Cơ sở khoa học nghiên cứu hệ thống tưới tiêu bằng động lực bài giảng cao họ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI BỘ MÔN KỸ THUẬT HẠ TẦNG VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN -* BÀI GIẢNG CAO HỌC CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TƯỚI TIÊU BẰNG ĐỘNG LỰC GS TS.LÊ CHÍ NGUYỆN HÀ NỘI - 2013 MỞ ĐẦU Máy bơm trạm bơm loại thiết bị công trình sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân Nhằm mục đích tưới tiêu cung cấp nước cho sinh hoạt công nghiệp, đến xây dựng nhiều trạm bơm lớn, nhỏ Tất trạm bơm cán kỹ thuật nước ta thiết kế, xây dựng quản lý vận hành phát huy hiệu tưới tiêu đảm bảo an tồn sản xuất nơng nghiệp nâng cao suất sản lượng trồng Song song với trạm bơm tưới tiêu có áp lực thấp xây dựng chủ yếu vùng đồng bằng, trạm bơm áp lực cao dùng để tưới cho vùng đồi, chuyên canh, sử dụng kỹ thuật tưới phun, tưới gốc…., trạm bơm cấp nước cho khu dân cư xây dựng phát triển Để đáp ứng yêu cầu sản xuất, không ngừng đại hóa hệ thống thủy lợi nước ta yêu cầu cấp thiết phải: Nâng cao trình độ thiết kế, xây dựng đảm bảo cơng trình đại, hợp lý Nâng cao trình độ khai thác vận hành để giảm chi phí quản lý, tăng hiệu tưới, tiêu cấp thoát nước Để đáp ứng yêu cầu trên, cần thiết phải nghiên cứu để giải vấn đề sau : Về máy bơm : Xác định gam bơm hợp lý phủ toàn yêu cầu dùng bơm nước Hiện đại hóa thiết bị trình độ chế tạo Nghiên cứu hồn thiện hệ thống dẫn dòng thủy lực (bánh xe cánh quạt, cánh hướng nước…) để nâng cao hiệu suất bơm, kết cấu bơm gọn nhẹ Nghiên cứu áp dụng vật liệu nâng cao độ bền, giảm trọng lượng, chống khí thực, nước va… Về trạm bơm: Nghiên cứu xác định quy mô tối ưu hệ thống tưới tiêu động lực Nghiên cứu xác định thông số thiết kế hợp lý Zh, Zt, H, Q… cho trạm bơm tưới, tiêu cấp nước Nghiên cứu kết cấu nhà trạm phù hợp với loại thiết bị bơm yêu cầu móng điều kiện tự nhiên khác Nghiên cứu hình dạng cấu tạo hợp lý cơng trình hút nước, tháo nước Phương pháp tính toán tối ưu mạng ống tưới cấp nước Nghiên cứu lập chương trình điều khiển, vận hành tối ưu trạm bơm hệ thống tưới tiêu cấp nước động lực Những vấn đề giải dựa vào sở - Lý thuyết phân tích hệ thống - Lý thuyết tối ưu - Lý thuyết thủy lực chất lỏng - Các phương pháp thí nghiệm mơ hình vật lý… Cuốn sách giúp người đọc nâng cao số kiến thức chủ yếu máy bơm, trạm bơm cung cấp số vấn đề sở áp dụng để giải toán hệ thống tưới tiêu cấp nước động lực CHƯƠNG I: ĐẶC TÍNH MÁY BƠM VÀ TRẠM BƠM 1.1 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH MÁY BƠM 1.1.1 Đường đặc tính máy bơm cánh quạt: • Máy bơm cánh quạt máy bơm có bánh xe công tác (BXCT) gắn cnh quạt v BXCT quay truyền lượng cho chất lỏng • Đây loại máy bơm dng phổ biến nghin cứu đầy đủ Máy bơm cánh quạt phn thnh loại theo hướng dịng chảy chuyển động máy bơm so với trục bm: - Máy bơm ly tâm - Máy bơm hớng trc - Máy bơm hớng chéo MBLT MBHC MBHT c tính cơng tác loại máy bơm biểu thị đường đặc tính máy bơm Đường đặc tính máy bơm đường quan hệ thông số cột nước H, công suất N, hiệu suất đặc tính hút (Độ cao chân khơng cho