Nghiên cứu khả năng ứng dụng khớp nối thủy lực trong trạm bơm

L I C Mă N đ Lu năv nă“Nghiênăc u kh n ngă ng d ng kh p n i th y l c Tr măb m” c hoàn thành t iătr ngă i h c Th y l i Tác gi xin bày t l i c mă năsơuăs căđ n GS.TS D h ngăThanhăL ng đƣăt n tình ng d n tác gi hồn thành lu nă v nă nƠy.ă Xină chân thành c mă nă cácă gi ng viên Khoa K thu tătƠiănguyênăn c ậ tr ngă i h c Th y L i,ăcácăđ ng nghi p ngoƠiăngƠnhăđƣăcungăc p tài li u ph c v cho lu năv nănƠy Tác gi xin bày t lòng bi tă năđ n nh ngăng i thân giaăđình,ăb n bè đ ng nghi păđƣăkhíchăl , ng h ,ăđ ng viên v m i m t cho tác gi hoàn thành lu năv nă Do h n ch v m t th i gian, ki n th c khoa h c kinh nghi m th c t nên trình nghiên c uăđ hồn thành lu năv n,ăch c ch n khó tránh kh i nh ng thi u sót Tác gi r t mong nh nă đ c nh ng nh nă xétă vƠă đóngă gópă c a th y cơ, nhà chuyên môn Xin trân tr ng c mă n! Hà N i, ngày tháng n m 2015 Tác gi lu n v n Tr n Qu c Thanh L IăCAMă OAN Tôiăxinăcamăđoanăđ tài lu năv n s n ph m nghiên c u c a riêng cá nhân Các s li u k t qu lu năv nălƠăhoƠnătoƠnătrungăth căvƠăch aăđ công b tr căđơy.ăT t c trích d năđƣăđ c c ghi rõ ngu n g c Hà N i, ngày tháng n m 2015 Tác gi lu năv n Tr n Qu c Thanh M CL C M U CH NGă1.ăT NG QUAN V V Nă NGHIÊN C U 1.1 Ch đ làm vi c c a Tr măb mă[1] 1.1.1.ă ngăđ c tính c aămáyăb mălyătơm 1.1.2.ă ngăđ cătínhămáyăb măh ng tr c 1.1.3.ă ngăđ cătínhămáyăb măh ng chéo 11 1.2.ă i m công tác c aămáyăb mă[1] 12 1.3.ă i u ch nh tr ng thái làm vi c c aămáyăb mă[1] 14 1.3.1.ă i u ch nh tr ng thái làm vi c c aămáyăb măb ngăph ngăphápăthayăđ i t n th t c tăn căđ ng ng 14 1.3.2.ă i u ch nh tr ng thái làm vi c c aămáyăb măb ngăph ngăphápăthayăđ i đ ngăđ cătínhămáyăb m 17 1.4.ăCácăph 1.4.1.ă ngăphápăđi u ch nh s vòng quay c a máyăb mă[1] 24 ngăc ăh iăn căvƠăđ ngăc ăđ t 24 1.4.2.ă i u ch nh s vòng quay b ng Bi n t n 24 1.4.3.ă i u ch nh s vòng quay b ng Kh p n i th y l c 28 1.5.ăC ăs lý thuy t v kh p n i truy năđ ng kh p n i th y l c 30 1.5.1 Lý thuy t v truy năđ ng th yăđ ng 30 1.5.2 Kh p n i th y l c lo i kh p n i th y l c 31 1.6 Tình hình ng d ng kh p n i th y l c tr măb m 34 1.6.1 Các ng d ng c a kh p n i th y l c truy năđ ng 34 1.6.2 ng d ng kh p n i th y l c tr măb măcôngănghi p 34 1.6.3 ng d ng kh p n i th y l c tr măb mănôngănghi p, th y l i 35 CH NGă2.ăXÂYăD NG THU TăTOÁNăXÁCă NH CH LÀM VI C VÀ N NGăL NG TIÊU TH C A TR MăB MăKHIăMÁYăB MăTHAYă I C S VÒNG QUAY 38 2.1.ăC ăs lý thuy t v l iăđ ngăđ cătínhămáyăb m s vịngăquayăthayăđ i [1] 38 2.1.1.