So với bơm một cấp ( công xôn ) thì bơm hai cửa vào có nhiều ưu điểm: cân bằng được lực dọc trục tác dụng lên trục, có hiệu suất cao hơn, BXCT đặt ở giữa trục do đó có độ dịch hướng kính[r]
(1)Máy bơm trạm bơm Biên tập bởi:
(2)Máy bơm trạm bơm Biên tập bởi:
Nguyễn Quang Đoàn Các tác giả: Nguyễn Quang Đoàn
(3)MỤC LỤC
1 Tóm lược lịch sử phát triển sử dụng máy bơm cấp tháo nước Khái niệm chung máy bơm trạm bơm
2.1 Khái niệm máy bơm
2.2 Các thông số lượng vùng sử dụng bơm Cấu tạo bơm cánh quạt
3.1 Bơm ly tâm
3.2 Máy bơm hướng trục 3.3 Máy bơm hướng chéo Đặc tính bơm cánh quạt
4.1 Nguyên lý làm việc máy bơm ly tâm 4.2 Nguyên lý làm việc bơm hướng trục 4.3 Đặc tính bơm cánh quạt
5 Định luật đồng dạng m bơm ứng dụng 5.1 Luật đồng dạng công thức đồng dạng 5.2 Ứng dụng luật đồng dạng
6 Khí thực máy bơm cánh quạt
6.1 HIện tượng khí thực nguyên nhân phát sinh 6.2 Độ cao đặt máy bơm
6.3 Thí nghiệm khí thực
7 Các trường hợp làm việc máy bơm 7.1 Máy bơm làm việc chung với đường ống 7.2 Các máy bơm làm việc ghép song song 7.3 Các máy bơm làm việc ghép nối tiếp
7.4 Các máy bơm làm việc mạng đường ống Các loại máy bơm khác
8.1 Bơm pittông pittông trụ 8.2 Máy bơm rô to bơm xoáy 8.3 Máy bơm tia
8.4 Máy bơm dâng khí nén Máy bơm va (Bơm TaRan) Hệ thống cơng trình trạm bơm
(4)9.4 Trạm bơm cấp nước nông thôn 10 Các thiết bị điện trạm bơm
10.1 Thành phần thiết bị yêu cầu máy bơm - Tính tốn thơng số chọn máy bơm
10.2 Động điện kéo máy bơm chọn động điện 10.3 Máy biến áp chọn máy biến áp cho trạm bơm 11 Các thiết bị phụ trạm bơm
11.1 Trang thiết bị khí
11.2 Hệ thống cấp nước kĩ thuật
11.3 Hệ thống tiêu nước thấm tháo nước nhà máy 11.4 Hệ thống cung cấp dầu
11.5 Hệ thống khí nén 11.6 Hệ thống chân không 11.7 Hệ thống cứu hỏa 11.8 Hệ thống thơng gió 11.9 Các thiết bị đo lường 12 Nhà máy trạm bơm
12.1 Các loại nhà máy bơm 12.2 Nhà máy bơm kiểu buồng
12.3 Nhà máy bơm kiểu móng tách đặt lộ thiên 12.4 Các loại nhà máy bơm di động
13 Cơng trình lấy tháo nước trạm bơ 13.1 Cơng trình lấy nước
13.2 Cơng trình dẫn nước tới nhà máy bơm 13.3 Bể tập trung nước nhà máy bơm 13.4 Ống đẩy
13.5 Cơng trình tháo nước
14 Nội dung tính tốn kinh tế - kỹ thuật, tiêu kinh tế v.đ khai thác t bơm
14.1 Nội dung tính tốn kinh tế - kỹ thuật, tiêu kinh tế 14.2 Những vấn đề tổ chức vận hành máy bơm
(5)Tóm lược lịch sử phát triển sử dụng máy bơm cấp tháo nước
TÓM LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ SỬ DỤNG MÁY BƠM CẤP VÀ THÁO NƯỚC
Ngay từ thời cổ xưa, điều kiện sản xuất đời sống đòi hỏi, người biết dùng công cụ thô sơ coọng quay, xe đạp nước v.v để đưa nước lên ruộng có độ cao chênh lệch Những công cụ nầy vận chuyển chất lỏng áp suất khí Sau người ta biết dùng pitông đơn giản ống thụt làm tre gỗ để chuyển nước áp suất dư Các máy bơm thô sơ hoạt động tác động sức người sức kéo động vật lực bơm không cao, hiệu suất thấp Vào kỷ một, hai trước công nguyên, người Hy lạp sáng chế pitông gỗ Tới kỷ 15, nhà bác học người Ý D Franxi đưa khái niệm bơm li tâm Sang kỹ 16 lại xuất loại máy bơm rô to Cho đến kỷ17, nhà vật lý người Pháp áp dụng nghiên cứu D Franxi chế tạo máy bơm li tâm Tuy nhiên chưa có động có vịng quay lớn kéo máy bơm, nên lực bơm nhỏ, loại bơm li tâm chưa phát triễn, lúc báy bơm rôto chiếm ưu loại bơm
