Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật trong việc thiết kế và vận hành thiết bị máy bơm cho nhà máy cấp nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ Nghiên cứu giải pháp Nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy bơm cho nhà máy cấp nước NGUYỄN KHẮC MINH Minh.NKCA192011@sis.hust.edu.vn Chuyên ngành khí Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Lê Giang Nam Chữ ký GVHD Bộ mơn: Viện: Cơ điện tử Cơ khí HÀ NỘI, 3/2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Giao đề tài luận văn cho học viên cao học khóa 2019A có tên sau: Học viên: Nguyễn Khắc Minh Tên đề tài: Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy bơm cho máy cấp nước Ngành: Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Lê Giang Nam Bộ mơn: Cơ điện tử Viện: Cơ khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Giảng viên hướng dẫn Lê Giang Nam LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, nhận nhiều giúp đỡ nhiệt tình từ thầy giáo, bạn bè, đồng nghiệp, sở ứng dụng Trước hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy, Cô giảng viên Viện khí Viện kinh tế & quản lý, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, truyền đạt kiến thức quý báu tạo động lực, điều kiện học tập, nghiên cứu suốt trình học tập Trường Đặc biệt, muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS TS Lê Giam Nam – giảng viên Viện khí, Đại học Bách Khoa Hà Nội Đã tận tình hướng dẫn bảo nhiệt tình, thầy giúp đỡ để giúp định hướng nghiên cứu đưa ý tưởng để tơi tìm hiểu, giúp tơi hoàn thiện nghiên cứu đề tài cần thiết với công việc nay, đề tài luận văn tốt nghiệp Tôi xin bày tỏ biết ơn tới ban quản lý vận hành Nhà máy nước mặt Sông Đuống ban giám đốc cơng ty Cấp nước Ba Vì tin tưởng, tạo điều kiện thông tin vận hành áp dụng biện pháp điều chỉnh thông số vận hành mà tơi đề xuất, góp phần giúp tơi hồn thiện luận văn Cuối tơi xin chân thành cảm ơn gia đình tơi, người bên cạnh, song hành, động viên, tạo điều kiện mặt để tơi hồn thành khóa học cao học hoàn thiện luận văn Hà Nội, ngày 25 tháng 03 năm 2021 Tác giả Nguyễn Khắc Minh TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN THẠC SỸ Đề tài: Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy bơm cho nhà máy cấp nước Tác giả: Nguyễn Khắc Minh Khóa: 2019A Người hướng dẫn: PGS TS Lê Giang Nam Từ khóa: Nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy bơm nước nhà máy cấp nước Tóm tắt nội dung: a) Lý chọn đề tài: Nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy bơm nước nhà máy cấp nước nhu cầu cấp thiết có ý nghĩa Ý nghĩa khoa học: Nêu giải pháp thiết kế có độ xác cao phù hợp với công nghệ vận hành nhà máy nước đại Giải pháp điều chỉnh thông số vận hành bơm giúp nâng cao tiêu vận hành máy bơm Ý nghĩa xã hội: Cùng với tốc độ phát triển thị hóa tăng dân số thành phố lớn, nhu cầu với hạ tầng nói chung cơng suất nhà máy nước nói riêng ngày cao hơn, máy bơm sử dụng cho