phép, độ cao hút cho phép độ khí thực) với lưu lượng Q, số vịng quay n đường kính ngồi bánh xe cánh quạt D Với máy bơm (D = const) làm việc với số vòng quay n = const có họ đường đặc tính gồm H = f(Q), η = f(Q), N = f(Q), ∆H(NPSH) = f(Q) (hoặc [H CK ] = f(Q)) Họ đường đặc tính có dạng khác tùy theo loại khác máy bơm cánh quạt Máy bơm cánh quạt có loại : - Bơm ly tâm : n S ≤ 300 - Bơm hướng chéo n S > 300 ÷ 500 - Bơm hướng trục n S > 500 Dạng đường đặc tính ba loại máy bơm cánh quạt (hình 1.1) có khác Η η Ν Η η Ν η=f(Q) Η A' A η Ν η=f(Q) η=f(Q) B Η=f(Q) B' Η=f(Q) Ν=f(Q) Ν=f(Q) Q a Bơm ly tâm C C' Η=f(Q) Ν=f(Q) Q Q b Bơm hướng chéo c Bơm hướng trục Hình1 : Dạng đường đặc tính máy bơm cánh quạt * Máy bơm ly tâm, loại máy bơm truyền lực ly tâm cho chất lỏng, có hệ số tỷ tốc n S ≤ 300 Họ đường đặc tính bơm ly tâm biểu thị hình 1-1a Dạng đường H = f(Q) có dạng cong trơn, phạm vi hiệu suất cao rộng, Đường N = f(Q) tăng dần theo lưu lượng Máy bơm hướng trục truyền lực nâng cho chất lỏng có n S ≥ 500 có họ đường đặc tính biểu thị hình 1.1.c Đường H = f(Q) N = f(Q) giảm với tốc độ lớn theo Q tăng xuất cực đại cực tiểu Vùng từ cực đại C phía Q giảm đột ngột Đường hiệu suất η = f(Q) nhọn nên phạm vi hiệu suất cao thường bé Máy bơm hướng chéo (hỗn lưu) loại máy bơm truyền cho chất lỏng lực ly tâm lực nâng, hệ số tỷ tốc n S = 300 ÷ 500 Các dạng đường đặc tính nằm trung bình đường đặc tính hai loại máy bơm li tâm hướng trục Đặc biệt đường N = f(Q) thay đổi Q thay đổi làm cho động làm việc ổn định 1.1.2 Sự tương tự đường đặc tính máy bơm Việc xác định đường đặc tính máy bơm lý thuyết có nhiều khó khăn Vì để có đường đặc tính loại máy bơm dựa vào kết thí nghiệm đồng thời dùng phương pháp tương tự phân tích thứ nguyên làm sở để tổng hợp phát triển kết thí nghiệm Phương pháp tương tự thứ nguyên cho ta tìm quy luật quan hệ cột nước H = f(Q,n,D), công suất N = f(Q,n,D) với lưu lượng Q, số vòng quay n đường kính ngồi bánh xe cánh quạt D, đồng dạng hình học máy bơm xác lập, tức tỷ số kích thước hình học hai phận dẫn l l2 D D2 1 dịng máy bơm ln ln khơng thay đổi (= = const ) Với máy bơm (D = const) lưu lượng Q số vòng quay n đại lượng xác định chế độ làm việc bơm; Tính chất chất lỏng biểu thị mật độ ρ hệ số nhớt µ Đối với chất lỏng không nén được, chuyển động chất lỏng máy bơm xác định thơng số có thứ ngun D,Q,n,ρ,µ Cột nước H bơm tạo cho chất lỏng công suất N biểu thị qua mô men quay M xác định dạng chuyển động chất lỏng bánh xe cánh quạt, xác định thơng số có thứ ngun nêu Công thức thứ nguyên thông số : D = (m); Q = (m3/s); n = (1/s); ρ = (KG.s2/m4); µ = (KG.s/m2) Theo lý thuyết thứ ngun số tổ hợp đại lượng khơng thứ nguyên m hiệu số số đại lượng có thứ nguyên p số đại lượng có thứ nguyên độc lập k Ở số tổ hợp đại lượng không thứ nguyên m = p – k = – = Do ta có tổ hợp nD Qρ Q Dµ Tổ hợp thứ có dạng số Raynơn tổ hợp thứ hai có dạng số Strukhan Qρ nD ; ) Qµ Q Ta có đại lượng thứ nguyên mô men quay M = ρn f M ( công suất N = ρn3D5 f M ( Q ρ nD ; ) Dµ Q Đại lượng khơng thứ ngun cột nước xác định tỷ số : H=  Q ρ nD  D 2n2 fM  ,  g  Dµ Q  Các quan hệ chưa tính đến tổn thất bề mặt thành khe cánh quạt tổn thất ổ trục Cột nước H công suất N phụ thuộc vào Qρ hạn chế vùng Dµ rộng, tượng chuyển động có tương tự học khi: Hai máy bơm đồng dạng hình học nD Đảm bảo quan hệ = const Q Từ ta có cơng thức đồng dạng :  Q1 D13 n1  =  Q2 D2 n2  H D12 n12 = 2   H D2 n2 N D n3  = 15 13  N D2 n2 Nếu tính đến tổn thất bề mặt viết: Q1 Q2 H1 H2 N1 N2 = = = D13 n1 η d D23 n2 η d D12 n 21 η t1 D22 n 2 η t D15 n 31 η c1 D25 n η c 1.1.3 Đường đặc tính tổng hợp máy bơm Với máy bơm D1 = , loại tổn thất thủy lực, tổn thất dung D2 tích tổn thất khí phạm vi rộng thay đổi không đáng kể Vì quan hệ đồng dạng có dạng : Q1 n1 H1 n12 N1 n13 = = = ; ; Q2 n2 H n22 N n23 Trong vùng mơ hình tự động coi η = const điểm nằm đường parabol H = H1 Q Q12 Từ kết thí nghiệm máy bơm ứng với số vòng quay cho trước vẽ lại đường đặc tính số vịng quay thay đổi Và ta có đường đặc tính tổng hợp máy bơm (hình – 2) Đường đặc tính tổng hợp máy bơm có cách đồ thị vẽ đường đặc tính H i = f(Q) ứng với số vòng quay n i = const đường đẳng hiệu suất η Ηm 25 20 15 n=960 v/ph 10 750 600 500 40 80 120 160 Q l/s Hình 2: Đường đặc tính tổng hợp máy bơm Xác định đường đặc tính máy bơm thí nghiệm thường có khó khăn tốn Vì có đường đặc tính với số vịng quay người ta mở rộng phạm vi hoạt động bơm ứng với số vòng quay cần thiết hiệu suất máy bơm đạt ứng với giá trị cột nước lưu lượng Đường đặc tính tổng hợp máy bơm xác định công thức đồng dạng có mức độ xác cần thiết điều kiện mơ hình tự động hiệu suất thủy lực, hiệu suất dung tích hiệu suất khí bơm giữ không đổi giới hạn rộng sử dụng phổ biến xác định điểm làm việc bơm điều tốc, ứng dụng biến tần để thay đổi vòng quay bơm 1.1.4 Đường đặc tính tồn phần bơm Khi máy bơm làm việc bình thường số vịng quay n, lưu lượng Q, cột áp H mơ men quay M có trị số dương Trong trường hợp có cố mức độ đó, máy bơm làm việc chế độ thuận nghịch Đường đặc tính tồn phần máy bơm biểu thị tính máy bơm trạng thái cơng tác q độ Nếu biểu thị : = h H Q = %; q % HH QH = α n M = %; m % nH MH Trong hệ số h, q,α, m tỷ số cột nước, lưu lượng, số vịng quay mơ men quay so với chế độ định mức (ứng với η max ) Quan hệ hệ số biểu thị hệ tọa độ hình (1.3) gọi đường đặc tính tồn phần máy bơm α= nnH % +100 150 % +5 -50% 100 B A I h=0 G -q -150 -100 C 50 -50 D -100 m= E 100 m= 150 200 q= Q % QH F h=0 0% +1 -50 0% -10 50 -150 % +5 -50% 0% -10 -α Hình 3: Đường đặc tính tồn phần máy bơm Ghi : : Đường m : Đường h Quy ước sau: Quay thuận chiều (n>0), quay ngược chiều (n0, Q>0; Tự chảy qua máy bơm Q>0, H0) : bơm làm việc với trạng thái bơm thuận chiều Khu vực B : Bơm quay thuận lưu lượng chảy ngược trường hợp bơm nhận lượng dòng chảy (bắt đầu chảy ngược n>0, H>0, Q IRRb trị số IRR cho NPVb r So sánh lựa chọn phương án Các phương án so sánh phải thoả mãn điều kiện sau: - Thời kì tính tốn phương án phải quy giống - Các phương án so sánh theo tiêu IRR thường xảy hai trường hợp: Trường hợp 1: Khi hai phương án có vốn đầu tư phương án có tiêu IRR lớn tốt Trường hợp 2: Khi