MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ BƠM HTbx 2500-3 PHỤC VỤ TƯỚI TIÊU CHO ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ BƠM HTbx 2500-3 PHỤC VỤ TƢỚI TIÊU CHO ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG TS Phạm Văn Thu, Ths Nguyễn Hồng Long, Ths Vũ Mạnh Tiến, Ths Nghiêm Quang Hưng Viện Bơm & Thiết Bị Thủy lợi Tóm tắt Bài viết giới thiệu số kết nghiên cứu bơm trạm bơm lắp ghép phù hợp cho Đồng Sông Cửu Long Việc áp dụng rộng rãi mơ hình trạm bơm góp phần nâng cao suất trồng, ổn định nâng cao đời sống người dân theo tiêu chí nơng thơn Từ khóa: Bơm lắp ghép, bơm HTbx 2500-3, Đồng Sông Cửu Long, tưới tiêu kết hợp Summary The article introduces some research findings about assembled pumps and pumping stations suitable for the Mekong Delta The widespread adoption of this pumping station will contribute to improving crop yields, stability and improving people's lives under the criteria of new rurality Key words: Pump assembly, Pump HT 2500-3, Mekong Delta, irrigation and drainage combination I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Khái quát Theo thống kế năm 2013, khu vực Đồng Bằng Sơng Cửu Long (ĐBSCL) có 4320 trạm bơm phục vụ tưới, tiêu cho 658000 lúa 6000 nuôi trồng thủy sản Nhu cầu sử dụng trạm bơm tưới, tiêu có quy mơ vừa nhỏ chiếm khoảng 70% Các trạm bơm vừa nhỏ phụ trách tưới, tiêu cho tiểu vùng có diện tích dao động từ 50ha đến 1000 Hầu hết trạm bơm có cột nước thấp, dao động từ m đến m Đặc điểm trạm bơm khu vực ĐBSCL phần lớn trạm bơm nhỏ dân tự xây dựng quản lý nên nhiều nhược điểm như: - Cơng trình trạm mang tính tạm bợ: Hầu hết trạm bơm chạy xăng, dầu điện có quy mô nhỏ Máy bơm lắp trực tiếp bờ kênh, bãi đất, bè ven sông, thuyền Một số nhà trạm có chòi tre, người dân tự làm để bảo vệ máy bơm động Máy bơm nhóm khí tự sản xuất theo dạng quạt lò rèn, đơn sơ, thiếu đồng bộ, chóng hỏng, hiệu suất thấp từ 30-40%; - Công tác quản lý vận hành lạc hậu: Hầu hết trạm bơm dạng dã chiến, hoạt động mang tính tạm thời, riêng biệt khơng có hệ thống Để khắc phục số nhược điểm nêu trên, Viện bơm Thiết bị Thuỷ lợi nghiên cứu chế tạo thử nghiệm thành công số địa phương đề xuất số mô hình trạm bơm thích hợp với đồng sơng Cửu Long, tiêu biểu trạm bơm bê tông buồng xoắn dạng hở lắp ghép sử dụng máy bơm HTbx 2500-3 Hình 1: Hình ảnh số trạm bơm khu vực đồng sông Cửu Long 1.2 Đặc điểm đầu tƣ trạm bơm Đồng sông Cửu Long + Quy mơ trạm bơm Các vùng hưởng lợi có nhu cầu tưới, tiêu phần lớn có diện tích dao động từ 50ha đến 1000ha Với hệ số tưới, tiêu dao động khoảng từ 1,2 ÷ l/s.ha Vì cần nghiên cứu lựa chọn số mơ hình trạm bơm mẫu có quy mơ: 1500 m3/h; 2500 m3/h; 5500 m3/h; 12000 m3/h + Cột nước bơm Do đặc điểm địa hình khu vực đồng sơng Cửu Long tương đối phẳng, nên cột nước địa hình tương đối thấp Vì cần lựa chọn loại máy bơm có cột áp tổng thấp (từ ÷ 3m) + Điều kiện thi công xây dựng - Địa chất mềm, yếu, sức chịu tải kém, nên trạm bơm có quy mơ vừa nhỏ, có đáy móng rộng phù hợp mang lại hiệu kinh tế - Mùa mưa kéo dài, nên cần xây lắp nhanh, hạn chế phát sinh khối lượng xây dựng - Vận chuyển đường hạn chế, vận chuyển đường thủy phát triển nên công tác vận chuyển vật liệu xây dựng, thiết bị v.v nên lựa chọn đường thủy - Mặt thi công hạn chế, đền bù giải phóng mặt khó khăn, phức tạp thường gây khó khăn cho cơng tác thi cơng Do đó, nhà trạm cần cấu tạo bê tơng đúc sẵn, vận chuyển đến vị trí cơng trình lắp ghép chỗ Máy bơm cần phải có kết cấu đơn giản, chia theo khối nhỏ, nhẹ, tháo lắp dễ dàng II GIẢI PHÁP TRẠM BƠM BÊ TÔNG LẮP GHÉP BUỒNG XOẮN HỞ HTbx 2500-3 2.1 Bơm bê tông buồng xoắn hở lắp ghép HTbx 2500-3 Trạm bơm bê tông lắp ghép buồng xoắn hở có đặc điểm: - Cơng suất nhỏ (mỗi module tiêu cho 50ha); - Cột nước thấp (dưới 3m); - Kết cấu cơng trình trạm đơn giản, gọn nhẹ, dễ thi cơng, giá thành xây lắp thấp; - Có thể vận hành tưới tiêu kết hợp để phục vụ đa dạng cho nhu cầu tưới tiêu vùng; - Có khả thi cơng mùa khơ, đảm bảo thời gian thi cơng nhanh Hình 2: Mơ hình trạm bơm HTbx 2500-3 (Phương án module) 1 Hình Mặt cắt dọc module trạm bơm lắp ghép Những đặc điểm thi công xây lắp trạm bơm lắp ghép: - Cấu kiện đặt bơm thi công đổ BT chỗ bờ (hoặc xưởng) lai dắt vị trí đặt trạm; - Vị trí đặt trạm vét bùn làm phẳng trước đánh chìm cấu kiện đặt bơm; - Nếu đúc công trường, hố đúc cấu kiện đặt bơm chọn vị trí bên bờ gần vị trí đặt trạm, có mặt đủ rộng để bố trí hố đúc, nhà quản lý cơng trường, bãi tập kết vật liệu Hình Chi tiết lai dắt cấu kiện đặt bơm 2.2 Nguyên lý hoạt động trạm bơm bê tông lắp ghép buồng xoắn dạng hở sử dụng máy bơm HTbx 2500-3 Trạm bơm vận hành 04 trường hợp: tưới (tiêu) tự chảy, tưới động lực, tiêu động lực, đóng cửa van ngăn nước Trong đó, cấu kiện đặt bơm có cửa van phẳng làm nhiệm vụ điều khiển trường hợp vận hành (xem hình 5, cửa van đánh dấu cửa van 1, 2, 3) Hình 5: Mơ hình trạm bơm lắp ghép a, Trường hợp tưới, tiêu tự chảy Khi mực nước đồng ngồi sơng cho phép tự chảy vào chảy ra, hệ thống van trạm bơm kéo lên hoàn toàn, cụ thể 03 van: số 1, 2, kéo lên Lúc này, trạm bơm trở thành cống tưới (hoặc tiêu) tự chảy Nước chảy qua tầng trạm bơm để vào đồng chảy sông b, Trường hợp lấy nước tưới Trường hợp mực nước sông xuống thấp đồng, không đảm bảo điều kiện tưới tự chảy Khi đó, cửa van số (quy định cửa van phía đồng) đóng xuống hoàn toàn Cửa van số (quy định cửa van phía sơng) mở lên hồn toàn Với trường hợp này, nước vào buồng bơm từ phía sơng, máy bơm bơm lên tầng giữa, chảy vào kênh phía đồng để phục vụ tưới c, Trường hợp tiêu nước Trong trường hợp mực nước ngồi sơng dâng cao mực nước đồng, khơng đảm bảo điều kiện tiêu tự chảy Khi đó, Cửa van số kéo lên hoàn toàn Cửa van số đóng xuống hồn tồn Với trường hợp này, nước từ kênh đồng chảy vào buồng bơm tầng cùng, máy bơm, bơm nước lên tầng giữa, đẩy sông (khi trạm bơm làm nhiệm vụ tiêu nước cửa van vận hành ngược lại với trường hợp trạm bơm lấy nước tưới) d, Trường hợp đóng cống ngăn nước sơng chảy vào đồng Trong trường hợp nước phía sơng dâng cao, không yêu cầu trạm bơm hoạt động tưới tiêu, trạm bơm trở thành cống ngăn triều Khi đó, cửa van phía sơng (van số 2) đóng lại hồn tồn để ngăn nước Van số kéo lên hoàn toàn Hai van số ngăn hồn tồn nước từ sơng chảy vào đồng 2.3 Thiết kế, chế tạo máy bơm HTbx 2500-3 a, Về thông số thủy lực Trên sở máy bơm 15HT- 70, nghiên cứu cải tiến, hoàn thiện công nghệ thiết kế chế tạo phận sau: - Cải tiến cánh công tác cánh hướng máy bơm để đảm bảo đạt hiệu suất máy >70% với thông số bảng Bảng 1: Thông số kỹ thuật máy bơm HTbx 2500-3 Q (m3/h) H (m) n (v/ph) Ntr (kW) ns (v/ph) Nđc (kW) 3000 ~ 2000 2,5 ~ 3,5 980 29,8 900 33 - Xây dựng đường đặc tính bơm: thơng qua thí nghiệm với góc cánh 0, -2, +2, từ tổng hợp đường đặc tính lượng bơm HTbx 2500- hình Hình Đường đặc tính lượng bơm HTbx 2500-3 b, Về kết cấu Cải tiến kết cấu thân bơm dạng bơm trục đứng hướng trục với chi tiết chế tạo theo cơng nghệ gò hàn với vật liệu sau: - Cánh cánh hướng gia công nhiệt, dập khuôn từ vật liệu thép tấm; - Phần thân bơm cút cong: thép dày 3mm nhúng kẽm; - Trục thép C45; - Ổ cao su tẩm bon; - Loe hút rọ rác: lốc hàn thép dày 3mm, có gân tăng cứng làm nhựa compozit để đảm bảo nhẹ không gỉ Bn v lp nh hỡnh Đ ộng 33kW Giá đỡ động 445 Khớ p nối Cụm ổlă n ỉ820 2500 Trục bơm MN Min Bá nh công t¸ c 175 300 215 Bng c¸ nh h- í ng Rä r¸ c Hình Bản vẽ lắp bơm HTbx 2500-3 2.4 Thiết kế, thi công nhà trạm dạng lắp ghép: Trên sở đặc điểm khu vực, vấn đề đặt cần thiết phải nghiên cứu để thiết kế mơ hình nhà trạm có tính phù hợp với u cầu đặt trên, là: - Kết cấu tồn cơng trình nhà trạm làm BTCT M200 đúc sẵn, kết cấu bao che khung thép lắp ghép dễ dàng, tiện lợi; - Buồng hút trạm bơm loại lắp ghép cấu tạo bê tơng cốt thép M200 đúc sẵn, có kích thước: 170 x 300 x 80cm, đáy dày 20 cm, hai bên thành dày 15cm Sàn đỡ ống hút bố trí 01 lỗ hình vng có kích thước: 69 x 69 x 20cm làm giá bắt bulông đỡ ống hút bơm, sàn dày 10 cm; phạm vi sàn bố trí hệ thống dầm chịu lực để đỡ bơm, kích thước dầm 20 x 20 cm; - Buồng xả trạm bơm cấu tạo bê tông cốt thép M200 đúc sẵn, có kích thước 170 x 300 x 80cm, hai bên thành dày 15 cm Tại hai đầu kết cấu đặt bơm bố trí 06 khe van kích thước khe 15 x 10 x 300 cm để điều khiển chế độ vận hành bơm Sàn đỡ động bố trí 01 lỗ hình tròn kích thước 82 cm, dày 20cm làm giá đỡ động bơm; Hình Một số chi tiết buồng xả trạm bơm lắp ghép Hình Các kích thước buồng hút trạm bơm lắp ghép - Nhà trạm bơm dạng lắp ghép có kết cấu khung nhà thép dạng nhà cơng nghiệp Về tổng thể, nhà trạm có kích thước: 280 x 168 x 320cm, bao gồm 04 cột chịu lực thép I160 x 81 mm, hệ dầm khóa thép I160 x 81 mm Hệ thống xà gồ loại Z100 x 30 x 15 mm, lợp tôn sóng dày mm - Hệ thống cột dầm liên kết với mã bắt bulông Chân cột liên kết với sàn bê tông cấu kiện đỡ máy bơm bulông M20 chôn sẵn sàn Chân cột bố trí 04 gân tăng cứng thép có hình tam giác, kích thước gân : 90 x 200 x mm Các gân tăng cứng hàn liên kết cột mã bắt bulơng Bản mã chân cột có cấu tạo hình chữ nhật kích thước bản: 200 x 320 x 15 mm Trên mã bố trí 04 lỗ bulơng 20để bắt liên kết với bulơng nền; Hình 10 Một số chi tiết nhà trạm dạng lắp ghép - Kiểm tra điều kiện chịu lực cốt thép, khung thép bao che, tính tốn ổn định móng, kiểm tra điều kiện trượt lật cơng trình, nhận thấy cơng trình nhà trạm dạng lắp ghép đảm bảo, áp dụng vùng ĐBSCL III KẾT LUẬN Do đặc điểm đặc trưng vùng ĐBSCL, cần thiết phải có mơ hình trạm bơm tối ưu hóa để đáp ứng cho yêu cầu Trạm bơm dạng lắp ghép HTbx 2500- mơ hình trạm bơm Viện Bơm Thiết bị Thủy lợi nghiên cứu phát triển chứng minh hoàn toàn phù hợp với yêu cầu do: - Máy bơm nghiên cứu dựa máy bơm 15HT- 70 tối ưu hóa để làm việc với thơng số lưu lượng mực nước điển hình vùng ĐBSCL vùng hiệu suất cao; - Cơng trình trạm dạng BTCT đúc sẵn, thi công nhanh gọn, chi phí thấp, đảm bảo độ cứng vững yêu cầu thủy lực; - Kết cấu bao che khung thép cơng nghiệp dễ dàng tháo lắp, có khả thi công nhanh vài ngày; - Trạm bơm dạng làm việc cho hai yêu cầu tưới tiêu, không hoạt động, trạm bơm hoạt động cống tưới (hoặc tiêu) tự chảy cống ngăn mặn; - Giá thành đầu tư thấp, thời gian thi công tổng thể cơng trình ngắn Đề nghị quan có thẩm quyền tạo điều kiện cho mơ hình trạm bơm dạng lắp ghép HTbx 2500- áp dụng rộng rãi, góp phần nâng cao suất lao động, nâng cao đời sống nhân dân theo tiêu chí nơng thơn 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo tổng hợp Dự án SXTN cấp Nhà Nước: “Hồn thiện cơng nghệ thiết kế, chế tạo máy bơm sử dụng động 33 kW phù hợp với đồng sông Cửu Long” [2] Các báo cáo chuyên đề Dự án SXTN cấp Bộ “Hồn thiện cơng nghệ thiết kế, sản xuất tổ hợp bơm trạm bơm dạng lắp ghép cho đồng sông Cửu Long” 11