ă nh lu tăđ ng d ng ng d ngăđ nh lu tăđ ng d ng v l iăđ ng đ cătínhămáyăb măkhiăs vịngăquayăthayăđ i 38 2.1.2 V l iăđ ngăđ c tính H~Q ng v i s vịng quay n1 bi tăđ ng H~Q ng v i s vòng quay n 41 2.1.3 V l iăđ ngăđ c tính N~Q ng v i s vịng quay n1 d a vƠoăđ ngăđ c tính N~Q ng v i s vòng quay n 44 2.1.4 V l iăđ ngă ă~Qăkhiăs vòngăquayănăthayăđ i 44 2.2 Ch đ làm vi c t ng h p c aămáyăb m 45 2.3 Ch tiêuăđ tìm ch đ làm vi c t iă uăc a Tr măb m 46 2.4 Thu t tốn tìm ch đ làm vi c t iă uăc a Tr m b m 47 CH NGă3.ăHI U QU S D NG KH P N I THU L C TRONG V N HÀNH TR MăB M 50 3.1.ăXácăđ nhăchiăphíăđ uăt ăkh p n i Th y l c 50 3.2.ăXácăđ nh Hi u ích c a Kh p n i th y l c 51 3.2.1 Hi u ích ti t ki măđi năn ngătiêuăth c a tr măb m 51 3.2.2 Hi u ích ti t ki m thi t b n 54 3.3 L p ch tiêu t iă uăđ đánhăgiáăhi u qu s d ng kh p n i Th y l c v n hành tr măb m 54 3.4 Áp d ng tính tốn cho Tr măb mănăNgh aăậ TP Hà N i 55 3.4.1 Gi i thi u v Tr măb măYênăNgh a 55 3.4.2.ă ngăđ cătínhămáyăb măvƠăyêuăc u tiêu thi t k 65 3.4.3 Tính tốn t iă uăch đ làm vi c c a tr măb măb ngăthayăđ i s vòng quay 67 K T LU NăVÀă NGH 76 TÀI LI U THAM KH O 77 PH L C 78 DANH M C HÌNH V Hình 1.1 Tam giác v n t c Hìnhă1.2.ă ngăđ c tính H~Q v theo lý thuy t c aămáyăb mălyătơm Hìnhă1.3.ă ngăđ c tính Q~N v theo lý thuy t c aămáyăb mălyătơm .7 Hìnhă1.4.ă ngăđ c tính ~Q Hìnhă1.5.ă ngăđ cătínhămáyăb mălyătơm Hìnhă1.6.ă ngăđ c tính c aămáyăb măh Hìnhă1.7.ă ngăđ c tính t ng h pămáyăb măh Hìnhă1.8.ă ngăđ cătínhămáyăb măh Hìnhă1.9.ă ngăđ c tính t n th t c tăn ng tr c 10 ng tr c 11 ng chéo 12 căđ ng ng 12 Hìnhă1.10.ă i m cơng tác c aămáyăb m 13 Hìnhă1.11.ăHaiăcáchătìmăđi m cơng tác c aămáyăb m 14 Hìnhă1.12.ăQătrìnhăthayăđ iăđi măcơngătácăkhiăđi u ch nh b ng khố 15 Hình 1.13 T n th t cơng su t doăđi u ch nh b ng khoá ngăđ y 17 Hình 1.14 Tam giác v n t c .18 Hìnhă1.15.ăS ăđ u ch nh cánh qu tămáyăb m 19 Hìnhă1.16.ă ngăđ cătínhămáyăb mălyătơmă ng v iăcácăđ Hìnhă1.17.ă ngăđ cătínhăthayăđ i g t bánh xe cánh qu t .23 ng kính khác 22 Hìnhă1.18.ă i măcơngătácăthayăđ i theo vịng quay .24 Hình 1.19 Cơng ty thép Vi t Nh tăđƣăs d ng công ngh bi n t n s n xu t 26 Hình 1.20 Kh p n i thu l c 29 Hình 1.21 Mơ ph ng nguyên lý làm vi c c a kh p n i th y l c 30 Hình 1.22 Nguyên lý làm vi c c a kh p n i Th y l c 31 Hình 1.23 Nguyên lý làm vi c c a kh p n i Th y l c 32 Hình 1.24 Kh p n i th y l căchoămáyăb mălƠmămátăậ Nhi tăđi n Ph l i 35 Hình 1.25 Kh p n i tr măb măBangpuăậ TháiăLană(máyăb mă25m3/s/máy) 35 Hình 1.26 Kh p n i tr măb măBangpuăậ Thái Lan 36 Hình 1.27 Kh p n i tr măb mă“RawăWaterăPumpăStationăBangkok” 36 Hìnhă1.28.ăS ăđ k t n i Kh p n i Th y l c v iămáyăb măvƠăđ ngăc 37 Hình 2.1 V l iăđ ngăđ c tính s vịngăquayăthayăđ i .41 Hình 2.2 V l iăđ ngăđ c tính s vịngăquayăthayăđ i .43 Hìnhă2.3.ăCácăđi m cơng tác có th c aămáyăb măđ tìm ch đ làm vi c t iă uăă(khiă thayăđ i góc nghiêng cánh qu t) .45 Hìnhă2.4.