nhà máy nước trở nên lớn tiêu thụ điện nhiều hơn, việc tiết kiệm điện vận hành chi phí sửa chữa bảo dưỡng trở nên có ý nghĩa hơn, tiết kiệm chi phí góp phần nâng cao hiệu kinh tế đầu tư vận hành nhà máy nước gián tiếp góp phần nâng cao chất lượng nước giảm giá thành nước sinh hoạt b) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích: Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật thiết kế vận hành thiết bị máy bơm cho nhà máy cấp nước Đối tượng nghiên cứu: Quá trình tính tốn thiết kế lựa chọn thiết bị bơm, thiết bị máy bơm cho nhà máy cấp nước, hiệu suất tiêu thụ điện thông số vận hành bơm (lưu lượng, áp lực, hiệu suất, nhiệt độ, độ rung, độ ồn ) số máy bơm điển hình thường dùng cho nhà máy cấp nước Các phương pháp điều chỉnh thông số vận hành máy bơm Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thiết bị máy bơm nhà máy nước mặt Sơng Đuống, nghiên cứu tính tốn lựa chọn thiết bị máy bơm cho trạm bơm cấp nước Cơng ty cấp nước Ba Vì c) Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả Luận văn trình bày với 03 chương với nội dung sau Chương 1: Thực trạng vận hành thiết bị máy bơm số nhà máy cấp nước Khảo sát thực trạng vận hành máy bơm nước hai nhà máy điển hình có cơng suất lớn Hà Nội Cơng ty cấp nước Ba Vì, Nhà máy nước mặt Sông Đuống, hai nhà máy có đặc cơng nghệ vận hành mang tính đặc trưng phổ biến, áp dụng giải pháp thành công cho hai nhà máy nghiên cứu nhân rộng kết nhiều nhà máy khác Kết khảo sát cụ thể: Cơng ty cấp nước Ba Vì: hiệu suất vận hành đạt 35% nhãn mác cho thấy bơm đạt hiệu suất 78,6% Tương tự với nhà máy nước mặt Sông Đuống hiệu suất thực tế 70% hiệu suất máy đạt tới 85,5% Các bơm vận hành với áp lực nước đầu thấp so với cột áp ghi nhãn mác máy bơm Ngoài máy bơm có tượng rung động, nhiệt độ ổ bi cao độ ồn lớn Phân tích cấu tạo, chế hoạt động máy bơm cho thấy máy bơm thiết kế đề làm việc với phạm vi vận hành tối ưu, việc vận hành máy bơm với áp lực thấp không làm giảm hiệu suất tiêu thụ điện máy bơm mà gây tượng tăng độ ồn, tăng độ rung, xâm thực cánh bơm, tăng nhiệt độ vòng bi giảm tuổi thọ bơm Nghiên cứu tính tốn lựa chọn máy bơm cũ cho thấy cách tính tốn cũ thường cho giá trị áp lực tính tốn cao so với thực tế, nên việc xem xét nghiên cứu mơ hình tính tốn để tính tốn lựa chọn máy bơm sát thực cần thiết Chương 2: Cơ sở lý thuyết Thiết kế giải pháp Đối với trạm bơm xây mới, tính tốn áp lực cần thiết hệ thống cần tham khảo sử dụng cách tính nước Nhật Bản Châu Âu với áp lực thành phần tính tốn chi tiết trực quan hơn, giảm sử dụng phương pháp tính ước lượng với hệ số an toàn cao nhằm đạt giá trị tính tốn sát với thực tế vận hành, đồng thời sử dụng hệ số tổn thất cục ma sát nhà sản xuất thiết bị cung cấp qua lựa chọn thiết bị bơm sát với u cầu thực tế, việc tính tốn lựa chọn máy bơm khơng góp phần tiết kiệm chi phí đầu tư cho máy bơm mà chi phí liên quan chi phí đầu tư hệ van, ống, tủ bảng điện chi phí vận hành bảo trì sửa chữa giảm theo, góp phần nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật cho nhà máy nước Đối với trạm bơm hữu lựa chọn thiết bị việc thay đổi máy bơm đắt đỏ không khả thi giải pháp tập trung vào phương pháp điều chỉnh thông số vận hành máy bơm nhằm biến đổi đặc tính vận hành máy bơm trở nên phù hợp với yêu cầu hệ thống ống Các phương pháp gồm có điều chỉnh tốc độ máy bơm, điều chỉnh góc nâng cánh bơm, điều chỉnh đường kính bánh cơng tác máy bơm, hay kết hợp nhiều bơm mắc song song, nhiều bơm mắc nối tiếp hoạc kết hợp điều chỉnh máy bơm van đường ống xả…Nhằm đưa máy bơm trở nên phù hợp với thực tế vận hành làm cho máy bơm hoạt động với hiệu suất cao êm bền Chương 3: Áp dụng giải pháp vào thực tế đánh giá kết Áp dụng giải pháp điều chỉnh thông số vận hành cho 04 máy bơm nước thuộc nhà máy nước mặt Sông Đuống (công suất 630kW máy bơm): Cụ thể giải pháp điều khiển máy bơm tự động tăng giảm tốc độ tùy theo lượng nước sử dụng, nhằm đảm bảo áp lực cửa xả theo yêu cầu khách hàng, có kết hợp hạn chế tốc độ tối đa bơm tốc độ tối thiểu máy bơm cho kết nâng hiệu suất từ 70% lên 78.5% Máy bơm giảm độ rung động từ 3.2mm/s2 xuống 2mm/s2 tiêu chí nhiệt độ, độ ồn nằm giới hạn cho phép nhà sản xuất Áp dụng giải pháp điều chỉnh thông số vận hành cho: 04 máy bơm công suất 75kW công ty cấp nước Ba Vì giúp cải thiện hiệu suất từ 35% lên 50% đặc biệt giúp hạn chế độ rung động máy bơm hứa hẹn kéo dài tuổi thọ sử dụng thiết bị Áp dụng phương pháp tính tốn thơng số vận hành cho dự án nâng cơng suất lên 100.000m3/nđ cách tính giúp lựa chọn thiết bị tối ưu hơn, tiết kiệm chi phí đầu tư hứa hẹn máy bơm vận hành với hiệu suất cao Đóng góp tác giả Về tính tốn thiết kế lựa chọn máy bơm, tác giả nêu cách tính nước Châu Âu Nhật Bản sử dụng, so sánh với cách tính cách tính tốn thiết kế có tính chi tiết trực quan xác sử dụng thông tin hệ số tổn thất cập nhật, áp lực tính tốn theo cách tính thường nhỏ áp lực tính tốn theo cách tại, lựa chọn máy bơm theo cách tính tiết kiệm chi phí đầu tư Về giải pháp điều chỉnh thông số bơm, tác giả chứng minh lý thuyết ví dụ áp dụng thực tế cụm giải pháp đa dạng phương pháp điều tiết hiệu chỉnh đặc tính máy bơm biện pháp tác động vào bơm thay đổi đường kính bánh cơng tác, góc nâng cánh bơm, hoạc thay đổi tốc độ quay bơm, giải pháp điều chỉnh hệ van … Trong thực tế vận hành tùy tình cụ thể áp dụng hoạc kết hợp số phương pháp giúp hiệu chỉnh thông số bơm nhằm giúp hệ thống vận hành tối ưu tiết kiệm điện năng, giải pháp công nghệ linh hoạt so với giải pháp cũ gồm công nghệ tăng áp tự động không giới hạn tốc độ hoạc giải pháp sử dụng đài nước vốn áp dụng từ lâu d) Phương pháp nghiên cứu Trong luận văn tác giả có sử dụng kết hợp phương pháp nghiên cứu gồm có: Phương pháp thu thập số liệu thực tế, Phương pháp nghiên cứu tài liệu phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia, phương pháp thực nghiệm e) Kết luận Với nội dung đề tài “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy bơm cho nhà máy cấp nước’’ Tác giả tập trung thu thập thông tin điều kiện vận hành thiết bị máy bơm nhà máy nước lớn, có cơng nghệ vận hành phổ biến, tập trung vào đánh giá hiệu suất tiêu thụ điện thông số vận hành khác độ rung động, độ ồn nhiệt độ vịng bi Nhận thấy có thực trạng phổ biến máy bơm nước làm việc với áp lực thấp nhiều so với áp lực tối ưu máy bơm, việc làm giảm hiệu suất tuổi thọ máy bơm Tác giả đề xuất giải pháp điều tiết thông số vận hành máy bơm nhằm thay đổi đặc tính vận hành máy bơm trở nên phù hợp với yêu cầu hệ thống, giúp cải thiện hiệu suất tiêu thụ điện cải thiện thông số vận hành khác Về tính tốn tác giả nêu mơ hình tính tốn giới thiệu nước Nhật Bản Châu Âu, có sử dụng hệ số tổn thất áp lực cập nhật giúp cho kết tính tốn áp lực thấp sát thực so với cách tính cũ, giúp giảm chi phí đầu tư mua sắm máy bơm thiết bị liên quan Do hạn chế nhiều kiến thức thời gian, luận văn chắn cịn nhiều thiếu sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý báu để luận văn phát triển hồn thiện Sinh viên thực NGUYỄN KHẮC MINH MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Kết cấu luận văn CHƯƠNG THỰC TRẠNG VẬN HÀNH THIẾT BỊ MÁY BƠM TẠI MỘT SỐ NHÀ MÁY CẤP NƯỚC HIỆN NAY 1.1 Kết khảo sát số nhà máy cấp nước 1.1.1 Nhà máy cấp nước Ba Vì 1.1.2 Nhà máy nước mặt Sông Đuống 1.2 Phân tích cấu tạo đặc tính vận hành máy bơm để hiểu rõ vấn đề tồn việc vận hành máy bơm nhà máy 11 1.2.1 Phân loại máy bơm 11 1.2.2 Cấu tạo thơng số kỹ thuật máy bơm 12 1.2.3 Sơ đồ hoạt động nhà máy nước mặt 19 1.3 Nêu vấn đề tồn đề xuất giải pháp 20 1.3.1 Nêu vấn đề tồn 20 1.3.2 Đề xuất giải pháp 21 Kết luận chương 22 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT KẾ GIẢI PHÁP 23 2.1 Giải pháp tính tốn thiết kế lựa chọn thơng số vận hành máy bơm 23 2.1.1 Cách tính toán thiết kế 23 2.1.1.1 Lưu lượng cột áp bơm cấp 24 2.1.1.2 Lưu lượng cột áp bơm cấp 27 2.1.1.3 Một vài điểm hạn chế chưa cập nhật cách tính 33 2.1.2 Mơ hình tính tốn 34 2.1.2.1 Tính tốn lưu lượng máy bơm 34 2.1.2.2 Tính tốn cột áp máy bơm 35 Xây dựng đường cong đặc tính hệ thống, xác định điểm làm việc thực tế máy bơm hệ thống 52 (1) Xác định điểm làm việc thực tế trường hợp 52 (2) Xác định điểm làm việc thực tế trường hợp cột áp địa hình có thay đổi 52 (3) Khi hệ số tổn thất áp lực ma sát hệ thống ống tăng lên 53 (4) Khi hệ thống ống nối tiếp có hệ số tổn thất khác 53 (5) Khi hệ thống ống rẽ nhánh với nhánh có hệ số tổn thất khác 54 Khi hệ thống ống rẽ nhánh với nhánh có hệ số tổn thất khác cột áp địa hình khác 54 Khi hệ thống ống rẽ nhánh từ tuyến ống tới nhánh có hệ số tổn thất khác cột áp địa hình khác 54 (8) Trường hợp nhiều bơm giống hoạt động song song 55 (9) Trường hợp nhiều bơm khác hoạt động song song 56 (10) Trường hợp nhiều bơm giống hoạt động nối tiếp 56 (11) Trường hợp nhiều bơm không giống hoạt động nối tiếp 56 (12) Trường hợp dùng van để dịch chuyển điểm vận hành 57 (13) Trường hợp ống hợp dịng với bơm có đặc tính khác 57 2.2 Giải pháp thay đổi thông số vận hành máy bơm 58 2.2.1 Giới hạn phạm vi vận hành thiết bị bơm 58 2.2.2 Điều chỉnh thông số vận hành bơm 58 2.1.3 (6) (7) 2.2.2.1 Các phương pháp điều chỉnh thông số vận hành bơm 58 (1) Điều chỉnh phương pháp điều tiết van ống xả 58 (2) Điều chỉnh phương pháp thay đổi tốc độ bơm 59 (3) Điều chỉnh phương pháp thay đổi góc nâng cánh bơm 60 (4) Phương pháp bơm vận hành song song 60 (5) Phương pháp bơm vận hành nối tiếp 61 (6) Phương pháp dùng van hồi nước_bypass Relief valve 62 (7) Thay đổi đường kính ngồi bánh công tác 62 2.2.2.2 Lưu ý điều chỉnh thông số vận hành van 63 2.2.2.3 Lưu ý điều chỉnh tốc độ bơm 64 2.2.2.4 Lưu ý điều khiển nhiều bơm làm việc song song 65 2.2.2.5 Một số lưu ý khác áp dụng phương pháp điều khiển hệ thống bơm 65 (1) Phạm vi giới hạn thông số vận hành 65 (2) Sự thay đổi cột áp địa hình thực tế 65 (3) Hệ số tổn thất ma sát đường ống cũ thay đổi theo thời gian 66 Kết luận chương 67 CHƯƠNG ÁP DỤNG GIẢI PHÁP VÀO THỰC TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 68 Áp dụng trường hợp máy bơm nước nhà máy Nước mặt Sông Đuống 68 Các thông số vận hành máy bơm trước áp dụng giải pháp 68 3.1.2 Giải pháp điều chỉnh thông số hoạt động bơm 70 3.1.3 Đánh giá hiệu giải pháp 71 3.2 Áp dụng máy bơm nước nhà máy cấp nước Ba Vì 72 Thực trạng vận hành thiết bị bơm nhà máy trước áp dụng giải pháp 72 3.2.2 Giải pháp điều chỉnh thông số vận hành bơm 72 3.2.3 Đánh giá kết 74 3.3 Áp dụng mô hình tính tốn thơng số máy bơm cho mục đích xây dựng giúp nâng công suất nhà máy cấp nước Ba Vì lên 3.1 3.1.1 3.2.1 dừng hoạc khởi động máy bơm, nên tính tốn áp lực ta tính với độ mở 100%, theo thơng số nhà sản xuất van ta có:  = 0,86 + v : vận tốc dòng chảy ống DN 400(m/s) = 2,65(m/s) Thay vào cơng thức ta có : Hfbutterfly valve =  (m) = 0,86 = 0,308 (m)  Tổn thất qua đoạn cút cong 900 Hf bend =  (m) Với tỷ lệ R/D = ta tra bảng 2.12 , giá trị hệ số tổn thất cục =0,294 thay vào công thức ta được: Hf bend =  (m) = 0,294 = 0,105 (m)  Tổn thất áp lực qua đoạn ống hợp dòng DN400-DN800 H- H  = fc.  (1) Trong : H H  cột áp thủy lực (áp lực động) tuyến ống trước sau vị trí hợp dịng, tính theo đơn vị (m) H  áp lực tuyến ống nhánh trước vị trí hợp dịng + fc  =-(  {(  √ )(  ){ ) (  ) } }  (2) + v : Vận tốc dòng chảy ống vị trí sau hợp dịng = 1.33 (m/s) + fc  : Hệ số tổn thất cục hợp dòng +  : hệ số tỷ lệ lưu lượng nhánh phụ với nhánh (do sau ống hợp dòng bơm chạy ) = -Q/Q = -0.5 + : Góc tuyến ống ống nhánh = 600 + : hệ số tính tỷ lệ diện tích tiết diện ống nhánh / ống = 0,102 + : hệ số tính tỷ lệ bán kính lượn ống nhánh & Đường kính ống =r/D = Thay vào cơng thức (1) ta : fc  =-  {( √ )( -(  ){  ) ( ) }=  79  }- = 0,52{( - √ )( ) ( { ) }= 0,511 80 } Thay vào công thức (1) ta tổn thất qua vị trí ống góp dịng : H- H  = fc.  = 0.511 = 0.046 m  Tổn thất đoạn ống xả DN800 dài 10m Hf =  (m) Trong đó: + L: Tổng chiều dài ống = 10(m) + D: Đường kính ống (m) = 0.8m + vd: vận tốc dòng chảy ống (m/s) = 1,33(m/s) + g : gia tốc trọng trường =9,8(m/s2) + : Hệ số tổn thất ma sát ống, Đối với đường ống :  = 0,02 + = 0,02 + = 0,020625 Thay vào công thức ta : Hf pipeDN800 = 0,020625 (m) = 0,023m  Tổn thất đoạn ống thẳng DN800 dài 1.900m từ trạm bơm nhà máy, dòng chảy bên ống đoạn ống dẫn ổn định tổn thất xác định theo cơng thức tính Hazen_Williams sau : Hf = I L (m) Trong đó: + I : Gradient thủy lực I= + Q : Lưu lượng nước: 0.67 (m3/s) + C : Hệ số vận tốc ống Ống gang C=100 + D: Đường kính ống: 0.8 (m) + L : Chiều dài ống (m) : 1900m Thay vào cơng thức ta tính I= = = 0,0030074 Thay vào công thức ta tính Hf DN800L= I L = 0.0030074 x 1900 = 5,714m (m) Từ ta tính tổng tổn thất áp lực ống xả Hfdis = Hf expander + Hf pipeDN400 + Hfcheck valve + Hfbutterfly valve + Hf bend +( H- H  ) + Hf pipeDN800 + Hf DN800L = 81 = 0,0697+0,061+1,03+0,0465+0,308+0,105+0,046+0,023+5,714= = 7,4032 (m) (4) Xác định cột áp tổng hệ thống mà máy bơm cần phải đáp ứng Cột áp tổng hệ thống áp lực mà máy bơm cần phải thắng để đưa lượng nước mong muốn vượt qua cao độ địa hình tổng tổn thất dọc tuyến ống Trong trường hợp trạm bơm cột áp tổng tổng cột áp địa hình Ha tổn thất phía hút Hfsuc cộng với tổn thất áp lực phía xả Hfdis H = Ha + Hfsuc + Hfdis Do cột áp địa hình thay đổi theo giao động mực nước sông, nên tính tốn để đạt hiệu kinh tế cao ta nên chọn cột áp thiết kế mà ứng với bơm có hiệu suất đạt cao nhất, tổng thời gian vận hành dài nhất, nhiên áp lực thay đổi máy bơm phải đảm bảo khả làm việc thuận lợi Trong trường hợp cột áp tổng thiết kế Htk xác đinh sau : Htk = Hadesign + Hfsuc + Hfdis= 36+0,614+7,4032 = 44.017 (m) Làm tròn Htk = 45m Cột áp nhỏ mà máy hệ thống đặt lên bơm tương ứng với mức nước ngồi sơng cao nhất, máy bơm phải đảm bảo làm việc ổn định Hmin = Hamin + Hfsuc + Hfdis = 31++0,614+7,403237m (5) Kiểm tra điều kiện xâm thực máy bơm Sau xác định thông số Lưu lượng Q=1200m3/h cột áp H=45m mà máy bơm cần phải đáp ứng với hiệu suất cao nhất, để lựa chọn máy bơm phù hợp ta cần tính tốn điều kiện xâm thực hệ thống, hay tính tốn áp lực hút mà hệ thống đặt lên máy bơm Giá trị NPSHa xác định sau : NPSHa = Hkq - Hhbh - Hsuc -Hfsuc - B Trong : + Hkq : áp suất khí = 10,30 (m) + Hhbh : áp suất bão hòa = 0,3 (m) 240C + Hsuc : chênh cao tim bơm mực nước hút = 2m + Hfsuc : tổng tổn thất áp lực phía hút = 0.614 (m) + B : Hệ số an tồn, chọn B= 0,2 (m) Do ta có : NPSHa = Hkq - Hhbh - Hsuc -Hfsuc - B = 10,3-0.3-2-0,614-0,1 = 7,186 (m) Mỗi máy bơm có giá trị đặc tính NPSHr riêng bơm, máy bơm chọn đáp ứng yêu cầu không xâm thực NPSHr < = NPSHa 82 Hiệu kinh tế phương pháp tính tốn Phương pháp tính tốn cho thơng số máy bơm Q=1.200m3/h @ H=45m nhỏ nhiều so với phương pháp tính tốn cũ máy bơm có cơng suất Q=1.200m3/h H = 55m Tiết kiệm chi phí mua xắm máy bơm tương