BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÁNH GIÁ THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC SỬ DỤNG MỘT SỐ TRẠM BƠM LỚN Ở VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI - BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÁNH GIÁ THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC SỬ DỤNG MỘT SỐ TRẠM BƠM LỚN Ở VIỆT NAM GS.TS Dương Thanh Lượng HÀ NỘI 12-2010 MỤC LỤC Phần TRẠM BƠM CẦU KHẢI I HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH Nhiệm vụ cơng trình Các thông số kỹ thuật Kết cấu nhà máy .4 Kết cấu bể hút Kết cấu bể xả kênh xả 6 Kết cấu cống xả qua đê Biện pháp xử lý Thiết bị khí điện trạm bơm II MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN RÚT KINH NGHIỆM TRONG CÔNG TÁC THIẾT KẾ, XÂY DỰNG Phần TRẠM BƠM KHAI THÁI .10 I HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH .10 Nhiệm vụ cơng trình 10 Các thông số kỹ thuật: .10 Kết cấu nhà máy .11 Bể xả kênh xả 11 Kết cấu cống xả qua đê cống lấy nước tự chảy 11 Biện pháp xử lý 12 Thiết bị khí điện trạm bơm 12 II MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN RÚT KINH NGHIỆM TRONG CÔNG TÁC THIẾT KẾ, XÂY DỰNG .13 Máy bơm 13 Bể xả kênh xả trạm bơm .13 Xử lý .13 Cống xả qua đê 14 Thơng gió cho trạm bơm 14 Phần TRẠM BƠM YÊN SỞ 15 I HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH .15 Nhiệm vụ cơng trình 15 Các thông số kỹ thuật 15 Kết cấu nhà máy .16 Kết cấu bể hút 16 Kết cấu bể xả, cống dẫn cống xả qua đê 16 Biện pháp xử lý 17 Thiết bị khí điện trạm bơm 17 Hệ thống điện 19 Các hệ thống thiết bị phụ 20 II MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN RÚT KINH NGHIỆM TRONG CÔNG TÁC THIẾT KẾ, XÂY DỰNG .21 Chọn máy bơm 21 Nhà máy 22 Hồ điều hòa 22 Phần TRẠM BƠM NHƯ QUỲNH 23 I HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH .23 Nhiệm vụ cơng trình 23 Nhà máy 23 Bể tập trung nước (bể hút) 24 Bể xả 24 Kênh xả .24 Biện pháp xử lý 24 Máy bơm 24 Động .25 II MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN RÚT KINH NGHIỆM TRONG CÔNG TÁC THIẾT KẾ, XÂY DỰNG .26 Bố trí tổng thể 26 Nhà máy 26 Buồng hút .26 Về việc chọn mực nước nhỏ để thiết kế trạm bơm .26 Một số vấn đề khác 27 Phần TRẠM BƠM TÂN CHI 28 I HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH .28 Nhiệm vụ công trình 28 Các thông số kỹ thuật 28 Kết cấu nhà máy .29 Kết cấu bể hút 29 Kết cấu kênh xả .30 Thiết bị khí điện trạm bơm 30 II MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN RÚT KINH NGHIỆM TRONG CÔNG TÁC THIẾT KẾ, XÂY DỰNG .31 Bố trí tổng thể 31 Bể hút 31 Bể xả kênh xả 31 Phần TRẠM BƠM VĨNH TRỊ 32 I HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH .32 Nhiệm vụ cơng trình 32 Các thông số kỹ thuật 32 Kết cấu nhà máy .32 Kết cấu bể hút 32 Kết cấu bể xả 32 Thiết bị khí điện trạm bơm 32 II MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN RÚT KINH NGHIỆM TRONG CÔNG TÁC THIẾT KẾ, XÂY DỰNG 34 Máy bơm 34 Bể xả kênh xả trạm bơm .34 Thơng gió cho trạm bơm 34 Phần TẬP HỢP MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TRẠM BƠM 36 Tính tốn thơng số thiết kế trạm bơm 36 Chọn máy bơm 39 Bố trí tổng thể trạm bơm 40 Kết cấu nhà máy .41 Bể hút kênh hút 42 Bể xả kênh xả 43 Kết cấu cống xả qua đê trạm bơm tiêu .43 Biện pháp xử lý 43 Thơng gió cho trạm bơm 44 10 Về việc chọn mực nước nhỏ để thiết kế trạm bơm tưới 46 11 Một số vấn đề cần ý mời thầu cung cấp máy bơm 46 Phần TRẠM BƠM CẦU KHẢI I HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH Nhiệm vụ cơng trình Tiêu úng cho diện tích 4.303 đất thuộc xã Định Tăng, Định Tường, Định Liên, Định Long, Yên Thái, Yên Phong, Yên Trường, Yên Bái, Yên Hùng, Yên Ninh, Yên Lạc thị trấn Quán Lào huyện n Định, tỉnh Thanh Hóa Hình 1.1 Trạm bơm Cầu Khải nhìn từ đê Các thơng số kỹ thuật Trạm bơm đầu mối có thơng số kỹ thuật: - Mực nước bể hút TK: +6,00 m - Mực nước bể hút Max: +8,10 m - Mực nước bể hút Min: +5,40 m - Mực nước bể tháo TK: +10,30 m - Mực nước bể tháo Max: +10,30 m - Mực nước bể tháo Min: +9,20 m - Cột nước thiết kế: 5,85 m - Cột nước lớn nhất: 6,30 m - Cột nước nhỏ nhất: 2,42 m - Lưu lượng thiết kế: 22,5 m3/s Kết cấu nhà máy Nhà máy bơm thuộc loại buồng ướt máy bơm đặt chìm Nhà máy gồm 10 gian máy + gian lắp ráp sửa chữa Kích thước (rộng  dài) = (8,9  39,0) m Bố trí khe lún nhà máy với khớp nối đồng a Tầng Là nơi đặt máy bơm bố trí buồng hút máy bơm, ngồi nơi bố trí trụ pin, khe phai, lưới chắn rác Vật liệu chủ yếu bê tông cốt thép M200 Các kích thước chính: - Chiều rộng đáy kể trụ pin: 14,55 m - Chiều rộng tầng dưới: 9,10 m - Chiều dài tầng dưới: 39,0 m Các cao trình: - Cao trình đáy móng: +1,90 m - Cao trình đáy buồng hút +2,80 m b Tầng Là nơi đặt động cơ, hệ thống điện động lực chiếu sáng nhá máy, cầu trục Kết cấu khung cột BTCT chịu lực, tường xây bao gạch, chống dột cách nhiệt kết cấu mái tôn, lát gạch granit, tường lăn sơn Các kích thước: - Chiều rộng tầng trên: 8,90 m - Chiều dài tầng trên: 38,60 m - Chiều cao tầng trên: 9,80 m (tính từ sàn đến mặt mái) Các cao trình: - Cao trình sàn: +7,90 m - Cao trình chống lũ: +8,45 m - Cao trình mặt sàn mài +18,00 m - Cao trình mặt dàn kéo van: +11,90 m c Gian điều khiển trung tâm Gian điều khiển trung tâm xây dựng riêng biệt, sát đầu hồi trái nhà máy, nơi đặt tủ điện đầu vào, tủ phân phối Kết cấu khung cột BTCT chịu lực, tường xây bao gạch, mái BTCT, chống dột cách nhiệt kết cấu mái tôn; gian điều khiển lát gạch granit, tường lăn sơn Các kích thước: - Chiều rộng gian điều khiển: 8,90 m - Chiều dài gian điều khiển: 7,90 m - Chiều cao gian điều khiển: 5,15 m (tính từ sàn đến mặt mái) Các cao trình: - Cao trình đáy móng cột: +7,05 m - Cao trình sàn: +8,45 m - Cao trình mép xà ngang: +12,90 m - Cao trình mặt sàn mài: +13,60 m Kết cấu bể hút Hút trực tiếp khu tập trung nước Hón Éo Hệ số mái dốc m = 1,5 Tường cánh dạng sườn BTCT M200 Các kích thước: - Chiều rộng bể hút: 32,60 m - Chiều dài đoạn cửa vào: 31,90 m Các cao trình: - Cao trình đáy bể hút: +3,40 m - Cao trình đỉnh bể hút: +7,90 m Kết cấu bể xả kênh xả Bể xả đặt tách rời với nhà máy, cách nhà trạm 6,94 m, tính từ mặt sau tường nhà máy đến mặt trước tường ngang bể xả Bể xả nối trực tiếp với cống xả không qua kênh xả Kết cấu BTCT M200 Tường bể dạng tường chắn đất nối cứng với đáy Các kích thước: - Chiều rộng bể xả đầu bể: 32,60 m - Chiều rộng bể xả cuối bể: 10,60 m (nối với cống xả) - Chiều dài đoạn chữ nhật: 7,90 m - Chiều dài đoạn thu hẹp: 11,414 m Các cao trình: - Cao trình đáy bể xả: +7,79 m - Cao trình đỉnh bể xả: +11,00 m - Cao trình mặt dầm kéo phai: +13,90 m Kết cấu cống xả qua đê Cấu tạo gồm phận: Thân cống: Dạng cống hộp, dài 14,27 m, tiết diện cống n(bh)=3(3,02,0) m; chiều dày đáy 0,50 m; chiều dày nắp 0,45 m; chiều dày tường 0,50 m; cao trình đáy cống +7,79 m; cao trình mặt đê đỉnh cống +12,50 m Vật liệu BTCT M200 Đoạn dốc sau cống: Dài 12,43 m; rộng 10,0 m; hệ số mái dốc đáy m = 2,5; chiều dày đáy 0,45 m; chiều dày tường 0,40 m; chiều cao tường 2,71 m Vật liệu BTCT M200 Biện pháp xử lý - Nền nhà máy gia cố cọc BTCT tiết diện 30×30 cm, dài 20,3 m - Nền gian điện gia cố cọc BTCT tiết diện 30×30 cm, dài 6,5 m - Nền bể xả gia cố cọc BTCT tiết diện 30×30 cm, dài 16,5 m - Nền cống xả qua đê gia cố cọc BTCT tiết diện 30×30 cm, dài 16,5 m Thiết bị khí điện trạm bơm a Phần khí * Tổ bơm: trạm bơm gồm 10 tổ máy hướng trục trục đứng Thông số tổ máy: - Lưu lượng tổ máy: - Cột nước bơm thiết kế: - Công suất động cơ: - Điện áp động cơ: - Số vòng quay: - Hiệu suất: Q = 8,000 m3/h H = 5,85 m Nđc = 200 KW U = 380 V n = 490 v/p  = 0,82 (tại điểm thiết kế) - Hệ số công suất - Cấp cách điện: cos  0,9 (có tự bù) cấp F - Tần số: f = 50 hez * Cơ khí phụ trợ: - Cầu trục 10 nhà máy - Pa lăng bể hút - Pa lăng bể