Đến kỷ18, hai viện sỹ Nga la: Euler đề xuất vấn đề lý luận có liên quan đến máy thủy lực Zucôpsky đề xuất lý luận học chất lỏng, kể từ việc nghiên cứu chế tạo máy bơm có sở vững Thời kỳ máy nước đời tăng thêm khả kéo máy bơm Đầu kỹ 20 động có số vịng quay nhanh đời máy bơm li tâm phổ biến rộng rãi có hiệu suất cao, lực bơm lớn Ngày máy bơm dùng rộng rãi đời sống ngành kinh tế quốc dân Trong công nghiệp, máy bơm dùng để cung cấp nước cho lò cao, hầm mỏ, nhà máy bơm dầu công nghiệp khai tác dầu mỏ Trong kỹ nghệ chế tạo máy bay, nhà máy điện nguyên tử dùng máy bơm Trong nông nghiệp, máy bơm dùng để bơm nước tưới tiêu úng Trong đời sống máy bơm dùng cấp nước cho nhu cầu ăn uống người, gia súc
(6)Ở nước ta, từ thời Pháp thuộc xây dựng số trạm bơm tưới nhỏ, lớn trạm bơm Sơn La có suất 38.000 m3/h, lưu lượng máy bơm Q = m3/s Sau ngày miền Bắc giải phóng hàng loạt trạm bơm lớn nhỏ xây dựng, trạm bơm lớn chủ yếu phục vụ cho tưới tiêu Chúng ta xây trạm bơm lớn có lực bơm từ 65.000 đến 209.000 m3/h Trịnh Xá, Linh Cảm, Cổ Đam, Cốc Thành, Hữu Bị , lưu lượng máy bơm lắp đặt đạt đến 8,3 m3/s Chúng ta có số nhà máy chế tạo bơm như: Công ty chế tạo bơm Hải Dương, Cơng ty khí điện thủy lợi, Nhà máy khí Duyên Hải sản xuất máy bơm phục vụ cho đất nước
(7)Khái niệm chung máy bơm trạm bơm
Khái niệm máy bơm
KHÁI NIỆM VỀ MÁY BƠM, PHÂN LOẠI MÁY BƠM
Máy bơm loại máy thủy lực, nhận lượng từ bên ( năng, điện năng, thủy vv ) truyền lượng cho dòng chất lỏng, nhờ đưa chất lỏng lên độ cao định dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống
Người ta chia máy bơm nhiều loại dựa vào đặc điểm như: nguyên lý tác động cánh bơm vào dòng nước, dạng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm Trong thường dùng đặc điểm thứ để phân loại máy bơm; theo đặc điểm máy bơm chia làm hai nhóm: Bơm động học Bơm thể tích
Bơm động học:
Trong buồng công tác máy bơm động học, chất lỏng nhận lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho suốt từ cửa vào đến cửa bơm Loại máy bơm gồm có bơm sau :
Bơm cánh quạt ( gồm bơm: li tâm, hướng trục, cánh chéo ):
Trong loại máy bơm này, cánh quạt gắn bánh xe công tác ( BXCT ) truyền trực tiếp lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển Loại bơm thường có lưu lượng lớn, cột áp thấp ( bơm nước gọi cụ thể cột nước ) hiệu suất tương đối cao, thường dùng nông nghiệp ngành cấp nước khác; Bơm xoắn:
Chất lỏng qua rãnh BXCT máy bơm nhận lượng để tạo dòng chảy xoắn đẩy khỏi cửa BXCT Người ta dùng máy bơm chủ yếu công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu hỏa ;
Bơm tia:
(8)Bơm rung:
Cơ cấu công tác bơm pít tơng-van giao động qua lại với tầng số cao gây nên tác động rung học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất lỏng Loại bơm có lưu lượng nhỏ, thường dùng bơm nước giếng giếng mỏ;
Bơm khí ép:
Loại bơm nhờ tạo hỗn hợp khí nước có trọng lượng riêng nhỏ trọng lượng riêng nước để dâng nước cần bơm lên cao Loại bơm thường dùng để hút nước bẩn nước giếng;
Bơm nước va ( bơm Taran ):
Lợi dụng tượng nước va thủy lực để đưa nước lên cao Loại bơm bơm lưu lượng nhỏ, thường dùng cấp nưóc cho vùng nơng thơn miền núi
Bơm thể tích:
Nguyên lý làm việc loại bơm thay đổi có chu kỳ thể tích buồng công tác truyền áp lực hút đẩy chất lỏng Bơm có loại sau:
Bơm pít tơng:
Pít tơng chuyển động tịnh tiến qua lại có chu kỳ buồng cơng tác để hút đẩy chất lỏng Loại bơm tạo cột áp cao, lưu lượng nhỏ nên nơng nghiệp dùng, thường dùng máy móc cơng nghiệp;
Bơm rô to:
Dùng cấu bánh bánh vít, cánh trượt đặt chu vi phần quay bơm để đẩy chất lỏng Bơm gồm có: bơm khía, bơm pít tơng quay, bơm trượt, bơm vít, bơm pít tơng quay, bơm chân khơng vịng nước Bơm rơ to có lưu lương nhỏ thường dùng công nghiệp;
(9)Các thông số lượng vùng sử dụng bơm CÁC THƠNG SỐ NĂNG LƯỢNG CHÍNH VÀ VÙNG SỬ DỤNG BƠM Thơng số lượng máy bơm số liệu chủ yếu biểu thị đặc tính máy bơm bao gồm: lưu lượng Q, cột nước H, cơng suất N, số vịng quay n độ cao hút nước cho phép hs Những thông số nhà máy chế tạo bơm ghi sẵn
nhãn hiệu máy Sau thông số chính: Lưu lượng Q
Lưu lượng thể tích khối chất lỏng máy bơm bơm lên đơn vị thời gian Q ( l/s, m3/s, m3/ h ) Thể tích m3 lit, cịn thời gian tính giây -thường máy bơm lớn, - thường dùng đối máy bơm nhỏ thường dùng lưu lượng cho toàn trạm
Cột nước H
(10)Trong ( 1-1): p1, p2- áp suất tuyệt đối điểm đặt thiết bị đo;
v1, v2- tốc độ nước ống hút ống đẩy;
ΔZ = Zm- Zb, Zmcao Zbthì ΔZ > 0, ngược lại ΔZ <
Thiết bị đo chân không độ cao chân không Hckở ống hút, trị số
(11)Thiết bị đo áp lực áp lực dư ống đẩy: Hak= pγ2 −
pa
γhoặc
p2
γ = Hak.+
pa
γ
Đặt giá trị vào công thức ( - ) ta có :
Cần hiểu đặt áp kế thấp chân khơng kế giá trị Δh âm Tổng ba thành phần Hak + Hck ± ΔZ = HM đọc từ áp kế, chân không kế, biểu thị mét cột
nước khoảng cách thẳng đứng điểm đặt dụng cụ đo, HM gọi "cột
nước áp kế máy bơm " Tổng cột nước mà máy bơm cần phải sản là:
Trong trường hợp ống hút ống đẩy có đường kính, nên v1 = v2, cột nước
toàn phần bơm cột nước áp kế bơm Nếu áp suất bề mặt chất lỏng hai bể khác máy bơm cần phải khắc phục hiệu số áp suất Δp = p2- p1và
tổn thất thủy lực ống, tổng cột nước máy bơm cần phải sản là:
Công suất N
Trên nhãn hiệu máy bơm thường ghi công suất trục máy bơm Đó cơng suất động truyền cho trục máy bơm N :
ηlà hiệu suất máy bơm
Ngồi cơng suất trục máy bơm cịn có công suất thực tế máy bơm truyền cho chất lỏng để nâng lưu lượng Q(m3/s) lên độ cao H(m ) gọi cơng suất hữu ích Nhi:
(12)Hiệu suất η size 12{η} {} ( % )
Máy bơm nhận công suất trục động truyền tới N phần công suất bị tiêu hao lúc máy bơm chuyển vận, phần cịn lại cơng suất truyền trực tiếp cho chất lỏng Vậy hiệu suất bơm :
Vòng quay n ( v/p )
n số vòng quay máy bơm phút ( v / p )
Độ cao chân không ( Hck ) độ dự trữ khí thực ( Δh ) dùng để biểu thị tính năng hút nước vấn đề an tồn khí thực bơm đề cập cụ thể sau này.