hai phương án có vốn đầu tư khác phải lựa chọn phương án theo hiệu gia số đầu tư lớn, hai trường hợp xả ra: 84 - Nếu hiệu gia số đầu tư thông qua tiêu IRR( ∆ ) ≥ r chọn phương án có vốn đầu tư lớn - Nếu IRR( ∆ ) < r chọn phương án có vốn đầu tư bé Như phương án chọn chưa có tiêu IRR lớn nhất, phải có IRR >r Phương pháp xác định tiêu IRR( ∆ ) giống phương pháp xác định IRR, đồng tiền tệ hiệu số dịng tiền tệ phương án có vốn đầu tư lớn dồng tiền tệ có vốn đầu tư bé 5.2.2.3.Phương pháp phân tích dự án theo tỷ số lợi ích chi phí Điều kiện đánh giá phương án: Một phương án gọi đáng giá tỷ số lợi ích chi phí lớn (B/C ≥ 1) So sánh lựa chọn phương án: Lựa chọn phương án theo tiêu B/C cần có điều kiện sau: - Các phương án so sánh phải có thời gian tính tốn hoăc quy thời gian tính tốn - Khi hai phương án có vốn đầu tư phương án có tiêu B/C lớn tốt - Khi hai phương án có vốn đầu tư khác phải so sánh theo tiêu hiệu gia số đầu tư B/C ( ∆ ) sau: Chỉ so sánh phương án có vốn đầu tư lớn so với phương án có vốn đầu tư bé phương án có vốn đầu tư bé đáng giá Nếu hiệu gia số đầu tư B/C ( ∆ ) ≥ chọn phương án có vốn đầu tư lớn hơn, ngược lại chọn phương án có vốn đầu tư bé Phương án chọn theo tiêu hiệu gia số đầu tư lợi ích chi phí chưa có trị số B/C= max, tiêu NPV phải lớn nhất, tiêu B/C phải lớn Ưu nhược điểm phương pháp tiêu B/C Chỉ tiêu tỷ số B/C có ưu điểm tương tự tiêu NPV Tuy tiêu sử dụng thực tế khơng phải tiêu xuất phát để tính tiêu khác, tiêu cho điều kiện cần tiêu chọn phương án 5.2.3.Phương pháp đánh giá dự án tưới kinh tế thị trường 85 Trong phần trình bày cách đánh giá kinh tế, tài theo phương pháp ngân hàng phát triển châu Á hướng dẫn (Guidelines for preparation of appraisal Reports March 1997) Nội dung phương pháp phương pháp đánh giá dự án theo tiêu động Trình tự tính tốn theo bước sau: - Xác định sản phẩm nông nghiệp tăng thêm - Xác định vốn đầu tư xây dựng - Xác định chi phí khai thác sửa chữa thường xuyên - Phân tích tài phân tích kinh tế - Phân tích ngân sách nơng dân Một báo cáo hoàn chỉnh đánh giá hiệu kinh tế dự án thuỷ lợi, bao gồm mục tiêu Tuy nhiên điều kiện dự án có khác nên việc tính tốn nội dung có khác 5.2.3.1.Xác định sản phẩm nơng nghiệp Trong thuyết minh phải giải thích rõ diện tích trồng trọt tăng thêm sản lượng tăng thêm nhờ dự án khối lượng lương thực hoa màu tính hai trường hợp có khơng có dự án Trong trường hợp khơng có dự án phải dựa vào khả thực nâng cao sản lượng diện tích trồng trọt Sản lượng diện tích tăng thêm nhờ dự án phải xem xét kết việc nâng cao hiệu tưới giảm lũ lụt, ngập úng với tham khảo dự án khác kết nghiên cứu Kết tăng thêm diện tích sản lượng nhờ dự án phải theo trình tự tăng dần hoàn chỉnh sau năm 5.2.3.2 Xác định vốn đầu tư xây dựng Vốn dầu tư xây dựng ban đầu bao gồm chi phí: xây lắp, thiết bị, chi phí khác chi phí dự phịng 5.2.3.3.Chi phí vận hành sửa chữa thường xuyên Chi phí vận hành bao gồm giá trị vật liệu cần thiết cho khâu vận hành, chi phí nhân cơng quản lý, giá thiết bị, bảo hiểm quản lý khái thác Chi phí sửa chữa cơng trình, có dự án thường lấy phần trăm vốn đầu tư xây dụng Trong hệ thống tưới động lực phải xét tới chi phí để chạy máy 86 Có tiêu chuẩn cho việc lựa chọn dự án liên quan đến chi phí vận hành sửa chữa thường xuyên : - Mức tăng thuỷ lợi phí việc tăng sản xuất lương thực - Chi phí sửa chữa lớn cho toàn hệ thống - Chi phải sửa chữa thường xuyên cho toàn hệ thống Trong dự án nâng cấp sửa chữa hệ thống hai loại chi phí sau giảm nhỏ tốt Ngồi xét thêm giá thay thiết bị giá trị lại Những giá trị dựa tuổi thọ máy móc thiết bị Có thể lấy khoảng >25 năm phụ thuộc vào tuổi thọ có ích thiết bị Cần ý cộng thêm chi phí thay thiết bị suốt đời dự án 5.2.3.4 Phân tích kinh tế tài Mục đích việc đánh giá kinh tế để đảm bảo vốn đầu tư nhà nước vào dự án phải có hiệu cao Phân tích kinh tế dự án cơng cụ để so sánh chi phí lợi ích dự án lựa chọn với phương án khác Điều quan trọng việc khẳng định chị phí lợi ích dự án mang lại Sự tồn kinh tế dự án thiết lập thơng qua tính tốn hệ số nội ;IRR Theo ADB giá trị hệ số IRR cho dự án khoảng 1215%,áp dụng cho dự án nước phát triển Việc đánh giá phân tích kinh dự án liên quan đến yếu tố kinh tế quốc dân Việc phân tích tài đánh giá lợi ích chi phí thân dự án nơng dân Giá kinh tế có liên quan vói tồn kinh tế quốc dân, giá tài phản ánh giá thực tế thị trường Sự khác giá kinh tế giá tài chỗ giá kinh tế khơng bao gồm chi phí chuyển khoản , (như thuế trợ cấp) Hơn loại hàng hoá gạo loại hàng thương mại quốc tế cần phải xem xét hàng nhập (CIF) hay xuất (FOB) Nếu hàng hoá dịch vụ nhập xuất giá trị thị trường chúng khơng có chuyển khoản giá trị thị trường sử dụng để phân tích kinh tế tài Trong đánh giá cần phải giải thích rõ giá kinh tế lợi ích kinh tế Giá kinh tế 87 Giá kinh tế xác định từ thiết kế kỹ thuật bảng tính tốn khối lượng Nhằm mục đích phân tích kinh tế , loại thuế , lệ phí tăng giá cần phải loại trừ khỏi tính tốn kinh tế Thơng thường giá kinh tế hệ thống tưới bao gồm thành phần sau : Giá đầu tư xây dựng bản: Giá cho nghiên cứu khả thi, thiết kế kỹ thuật, giá xây dựng, giá thiết bị, đền bù di dân (nếu có), giảm nhẹ tác động mơi trường chi phí quản lý xây dựng Lợi ích kinh tế Lợi ích kinh tế việc đầu tư cho cơng trình tưới liên quan chủ yếu đến giá trị gia tăng sản xuất nông nghiệp kết việc cải thiện việc tưới nước giảm nhẹ lũ lụt ngập úng Việc đánh giá lợi ích xuất phát từ việc phân tích sản xuất trồng tương lai hai trường hợp có khơng có dự án Lợi ích trồng trọt xác định giá trị thực sản xuất nông nghiệp trừ chi phí sản xuất Lợi ích luận chứng, dựa kết dự án khác ý kiến chuyên gia Nội dung có hai bước tính tốn lợi ích sản xuất nơng nghiệp phân tích kinh tế: Bước 1:Tính tốn lợi ích tài thị trường giá tài vùng dự án Lợi ích tài sở tính tốn kinh tế tính tốn thu nhập người nơng dân Bước 2: Xác định cần thiết điều kiện ngân sách kinh tế dựa giá tài Chú ý thành phần lợi ích kinh tế khơng có tiền thuế giá trị chuyển khoản kinh tế quốc dân Tương tự vậy, thuỷ lợi phí khơng đưa vào giá kinh tế xác định chi phí vận hành sửa chữa Thơng thường, tồn lợi ích dự án khơng đạt thời gian năm Tính tốn kinh tế cần phải tính hai trường hợp có dự án khơng có dự thời gian năm Tính tốn lợi ích kinh tế Tổng thu nhập thực tế cho loại trồng tính cho thời kỳ năm cách nhân thu nhập với diện tích gieo trồng cho loại trồng hai trường hợp có khơng có dự án Hiệu ích tăng thêm cho loại trồng hiệu số thu nhập trường hợp có khơng có dự án 88 Bằng cách tính tổng lợi ích hàng năm Tổng lợi ích kinh tế thường giữ nguyên sau năm Hệ số an toàn vốn nội (IRR), tiến hành với thời hạn sau 30-35 năm dự án hoạt động Cách tính tốn IRR tiến hành theo phương pháp trình bày 89 5.2.3.5 Phân tích ngân sách nơng dân Việc đánh giá trách nhiệm người nông dân dựa ngân sách thu từ trồng trọt thông qua phân tích kinh tế Việc đánh giá áp dụng trường hợp trường hợp có dự án Trong q trình tính tốn ngân sách nơng dân áp dụng giá tài có tính thuế nước, khơng tính giá trị kinh tế 5.2.3.6 Phân tích độ nhạy kết dự án Việc phân tích độ nhạy cần phải tính tốn để xác định thay đổi hiệu ta giả thiết số nhân tố thay đổi Thông thường hay tính IRR sau tăng chi phí giảm lợi ích 10% 20% Các trường hợp tính toán hay áp dụng: - Chi phí tăng 10% - Lợi ích giảm 10% - Hai loại thay đổi 10% - Hai loại thay đổi 20% - Sản lượng tăng thêm giảm 10% - Sản lượng tăng thêm giảm 20% 5.3 ĐÁNH GIÁ VIỆC QUẢN LÝ KHAI THÁC CÁC TRẠM BƠM 5.3.1 Lập kế hoạch quản lý kỹ thuật trạm bơm Các trạm bơm phục vụ sản xuất nông nghiệp bao gồm nhiều cơng trình khác Nhiệm vụ quản lý, khai thác trạm bơm phải đảm bảo cho cơng trình máy móc hoạt động tốt, phục vụ cho sản xuất nông nghiệp đạt hiệu kinh tế cao Kế hoạch quản lý kỹ thuật trạm bơm hàng năm bao gồm vấn đề sau: Lập kế hoạch cung cấp phân phối nước cho toàn năm, vụ thời kỳ theo yêu cầu sản xuất nơng nghiệp tình hình thiên nhiên năm Những biện pháp tổ chức kỹ thuật để thực kế hoạch quản lý khai thác trạm bơm nhằm không ngừng nâng cao hiệu suất sử dụng, giảm giá thành nước bơm lên 5.3.2 Lập kế hoạch cung cấp phân phối nước cho trạm bơm nông nghiệp 90 5.3.2.1 Kế hoạch hàng năm Kế hoạch cung cấp phân phối nước hàng năm phải dựa yêu cầu thực tế sản xuất nơng nghiệp để lập Nó phụ thuộc vào phương hướng kế hoạch sản xuất vùng tưới, tiêu trạm bơm phụ trách, tình hình thủy văn khí tượng năm Trước tiên, sở dự báo dài hạn Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn mà định năm khai thác thuộc vào năm thủy văn nhiều nước, trung bình hay nước Khi có năm thủy văn, dựa vào tài liệu thống kê hàng năm, tìm lượng mưa, mực nước, lưu lượng, lượng bốc để tính tốn trị số đặc trưng cho năm Trên sở kế hoạch sản xuất nông nghiệp, tài liệu thủy văn, tính tốn tìm hệ số tưới, hệ số tiêu cho tồn hệ thống thủy nơng trạm bơm phụ trách Từ tài liệu thủy nông, tổng hợp yêu cầu dùng nước khác lên biểu đồ lưu lượng cần cung cấp toàn năm, vụ Biểu đồ lưu lượng yêu cầu cung cấp theo thời gian quan trọng để lập kế hoạch chạy máy trạm bơm Tóm lại, lập kế hoạch cung cấp phân phối nước cần lập biểu đồ sau: Biểu đồ lưu lượng cần cung cấp theo thời gian; Biểu đồ mực nước nguồn theo thời gian; Biểu đồ mực nước bể tháo theo thời gian ; 91 Biểu đồ tổng hợp lưu lượng Trên sở tài liệu, vào khả đặc tính kỹ thuật máy bơm cơng trình, tính tốn thủy để xác định số máy bơm, góc cánh quạt thời gian làm việc máy; công suất tổng năn lượng tiêu thụ tiêu khác xem bảng sau: 92 93 Kế hoạch cung cấp phân phối nước cần đảm bảo yêu cầu sau: Bảo đảm cung cấp đủ lượng tổng lượng nước yêu cầu sản xuất theo thời gian (có điều chỉnh phạm vi cho phép, khơng ảnh hưởng đến sản xuất) Phối hợp làm việc tốt máy bơm, cơng trình với nguồn nước cho hiệu suất sử dụng máy móc cao, lượng tiêu thụ nhất, hiệu kinh tế cao Bảo đảm an tồn cơng trình thiết bị máy móc, có thời gian tu sửa máy móc cơng trình theo định kỳ Kế hoạch cung cấp phân phối nước hàng năm lập dựa vào kế hoạch sản xuất nơng nghiệp dự báo tình hình thiên nhiên, có sai lệch định Các tiêu kế hoạch thời gian bơm, lưu lượng, cột nước, cơng suất, khơng thực tế Vì để đáp ứng yêu cầu sản xuất thời kỳ phải lập kế hoạch điều khiển máy bơm đợt tưới tiêu 5.3.2.2 Xây dựng kế hoạch chạy máy bơm đợt tưới tiêu Trong đợt tưới tiêu ta phải xác định số máy bơm cần làm việc ngày, góc cánh quạt cần điều chỉnh, tổng lượng tiêu thụ Các tiêu phụ thuộc vào loại trồng, mức tưới, thời kỳ sinh trưởng tình hình thời tiết Trước hết, phải vào điều kiện quản lý hệ thống thủy nông để tính tốn, tìm biểu đồ lưu lượng cần bơm ngày Kế lập biểu đồ phối hợp làm việc nguồn nước với cơng trình lấy nước đặc tính làm việc máy bơm TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 Lê Chí Nguyện – Nghiên cứu chế độ làm việc tối ưu trạm bơm dùng máy bơm hướng trục – Luận án T.S Kỹ thuật – Sofia 1993 V.P Starinsky – Chọn trạng thái công tác tối ưu máy bơm hệ thống trạm bơm – Ucraina 1974 Modernnization of Irrigation System Operation, FAO, 1999 Thiết kế trạm bơm kiểm nghiệm máy bơm Trevaevski VF.Visnhevski K.P.Naklađov N.N Pumping station Enginering Handbook japan Association of agricultural enterprises – Tokyo, 1991 95 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: ĐẶC TÍNH MÁY BƠM VÀ TRẠM BƠM 1.1 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH MÁY BƠM 1.1.1 Đường đặc tính máy bơm cánh quạt: 1.1.2 Sự tương tự đường đặc tính máy bơm 1.1.3 Đường đặc tính tổng hợp máy bơm 1.1.4 Đường đặc tính tồn phần bơm 1.1.5 Số học hóa đường đặc tính máy bơm 10 1.2 MÁY BƠM LÀM VIỆC TRONG HỆ THỐNG 11 1.2.1 Điểm công tác máy bơm 11 1.2.2 Máy bơm làm việc song song 12 1.2.3 Máy bơm làm việc nối tiếp 14 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT PHN TÍCH HỆ THỐNG V ỨNG DỤNG 16 2.1 HỆ THỐNG VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG 16 2.1.1 Định nghĩa 16 2.1.2 Các đặc trưng hệ thống 16 2.1.3 Phn loại hệ thống 18 2.2 CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG V HỆ THỐNG CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ 22 2.2.1 Các toán hệ thống 23 2.2.2 Hệ thống tiêu đánh giá 23 2.3 PHƯƠNG PHÁP MƠ PHỎNG TRONG PHN TÍCH HỆ THỐNG 24 2.4 PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HĨA TRONG PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 27 2.4.1 Mơ tả tổng qut bi tốn tối ưu hệ thống 28 2.4.2 Vấn đề thiết lập hm mục tiu v cc rng buộc bi tốn tối ưu 29 2.4.3 Một số ví dụ: 30 2.5 HỆ THỐNG CÁC QUAN ĐIỂM V NGUYN LÝ TIẾP CẬN HỆ THỐNG 54 2.5.1 Hệ thống quan điểm 55 2.5.2 Nguyn lý tiếp cận hệ thống 56 CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ 57 3.1 MỞ ĐẦU 57 3.2 TÍNH TỐN CỘT NƯỚC 58 96 3.2.1 Tính cột nước thiết kế Htk: 58 3.2.2 Tính cột nước kiểm tra: 59 3.3 CHỌN LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ TRẠM BƠM 60 3.3.1 Với trạm bơm tưới 60 3.3.2 Với trạm bơm tiêu 60 3.4 NHỮNG VẤN ĐỀ RING BIỆT CỦA TRẠM BƠM TƯỚI VNG CAO 60 3.4.1 Bố trí cơng trình trạm bơm tưới vng cao 61 3.4.2 Phn cấp khu tưới & xác định vị trí bể tho 61 CHƯƠNG IV CƠNG TRÌNH HÚT NƯỚC TRẠM BƠM 63 4.1 MỞ ĐẦU 63 4.2 ỐNG HT TRONG NH MY BƠM KHỐI TẢNG 63 4.3 DỊNG XỐY TRONG BỘ PHẬN HÚT NƯỚC TRẠM BƠM 64 4.4 HÌNH DẠNG CẤU TẠO ỐNG HÚT VÀ BUỒNG HÚT CỦA TRẠM BƠM 67 4.4.1 Nhà máy bơm kiểu buồng ướt máy đặt chìm 67 4.4.2 Nhà máy bơm kiểu buồng ướt, máy bơm đặt tầng khơ 68 4.4.3 Độ ngập (E) 69 4.4.4 Chiều rộng buồng hút (2D) 70 4.4.5 Khe hở đáy (F) 70 4.4.6 Khe hở tường sau (G) 70 4.4.7 Phần nằm ngang 70 4.4.8 Hình dạng buồng hút tiêu chuẩn bơm có đường kính nhỏ 70 4.4.9 Bố trí buồng hút biện pháp ngăn dịng chảy xốy 72 CHƯƠNG V ĐÁNH GIÁ KINH TẾ XÂY DỰNG TRẠM BƠM 76 5.1 CÁC QUAN ĐIỂM ĐÁNH GIÁ DỰ ÁN ĐẦU TƯ 76 5.1.1.Quan điểm chủ đầu tư 76 5.1.2.Quan điểm nhà nước 76 5.1.3.Quan điểm tổ chức tài trợ 76 5.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ DỰ ÁN, ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG 79 5.2.1.Các phương pháp đánh giá dự án theo tiêu tĩnh 79 5.2.2.Các phương pháp đánh giá dự án theo tiêu động 81 5.2.2.1 Phương pháp phân tích đánh giá dự án theo giá trị tương đương 82 5.2.2.2 Phương pháp phân tích dự án theo suất thu lợi 84 5.2.2.3.Phương pháp phân tích dự án theo tỷ số lợi ích chi phí 85 5.2.3.Phương pháp đánh giá dự án tưới kinh tế thị trường 85 97 5.2.3.1.Xác định sản phẩm nông nghiệp 86 5.2.3.2 Xác định vốn đầu tư xây dựng 86 5.2.3.3.Chi phí vận hành sửa chữa thường xuyên 86 5.2.3.4 Phân tích kinh tế tài 87 5.2.3.5 Phân tích ngân sách nông dân 90 5.2.3.6 Phân tích độ nhạy kết dự án 90 5.3 ĐÁNH GIÁ VIỆC QUẢN LÝ KHAI THÁC CÁC TRẠM BƠM 90 5.3.1 Lập kế hoạch quản lý kỹ thuật trạm bơm 90 5.3.2 Lập kế hoạch cung cấp phân phối nước cho trạm bơm nông nghiệp 90 5.3.2.1 Kế hoạch hàng năm 91 5.3.2.2 Xây dựng kế hoạch chạy máy bơm đợt tưới tiêu 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 98 ... khơng thể nói ? ?bài tốn” Mục tiu khai thc hệ thống mơ tả lượng hĩa hệ thống tiêu đó, mà phản nh mục tiu nghin cứu khai thc hệ thống Hệ thống tiêu gọi l hệ thống tiêu đánh giá Hệ thống tiêu đánh giá... - Hệ thống bao gồm cc hệ thống Một hệ thống cĩ thể phn chia thnh cc hệ thống Sự phn chia hệ thống lớn thnh cc hệ ty thuộc vo kích cỡ, đặc th hệ thống phương pháp phân tích p dụng hệ thống Hệ thống. .. va… Về trạm bơm: Nghiên cứu xác định quy mô tối ưu hệ thống tưới tiêu động lực Nghiên cứu xác định thông số thiết kế hợp lý Zh, Zt, H, Q… cho trạm bơm tưới, tiêu cấp nước Nghiên cứu kết cấu nhà