xả - Bơm thoát nước nhà máy HS100-7 + hệ thống đường ống - Quạt thơng gió loại QHT5550-16, số lượng 13 b Điện quản vận hành * Trạm biến áp: Trạm kiểu trệt, trời, gồm máy biến áp: máy 1,250 KVA-35/0,4 KV; máy 50 KVA-35/04 KV * Điện hạ thế: - Hệ thống tủ đầu vào, phân đoạn, phụ tải tự dùng bàn điều khiển trung tâm bố trí gian điện trung tâm - Tủ khởi động soft startor gồm 10 tủ, 380V, 200 KW có thiết bị bù cos - Bảo vệ gồm bảo vệ sau: + Bảo vệ tải + Bảo vệ ngắn mạch + Bảo vệ áp + Bảo vệ chống pha + Bảo vệ nhiệt độ trục cuộn dây startor + Bảo vệ mực nước thấp bể hút - Các thiết bị đo lường: + Đo dòng điện + Đo điện áp + Đo hệ số cos + Đo nhiệt độ + Đo mực nước thượng, hạ lưu Hình 1.2 Bên nhà máy bơm II MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN RÚT KINH NGHIỆM TRONG CƠNG TÁC THIẾT KẾ, XÂY DỰNG Thơng gió Hình thức thơng gió kết hợp thơng gió tự nhiên qua hệ thống cửa sổ kết hợp với 13 máy thơng gió máy quạt gió hướng trục QHT5550-16 Tuy nhiên việc mở cửa sổ giữ cửa trạng thái mở gặp khó khăn Có thể khắc phục cách dùng cửa sổ cửa chuyên dùng có kết cấu đóng mở thuận tiện hệ thống gạt hệ thống cửa đóng mở điện Hệ thống cáp dẫn điện Các thiết bị phụ trợ: Điều khiển bơm mỡ, tiêu nước, thơng gió, cứu hỏa chống sét Các thiết bị đo mức nước, đo nhiệt độ tổ máy c Các hệ thống thiết bị phụ Trạm bơm Vĩnh Trị trạm bơm tiêu lớn xây dựng nên có đầy đủ hệ thống thiết bị phụ như: Hệ thống bơm dầu Hệ thống tiêu nước Hệ thống cứu hỏa Hệ thống thơng gió Hệ thống cầu trục Các thiết bị đo lường Hệ thống trạm bơm tương đối đầy đủ đại, đảm bảo đáp ứng yêu cầu quản lí bảo dưỡng trạm bơm II MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN RÚT KINH NGHIỆM TRONG CÔNG TÁC THIẾT KẾ, XÂY DỰNG Máy bơm - Số máy: Trạm bơm Vĩnh Trị có số máy ít, nên chọn số máy nhiều (khoảng đến chiếc), máy nhỏ - Làm mát bôi trơn ổ trục: Bôi trơn ổ trục máy bơm mỡ, dầu lượng dầu mỡ tiêu hao lớn, chủng loại dầu khó mua Thường máy hoạt động thời gian ngắn phải bơm dầu Bể xả kênh xả trạm bơm - Xử lý cho nhà máy phần gian máy đóng cọc, chưa thấy tượng lún nhà máy - Do có cột nước thấp Trạm bơm Vĩnh Trị bố trí sát đê, bể xả liền nhà máy nên có khối lượng giá thành rẻ so với đặt bể xả tách rời nhà máy lại có nhược điểm gây ảnh hưởng cho đê gây khó khăn việc quy hoạch mở rộng mặt đê Thơng gió cho trạm bơm Việc bố trí thiết bị thơng gió cho tầng nhà máy bơm không cần thiết khơng có động Nên bố trí thơng gió cho tầng nhà máy bơm 34 Hình 6.2 Bố trí thiết bị thơng gió tầng bơm trạm bơm Vĩnh Trị 35 Phần TẬP HỢP MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ THIẾT KẾ, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG TRẠM BƠM Tính tốn thơng số thiết kế trạm bơm a Đối với trạm bơm tiêu * Lưu lượng - Lưu lượng thiết kế: Lưu lượng thiết kế Q TK tính theo mức đảm bảo 90% quy định TCXDVN 285:2002 Như chọn mơ hình mưa thiết kế ứng với tần suất 10% - Lưu lượng lớn nhất: Tùy theo mức độ quan trọng trạm bơm, nên chọn Qmax = (1,2 ÷1,2) QTK - Lưu lượng nhỏ nhất: Lưu lượng nhỏ lấy biểu đồ lưu lượng yêu cầu, khơng có số liệu lấy Q  QTK * Mực nước bể hút - Mực nước nhỏ nhất: Zbh.min mực nước tiêu với lưu lượng nhỏ phải rút nước hệ thống kênh hồ điều hòa xuống mức thấp - Mực nước lớn nhất: Zbh.max mực nước thấp thời gian làm việc trạm bơm Mực nước dùng để kiểm tra trạng tái làm việc máy bơm để tính cao trình đặt máy thiết kế trạm bơm - Mực nước trung bình: Zbh.tb mực nước thường xuyên xuất bể hút suốt thời gian làm việc trạm bơm Nên dùng mực nước để tính cột nước địa hình bình quân trạm bơm tiêu Khi khơng có đủ số liệu tính: Zbh.tb  Zbh.min  Z bh.max - Mực nước lớn tới hạn: Zbx.th mực nước lớn xảy trạm bơm kể lúc trạm bơm khơng làm việc Mực nước điều tra khứ chưa có trạm bơm dùng để xác định cao trình chống lũ cho nhà bơm, cao trình trạm biến áp thiết bị điện * Mực nước bể xả - Mực