(13)Hình - Vùng sử dụng loại máy bơm
1- Bơm pít tơng, II- Bơm li tâm, III- Bơm hướng trục, IV- Bơm xoắn, bơm tia, bơm rung
TỔ MÁY BƠM VÀ TRẠM BƠM
Máy bơm, động kéo bơm thiết bị để truyền công suất từ động đến máy bơm hợp lại thành" tổ máy bơm ".
Tổ máy bơm nối với ống hút ống đẩy tạo thành tổ hợp" thiết bị bơm ".Trên ống hút ống đẩy trang bị khống chế điều chỉnh như: van điều tiết, van chiều, bệ lắp dụng cụ đo như: chân không kế, áp kế, lưu lượng kế Trạm bơm tập hợp cơng trình thiết bị bơm tạo thành, xem Hình 1- Trong trạm bơm thơng thường bố trí số thiết bị bơm với khả đóng mở theo yêu cầu lưu lượng nước cần bơm Trạm bơm gồm thiết bị bơm đơn lẻ đặt giá đỡ di động đặt phao có kèm theo thiết bị khởi động điều chỉnh chế độ công tác tổ máy bơm Trạm bơm phân loại theo đặc điểm sau: theo công dụng trạm, theo lưu lượng, theo vị trí bố trí tương đối so với nguồn lấy nước ( lấy nước bờ, lấy nước lòng sơng, lấy nước kênh chính, trạm bơm cố định, trạm bơm di động ), theo đặc điểm cơng trình ( lấy nước sâu, lấy nước mặt, kết hợp khơng kết hợp cơng trình lấy nước tháo nước ) v.v
Sơ đồ trạm bơm
(14)Trạm bơm trong lĩnh vực nông nghiệp chia loại: trạm bơm tưới, trạm bơm tiêu, trạm bơm cấp nước nông thôn, trạm bơm tiêu nước mưa, trạm bơm hạ mực nước ngầm, trạm bơm phục vụ chăn nuôi v.v
(15)Cấu tạo bơm cánh quạt
Bơm ly tâm
MÁY BƠM LI TÂM
Sơ đồ nguyên lý hoạt động bơm li tâm
Bơm BXCT, trục ngang.
(16)Sau toàn máy bơm , bao gồm ống hút tích đầy nước ( chất lỏng ) ta mở máy động để truyền mô men quay cho BXCT Các phần tử chất lỏng tác dụng lực li tâm dịch chuyển từ cửa vào đến cửa bơm theo ống đẩy lên bể ( bể tháo ), ống hút nước hút vào BXCT nhờ tạo chân không Các loại máy bơm li tâm
Bơm công xôn ( bơm cấp )
Cấu tạo bơm li tâm công xôn trục ngang.