ăCácăđi m cơng tác có th c aămáyăb măđ tìm ch đ làm vi c t iă uă(Khiă thayăđ i s vòng quay) 45 Hìnhă2.5.ăS ăđ kh iăđ tìm ch đ làm vi c t iă uăc aăTBă(Khiăthayăđ i s vòng quay) 49 Hìnhă3.1.ă ngăđ cătínhăvƠăđi măcơngătácăbanăđ u c aămáyăb m 52 Hìnhă3.2.ă ngăđ cătínhăvƠăđi m cơng tác c aămáyăb măsauăkhiăthayăđ i s vòng quay 53 Hìnhă3.3.ăL uăv c tiêu tr măb măYênăNgh aătrongăh th ng tiêu khu v c phía tây TP Hà N i 56 Hình 3.4 B trí t ng th khuăđ u m i tr măb măYênăNgh a 58 Hình 3.5 Ph i c nh t ng th khuăđ u m i Tr măb mănăNgh a 59 Hìnhă3.6.ă ngăđ cătínhămáyăb m 65 Hìnhă3.7.ă ng trình yêu c u tiêu ậ Tr măb mănăNgh a 66 Hìnhă3.8.ă ngăđ cătínhăH~ăQăvƠă ă~ăQăvƠăđi măcơngătácăbanăđ u c aămáyăb m 68 Hìnhă3.9.ă ngăđ cătínhăN~QăvƠăđi măcơngătácăbanăđ u c aămáyăb m 68 Hìnhă3.10.ă ngăđ cătínhăNPSHăvƠăđi măcơngătácăbanăđ u c aămáyăb m 69 Hình 3.11 Di n bi năqătrìnhăđi u ch nh s vịngăquayănăt ngă ng v i trình tiêu yêu c u theo gi 73 Hình 3.12 Di n bi n hi u su t c aămáyăb măkhiăthayăđ i s vịngăquayăt ngă ng v i q trình tiêu u c u theo gi 73 Hình 3.13 Th iăgianăb măth c t c aămáyăb mă(Xétătrênăl uăl ng tiêu cho 1h b mătiêuăyêuăc u) 74 Hình 3.14 Di n bi năn ngăl ng tiêu th c aămáyăb măkhiăthayăđ i s vịng quay t ngă ng v i q trình tiêu yêu c u theo gi 74 DANH M C B NG BI U B ng 3.1 So sánh ch đ làm vi c c aămáyăb măkhiăthayăđ i s vòng quay n .53 B ng 3.2 B ng trình tiêu 48h thi t k - TBăYênăNgh a .66 B ng 3.3 K t qu tính tốn l a ch n s máy s vòngăquayăđi u ch nh t iă u 70 DANH M C CÁC C M T TB: Tr măb m KNTL: Kh p n i th y l c PTHH: Ph n t h u h n TCVN: Tiêu chu n Vi t Nam TVTK:ăT ăv n thi t k NXB: Nhà xu t b n VI T T T M U Tính c p thi t c a đ tài Tr măb măph c v t i tiêu, c p thoát n c Vi t nam chi m m t v trí quan tr ng ph c v s n xu t nông nghi păc ngănh ăphátătri năđôăth Theo th ng kê hi n nayăn c ta có kho ng 10.000 tr măb mătrongăđóătrênă2.000ătr măb măl n v a v i t ng công su t l p máy v t i 250 MW, tiêu 300 MW Choăđ n nay, hàng lo t tr măb măt d ngăđ t i tr c ti p cho 3,5 tri uăha,ăt iăvùngăđ ng b ng B c B đƣăđ c xây i t o ngu n 1,13 tri u ha, tiêu cho kho ng tri u Các tr mă b mă tiêuă bi u cho m t s vùng có th k đ nă lƠ:ă Lơmă Thao,ă S nă C ng, B ch H c,ă Qu ng,ă iă nh,ăThanhă i mă(V nhăPhúc);ăTr nhăXáă,ăKimă ôi,ăMônă ngăXá,ăTơnăChi,ăV năThaiă(HƠăB c);ăPhùăSa,ă anăHoƠi,ăH ng Vân, La Khê (Hà Tây); p B c, Nam H ng,ă ôngă M , Yên S (Hà N i); Nhâm Tràng, Kinh Thanh, Ch L ng,ăGiápăBa,ăTri u Xá (Hà Nam); C Tràng, Kinh Thanh, C căThƠnh,ăNh ăTrácă(Namă am,ăQu , Nhâm nh);ăNh ăQu nh,ăV năLơm,ăV nă Giangă (H ngă Yên);ă C u Kh i, Ho ng Khánh, Nam Sông Mã, Thi u Duy, Thi u Th