nước thiết kế: Zbx.TK mực nước cao trạm bơm làm việc Mực nước chọn theo mực nước sông ứng với tần suất 10% (mức đảm bảo 90%) 36 - Mực nước nhỏ nhất: Zbx.min mực nước thấp trạm bơm làm việc Mực nước nên chọn mực nước lớn trường hợp: + Mực nước sơng thấp ngồi sơng thời gian làm việc trạm bơm có cộng thêm tổn thất cột nước từ bể xả sông + Mực nước trước cống xả bơm với lưu lượng nhỏ mực nước sau cống không ảnh hưởng đến mực nước trước cống (chảy tự do) Mực nước phụ thuộc nhiều vào việc chọn cao trình đáy cống xả (nêu phần dưới) - Mực nước lớn nhất: Zbx.max mực nước cao trạm bơm làm việc mức đảm bảo Mực nước nên chọn mực nước ứng với mực nước sông tần suất 5% yêu cầu trạm bơm làm việc Mực nước nên dùng để kiểm tra máy bơm, động cơ, máy biến áp mặt q tải, khí thực Hiện quy phạm khơng quy định mực nước - Mực nước trung bình: Zbx.tb mực nước thường xuyên xuất bể xả suốt thời gian làm việc trạm bơm Nên dùng mực nước để tính cột nước địa hình bình quân cột nước thiết kế trạm bơm tiêu Khi khơng có đủ số liệu tính: Zbx.tb  Zbx.min  Zbx.TK * Các cột nước địa hình - Cột nước địa hình bình quân Hđh.bq = Zbx.tb  Zbh.tb - Cột nước địa hình lớn Hđh.max = Zbx.max  Zbh.min - Cột nước địa hình nhỏ Hđh.min = Zbx.min  Zbh.max * Các cột nước bơm - Cột nước bơm thiết kế: HTK = Hđh.bq + hms hms - Tổn thất cột nước đường ống máy bơm - Cột nước bơm lớn nhất: Hmax = Hđh.max + hms - Cột nước bơm nhỏ nhất: Hmin = Hđh.min + hms Cột nước HTK dùng để chọn bơm, đảm bảo máy bơm thường xuyên làm việc vùng hiệu suất cao 37 Hiện có tồn chọn máy bơm với cột nước lớn: HTK = Zbx.TK (10%) – Zbh.min Điều dẫn đến thực tế máy bơm thường xuyên làm việc cột nước nhỏ điểm cơng tác khơng nằm vùng có hiệu suất cao đường đặc tính Cột nước Hmax Hmin dùng để kiểm tra trạng thái làm việc máy móc lưu lượng, cơng suất, hiệu suất, khí thực a Đối với trạm bơm tưới * Lưu lượng - Lưu lượng thiết kế: Lưu lượng thiết kế Q TK tính theo mức đảm bảo 75% quy định TCXDVN 285:2002 chọn mơ hình mưa thiết kế ứng với tần suất 75% Hiện có xu hướng đề nghị nâng suất đảm bảo tưới lên 85% - Lưu lượng lớn nhất: Tùy theo mức độ quan trọng trạm bơm, nên chọn Qmax = (1,1 ÷1,2) QTK - Lưu lượng nhỏ nhất: Lưu lượng nhỏ lấy biểu đồ lưu lượng u cầu, khơng có số liệu lấy Q  QTK * Mực nước bể hút - Mực nước nhỏ nhất: Zbh.min mực bể hút thấp bể hút trạm bơm làm việc Hiện TCXDVN 285:2002 chưa quy định tần suất này, theo nên lấy Z bh.min ứng với mực nước sông nhỏ suất 95% Nên dùng tần suất lam mức đảm bảo an tồn cho máy móc thiết bị Với mức này, tổ máy bơm làm việc được, động không bị tải, máy bơm khơng sinh khí thực, dòng chảy buồng hút tốt Tuy nhiên với mực nước máy bơm không bắt buộc phải cung cấp đủ lưu lượng thiết kế Như vậy, việc sử dụng mức đảm bảo để tính tốn ổn định, kết cấu, dùng để tính tốn: + Kiểm tra cơng suất động + Xác định cao trình đặt máy + Tính tốn kênh hút, bể hút, ống hút, buồng hút - Mực nước lớn Zbh.max mực bể hút lớn bể hút thời gian trạm bơm làm việc Ở số trạm bơm, mực nước mực nước mà cơng trình đầu mối bắt đầu chuyến từ chế độ lấy nước tự chảy sang chế độ lấy nước động lực Tùy thuộc trạm bơm đặt đê hay đê mà mực nước xác định cụ thể * Mực nước bể xả - Mực nước nhỏ : Thông thường Zbx.max mực nước đầu kênh tưới bơm với lưu lượng Q độ 38 sâu kênh hmin - Mực nước lớn nhất: Thông thường Zbx.min mực nước đầu kênh tưới bơm với lưu lượng Q max độ sâu kênh hmax * Các cột nước địa hình - Cột nước địa hình bình quân Tính Hdhbq theo cơng thức: n Hdhbq = �(Q h t ) i 1 n i i i �(Q t ) n 1 i i Hoặc đơn giản tính theo cơng thức: H dhbq  H dh.max  H dh.min - Cột nước địa hình lớn Hđh.max = Zbx.max  Zbh.min - Cột nước địa hình nhỏ Hđh.min = Zbx.min  Zbh.max * Các cột nước - Cột nước thiết kế HTK = Hdhbq + hms Trong đó: hms - Tổn thất cột nước đường ống máy bơm - Cột nước bơm lớn nhất: Hmax = Hđh.max + hms - Cột nước