đương 450 triệu đồng, kèm theo chi phí tủ điện điều khiển van giảm đáng kể, đồng thời hứa hẹn máy bơm vận hành với hiệu suất cao đạt tuổi thọ thiết kế nhà sản xuất Kết luận chương Áp dụng giải pháp điều tiết thông số vận hành bơm nhà máy nước mặt Sông Đuống : cụ thể giải pháp thay đổi tốc độ máy bơm với biến tần áp lực đầu kết hợp với lưu lượng đầu thực tế Giới hạn tốc độ bơm phạm vi định Cho kết nâng cao hiệu suất máy bơm lên TB 8,5% , giảm độ rung độ ồn máy bơm Áp dụng mơ hình tính tốn lựa chọn máy bơm cho cơng ty cấp nước Ba Vì xác định cột áp máy bơm nhỏ so với cách tính cũ giúp tiết kiệm chi phí đầu tư cho máy bơm thiết bị liên quan, hứa hẹn máy bơm vận hành phạm vi thiết kế nhà sản xuất Kết áp dụng cho thấy giải pháp nêu chương khả thi cho kết tốt lý thuyết lẫn áp dụng thực tế nghiên cứu áp dụng nhà máy cấp nước khác có vấn đề tương tự 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Thông qua việc nghiên cứu luận văn với đề tài “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy bơm cho nhà máy cấp nước” Tác giả có hội tổng hợp cách có hệ thống kiến thức liên quan tới thiết bị công nghệ việc lựa chọn vận hành thiết bị máy bơm nhà máy cấp nước Qua thấy số tồn thực tế vận hành nay, luận văn trình bày cụm giải pháp nâng cao hiệu suất vận hành thiết bị, cải thiện điều kiện vận hành nâng cao tuổi thọ giảm chi phí bảo dưỡng sửa chữa máy bơm Tuy nhiên nghiên cứu phát thấy nhiều vấn đề thử thách khách cần phải giải sâu , ví dụ đảm bảo hiệu suất vận hành thiết bị với nhiều điều kiện vận hành khác từ vận hành nhà máy với lưu lượng cực thấp khung tới sáng tới điều kiện vận hành với lưu lượng tối đa cao điểm Việc tiết kiệm điện , nâng cao hiệu kinh tế vận hành nhà máy nước thiết bị máy bơm, quan tâm việc thiết kế hệ thống kênh dẫn, tuyến đường ống hay hệ thống van phù hợp cải thiện đáng kể hiệu tổng thể nhà máy Với vốn kiến thức nhiều hạn chế thời gian hạn hẹp, luận văn chắn nhiều thiếu sót cần phải chỉnh sửa thêm, hy vọng thời gian tới tác giả có điều kiện để hoàn chỉnh luận văn chi tiết, logic hoàn chỉnh Hướng phát triển Luận văn tương lai Tác giả nhận thấy với quy mô nhà máy nước ngày lớn, công suất cấp nước tăng theo phát triển thị hóa tăng dân số Dẫn tới công suất máy bơm ngày lớn, việc nâng cao hiệu suất tiêu thụ điện máy bơm trở nên có ý nghĩa kinh tế Việc nâng cao hiệu suất máy bơm không phụ thuộc vào việc điều chỉnh thông số vận hành thiết bị luận văn nêu, mà cịn điều chỉnh tối ưu hóa cơng suất trạm bơm nhờ việc bố trí kênh dẫn nước đầu vào, bố trí kích thước hố thu bố trí sử dụng loại thiết bị phù hợp Điều dẫn tới tăng hiệu suất tổng thể nhà máy qua giảm chi phí vận hành nhà máy góp phần nâng cao hiệu đầu tư nhà máy nước Trong tương lai cần nghiên cứu giải pháp giúp đảm bảo hiệu suất vận hành thiết bị bơm nhà máy cấp nước với giải lưu lượng vận hành, việc tính tốn lựa chọn thiết bị khơng dừng lại thiết bị máy bơm mà xem xét nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật thiết bị liên quan khác nhà máy nước 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nhà máy cấp nước Ba Vì, Giới thiệu nhà máy cấp nước Ba Vì, Cơng ty cổ phần Đầu tư xây dựng cấp nước mơi trường Ba Vì, 2020 [2]Ebara Corporation, Đường cong đặc tính bơm 200x100CNJA 90, Ebara Vietnam., ltd, 2016 [3] Nhà máy nước mặt Sông Đuống, Giới thiệu tổng quan dự án, Công ty cổ phần Aquaone, 2020 [4] Hydro-Vacuum S.A , DHV 400-540 PC performance curve, Hydro-Vacuum S.A, 2020 [5] Ebara Corporation, The Ebara pump system Engineering handbook, Ebara corporation , Second edition 2001 [6] Vũ Hữu, báo cáo kết kiểm tra độ rung động bơm DHV 400-540 PC, Công ty cổ phần bơm Châu Âu, 2020 [7] Hydro-Vacuum S.A, Single-stage, centrifugal pumps type NHV, Hydro-Vacuum S.A, 2016 [8] Hydro-Vacuum S.A, Double suction, centrifugal pumps type DHV, HydroVacuum S.A, 2016 [9] Hydro-Vacuum S.A, Pumps working range, Hydro-Vacuum S.A, 2008 [10] Lê Dung, Cơng trình thu nước –trạm bơm cấp thoát nước, Nhà xuất xây dựng, 1999 [11] Thủ tướng Chính Phủ, Quyết định số 499/QĐ-TTg , Chính phủ nước CHXH Chủ nghĩa Việt nam, 21/3/2013 [12] Thủ tướng Chính Phủ, 2055/QĐ-TTg ngày, Chính phủ nước CHXH Chủ nghĩa Việt nam, 20/12/2017 [13] Công ty cấp nước Ba Vì, Thuyết minh tính tốn cột áp bơm, Cơng ty cấp nước Ba Vì, 2019 [14] Iwona Gruszewska, DHV 400-540 PC Pumps working range & speed, HydroVacuum S.A, 2020 [15] Phạm Hải Hoàng, Report for pumps inspection No 800822EN Pumps and Motor Vibration, Hydro-Vacuum S.A, 2020 [16] Phạm Hải Hoàng, Report for pumps inspection No 800822EN Temperature measurement of El, Motor bearings and pumps bearings, Hydro-Vacuum S.A, 2020 [17] Phạm Hải Hoàng, Report for pumps inspection No 800822EN Verification of actual parameter of operation in relation ship to absorber power, Hydro-Vacuum S.A ,2020 [18] Nguyễn Anh Thi, Đánh giá hiệu tiết kiệm điện thông qua điều khiển biến tần trạm bơm nước sạch, Cơng ty cấp nước Ba Vì, 2021 PHỤ LỤC (Xác minh thông số hoạt động hiệu suất tiêu thụ điện) PHỤ LỤC (Xác minh thông số hoạt động hiệu suất tiêu thụ điện) PHỤ LỤC (Kiểm tra nhiệt độ ổ bi bơm động cơ) PHỤ LỤC (Kiểm tra nhiệt độ ổ bi bơm động cơ) PHỤ LỤC (Kiểm tra nhiệt độ ổ bi bơm động cơ) PHỤ LỤC (Kiểm tra độ rung) PHỤ LỤC (Kiểm tra độ rung) PHỤ LỤC (Kiểm tra độ rung) ... Nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy bơm nước nhà máy cấp nước Tóm tắt nội dung: a) Lý chọn đề tài: Nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy. .. đích: Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật thiết kế vận hành thiết bị máy bơm cho nhà máy cấp nước Đối tượng nghiên cứu: Q trình tính toán thiết kế lựa chọn thiết bị bơm, thiết bị máy. .. chung Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật việc thiết kế vận hành thiết bị máy bơm cho máy cấp nước Mục tiêu cụ thể Nghiên cứu đề xuất giải pháp khắc phục vấn đề tồn việc vận hành thiết