nh, Yên Tôn, Yên Thơn (Thanh Hóa); Linh C mă(HƠăT nh), Hi u qu tr măb măđemăl i r t l n, nhiên chi phí xây d ng, thi t b c ngănh ăchiăphíăqu n lý v năhƠnhăđ c bi t lƠăchiăphíăn ngăl b măc ngăr tăđángăk Theo s s ăb ,ăhƠngăn măn ng c a tr m c ta t n kho ng 1.500 t đ ngă chiă phíă n cho tr mă b mă nơng nghi p hàng nghìn t đ ng cho tr măb mătiêu i v i tr măb măvi c l a ch n thi t b c ngănh ăcơngăngh h pălỦăcóăỦăngh aă vơ quan tr ng, không nh ng quy tă đ nhă đ n hình th c k t c u mà cịn nh h ngăđ n hi u su t c aămáyăb m,ăhi u qu làm vi c c a tr măc ngănh ăchiăphíăxơyă d ng qu n lý v n hành sau c a tr măb m Trong trình làm vi c,ă máyă b mă khôngă ph iă lúcă nƠoă c ngă lƠmă vi c c t n c thi t k ,ăđi m cơng tác có hi u su tăcaoămƠăđóălƠăm t d i c tăn tùy thu c vào m c b hút, b x ă có hi u su t cao, nh t nh ngătr c khác máyăb măluônălƠmăvi c vùng ng h p làm vi c c tăn c thi t k có Ủăngh aăh t s c quan tr ngăđ nâng cao hi u qu làm vi c c a tr măb m,ăti t ki m chi phí xây d ngăc ngănh ăqu n lý v n hành V năđ nƠyăđ vi căđi u ch nhăđ ngăđ c tính c aămáyăb măv iă2ăph c gi i quy t thơng qua ngăpháp:ăthayăđ i s vịng quayăvƠăthayăđ i góc nghiêng cánh qu tă(đ i v iăcácămáyăb măcóăth thayăđ iăđ c góc nghiêng cánh qu t) Qua q trình phát tri n c a công ngh ,ă ph ngă phápă thayă đ i s vòng quay b ng kh p n i th y l c ngày th hi n nhi uă uăđi m tiên ti nănh :ă + Gi m thi u mô men kháng kh iăđ ng, ch ng rung, ch ng s c + Gi m thi u dòng xung m máy + Kh iăđ ng không t i, gi m th i gian kh iăđ ng + Có th thayăđ iăđ c t căđ quay + Thi t k đ năgi n, nh g n, ti t ki m di n tích l păđ t + Ti t ki măn ngăl +ă ng t iă uăhóaăhi u su t c a h th ng c bi t, nh ngătr ng h p g p s c nh ăk tăđ ngăc ,ăquáăt i, kh p n i th y l c có kh n ngăx lý s c vƠăđ an toàn cao Trên th gi i, kh p n i th y l că đƣă tr i qua l ch s phát tri nă hƠngătr mă n mă t i Vi t Nam, kho ngă10ăn măg năđơyăm i b tăđ u s d ng lo i công ngh đ thay th cho lo i kh p n i c ng gi aămôăt ăvƠăđ ngăc ,ănh ăt i nhà máy nhi tăđi n, th yăđi n,ăxiăm ng:ăPh L i, C m Ph ,ăHƠăTiên,ăNh năTr chăầ V i nhu c u k vi c nghiên c u hi u qu c ngănh ăkh n ngă ng d ng c a kh p n i th y l c tính toán thi t k l păđ t thi t b vào cơng trình th y l i,ăđ c bi t tr măb mălƠăc n thi t M c đích nhi m v c a đ tài PL 17.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 19, n = 159 vòng/phút PL 18.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 20, n = 159 vịng/phút 10 PL 19.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 21, n = 159 vịng/phút PL 20.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 22, n = 159 vịng/phút 11 PL 21.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 23, n = 159 vòng/phút PL 22.