bơm nhỏ nhất: Hmin = Hđh.min + hms Cột nước HTK dùng để chọn bơm, đảm bảo máy bơm thường xuyên làm việc vùng hiệu suất cao Hiện có tồn chọn máy bơm với cột nước lớn: HTK = Zbx.TK – Zbh.TK (75%) Điều dẫn đến thực tế máy bơm thường xuyên làm việc cột nước nhỏ điểm công tác không nằm vùng có hiệu suất cao đường đặc tính Cột nước Hmax Hmin dùng để kiểm tra trạng thái làm việc máy móc lưu lượng, cơng suất, hiệu suất, khí thực Chọn máy bơm a Số máy loại máy 39 - Số máy phù hợp: ÷ máy? - Số máy tốt nhất: ÷ máy? - Khi yếu, nên chọn loại máy bơm nhỏ (số máy nhiều hơn) b Chọn loại máy * Yêu cầu loại máy: - Có hiệu suất cao thời kỳ làm việc - Khả chống khí thực tốt, [NPSH] nhỏ, [Δh] nhỏ, [H ck] nhỏ Có đường đặc tính [NPSH]~Q, [Δh]~Q, [Hck]~Q rõ ràng đáng tin cậy - Có chất lượng khí tốt (lắp ráp thuận lợi, ổ bi, vòng đệm chống rò, thiết bị chống phản lực dọc trục hồn hảo) - Có giá thành rẻ, nên chế tạo hàng loạt, có sẵn thiết bị thay - Phù hợp với điều kiện thực tế * Chọn loại máy đặc biệt: Máy bơm chìm nên sử dụng cho nơi có dao động mực nước bể hút lớn, ví dụ trạm bơm ven sơng Hồng Máy bơm chìm nên sử dụng cho trạm bơm nước thải thành phố đặt ngầm đất, không chiếm không gian bề mặt, giảm thể tích bể thu nước, giảm tiếng ồn bơm, không gây mùi hôi thối trạm bơm dễ đậy kín Máy bơm trục xiên cần sử dụng nơi tạo mái dốc ổn định cần mái dốc cần gia cố chắn, đảm bảo cho bệ đặt máy cố định, tránh tượng làm lệch tuyến trục bơm Ở số trạm bơm, việc chọn loại máy bơm khơng phù hợp; ví dụ, khơng nên chọn máy bơm chìm cho trạm bơm đặt đê (kể tiêu tưới trạm bơm tiêu) việc chống ngập cho nhà máy có đê bảo vệ Trong trường hợp này, dùng bơm khơ đỡ tốn d Kiểm tra thông số công tác chế độ làm việc Kiểm tra lưu lượng, cơng suất, hiệu suất c Tính cao trình đặt máy - Theo điều kiện mực nước bể hút - Theo điều kiện phát sinh khí thực - Kiểm tra cao trình đặt máy với trường hợp làm việc HTK, Hmax, Hmin e Một số vấn đề khác - Hình thức bơi làm mát bơi trơn ổ trục máy bơm - Chọn loại ổ trục mực nước: vòng bi, bạc kim loại, bạc cao su, bạc gỗ Bố trí tổng thể trạm bơm Cần ý: - Tuân thủ điều kiện thủy lực dòng chảy 40 - Đảm bảo hài hòa cơng trình (nhà máy, nhà điện, nhà quản lý, bể hút, bể xả, kênh xả, cống xả, đê, đường giao thông, trạm biến áp) - Phù hợp với môi trường cảnh quan xung quanh - Cơng trình đơn giản - Thuận tiện cho thi công quản lý - Kết hợp với nhiệm vụ khác địa phương Kết cấu nhà máy a Chọn loại nhà máy Nên chọn kiểu nhà máy theo quy mô máy bơm: − Q1m < m3/s: Chọn nhà máy bơm kiểu móng tách rời − Q1m ≤ m3/s: Chọn nhà máy bơm kiểu buồng; gồm: + Kiểu buồng ướt Kiểu buồng ướt máy đặt chìm Kiểu buồng ướt máy đặt tầng khô + Kiểu buồng khô − Q1m > m3/s: Chọn nhà máy bơm kiểu khối tảng b Buồng hút Thông thường theo nguyên tắc chung, loại trạm bơm kiểu buồng ướt dùng cho máy bơm có lưu lượng nhỏ m 3/s, áp dụng cho máy bơm có lưu lượng lớn hơn, chí đến 10 m3/s, phải có thí nghiệm kiểm nghiệm buồng hút cụ thể nhà chế tạo bơm quan nghiên cứu thực Kích thước buồng hút quan trọng, cần thay đổi nhỏ kích thước buồng hút ảnh hưởng đến làm việc máy bơm, đặc biệt máy bơm hướng trục loại nhạy cảm với chế độ thủy lực dòng chảy buồng hút Một số điểm cần lưu ý thiết kế nhà máy bơm kiểu buồng ướt thân bơm đặt chìm nước: - Khi thiết kế trạm bơm cần xác định thông số sau buồng hút: Zmin , h1, h2, B, G, d, L, W, v, θ Trong đó: Zmin - Mực nước nhỏ buồng hút (do người thiết kế TB đề xuất); h1 - Chiều cao h1 từ đáy buồng tới miệng loa (nhà cung cấp MB quy định, người thiết kế kiểm tra); h2 - Độ ngập sâu miệng loa MN nhỏ buồng (nhà cung cấp MB quy định, người thiết kế kiểm tra); B - Chiều rộng buồng hút (nhà cung cấp MB quy định, người thiết kế kiểm tra); G - Khoảng cách từ tâm MB tới tường sau (nhà cung cấp MB quy định, người 41 thiết kế kiểm tra); d - Khoảng cách từ mép miệng loa tới tường sau (nhà cung cấp MB quy định, người thiết kế kiểm tra); L - Chiều dài buồng hút (nhà cung cấp MB quy định, người thiết kế kiểm tra); W - Thể tích nước buồng hút (nhà cung cấp MB quy định, người thiết kế kiểm tra); v - Vận tốc qua lưới chắn rác (nhà cung cấp MB quy định, người thiết kế kiểm tra); θ - Góc nghiêng thềm vào buồng hút (nhà cung cấp MB quy định, người thiết kế kiểm tra);  Hình Cấu tạo kích thước buồng hút tiêu chuẩn - Nếu khơng có thơng số kích thước buồng hút kèm máy bơm vào kết nghiên cứu cơng nhận mà tính tốn thiết kế buồng hút Nhưng thông thường nhà cung cấp máy bơm đưa kích thước yêu cầu cho buồng hút máy bơm Người thiết kế trạm bơm phải hồn tồn tn thủ cấu tạo kích thước buông hút nhà chế tạo bơm cung cấp phép thay đổi theo hướng an toàn hơn, thí dụ tăng thêm h2, tăng thêm L, giảm bớt d, giảm bớt v, c Chọn hình thức nối tiếp nhà máy với bể xả Đối với trạm bơm vừa lớn, tùy theo tương quan mực nước bể xả với cao trình sàn tầng nhà máy mà có hình thức bố trí - Bố trí bể xả tách rời nhà máy bơm; - Bố trí bể xả liền nhà máy bơm Khi mực nước bể xả thấp cao trình sàn động (cùng cao phạm vi định) nên bố trí bể xả liền nhà máy Sự bố trì có lợi dùng tường sau nhà máy làm tường ngang bể xả giải vấn đề biến dạng nứt gãy ống xả lún Bể hút kênh hút 42 - Khi thiết kế trạm bơm, cần đặc biệt phải trọng thuận dòng dòng chảy dẫn vào nhà máy bơm - Hạn chế lệch dòng, xốy nước, khu nước quẩn, rung động dòng chảy vào ống hút (hoặc buồng hút máy bơm) - Nên có tường cánh nghiêng 450 bể hút nối với kênh hút thang - Khi có điều kiện nên làm kênh hút có mặt cắt hình chữ nhật - Bể hút khơng nhỏ quả, cần có thể tích kích thước đủ lớn đẻ tập trung nước - Bể hút không nên lớn tốn kém, đọng nước bẩn, lắng cặn, không tốt thủy lực - Bể hút cần thuận dòng mức độ cao nhiều so với bể xả! Bể xả kênh xả - Bể hút cần thuận dòng mức độ thấp nhiều so với bể xả, xáo động nước bể xả không ảnh hưởng nhiều đến máy bơm - Nên có tường cánh nghiêng 450 bể hút nối với kênh xả hình thang - Khi có điều kiện nên làm kênh xả có mặt cắt hình chữ nhật - Khi kênh xả ngắn nên làm kênh xả có mặt cắt hình chữ nhật, thành kênh nối thẳng vào cống xả thuận dòng - Hạn chế diện tích chiếm đất kênh xả - Nếu mái kênh xả làm vật liệu cứng (BTCT) khơng cần giếng tiêu bể xả - Cao trình đáy bể xả, kênh xả (và cống xả) nên chọn hợp lý để tránh lãng phí lượng bơm giá thành xây dựng hợp lý Không nên lấy mực nước ứng với tần suất 10% làm để tính cao trình đáy bể xả kênh xả làm cho đáy bể xả kênh xả cao (“bị treo”), trạm bơm tiêu sông lớn Kết cấu cống xả qua đê trạm bơm tiêu - Tiết diện cống nên chọn hợp lý, trì tốn thất cột nước qua cống khoảng 10 ÷ 20 cm phù hợp - Cao trình đáy cống xả nên chọn hợp lý (đã nêu bể xả) - Nền có giải pháp kết cấu hợp lý để tạo độ cứng thích hợp cho kết cấu thân cống, tránh tượng nứt gãy theo phương dọc (khi công dài) theo phương ngang (khi cống rộng) - Hạn chế tượng thấm mang cống - Có biện pháp xử lý phù hợp cống (cũng đê) yếu, ví dụ đóng cọc BTCT, cọc nhồi Biện pháp xử lý Nhiều trạm bơm đặt đất yếu, cấn có biện pháp xử lý thích hợp, nói chung trạm bơm thường gia cố đóng cọc BTCT - Tùy theo quy mô đặc điểm kết cấu nhà máy bơm mà chia nhà máy thành 43 đơn nguyên cho phù hợp Ở số trạm bơm để đơn nguyên dài dẫn đến lún gãy nhà máy, có trạm bơm lại chia thành nhiều đơn nguyên nhỏ làm giảm tính ổn định cơng trình Một số nhà máy bơm bị lún khơng theo phương dọc nhà, có nhà máy bơm bị lún không theo phương ngang nhà - Với gian phụ (gián điện, gian sửa chữa ) nhà máy bơm không liền khối với gian máy nên xử lý thích hợp Ở số trạm bơm, gian phụ bị lún nhiều với gian bơm không đầm đủ độ chặt yêu cầu Nên đầm với độ chặt cao (K=0,90÷0,95), nên đắp cát - Nền bể xả cần xử lý tốt để tránh tượng lún nứt gãy bể xả chịu tải trọng lớn, có tải trọng nước bể Bể xả cần phân khoảnh