1,25 hệ số kể đến dần vận tốc rãnh Vậy ta có tr = 1,25 o 2∑ tc = lr Vc 150 0, 6.60 = 6,6 (phút) tc: thời gian nước chảy cống từ giếng thu đến tiết diện tính toán; tính theo công thức: (phút) - lc: chiều dài đoạn cống tính toán, - vc: Vận tốc nước chảy cống 4.5 Xác định hệ số dòng chảy Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 35 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Số liệu thành phần mặt phủ Thành phố theo tỷ lệ lấy theo tỷ lệ phần trăm tính theo bảng sau đây: Lọa mặt phủ % Diện tích Hệ số φ Mái nhà 30 22,19 0,95 Đường bê tông 15 11,09 0,9 Đường rải đá to 10 7,40 0,5 Đường rải đá cuội, sỏi 3,70 0,45 Mặt đất đá san 20 14,79 0,4 Bãi cỏ 20 14,79 0,1 Do diện tích mặt phủ thấm nước lớn 30% tổng diện tích Thành phố nên hệ số dòng chảy tính toán không phụ thuộc vào cường độ mưa thời gian mưa Khi hệ số dòng chảy lấy theo hệ số dòng chảy trung bình: ϕm = ∑ϕ ×F ∑F i i i = 0,59 4.6 Chọn chiều sâu đặt cống Chiều sâu đặt cống xác định đảm bảo đặt cống đường tránh tác dụng học xe cộ lại, H = h + D (m) Trong đó: - h = 0,7 (m) chiều sâu đặt cống tính từ mặt đất đến đỉnh cống - D đường kính ống, lấy = (m) ⇒ H = 0,7 +0.9 = 1.6 (m) 4.7 Xác định lưu lượng tính toán Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 36 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Lưu lượng tính toán mạng lưới thoát nước mưa tính theo phương pháp cường đội giới hạn Qtt = F.q ψ tb (l/s) Từ ta có bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước mưa Từ bảng tính toán thuỷ lực ta thấy điểm tính toán, chiều sâu đặt cống đảm bảo an toàn cho công tác bảo vệ cống Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 37 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga PHẦN IV: THIẾT KẾ TRẠM BƠM THOÁT NƯỚC Xác định lưu lượng làm việc bơm Lưu lượng làm việc máy bơm số bơm đặt trạm chọn dựa vào chế độ nước chảy đến trạm bơm Đặc biệt có lượng nước chảy đến lớn Q hmax có lưu lượng nước chảy đến Qhmin o Lưu lượng thải nước lớn nhất: Qhmax = 6,93 %Qngđ o Lưu lượng thải nước nhỏ nhất: Qhmin = 1,44 %Qngđ Nguyên tắc chọn lưu lượng Trạm bơm QT  Qhmax để đảm bảo an toàn Xong không chọn lớn nhiều không kinh tế phải chọn bơm lớn hơn, đường kính ống đẩy khối tích công trình xử lý lớn Tuy nhiên không chọn nhỏ Qhmax có nguy xảy tượng ngập ống dẫn nước đến trạm bơm Vì lý ta chọn QT = Qhmax Lưu lượng thải nước lớn là: 6,93 × 27298,36 Qhmax =6,93 %Qngđ = 100 = 1893,08 (m3/h) Do lưu lượng Trạm bơm là: QT = 1893,08 (m3/h) ⇒ QT = 1893, 08 × 1000 3600 = 525,86(l/s) Với công suất thiết kế lớn 1893,08 (m3/h) nên ta không chọn số bơm công tác ảnh hưởng tới yếu tố kinh tế kỹ thuật Vì công suất làm việc bơm phải tăng lên (tức công suất làm việc bơm lớn) lượng khởi động lớn dễ gây va đập gây tổn hao đến tuổi thọ máy bơm khó (hoặc tốn kém) để lựa chọn thiết bị điều khiển đóng mở máy Vì theo kinh nghiệm, ta chọn tổng số bơm, đó: o bơm công tác o bơm dự phòng Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 38 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Lưu lượng bơm công tác là: Qb = Qt 525,86 = = 292,14 × 0,9 × 0,9 (l/s) Ta biết, lưu lượng hai bơm làm việc song song nhỏ lưu lượng làm việc bơm chúng làm việc riêng rẽ đáng công thức ta phải nhân thêm với hệ số giảm lưu lượng Tuy nhiên bước xác định lưu lượng làm việc bơm để tiến hành chọn bơm, sau xác định xác điểm làm việc bơm hai bơm làm việc song song nên ta chấp nhận kết Xác định dung tích bể thu nước thải Do lưu lượng thu nước thải chảy đến trạm bơm thay đổi theo ngày nên cần phải xây dựng bể thu để điều hoà lưu lượng cấp cho máy bơm hoạt động ổn định Bể thu nước thải phải thoả mãn điều kiện: Thể tích bể Wb ≤ 50% QhMax để tránh thối rữa bể Wb  5’ QhMax (5 phút bơm máy bơm lớn nhất) để bơm hoạt động hiệu quả, tránh việc đóng mở máy nhiều lần Chọn chế độ điều khiển bơm tự động, số lần đóng mở bơm lần để đảm bảo chế độ bơm gần với chế độ thải nước Xác định dung tích bể phương pháp dùng biểu đồ tích luỹ nước thải (xem biểu đồ) Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 39 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga %Qng 6.93 3.47 0.432 0.283 15 30 45 1.44 60 ph Trục hoành biểu diễn thời gian - tính phút Trục tung biểu diễn lưu lượng nước chảy đến bể 1giờ - tính % Qngđ Có: Qhmax = 6,93 %Qngđ Qhmin = 1,44 %Qngđ Trong thải nước lớn nhất, đường biểu diễn lượng nước đến lượng nước trùng nhau, bơm làm việc liên tục Trong khác, lượng nước chảy đến hơn, bơm làm việc gián đoạn Chọn thời điểm đóng mở bơm vào 15’, 30’, 45’ 60’ Khi nước chảy đến ít, bể cạn nước, bơm ngắt Khi bể đầy nước đến mức cho phép bơm lại đóng lại làm việc Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 40 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Đường biểu diễn chế độ bơm sau ngắt song song với trục hoành đường sau mở máy song song với đường nước đến bơm nước thải nước lớn Hiệu tung độ đường nước đến đường nước tính toán với thải nước trung bình QhTB = 3,47 %Qngđ cho ta dung tích cần thiết bể thu 0,432%Qngđ Hiệu tung độ đường nước đến đường nước tính toán với đường nước đến Qhmin = 1,44 %Qngđ cho ta dung tích cần thiết bể thu 0,283%Qngđ Do lưu lượng trạm bơm lớn, ta tính dung tích bể theo lưu lượng trung bình : Wb = 0,432 % Qngđ = 0, 432 × 27298,36 100 = 117,93 (m3) Kiểm tra giá trị Wb theo hai điều kiện: 50% QhMax = 0,5 × 6,93 × 27298,36 100 = 946,54 (m3) Lượng nước máy bơm bơm phút là: Q5’ = 292,14 × 60 × 1000 Rõ ràng ta thấy = 87,64 (m3) Wb < 50% QhMax =946,54 (m3) Wb > 5’ QhMax = 87,64 (m3) Như dung tích bể theo tính toán đảm bảo hai điều kiện Vậy chọn bể thu nước thải có dung tích Wb = 117,93 (m3) Xác định cột áp toàn phần máy bơm Công thức Hb = Hđh + hh + hđ + hdự trữ Trong - Hđh: Chiều cao bơm nước địa hình, hiệu cao trình mực nước cao công trình làm giếng thu nước cao trình mép hố tập trung nước (m) - hdự trữ : Cột áp dự trữ, lấy 0,5 (m) - hh : Tổn thất áp lực đường ống hút (m) - hđ : Tổn thất áp lực đường ống đẩy (m) Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 41 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Lần lượt tính toán giá trị bơm bất lợi hệ thống 3.1 Xác định chiều cao bơm nước địa hình Hđh Chọn: - Chiều sâu mực nước công tác từ đáy cống xả đến đáy bể thu nước (m) - Đáy bể có độ dốc 0,1 phía hố thu nước - Mép hố thu nước cao đáy hố 0,5 (m) Do cao trình đáy cống xả theo thiết kế 1,864 (m) nên cao trình mép hố