I TÀI LIỆU THIẾT KẾ Dựa vào quy hoạch thủy lợi cho một vùng sản suất nông nghiệp,để đảm bảo tưới cần thiết phải xây dựng một trạm bơm tưới với các tài liệu cơ bản như sau: 1 Bình đồ khu vực đặt trạm bơm tỉ lệ 11000,cao độ mặt đất của các đường đồng mức như bình đồ 1 (xem bảng 1). 2 Lưu lượng yêu cầu trạm bơm phải cung câp trong các thời kỳ sinh trưởng của cây trồng như bảng sau:
Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRẠM BƠM (Đề số 31) THIẾT KẾ SƠ BỘ TRẠM BƠM TƯỚI I/ TÀI LIỆU THIẾT KẾ Dựa vào quy hoạch thủy lợi cho vùng sản suất nông nghiệp,để đảm bảo tưới cần thiết phải xây dựng trạm bơm tưới với tài liệu sau: 1/ Bình đồ khu vực đặt trạm bơm tỉ lệ 1/1000,cao độ mặt đất đường đồng mức bình đồ (xem bảng 1) 2/ Lưu lượng yêu cầu trạm bơm phải cung câp thời kỳ sinh trưởng trồng bảng sau: Bảng 1: BẢNG LƯU LƯNG YÊU CẦU TƯỚI TRONG CÁC THỜI KỲ Từ ÷ đến Số ngày Lưu lượng yêu cầu (m3/s) 16/11 ÷ 31/12 46 6.20 1/1 ÷ 15/1 15 3.10 22/1 ÷ 12/2 22 4.62 13/2 ÷ 28/2 16 3.10 1/3 ÷ 26/3 26 6.20 1/4 ÷ 10/4 10 4.62 11/4 ÷ 30/4 20 3.10 1/5 ÷ 10/5 10 3.10 16/5 ÷ 25/5 10 3.10 3/ Cao tình mực nước sông vò trí xây dựng trạm bơm ứng với tần suất thiết kế P=75% bảng Bảng 2: BẢNG CAO TRÌNH MỰC NƯỚC BÌNH QUÂN TUẦN CỦA SÔNG TRONG NĂM THIẾT KẾ Tháng 11 12 SVTH : – Lớp TH12 Trang Tuần 3 Số ngày 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Cao tình mực nước (m) 14.30 14.40 14.50 13.90 14.20 14.30 14.30 14.10 13.80 13.50 Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 3 3 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Đồ án môn học :Trạm Bơm 13.90 13.40 13.30 13.20 13.40 13.80 13.80 13.90 14.10 14.20 14.30 4/ Cao trình mực nước yêu cầu thiết kế đầu kênh tưới 81.80m 5/ Cao trình mực nước lũ sông ứng với tần suất kiểm tra : P=1% Zmax= +15.2m 6/ Cao trình mực nước thấp sông ứng với tần suất kiểm tra : P=90% Zmin= +12.80m 7/ Nhiệt độ trung bình nước sông t=25oc 8/ Các hạt phù sa nước sông có đường kính trung bình d tb=0.04mm, tốc độ chìm lắng W=1.1mm/s 9/ Trên tuyến xây dựng trạm nơi tuyến kênh qua tình hình đòa chất tương đối tốt ,dưới lớp đất canh tác lớp thòt pha cát 10/ Khu vực đặt trạm bơm gần đường giao thông đường dây điện cao 10KV II/ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: 1/Bố trí tổng thể công trình đầu mối trạm bơm 2/Thiết kế kênh tháo, kênh dẫn trạm bơm 3/Tính toán cột nước thiết kế, loại cột nước kiểm tra trạm bơm 4/Chọn máy bơm, động điện máy biến áp 5/Chọn loại nhà máy bơm.Tính cao trình đặt máy.Tính kích thước nhà máy, bể hút bể tháo 6/Các vẽ kèm theo thuyết minh SVTH : – Lớp TH12 Trang Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm THUYẾT MINH TÍNH TOÁN A/ BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI TRẠM BƠM: I/ Chọïn tuyến công trình: Dựa vào đồ đòa hình nhiệm vụ trạm bơm ta vạch số tuyến công trình, so sánh chọn tuyến có lợi nhất.Đối với trạm bơm tưới, tuyến công trình có lợi là: -Hướng lấy nước thuận -Ổn đònh mặt bồi lắng,xói lở -Khống chế diện tích tưới lớn khối lượng đào đắp Để thỏa mãn điều kiện ,ta chọn tuyến I để thiết kế II/ Chọn vò trí nhà máy: Để vò trí nhà máy bơm hoạt động bình thường trình sử dụng ,cần thỏa mãn điều kiện sau: Đảm bảo chống lũ cho động Để đảm bảo sàn động không bò ngập lụt mùa mưa lũ cao trình sàn động cơ(nền nhà) yêu cầu cao mực nước lũ từ 0.5m trở lên - Để việc vận chuyển giao thông dể dàng,giảm khối lượng đào đắp lợi dụng thông gió tự nhiên cao trình sàn động (nền nhà) phải cao mặt đất tự nhiên từ 0.2 ÷0.3m - Dựa vào yêu cầu ,đối chiếu với cao trình mực nước lũ lớn sông (ứng với tần suất kiểm tra P=1%) Z max=15,2m với cao trình mặt đất tự nhiên ta chọn vò trí đặt máy khoảng hai đường đồng mức có cao trình từ (15.00 ÷ 20.00)m Vậy chọn cao trình sàn động (nền nhà) là: 16.00m III/ Xác đònh vò trí bể tháo: Để tưới tự chảy cho toàn khu vực ,bể tháo phải đảm bảo mực nước yêu cầu đầu kênh tưới máy bơm làm việc với lưu lượng thiết kế ,ngoài nên bố trí bể tháo đất nguyên thổ ,khối lượng đào đắp cho chiều dài ống đẩy ngắn nhất.Dựa vào yêu cầu đối chiếu với cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh tưới 81,80 với cao trình mặt đất tự nhiên ta đặt bể tháo cao trình từ (15.00 ÷ 20.00)m SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỤM ĐẦU MỐI TRẠM BƠM NHƯ SAU SVTH : – Lớp TH12 Trang Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm 1-Sông 2-Kênh dẫn 3-Bể hút 4-Nhà máy 5-Ống đẩy 6-Bể tháo 7-Kênh tháo 8-Đường giao thông 9-Trạm biến áp B/ CHỌN LƯU LƯNG THIẾT KẾ CHO TRẠM BƠM: Chọn lưu lượng thiết kế cho trạm bơm dựa vào đường trình lưu lượng cần [Q yc=f(t)] Q(m3/s) 6,20 Qyc ~t 6,20 4,62 3.10 3,10 5.00 4,62 3,10 3,10 3,10 3,10 t(ngày) -Lưu lượng thiết kế Qtk chọn trò số lớn biều đồ, trò số có thới gian trì tương đối dài (t ≥ 20ngày) Vậy chọn Qtk =6,20m3/s -Lưu lượng nhỏ trò số nhỏ biểu đồ Vậy Qmin = 3,10m3/s -Lưu lượng lớn lấy Qmax = kQTK =1,2*6,20 = 7,44m3/s C/ THIẾT KẾ KÊNH: I/ Thiết kế kênh tháo: Kênh tháo có nhiệm vụ dẫn nước từ bể tháo tới mặt ruộng Kênh phải đảm bảo dẫn đủ nước, ổn đònh không bò bối lắng xói lở.Thông qua tính toán thủy lực để xác đònh kích thước mặt cắt kênh Dựa vào QTK, tình hình đòa chất nơi tuyến kênh qua đất thòt pha cát ta chọn yếu tố thủy lực m = 1,5; n = 0,025; i= 0,0001 Trong thiết kế sơ tính độ sâu h theo công thức kinh nghiệm h = A Q TK = 0,93 6,2 = 1,65 4m i 8,424 0,0001 = = 0,0135 Q 6,2 Tra phụ lục (8-1) có Rln =1,26m Lập tỉ số h/Rln = 1,65/1,26 = 1,31 tra phụ lục (8-3) có b/Rln =4,78 Tính: SVTH : – Lớp TH12 Trang F(R ln) = Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm b × R ln = 4,78 × 1,26 = 6,02 m R ln Chọn b = 6,00m tính lại h sau: Lập tỉ số b/Rln = 6,00/1,26 = 4,76 tra phụ lục (8-3) có h/Rln =1,341 Do h = h/Rln × Rln =1,341 × 1,26 =1,69m Vậy btk = 6,00m & htk = 1,69m Để đảm bảo kênh ổn đònh ta kiểm tra theo: Điều kiện không xói lở : Vmax < [Vkx] Điều kiện không bồi lắng : Vmin > [Vkl] Tính [Vkx] [Vkl] theo công thức kinh nghiệm sau: [Vkx] = k Q0,1max =0,53 × 7,440,1 = 0,64 m/s Với k = 0,53 tra bảng (4-1) [Vkl] = A Q0,2min =0,33 × 3,10,2 = 1,02 m/s Vmax ,Vmin tốc độ dòng chảy kênh dẫn với Qyc Qmax Do đó: b = Vmax = Qmax /ωmax Vmin = Qmin /ωmin 4m i 8,424 0,0001 F(R ln) = = = 0,0113 Tính: Q max 7,44 Tra phụ lục (8-1) có Rln =1,3m Lập tỉ số b/Rln = 6,00/1,3 = 4,6 tra phụ lục (8-3) có h/Rln =1,35 Do hmax = h/Rln × Rln =1,35 × 1,3 =1,75m ωmax=(b+m h)h = (6,00+1,5×1,75)×1,75 = 15,09m2 Vmax = Qmax /ωmax = 7,44/15.09 = 0,49m/s 4m 8,424 0,0001 F(R ln) = = = 0,0271 Tính: Q 3,1 Tra phụ lục (8-1) có Rln =0,97m Lập tỉ số b/Rln = 6,00/0,97 = 6,18 tra phụ lục (8-1) có h/Rln =1,193 Do hmin = h/Rln × Rln =1,193 × 0,97 =1,157m ωmin=(b+m h)h = (6,00+1,5 ×1,157)×1,157 =8,95m2 Vmin = Qmin /ωmin = 3,10/8,95 = 0,34m Ta thấy Vmax = 0,49 < [Vkx] = 0,64 Đảm bảo điều kiện không xói lở Vmin = 0,34 > [Vkl ] = 1,02 Đảm bảo điều kiện không bồi lắng - Cao trình đáy kênh tháo xác đònh theo quan hệ : Zđk =Zyc – htk = 81,8 –1,69 = 80,11m - Cao trình bờ kênh tháo : Zbk =Zđk + hmax +a = 80,11+1,75 + 0,4 = 82,26m Vói a chiều cao an toàn đỉnh bờ kênh lấy theo bảng (4-2) ta a = 0,4 - Chiều rộng bờ kênh tra bảng (4-3) chọn b = 2m - Xác đònh đường trình mực nước bể tháo.Cao trình mực nước bể tháo xác đònh theo công thức: Zbt = Zđk + h + Σhms Σhms cột nước tổn thất từ bể tháo kênh , trò số nhỏ thường bỏ qua h độ sâu dòng chảy kênh ứng với lưu lượng.Dòng chảy kênh tháo tưới dòng nên toán lúc có Q,b,m,n , i tìm h lập bảng tính sau: SVTH : – Lớp TH12 Trang Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm BẢNG TÍNH Zbt ĐỐI VỚI TỪNG CẤP LƯU LƯNG Từ - đến Số ngày Q(m3/s) F(Rln) Rln b/Rln h/Rln h(m) Zđk(m) Zbt(m) 16/11 -31/12 1/1 -15/1 22/11 -12/2 13/2 -28/2 1/3 - 26/3 1/4 - 10/4 11/4 - 30/4 1/5 - 10/5 16/5 - 25/5 46 15 22 16 26 10 20 10 10 1.26 0.96 1.12 0.96 1.26 1.12 0.96 0.96 0.96 4.76 6.25 5.36 6.25 4.76 5.36 6.25 6.25 6.25 1.341 1.145 1.240 1.145 1.341 1.240 1.145 1.145 1.145 1.69 1.10 1.39 1.10 1.69 1.39 1.10 1.10 1.10 81.80 81.21 81.50 81.21 81.80 81.50 81.21 81.21 81.21 6.20 3.10 4.62 3.10 6.20 4.62 3.10 3.10 3.10 0.01359 0.02717 0.01823 0.02717 0.01359 0.01823 0.02717 0.02717 0.02717 80.11 80.11 80.11 80.11 80.11 80.11 80.11 80.11 80.11 Căn vào kết tính toán ta vẽ đường trình mực nước bể tháo Zbt(m) 81,80 81,80 81,50 81,21 Zbt ~t 81,50 81,21 t(ngày) II/ Thiết kế kênh dẫn : Kênh dẫn làm nhiệm vụ dẫn nước từ nguồn vào bể hút trạm bơm.Lưu lượng chảy kênh dẫn lưu lượng chảy kênh tháo nên lấy mặt cắt ướt kênh dẫn mặt cắt ướt kênh tháo khác cao trình.Tuy phân tích kỹ đặc điểm ,điều kiện làm việc kênh dẫn kênh tháo có đặc điểm khác sau: - Kênh dẫn thường phải đào sâu, kênh tháo vừa đào vừa đắp, nên mái kênh dẫn thường lấy dốc Khi chiều sâu đào kênh lớn 5m cách 5m phải làm có chiều rộng lớn 1m SVTH : – Lớp TH12 Trang Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm - Khi kênh dẫn công trình điều tiết đầu kênh mực nước kênh hoàn toàn phụ thuộc vào mực nước sông - Để đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng thời kỳ cao trình đáy kênh dẫn xác đònh theo công thức : Zđk =Zbh – hTK Trong đó: hTK = 1,69m (độ sâu dòng chảy dẫn với lưu lượng thiết kế) Zbh = Zs - hms =Zs = 12,80m Với: Zbh cao trình mực nước thấp bể hút ứng với tần suất kiểm tra P=90% Zs cao trình mực nước thấp sông ứng với tần suất kiểm tra P=90% hms cột nước tổn thất từ sông vào tới bể hút bỏ qua cống điều tiết Vậy: Zđk =Zbh – htk =12,80 – 1,69 = 11,11m - Cao trình bờ kênh dẫn xác đònh theo công thức Zbk = Zbh max +a = 15,20 + 0,4 = 15,60m Trong đó: Zbh max = Zs max = 15,20m (không dùng cống điều tiết) Zbh max cao trình mực nước lớn bể hút Zs max cao trình mực nước lớn sông ứng với tần suất kiểm tra P=1% D/ TÍNH TOÁN CÁC LOẠI CỘT NƯỚC CỦA TRẠM BƠM: I/ Tính cột nước thiết kế HTK Cột nước thiết kế trạm bơm cột nước thiết kế máy bơm đước tính theo công thức: HTK = hđh bq +Σht Trong đó: hđh bq cột nước đòa hình bình quân tính theo công thức: ∑Qi × hi × ti h dhbq = ∑Qi × ti Σht cột nước tổn thất đường ống hút ống đẩy máy bơm Vì chưa chọn máy bơm, chưa thiết kế đường ống nên thường lấy theo kinh nghiệm Σht =1,2m Để dễ dàng xác đònh cột nước đòa hình h i thời gian tI ta vẽ đồ thò đường quan hệ Zbt ~ t Zbh ~ t Sau tình cách lập bảng Z(m) Zbt ~ t SVTH : – Lớp TH12 Trang Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm Zbh ~ t 10 10 10 Tháng 11 10 10 11 Tháng 12 10 10 Tháng 11 10 10 Tháng BẢNG TÍNH TOÁN CỘT NƯỚC hđh bq Thêi gian tíi Qi Zbt Tõ §Õn Sè ngµy m /s m 16/11 20/11 6,20 81,80 21/11 30/11 10 6,20 81,80 1/12 10/12 10 6,20 81,80 11/12 20/12 10 6,20 81,80 21/12 31/12 11 6,20 81,80 1/1 10/1 10 3,10 81,21 11/1 15/1 3,10 81,21 22/1 31/1 10 4,62 81,50 1/2 10/2 10 4,62 81,50 11/2 12/2 4,62 81,50 13/2 20/2 3,10 81,21 21/2 28/2 3,10 81,21 1/3 10/3 10 3,10 81,21 11/3 20/3 10 3,10 81,21 21/3 26/3 3,10 81,21 1/4 10/4 10 4,62 81,50 11/4 20/4 10 3,10 81,21 21/4 30/4 10 3,10 81,21 1/5 10/5 10 3,10 81,21 16/5 20/5 3,10 81,21 20/5 25/5 3,10 81,21 Zbh m 14,40 14,50 13,90 14,20 14,30 14,30 14,10 13,80 13,50 13,90 13,90 13,40 13,30 13,20 13,40 13,80 13,80 13,90 14,10 14,20 14,30 175 Vậy: hi m 67,4 67,3 67,9 67,6 67,5 66,9 67,1 67,7 68,0 67,6 67,3 67,8 67,9 68,0 67,8 67,7 67,4 67,3 67,1 67,0 66,9 10 10 Tháng Qiti 106 (m3) 2,67 5,24 5,24 5,24 5,89 2,68 1,34 3,99 3,99 0,80 2,14 2,14 2,68 2,68 1,61 3,99 2,68 2,68 2,68 1,34 1,34 63,04 h đhbq = ∑Q h t ∑Q t i i i i i = 11 10 10 Tháng 10 10 Tháng Qihiti 106 (m4) 180,0 352,7 355,8 354,2 397,6 179,3 89,9 270,1 271,3 54,1 144,0 145,1 182,0 182,2 109,2 270,1 180,6 180,4 179,8 89,8 89,6 Qi3ti 106 (m3) 103,0 103,0 103,0 103,0 103,0 12,9 12,9 42,6 42,6 42,6 12,9 12,9 12,9 12,9 12,9 42,6 12,9 12,9 12,9 12,9 12,9 4257,8 839,6 4257,8 = 64,54 63,04 Do : Htk =hđh bq +Σht =64,54+1,2 = 65,74m II/ TRƯỜNG HP KIỂM TRA: 1/ Cột nước lớn nhất: HKTmax HKTmax = hđh max + Σht =(Zbt max –Zbh min) + Σht =(81,80 – 13,20) + 1,20 = 69,80m KT 2/ Cột nước nhỏ nhất: H HKTmin = hđh + Σht =(Zbt –Zbh max) +Σht SVTH : – Lớp TH12 Trang 10 11 Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm =(81,20 – 14,50 ) + 1,20 = 67,90m Vậy HTK = 65,74m HKTmin = 67,90m HKTmax = 69,80m Hđh bq = 64,54m E/ CHỌN MÁY BƠM – ĐỘNG CƠ – MÁY BIẾN ÁP: I/ Chọn máy bơm chính: 1/ Chọn số máy bơm : Số lượng máy bơm trạm bơm số có ý nghóa mặt kỹ thuật mặt kinh tế Với lưu lượng Q trạmTK =6,20m3/s chọn số máy bơm n = máy bơm (trong có máy bơm dự trữ) 2/ Chọn loại máy bơm: Với số máy bơm sơ chọn n = ,ta xác đònh Qtk cho máy bơm sau: Q trạm 6,20 Q TK = TK = = 2,06m / s n Với QTK =2,06m3/s , Htk =65,74 Tra biểu đồ sản phẩm loại máy bơm