hợp lý kể đáy bể tường bể để tránh nứt gãy lún không - Nếu kênh xả kênh hộp nến cần xử lý tốt để tránh tượng lún nứt gãy bể xả chịu tải trọng lớn, có tải trọng nước bể Kênh xả cần phân khoảnh hợp lý kể đáy tường mái để tránh nứt gãy lún không - Nền cống xả qua đê cần xử lý tốt để tránh tượng lún nứt gãy cống xả chịu tải trọng lớn, có tải trọng nước, tải trọng đất đắp tải trọng xe cộ đê Bể xả cần phân khoảnh hợp lý kể đáy bể tường bể để tránh nứt gãy lún không - Ở số trạm bơm tiêu có tượng xảy dòng thấm mạnh mực nước sông lên cao nước sông qua đê, qua cống xả, bể xả, nhà máy bể hút Trong trường hợp cần có biện pháp hạn chế dòng thấm đó; ví dụ, dùng hàng cừ thép đặt theo tuyến vng góc phương dòng thấm Thơng gió cho trạm bơm a Mục đích thơng gió Khi thiết kế trạm bơm cần có tính tốn thơng gió Nơi cần thơng gió buồng chứa động Mục đích thơng gió để động không bị giảm hiệu suất, động làm việc, nhiệt động toả làm cho nhiệt độ nhà máy tăng, có tới 500C hay nữa, hiệu suất động giảm rõ rệt, xem bảng dưới: 44 Bảng 7.1 Ảnh hưởng nhiệt độ xung quanh tới hiệu suất động Nhiệt động xung quanh động điện 0C Hiệu suất động giảm % 35 40 45 12,5 50 25,0 Phải đảm bảo cho nhiệt độ nhà không cao nhiệt độ ngồi trời +5 0C, nhiệt độ 350C thích hợp Ở trạm bơm có động lớn toả nhiều nhiệt trạm bơm có buồng động sâu, điều kiện toả nhiệt kém, cần phải có thiết bị thơng gió Nếu nhà máy có động nhỏ lượng nhiệt toả không lớn, nhiệt độ nhà máy luôn bảo đảm phạm vi thích hợp sàn động đặt cao mặt đất, xung quanh nhà máy bố trí nhiều cửa sổ đối xứng để thơng gió cho nhà máy Mỗi phải thay đổi lượng khơng khí nhà máy đến lần b Các hình thức thơng gió: - Dùng máy quạt gió đặt ống thơng gió, trực tiếp hút khơng khí nóng động đưa ngồi nhà máy Hình thức có ưu điểm lượng khơng khí cần làm mát máy nhỏ, hiệu tốt Ở nhà máy lớn kiểu giếng nên chọn hình thức thơng gió - Dùng máy quạt gió kiểu hướng trục đưa khơng khí ngồi vào nhà máy Hình thức cần lượng khơng khí lớn Thường dùng trạm bơm nhỏ, trạm bơm lớn lợi dụng thơng gió tự nhiên phần - Dùng máy quạt gió đặt đường ống lấy khơng khí mát từ thổi vào động mà đẩy khơng khí nóng ngồi Cách u cầu lượng khơng khí lớn Máy quạt gió có loại ly tâm, có loại hướng trục Loại ly tâm có áp lực gió lớn từ 100÷1500 mmHg, loại hướng trục có áp lực gió nhỏ có lưu lượng gió lớn Việc bố trí thiết bị thơng gió phải qua tính toán mà định Nếu sàn đặt động cao mặt nước cao bể hút mà lượng khơng khí cần phải thay đổi lớn lượng khơng khí thay đổi tự nhiên phải bố trí hệ thống thiết bị thơng gió băng máy Người cho chọn nhiệt độ trung bình tháng nóng đo lúc 13 làm nhiệt độ tính tốn c Cửa sổ nhà máy bơm Gian xây mặt đất phải bố trí sổ, tổng diện tích cửa sổ để thơng gió chiếu sáng phải 1/3 ÷ 1/6, khơng nhỏ 1/8 diện tích sàn buồng động Diện tích cửa sổ tường trước tường sau nhà máy phải Cần rút kinh nghiệm số trạm bơm, việc bố trí cửa sổ hai tường đối xứng có diện tích chênh lệch q nhiều khơng hợp lý Việc đóng mở cửa sổ giữ cho cửa mở chưa thực nhiều trạm bơm, cửa sổ cửa cao ln ln trạng thái đóng mà khơng mở để lấy gió cần Vì cần phải chọn loại cửa sổ có kết cấu đóng mở hợp lý, thuận tiện, tốt nên dùng lợi cửa đóng mở tự động điện 45 Ở gian phụ diện tích cửa sổ lấy nhỏ hơn, thường lấy khơng nhỏ 1/12 ÷ 1/16 diện tích sàn gian Trong gian đặt tủ điện thường làm cửa sổ chiếu sáng bọc lưới thép ngồi ngăn khơng cho lồi rắn bò vào tủ điện Cấu tạo kiểu đóng mở theo loại cửa sổ dùng cho nhà công nghiệp Chọn cửa sổ phải phù hợp khí hậu địa phương, điều kiện lao động công nhân vẻ đẹp ngơi nhà Khơng phải có nhiệm vụ lấy ánh sáng, cửa sổ trạm bơm đóng phần quan trọng việc thơng gió tự nhiên Nên chọn tổng diện tích bên cửa sổ 10 Về việc chọn mực nước nhỏ để thiết kế trạm bơm tưới TCXDVN 285:2002 quy định tần suất đảm bảo trạm bơm tưới 75%, mà khơng nói rõ đảm bảo lưu lượng hay