1,6- chụp ống hút ống đẩy; 2,3,17- vòng chống lần lượt: vòng làm chặt, vòng bảo vệ, vịng kín nước; 4- BXCT; 5- nút mồi nước; 7- vỏ máy với buồng xoắn; 8- giá góc; 9,14-ống lồng bảo vệ đẩy; 10- vật chèn; 11,18- bích động vỏ vật chèn; 12- trục; 13-ổ trục bi cầu; 15- bệ tựa chứa hộp dầu; 16- nửa khớp nối trục; 19- êcu; 20- nắp ép; 21- lỗ cân áp lực dọc trục
(17)của trục đặt giá tựa gang 15 Tải trọng dọc trục truyền từ bánh xe công tác lên trục 12 giảm nhờ lỗ cân áp lực 21 làm tăng tuổi thọ ổ 13 Vỏ gang bơm có rãnh xoắn bên để dẫn nước sau khỏi BXCT đến đoạn hình nón khuếch tán nối tiếp với ống đẩy Để làm chặt vòng chống rò, giảm rò nước qua khe dùng bích động 11 để siết Nút dùng để mồi nước trước khởi động máy bơm Nhược điểm bơm công xôn phải tháo đứng thân bơm Khi tháo bơm loại phải tách bơm khỏi ống hút ống đẩy Điều làm tăng khối lượng công tác vận hành Khi tháo lắp thiết bị bơm khó đảm bảo độ chặt cần thiết mối nối
Cấu tạo bơm li tâm cơng xơn kiểu tồn khối.
(18)Bơm li tâm hai cửa vào ( bơm song hướng )
Nhìn ngồi bơm cơng xơn Nhìn ngồi bơm song hướng
1- hút vào; 2- cửa ( trục đứng ) 1- cửa vào; 2- cửa
(19)Cấu tạo máy bơm hai cửa vào trục ngang.
Trục máy bơm kiểu thường đặt nằm ngang Chất lỏng bơm, sau khỏi ống hút phân thành hai dòng tịnh tiến vào tâm BXCT 11 từ hai phía, nghĩa BXCT làm việc hai máy bơm đơn BXCT 11 gắn trục thép 14 có vịng lót bảo vệ đai ốc Trục 14 có chiều quay ngược chiều kim đồng hồ, nhìn từ phía truyền động Ống hút nằm bên trái, ống đẩy phía phải Cả hai đoạn ống có phương nằm ngang nằm trục bủa bơm Ở cửa vào, BXCT 11 đặt vòng làm chặt bảo vệ 10 làm giảm nước rò bảo vệ thân máy 18 nắp khỏi bị mài mòn Việc làm giảm nước rò từ máy bơm ngăn ngừa khơng khí từ ngồi vào nhờ vịng bít cộng với nước có áp dẫn từ ống Khối liền thân máy 18 giá chìa 19 tạo chỗ tựa cho ổ định hướng 1, 15 Ngăn 20 dẫn khơng khí làm nguội đến ổ 2, 15 với vịng bơi trơn Lực dọc nước tác dụng đối xứng từ hai phía BXCT 11 bị triệt tiêu lẫn Do tải trọng hướng trục không lớn Các lực không cân lại ổ chịu
(20)Bơm li tâm đa cấp
Cấu tạo bơm li tâm đa cấp.
Bơm li tâm đa cấp dùng để bơm chất lỏng có tạp chất học kích thước đến 0,1 mm với hàm lượng không 0,1 % Bơm có từ đến 11 BXCT ghép lại trục tháo rời Chất lỏng bơm qua BXCT, nhờ cột nước tăng dần theo số lượng BXCT Lưu lượng bơm đa cấp từ 30 350 m3/ h, cột nước từ 25 800 m, hiệu suất từ 60 73 % Hình - bơm có cấp Chất lỏng từ ống hút vào nắp vào 7, sau vào BXCT 16 cấp thứ nhất, tiếp đến chảy qua cấu hướng kênh đặc biệt vào phần vào BXCT cấp thứ hai, đến BXCT cấp cuối Cấu tạo đoạn giống trừ cấp cuối gắn với cửa nối ống đẩy Muốn thay đổi độ cao cột nước cần bơm ta thay đổi số lượng BXCT lắp trục 17 nối Lực dọc trục phát sinh BXCT hoạt động hướng bên trái lớn Do cần để giảm lực ta dùng ngõng tựa thủy lực gắn trục 17; chất lỏng từ cấp cuối qua rãnh 19 vào ngăn ngõng tựa thủy lực 24 tạo nên áp lực lớn đẩy trục bên phải, lực dọc trục giảm nhỏ Ở số máy bơm đa cấp người ta dùng cách lắp số lượng BXCT chẵn đối xứng để cân lực dọc trục áp lực nước gây cửa vào BXCT
http://voer.edu.vn/c/b826960c