ta chọn loại máy bơm hướng trục trục đứng OΠ6-87 có số vòng quay 585v/ph Từ đường đặt tính điểm công tác máy bơm : Q=2,06m3/s H=65,74m η=82% Ntr =270KW II/ Chọn động cơ: Thông thường loại máy bơm có động kèm theo Trường hợp ta phải tiến hành kiểm tra lại theo điều kiện thực tế mà máy bơm động phài làm việc Chọn loại động B 140/20-10 có thông số kỹ thuật sau: NH =300KW UH = 6000V n = 590 v/p η =91.6% Cosϕ =0.86 Kiểm tra công suất: Công suất thực ten mà động phải làm việc thường hợp phải nhỏ công suất động cơ, tức : Nmax < NH Trong đó: NH công suất đònh mức động Nmax công suất thực tế lớn mà động phải làm việc ,xác đònh theo công thức: Ta thấy Nmax < NH đảm bảo điều kiện N max = 9.81KQ b H b 9,81 * 1,1 * 2,06 * 65,74 = = 1782KW η b η tr 0,82 * III/ Chọn máy biến áp: Vì điện áp động thường 200/380v ,3000v hay 6000v,nhỏ điện áp nguồn Do phải bố trí trạm biến áp cho trạm bơm Chọn máy biến áp phải dựa vào; -Dung lượng yêu cầu trạm bơm Syc -Điện áp nguồn Ung -Điện áp động Theo sơ đồ đấu điện hình bên ,ta áp dụng công thức tính S: Syc = 1.1 k1k ∑ N H ηđc + k N td Trong đó: K1 hệ số phụ tải động K1 = Ntkmax /NH = 270/300 = 0.9 SVTH : – Lớp TH12 Trang Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm K2 hệ số làm việc đồng thới trạm bơm K2 = số máy làm việc/ tổng số máy = 4/5 = 0.8 K3 hệ số thắp sáng =0.9 Ntd công suất tự dùng cung cấp điện cho việc thắp sáng chạy thiết bò phụ cung cấp điện cho đòa phương xung quanh trạm bơm ,lấy =120KW ηđc hiệu suất động =91,6% Cosϕ hệ số công suất =0,86 ΣNH =300KW 0,9 * 0,8 * 1500 S yc = 1,1 + 0,9 * 120 = 1405KW 0,916 Ta chọn loại máy biến áp JM 5600/10 có Sba = 2000KW Uca =10KV Uha = 6,3KV G/ XÁC ĐỊNH CAO TRÌNH ĐẶT MÁY BƠM: Xác đònh cao trình đặt máy bơm dựa vào Lưu lượng thiết kế Qtk = 6,20m3/s Cột nước thiết kế Htk = 65,74m Cột nước lớn Hmax = 69,80m Cột nước nhỏ Hmin = 67,90m Mực nước thấp bể hút Zbh = 13,20m Mực nước cao bể hút Zbh max = 81,80m Nhiệt độ trung bình nước sông t=25oc Điểm công tác máy bơm nằm đường đặt tính Q ~ H ứng với góc nghiêng cánh quạt θ =+3o.Ta chọn đường đặc tính Q ~ H ứng với θ =+3o làm đường đặc tính H=f(Q) thiết kế Cao trình đặc máy máy bơm xác đònh theo công thức: Zđm =Zbh +[hs] Đối với máy bơm hướng trục trục đứng xác đònh cao trình đặc máy theo điều kiện, sau chọn 1/ Điều kiện đảm bảo máy bơm không sinh tượng khí thực làm việc với cột nước thiết kế Trong đóù cột nước hút cho phép [hs] tính theo công thức [hs] =Ha –Hbh –[∆H] - hmsoh Với Ha =10,33-(Zbh/ 900) =10,33-(13,20 / 900) =10,31m Hbh cột nước áp lực bốc nước bơm lên ,căn vào t=25 oc tra phụ lục ta có Hbh =0,34m Dựa vào Htk tra đường đặc tính Q ~ H ứng với góc θ =+3o độ dự trữ khí thực [∆H]=10m hmsoh lấy =0,5m Do [hs] =Ha –Hbh –[∆H] - hmsoh =10,31- 0,34 -10 – 0,50 =-0,53m Vậy Zđm1 =Zbh +[hs] =13,20 – 0,53 = 12,67m 2/ Tính cao trình đặt máy bơm theo yêu cầu dìm cánh quạt xuống mực nước thấp bể hút độ sâu hsyc =-1m nhà máy quy đònh: Zđm2 =Zbhmin +hsyc = 13,20 – =12,20m Để thỏa mãn điều kiện ta chọn Zđmtk = 12,20m SVTH : – Lớp TH12 Trang 10 Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm -Kiểm tra cao trình đặt máy thiết kế trường hợp bất thường a/Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước lớn Hmax Với Hmax =69,80 tra đường đặc tính Q ~ H ứng với góc θ =+3o độ dự trữ khí thực [∆H]=10.30m ,coi Ha ,Hbh ,hmsoh không đổi ,ta có: [hs] =Ha –Hbh –[∆H] - hmsoh =10.26-0.34-10.30-0.50 =-0.88m Vậy Zđm, =Zbh +[hs] =64.20-0.88 =63.32m Nhận xét : Zđm, > Zđmtk b/Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước nhỏ H Với Hmin =3.0m ,tra đường đặc tính Q ~ H ứng với góc θ=+3o độ dự trữ khí thực [∆H]=9.5m ,coi Ha ,Hbh ,hmsoh không đổi ,ta có: [hs] =Ha –Hbh –[∆H] - hmsoh =10.26-0.34-9.50-0.50 =-0,88m Vậy Zđm,, =Zbh max +[hs] =66.60-0,88 =66.52m Nhận xét : Zđm,, > Zđmtk Như máy bơm làm việc an toàn trường hợp Chọn cao trình đặt máy thiết kế cho trạm bơm Zđmtk = 63.20m hợp lý H/ THIẾT KẾ NHÀ MÁY BƠM: I/ Chọn loại nhà máy: Để chọn loại nhà máy ta dựa vào quy mô trạm bơm,máy bơm chọn,độ chênh lệch mực nước bể hút ,điều kiện đòa chất ,điều kiện vật liệu xây dựng ta chọn loại nhà máy bơm kiểu khối tảng II/ Bố trí thiết bò bên nhà máy: gồm Tổ máy bơm chính,các thiết bò thủy lực,thiết bò điện ,các thiết bò nâng hạ thiết bò phụ khác nhà máy bơm III/Cấu tạo kích thước phận công trình nhà máy bơm: 1/ Cấu tạo tầng móng buồng hút: Đối với nhà máy bơm kiểu khối tảng móng kiểu khối tảng làm bê tông cốt thép M150 Ở chỗ khối lớn đổ thêm đá kích thước lớn để tiết kiệm.Khối móng có chứa ống hút nên kích thước phụ thuộc kích thước ống hút ống hút thường dùng loại ống hút co SVTH : – Lớp TH12 Trang 11 Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm 2/ Cấu tạo tầng bơm: Đối với nhà máy bơm kiểu khối tảng ,tầng bơm nắm sâu mặt đất,chung quanh chòu áp lực đất,nước tác dụng nên tường phải làm bê tông cốt thép M150 3/Cấu tạo tầng động cơ: Tầng động tầng lên mặt đất nên việc thiết kế đảm bảo kỹ thuật phải đảm bảo mỹ thuật,cụ thể sau: a/ Sàn động cơ: Bố trí sàn động cao mặt đất thiên nhiên để thoáng gió chống ẩm.Sàn đúc bê tông cốt thép M200 ,dày 15cm Mặt sàn láng xi măng b/ Dầm đỡ động cơ: Dầm đúc liền với sàn c/ Lỗ kéo máy: Phần lớn trạm bơm dùng khoảng trống dầm làm lổ kéo máy cho xác máy d/Cầu thang: Đi lên xuống tầng phải làm cầu thang,Chiều rộng cầu thang =1m, bậc lên xuống 0.25m x 0.25m có lan can bảo vệ e/ Cột nhà: Cột nhà đồng thời cột đỡ dầm cầu trục, cầu trục , vật di chuyển nhà g/ Dầm cầu trục: Dầm cầu trục chạy dọc nhà máy liên kết với cột nhờ vai cột.Nhiệm vụ dầm đỡ đường ray để di chuyển cầu trục h/ Tường cửa: Tường xây gạch dày 30cm Trên tường bố trí cửa sổ để thông gió cho động cơ.Cửa vào bố trí đầu hồi nhà máy,cửa phía gian sửa chữa i/ Nóc nhà: Nóc nhà đảm bảo không dột ,cách nhiệt nước mưa thoát nhanh IV/ Tính toán kích thước chủ yếu nhà máy: 1/Chiều cao nhà máy: a/ Chiều cao tầng mặt đất: xác đònh theo điều kiện: - Tính theo điều kiện lắp đặt động với máy bơm vả ống hút theo cống thức: Htb =h1 +hoh +h3 +hb Trong : h1 - chiều dày đáy =1,00m hoh -chiều cao ống hút =1,40m h3 -Khoảng cách từ cao trình đặt máy đến sàn bơm phụ thuộc vào chiều cao vành chống loại máy bơm = 0,50m (tra bảng) hb- chiều dài trục bơm phần trục động phụ thuộc vào loại máy bơm = 4,10m (tra bảng) Vậy Htb =h1 +hoh +h3 +hb =1,00 +1,40 + 0,50 + 4,10 = 7,00m -Tính theo điều kiện chống lũ cho động theo công thức: H’tb =h1 +hmoh +h2+∆Z +δ Trong : hmoh - Chiều cao miệng ống hút = 2,30m h2 – Độ ngập sâu miệng ống hút để ngăn ngừa không khí chui vào máy bơm lấy = 0,50m ∆Z – Độ dao động mực nước bể hút = Zbhmax – Zbhmin = 81,8 -13,2 = 68,6m δ - Độ cao an toàn chông sóng tràn lấy=0.5m Vậy H’tb =h1 +hmoh+h2 +∆Z +δ =1,00+2,30+0,5+68,6+0,50=73,1m Chọn Htb = 73m b/ Chiều cao tầng động cơ: tính theo công thức Hđc =h1 + hat + lmax + ld + hct + δ SVTH : – Lớp TH12 Trang 12 Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm Trong đó: h1- chiều cao phần tónh động theo kích thước đònh hình = 1.08m hat -chiều cao an toàn để vật di chuyển không va chạm vào vật cố đònh = 0.5m lmax- chiều dài lớn vật kéo lên = 2.53m ld- chiều dài dây buộc loại mềm = 0.70m hct -chiều cao cần trục điện = 2.70m δ- khoảng cách an toàn từ đỉnh c62u trục tới trần nhà = 0.20m Vậy Hđc =h1 + hat + lmax + ld + hct + δ =1.08+0.50+2.53+0.70+2.70+0.20=7.71m Chiều cao toàn nhà máy: H=Htb+Hđc+Hnóc =73+7.71=80,71m 2/Chiều rộng nhà máy: a/Chiều rộng tầng mặt đất: tính theo công thứcsau Bb= t1+a1+Db+t2+a2 Trong : t1 , t2 -Chiều dài tướng thượng hạ lưu nhà máy ,t1 =t2=1.00m a1,a2 -lối lại để lắp ráp trông coi máy bơm lấy =1.50m Db -đường kính kích thước bên máy bơm =1.50m Vậy : Bb= t1+a1+Db+t2+a2 =1.00+1.50+1.50+1.00+1.50=6.50m b/ Chiều rộng tầng mặt đất: tính theo công thức Bđc=0.10+t+a3+Dđc+a4+t+0.10 Trong đó: 0.1 gờ móng tường gạch lực truyền xuống gần trung tâm tường bê tông tầng (m) t -chiều dày tường gạch =0.30m a3 ,a4 -Chiều rộng lối lấy =2.00m Dđc -đường kính động =1.20m Vậy Bđc=0.1+t+a3+Dđc+a4+t+0.1 =0.1+0.3+2.00+2.00+2.00+0.30+0.10= 8.00m Chọn chiều rộng nhà máy B=8.00m 3/Chiều dài nhà máy: a/ Chiều dài gian nhà: -Tính theo điều kiện bố trí động tầng theo công thức L1g =Dđc +a5 Trong : a5 – Khoảng cách vỏ động =1.50m L1g =Dđc +a5=2.00+1.50=3.50m -Tính theo điều kiện bố trì máy bơm tầng dưới:theo công thức L’1g =D’b+a6 Trong a6 – Khoảng cách vỏ máy bơm =1.5m L’1g =D’b+a6 =1.50+1.50=3.00m -Tính theo điều kiện bố trí ống hút trỵ pin công trình lấy nước L’’1g =Bmoh+dp Trong đó: Bmoh – Chiều rộng miệng ống hút =2.30m dp – chiều dày trụ pin =1.00m L’’1g =Bmoh+dp =2.30+1.00=3.30m So sánh ta chọn L1g =3.50m b/ Chiều dài toàn nhà máy:tính theo công thức L=(n -1)Ltk1g+Dđc+L1+Lsc+2t+2*0.1 Trong đó:n -tổng số máy nhà máy n=4 Ltk1g=3.50m L1 -khoảng cáchtừ vỏ động đến tường gạch đầu hối =1.50m SVTH : – Lớp TH12 Trang 13 Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm Lsc –Chiều dài gian sửa chữa =6.00m t – Chiều dày tường =0.3m L=(n -1)Ltk1g+Dđc+L1+Lsc+2t+2*0.1 =(4-1)3.50+2.00+1.50+6.00+0.3*2+0.2=20.80m K/ ỐNG ĐẨY: Ống đẩy đoạn nối tiếp từ máy bơm đến bể tháo.Căn vào vò trí nhà máy bể tháo để xác đònh chiều dài ống đẩy,Đường kính kinh tế ống đẩy tính theo công thức: Trong đó: n – số ống đẩy làm việc , n=3 Vkt – tốc độ kinh tế chảy ống đẩy ,theo kinh nghiệm lấy =2.0m/s Qbq – lưu lượng bình quân trạm tính theo công thức Q bq = ∑ Q 3i t i 839,6 * 10 = = 7,45m / s ∑ti 15,12 * 10 Vậy : D kt = 4Q bq nπVkt = * 7,45 = 1.5m 3x3.14 * 2.0 L/THIẾT KẾ BỂ HÚT: Bể có nhiệm vụ nối tiếp kênh dẫ với nhà máy bơm.Bể hút gồm phần: -Phần mở rộng kênh dẫn -Phần tập trung nước Phần mở rộng có nhiệm vụ nối tiếp kênh dẫn với phần tập trung nước Chọn góc mở α o =45 , I =0.2 Chiều dài đoạn dốc tính theo công thức Z đk − Z đct 81,11 − 62.02 = = 5.00 m i 0.2 Trong :Zđk – cao trình đáy kênh dẫn Zđct – cao trình đáy công trình lấy nước Phần mở rộng hình thang,đáy nhỏ đáy kênh dẫn ,đáy lớn chiều dài công trình lấy nước , chiều cao chiều dài đoạn mở rộng tính theo công thức Ld = B − bk α Lm = ct cot g 2 o Trong đó: α - góc mở rộng =40 bk – Chiều rộng đáy kênh dẫn =4.00m Bct – Chiều dài công trình lấy nước ,đối với trạm bơm trục đứng Bct = nLtk1g =4*3.50=14.00m Vậy B − bk α 14.00 − 4.00 Lm = ct cot g = cot g20o = 13.70m 2 M/ THIẾT KẾ BỂ THÁO: I/ Nhiệm vụ bể tháo: Nối tiếp ống đẩy với kênh tháo ,đảm bảo phân phối lưu lượng vào kênh SVTH : – Lớp TH12 Trang 14 Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm Đảm bảo tiêu hết lượng trước dòng chảy vào kênh Ngăn dòng chảy ngược máy bơm ngừng chạy II/ Các biện pháp ngăn nước chảy ngược từ bể tháo bể hút máy bơm ngừng làm việc: -Ngăn nước nắp đẩy miệng ống đẩy -Ngăn nước xi phông III/ Cấu tạo bể tháo: Bể tháo gồm phần: -Giếng tiêu Dkt = 4Qbq nπVkt -Phần chuyển tiếp thu hẹp vào kênh Chiều sâu nhỏ giếng tiêu bể tháo: Hg min=Do+hng min+P = (1.1*Dkt)+0.10+0.20=(1.1*1.4)+0.30=1.84m Chiều cao thềm giếng tiêu xác đònh theo công thức ht=Hgmin-hkmin =1.84-1.20=0.64m Trong hkmin chiều sâu nhỏ kênh Chiều sâu lớn giếng tiêu Hgmax=ht+hkmax =0.64+1.91 =2.55m Trong hkmax chiều sâu lớn kênh Độ ngập lớn mép miệng ống đẩy hngmax =Hgmax-Do –P =2.55-1.54-0.20=0.81m Vậy chiều cao phía tường bể tháo Hb =Hgmax +a =2.55+0.40=2.95m Trong : a – chiều cao an toàn tra bảng sách trạm bơm tập Chiều dài giếng tiêu xác đònh theo công thức Lg = Khngmax =6.5*0.81= 5.30m Chiều dài đoạn kênh cần bảo vệ lbv=5 hkmax =5*1.91=9.66m lấy =10m Khoảng cách tâm miệng ống đẩy B=Do +2b+d=1.54+2*0.3+0.8=2.94m Trong đó: b – khoảng cách từ mép ống đẩy đến trụ pin lấy theo kinh nghiệm d – chiều dày trụ pin Vậy tổng chiều rộng phía bể tháo với đường kính ống đẩy là: Bb =(n-1)B+Do +2b=(4-1)2.94+1.54+2*0.3=10.96m lấy =11m Trong : n – số đường ống đẩy nối với bể tháo - SVTH : – Lớp TH12 Trang 15 Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 SVTH : – Lớp TH12 Trang 16 Đồ án môn học :Trạm Bơm ... 20.00)m SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỤM ĐẦU MỐI TRẠM BƠM NHƯ SAU SVTH : – Lớp TH12 Trang Trường đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm 1-Sông 2-Kênh dẫn 3-Bể hút 4-Nhà máy 5- ng đẩy 6-Bể tháo 7-Kênh... đại học thủy lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm THUYẾT MINH TÍNH TOÁN A/ BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI TRẠM BƠM: I/ Chọïn tuyến công trình: Dựa vào đồ đòa hình nhiệm vụ trạm bơm. .. lợi - Trung tâm ĐH2 Đồ án môn học :Trạm Bơm BẢNG TÍNH Zbt ĐỐI VỚI TỪNG CẤP LƯU LƯNG Từ - đến Số ngày Q(m3/s) F(Rln) Rln b/Rln h/Rln h(m) Zđk(m) Zbt(m) 16/11 -3 1/12 1/1 -1 5/1 22/11 -1 2/2 13/2 -2 8/2