mực nước, dẫn đến nhiều nhà thiết kế chọn mực nước tần suất 75% làm mực nước nhỏ bể hút để thiết kế trạm bơm Cần quy định mức đảm bảo lưu lượng phải khác với quy định mức đảm bảo an tồn máy móc thiết bị trạm bơm; chẳng hạn tiêu chuẩn cần quy định: - Mức đảm bảo 75 % mức đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng nước tưới - Mức đảm 95% mức đảm bảo an tồn máy móc thiết bị Với mức này, tổ máy bơm làm việc được, động không bị tải, máy bơm khơng sinh khí thực, dòng chảy buồng hút tốt Tuy nhiên với mực nước máy bơm không bắt buộc phải đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng thiết kế Như vậy, việc sử dụng mức đảm bảo để tính tốn ổn định, kết cấu, dùng để tính tốn: + Kiểm tra cơng suất động + Xác định cao trình đặt máy + Tính tốn kênh hút, bể hút, ống hút, buồng hút - Khi tính tốn mực nước bể hút cần xem xét: + Sự biến đổi mực nước năm gần nhiều nguyên nhân: biến đổi khí hậu, thay đổi thảm phủ rừng đầu nguồn, thay đổi chế độ vận hành hồ chứa thượng lưu theo nhu cầu ngành điện + Một số đại lượng thống kê khơng hồn đủ tính ngẫu nhiên (ví dụ mực nước kênh đào Bắc Hưng Hải) làm sai lệch kết tính tốn 11 Một số vấn đề cần ý mời thầu cung cấp máy bơm Khi mời thầu cung cấp máy bơm, thiếu số thơng số quan trọng liên quan đến khả làm việc máy bơm động cơ, đồng thời cần thiết cho người thiết kế người vận hành cơng trình trạm bơm Thực tế cho thấy rằng, có số trường hợp nhà cung cấp máy bơm không cung cấp thông số quan trọng đường đặc tính NPSH yêu cầu (hoặc Δh, Hck) Điều dẫn đến việc xác định cao trình đặt máy thiết kế thiếu sở khơng kiểm tra tượng khí thực quản lý vận hành trạm bơm Cũng có trường hợp nhà cung cấp máy bơm không cấp đủ sơ đồ lắp máy, sơ đồ kích thước buồng hút ống hút Theo chúng tôi, cần xác định rõ bổ sung số yêu cầu số thông số tổ máy bơm xem xét chọn máy bơm động cơ: Các yêu cầu đáp ứng điều kiện vận hành máy bơm: 46 Đường đặc tính bơm Đường đặc tính cột nước theo lưu lượng H~Q Đường đặc tính cơng suất trục theo lưu lượng N~Q Đường đặc tính hiệu suất máy bơm theo lưu lượng η~Q Đường đặc tính NPSHr~Q Phương pháp thí nghiệm để vẽ đường đặc tính máy bơm Nếu thí nghiệm máy bơm mơ hình tỉ lệ đồng dạng hình học thí nghiệm bao nhiêu? Sai số thí nghiệm vẽ đường đặc tính máy bơm Tài liệu tính tốn thơng số kỹ thuật máy bơm Điểm vận hành thiết kế với cột nước HTK= NPSHreq’d= Điểm vận hành với cột nước Hmin= NPSHreq’d= Điểm vận hành với cột nước Hmax= NPSHreq’d= Về cơng suất làm việc động cơ: Điểm vận hành thiết kế với cột nước HTK= Nđc= Điểm vận hành với cột nước Hmin= Nđc= Điểm vận hành với cột nước Hmax= Nđc= Các điều kiện buồng hút máy bơm (hình 8): Đường kính loa hút Dv= Độ cao hút nước cho phép từ mức nước bể hút đến tâm bánh công tác h s= Khoảng cách từ miệng loe bơm tới đáy hầm hút h1= Độ ngập chìm nhỏ cho phép kể từ mực nước hút nhỏ tới miệng hút bơm h2= Khoảng cách từ tâm bơm đến tường sau hầm hút d= Chiều rộng buồng hút B= Khả chống rác : Chiều rộng khe hở yêu cầu lưới chắn rác b= Bánh xe cánh quạt có lưỡi cắt rác hay khơng? Đặc tính động Hệ số cơng suất cosφ Khi đầy tải 1/1Nđm Nđc= Khi thấp tải 3/4Nđm Nđc= Khi non tải 1/4Nđm Nđc= Hiệu suất động Khi đầy tải 1/1Nđm Nđc= Khi thấp tải 3/4Nđm Nđc= Khi non tải 1/4Nđm Nđc= 47 48 ... 7,90 m - Chiều cao gian điều khiển: 5,15 m (tính từ sàn đến mặt mái) Các cao trình: - Cao trình đáy móng cột: +7,05 m - Cao trình sàn: +8,45 m - Cao trình mép xà ngang: +12,90 m - Cao trình mặt... tầng trên: 9,80 m (tính từ sàn đến mặt mái) Các cao trình: - Cao trình sàn: +7,90 m - Cao trình chống lũ: +8,45 m - Cao trình mặt sàn mài +18,00 m - Cao trình mặt dàn kéo van: +11,90 m c Gian điều... Để tách nước bẩn, dùng hệ thống kênh bao đập cao su Khi khơng có mưa, mưa nhỏ, nồng độ chất bẩn nước cao nước dẫn đến từ hệ thống sông thành phố đến kênh bao quanh hồ Yên Sở đến bể hút trạm bơm