thu nước = 1,864 – = -0,136 (m) Vậy, Hđh = ∇MNNCNTXL - ∇HTNMép = 12 – (-0,136) = 12,136 (m) 3.2 Xác định tổn thất dọc đường đường ống hút hh Sơ bố trí van khoá đường ống hút, ống đẩy hình vẽ Ta có công thức tính tổng tổn thất đường ống hút: hh = hhd + hhcb • Tổn thất dọc đường đường ống hút hhd Được xác đinh theo công thức: hhd = i×lh Trong đó: - i : Tổn thất áp lực tính theo chiều dài đường ống - lh : Chiều dài đường ống hút Tuy nhiên, ta chọn kiểu đặt kiểu bơm chìm nên lh nhỏ, hhd≈ nên ta bỏ qua đại lượng trình tính toán • Tổn thất cục đường ống hút hhcb Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 42 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Được xác định theo công thức: hhcb = ∑ξ V2 2×g Trong đó: - ∑ξ : Tổng hệ số tổn thất cục đường ống hút - V - vận tốc dòng chảy nơi xảy tổn thất cục đường ống hút - g - gia tốc trọng trường = 9,81 m/s2 Từ Qb = 292,14 (l/s), đường ống phải tải nước thải nên chọn đường ống sau thời gian ngắn đường ống trở thành cũ, ta tính toán đường ống ống cũ - Chọn phễu thu có D = 400 (mm) - Vận tốc nước chảy đường ống hút: Vh = 2,325 (m/s) - Tổn thất áp lực đơn vị: i = 0,0027 Sơ chọn vị trí xảy tổn thất cục đường ống hút gồm vị trí: Phễu thu Khi đó: ∑ξ = ξPhễu thu Theo bảng hệ số tổn thất cục - “Sổ tay máy bơm” - (2), ta có tổn thất cục gây ta thiết bị tính tổng hệ số tổn thất: ∑ξ = 0,15 = 0,15 ⇒ hhcb = ∑ξ V2 2× g = 0,15× 2, 3252 × 9,81 = 0,041(m) Vậy tổn thất toàn phần đường ống hút: hh = hhd + hhcb = + 0,041 = 0,041 (m) 3.3 Xác định tổn thất đường ống đẩy hđ Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 43 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga hđ = hđdđ + hđcb a Tổn thất áp lực dọc đường đường ống hdđđ hđ dđ = i×lđ Trong đó: i: Tổn thất áp lực đơn vị đường ống đẩy - Xét trường hợp hai bơm làm việc song song hai đường ống, lưu lượng bơm lưu lượng ống Do đó: Qb = Qống = 292,14(l/s) Chọn loại ống đẩy ống thép cũ, tra biểu đồ hãng Bơm EMU ta có: - Đường kính ống đẩy: Dđ = 500 (mm) - Vận tốc nước chảy đường ống đẩy: Vđ = 1,488 (m/s) - Tổn thất áp lực đơn vị: i = 0,0069 Vậy hdđđ = 0,0069 ×140 = 0,966(m) b Tổn thất áp lực cục đường ống đẩy hcbđ Với trạm bơm, ta bố trí hai đường ống đẩy, tổn thất áp lực xác định theo công thức: hđcb = ∑ξ V2 2×g (m) Trong đó: - ∑ξ : Tổng hệ số tổn thất cục đường ống đẩy ∑ξ = ξvan + 4ξCút + 3ξKhoá + ξCôn mở + ξTê = 1,7 + 4×0,5 + 3×1+ 0,25 + 1,5 = 8,45 ⇒ hđcb = ∑ξ V2 2×g = 8,45 1, 4882 × 9,81 Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt = 0,954 (m) MSSV: 535657 44 Đồ án: Mạng lưới thoái nước Vậy GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga hđ = hdđđ + hcbđ = 0,966+ 0,954= 1,92 (m) Và kết ta tính cột áp toàn phần máy bơm: Hb = Hđh + hh + hđ + hdự trữ = 12,136 + 0,095 + 1,92 + 0,5= 14,651 (m)  Chọn bơm Với Qb = 292,14 (l/s) Hb = 14,651 (m) Tra “Sổ tay máy bơm” - (2), ta chọn loại bơm KRT K 150-315/270/234U Mã động 1212, P = 21 KW, n = 1450 (vòng/phút) Xác định điểm làm việc bơm 4.1 Dựng đường đặc tính bơm Từ loại bơm chọn, theo số liệu kỹ thuật ta có đường đặc tính bơm tương ứng bơm KRT K 150-315/270/234U Dạng đường đặc tính bơm có dạng sau: 4.2 Dựng đường đặc tính ống Ta dựng đường đặc tính ống cho đường ống Phương trình đặc tính đường ống có dạng: Hồng = Hđh + ∑h Trong đó: - Hđh : Chiều cao bơm nước địa hình máy bơm, Hđh = 9,136 (m) - ∑h : Tổng tổn thất đường ống hút đường ống đẩy ∑h ∑h = S.Q ⇒ S= Q2 Với: S - sức cản đường ống; Q - lưu lượng nước vận chuyển qua đường ống Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 45 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Ở ta có lưu lượng tính toán đường ống hút đường ống đẩy Qống = 292,14 (l/s), ta tính tổn thất hai đường ống đó: ∑h = hh + hđ = 0,966 + 1,92 =2,866 m ∑h = Vậy hệ số sức kháng đường ống: S = Q 2,886 292,142 = 0,0000338 Sau ta lập bảng để dựng đường đặc tính ống Qống Hđh 12.136 S 0.0000338 SQ2 Hô 12.136 20 12.136 0.0000338 0.0135 12.15 40 12.136 0.0000338 0.0541 12.19 60 12.136 0.0000338 0.1217 12.258 80 12.136 0.0000338 0.2164 12.352 120 12.136 0.0000338 0.4869 12.623 140 12.136 0.0000338 0.6628 12.799 160 12.136 0.0000338 0.8657 13.002 180 12.136 0.0000338 1.0956 13.232 200 12.136 0.0000338 1.3526 13.489 220 12.136 0.0000338 1.6367 13.773 240 12.136 0.0000338 1.9478 11.084 260 12.136 0.0000338 2.2859 11.422 280 12.136 0.0000338 2.6511 11.787 300 12.136 0.0000338 3.0434 12.179 320 12.136 0.0000338 3.4627 12.599 Theo bảng trên, ta lập biểu đồ đường đặc tính ống hình vẽ Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 46 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga Để bơm làm việc ổn định hệ thống, lượng bơm cấp vào phải lượng yêu cầu hệ thống, mà:  Năng lượng bơm cấp vào biểu thị qua đường đặc tính bơm  Năng lượng yêu cầu hệ thống biểu thị qua đường đặc tính đường ống Vậy điểm làm việc bơm hệ thống giao điểm đường đặc tính bơm đường đặc tính đường ống Bằng đồ thị biểu diễn đường đặc tính bơm đặc tính đường ống đây, ta xác định điểm làm việc bơm hệ thống: Đường đặc tính máy bơm đường ống đẩy Khi trạm bơm làm việc bình thường: Hai bơm làm việc song song hai đường ống Theo tính toán ta có lưu lượng cột áp yêu cầu hệ thống là: Qy/cT = Qhmax = 584,28(l/s) Hy/cb = 14,651 (m) Điểm làm việc hai bơm ghép song song hệ thống có: Qb =590 (l/s) Hb = 14,8(m) Kiểm tra lại độ chênh lưu lượng cột áp so với yêu cầu: ∆Q = ∆H = 590 − 584, 28 ×100% = 0,979% 584, 28 14,8 − 14, 651 × 100% = 1, 02% 14, 651 Ta thấy độ chênh lưu lượng cột áp nhỏ phạm vi cho phép đóng mở bớt van, khoá trình hoạt động bơm nên bơm ta chọn đáp ứng lưu lượng cột áp yêu cầu Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 47 Đồ án: Mạng lưới thoái nước GVHD: TS.Trần Thị Việt Nga 4.3 Kiểm tra đường ống có cố Điều kiện đặt là: Nếu lý đó, đường ống đẩy bị hỏng, hai bơm làm việc đường ống đẩy lại phải tải 70% lượng nước mà hai bơm bơm vận tốc không lớn 2,5 (m/s) để tránh xảy vỡ ống Ta kiểm tra điều kiện Dựa vào biểu đồ đường đặc tính bơm đường đặc tính ống ta xác định điểm làm việc hai bơm ghép song song đường ống Qb = 584,28 (l/s) Hb = 14,651 (m) Ta lại có: 70%Q B = 70% × 584, 28 = 408,996 (l/s) Với lưu lượng 408,996 (l/s), đường kính ống D = 500 (mm) ta có vận tốc nước chảy ống 2,08 (m/s) < 2,5 (m/s) Như việc chọn bơm, đường kính ống hút đường kính ống đẩy hợp lý, đáp ứng yêu cầu đặt Sinh viên: Nguyễn Tuấn Việt MSSV: 535657 48