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 24, n = 157 vịng/phút 12 PL 23.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 25, n = 155 vịng/phút PL 24.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 26, n = 144 vịng/phút 13 PL 25.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 27, n = 104 vòng/phút PL 26.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 28, n = 102 vịng/phút 14 PL 27.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 29, n = 102 vịng/phút PL 28.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 30, n = 102 vịng/phút 15 PL 29.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 31, n = 155 vòng/phút PL 30.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 32, n = 157 vịng/phút 16 PL 31.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 33, n = 157 vịng/phút PL 32.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 34, n = 157 vịng/phút 17 PL 33.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 35, n = 159 vòng/phút PL 34.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 36, n = 159 vịng/phút 18 PL 35.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 37, n = 197 vịng/phút PL 36.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 38, n = 159 vịng/phút 19 PL 37.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 39, n = 159 vòng/phút PL 38.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 40, n = 159 vịng/phút 20 PL 39.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 41, n = 157 vịng/phút PL 40.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 42, n = 157 vịng/phút 21 PL 41.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 43, n = 157 vòng/phút PL 42.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 44, n = 102 vịng/phút 22 PL 43.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 45, n = 153 vịng/phút PL 44.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 46, n = 102 vòng/phút 23 PL 45.ă PL 46.ă ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 47, n = 102 vịng/phút ngăđ cătínhămáyăb mă gi th 48, n = 102 vịng/phút ... măYênăNgh a? ?trong? ?h th ng tiêu khu v c phía tây TP Hà N i 56 Hình 3.4 B trí t ng th khuăđ u m i tr măb măYênăNgh a 58 Hình 3.5 Ph i c nh t ng th khuăđ u m i Tr măb măYênăNgh... c v t it ng ph m vi nghiên c u: a iăt ng nghiên c u: căđi m kh n ngă ng d ng c a kh p i, tiêu c păthoátăn c Kh p n i th y l c, ch đ làm vi c c aămáyăb m,ătr măb m b Ph m vi nghiên c u: Các tr... păthốtăn c,? ?trong? ?đóăt p trung vào tr măb mătiêuă vùngăđ ng b ng sông H ng Cách ti p c n ph - ng pháp nghiên c u th c hi nă đ c n i dung c aă đ tài, c n s d ngă cácă ph ngă phápă nghiên c u sau: