* Tổng hợp cỏc phương ỏn chọn
Phương ỏn được chọn là phương ỏn cú cỏc yếu tố kỹ thuật tốt nhất, chi phớ xõy lắp thấp. Tuy nhiờn trong phạm vi đồ ỏn khụng cú đủ cơ sở để tớnh toỏn chi tiết giỏ thành xõy lắp cho cỏc phương ỏn, do đú lựa chọn phương ỏn dựa trờn việc so sỏnh cỏc thụng số kỹ thuật làm cơ sở. Từ tớnh toỏn và chọn lựa ở trờn cú bảng tổng hợp
cỏc yếu tố kỹ thuật của cỏc phương ỏn ứng với cỏc trường hợp làm việc của mỏy bơm như sau:
Bảng 4.10. Bảng tổng hợp cỏc thụng số kỹ thuật của hai phương ỏn
TT Thụng số cụng tỏc Đơn vị PA I PA II Ghi chỳ
HTĐ8400-5.2 ΟΠB16-87 I Trường hợp thiết kế Htk = 6,29m
Số mỏy bơm (chưa kể dự trữ) 5 6
1 Q1mỏy m3/s 2,13 1,70
2 Qtrạm m3/s 10,65 10,20 PAI tốt hơn
3 Số vũng quay n v/phỳt 490 585 PA I I tốt hơn
4 Hiệu suất % 82 80 PAI tốt hơn
5 [ h] [NPSH] m 8,82 8,0 PAI tốt hơn
6 Zđm m - 1,65 - 1 PAII khả thi hơn
7 N 1 tổ mỏy Kw 164 252
8 Nđc Kw 200 315 PAI tốt hơn
9 Ntrạm Kw 820 1512 PAI tốt hơn
10 Trọng lượng 1 mỏy bơm G1 kg 3000 4590
11 Trọng lượng 1 động cơ G2 kg 2900 4600
12 Tổng trọng lượng G1+G2 kg 5900 9190 PA I tốt hơn II Trường hợp kiểm tra Hmax = 7,12m
1 Q1mỏy m3/s 1,89 1,50
2 Qtrạm m3/s 9,45 9,0 PAI tốt hơn
3 Hiệu suất % 79 70 PAI tốt hơn
4 Độ dự trữ khớ thực cho phộp m 9.99 10
5 Cao trỡnh đặt mỏy Zđm m -0,5 -0,51 2 PA đều T/M
6 Cụng suất tổ mỏy Ntm kw 158 220,5
7 Cụng suất trạm Ntr kw 790 1323 PAI tốt hơn
III Trường hợp kiểm tra Hmin = 2,97m
1 Q1mỏy m3/s 2,67 2,30
2 Qtrạm m3/s 13,3 13,8 PA I tốt hơn
3 Hiệu suất % 75 75
4 Độ dự trữ khớ thực cho phộp m +4,17 +7,0
5 Cao trỡnh đặt mỏy Zđm m +8,28 +5,45 2 PA đều T/M
6 Cụng suất tổ mỏy Ntm kw 150 236,25
7 Cụng suất trạm Ntr kw 750 1417,5 PAI tốt hơn
* Phõn tớch lựa chọn phương ỏn
- PAI trong cỏc trường hợp làm việc mỏy bơm đảm bảo được lưu lượng theo yờu cầu cao hơn PAII;
- Hiệu suất của mỏy bơm theo PAI cao hơn so với hiệu suất của mỏy bơm theo PAII, mỏy I làm việc hiệu quả hơn;
- Cụng suất trạm bơm theo PAI nhỏ hơn sẽ giỳp tiết kiệm điện năng hơn so với PAII;
- Mặt khỏc mỏy HTĐ8400-5,2 do cụng ty cổ phần chế tạo bơm Hải Dương là một cụng ty trong nước sản xuất nờn giỏ rẻ hơn, đồng thời khõu lắp đặt thuận lợi hơn, và trong quỏ trỡnh sử dụng bảo dưỡng, sửa chữa mỏy múc cũng tiện lợi hơn so với việc sử dụng mỏy bơm của Liờn Xụ.
Qua phõn tớch trờn sử dụng mỏy bơm trong nước khụng những đảm bảo được cỏc yờu cầu kỹ thuật mà cũn tiết kiệm trong chi phớ lắp đặt, và cú tỏc động kớch thớch sản xuất mỏy bơm trong nước. Do đú trong phạm vi đồ ỏn này chọn phương ỏn dựng mỏy bơm HTĐ8400-5,2 do cụng ty cổ phần chế tạo bơm Hải Dương làm phương ỏn thiết kế.
4.5.THIẾT KẾ NHÀ MÁY 4.5.1. Chọn loại nhà mỏy
Nhà mỏy là nơi đặt cỏc thiết bị cơ khớ thuỷ động lực chủ yếu như mỏy bơm, động cơ và cỏc thiết bị phụ như:bơm chõn khụng, quạt giú, cỏc loại khoỏ, cỏc bơm con, thiết bị điện, mỏy bơm nước kỹ thuật, thiết bị điều khiển an toàn và bố trớ hệ thống đường ống nối tiếp.
Hỡnh dạng, kớch thước và kết cấu của nhà mỏy phụ thuộc vào cỏc yếu tố sau: - Cỏch nối tiếp nhà mỏy với cỏc cụng trỡnh lấy nước (riờng biệt hay kết hợp); - Cấu tạo mỏy bơm và động cơ chớnh;
- Tỡnh hỡnh nguồn nước, điều kiện địa chất tại vị trớ bố trớ nhà mỏy bơm; - Tỡnh hỡnh khớ hậu, loại vật liệu xõy để xõy dựng nhà mỏy bơm; - Chiều cao hỳt nước cho phộp;
- Sự dao động mực nước trước trạm.
Theo tớnh toỏn và phõn tớch ở phần 4.4 loại mỏy bơm được chọn để thiết kế nhà mỏy là loại HTĐ8400-5.2(n = 490 v/ph) và cỏc thụng số phục vụ cho việc thiết kế nhà mỏy đú là:
+ Lưu lượng thiết kế cho mỗi mỏy: Q1mỏy = 2,13m3/s; + Cột nước thiết kế của trạm: Htk = 6,29 m;
+ Độ cao hỳt nước cho phộp: [hs] = -1,65 m; + Dao động mực nước bể hỳt: +2,96 0,00+m;
+ Tỡnh hỡnh địa chất nơi xõy dựng cụng trỡnh là tương đối tốt.
Căn cứ vào cỏc thụng số trờn ta thấy kiểu nhà mỏy bơm phự hợp là kiểu nhà mỏy khối tảng; tuy nhiờn khi chọn nhà mỏy khối tảng nhận thấy cú những khuyết điểm như sau:
- Khối lượng cụng trỡnh sẽ lớn do kết cấu của nhà mỏy khối tảng đũi hỏi, như vậy vốn xõy dựng cụng trỡnh sẽ cao;
- Thi cụng nhà mỏy sẽ khú khăn do buồng dưới nước cú dạng khối, phần dẫn hoặc ống hỳt cong của nhà mỏy đặt trong khối múng;
Qua phõn tớch cỏc nhược điểm của nhà mỏy khối tảng ta thấy chọn nhà mỏy bơm kiểu buồng sẽ khắc phục được những nhược điểm của nhà mỏy khối tảng như sau:
- Khối lượng nhà mỏy sẽ nhỏ hơn do kết cấu nhà mỏy khụng phức tạp. Vốn xõy dựng nhà mỏy khụng lớn do đú phự hợp với đầu tư của nhà nước vào địa phương;
- Xõy dựng nhà mỏy đơn giản, dễ thi cụng, thuận tiện dễ bố trớ thiết bị trong nhà mỏy;
- Nhà mỏy kiểu buồng cú thể bố trớ kết hợp cụng trỡnh lấy nước; - Dao động mực nước bể hỳt ∆Z = 2,96m < 8m;
- Độ cao đặt mỏy hs < 0.
-Để chống đẩy nổi cần cú cỏc biện phỏp tăng sức nặng cho nhà mỏy như: Tăng chiều dầy bản đỏy, sử dụng loại bờ tụng nặng.
Mặt khỏc đối với mỏy bơm HTD 8400-5,2 nhà mỏy bơm Hải Dương đó thớ nghiệm thành cụng với nhà mỏy bơm kiểu buồng mỏy bơm làm việc tốt, an toàn. Như vậy, qua phõn tớch chọn phương ỏn xõy dựng nhà mỏy ta nhận thấy rằng nhà mỏy bơm xõy dựng kiểu buồng là phự hợp, đảm bảo được yờu cầu về lưu lượng. Nhà mỏy bơm lựa chọn là nhà mỏy kiểu buồng ướt mỏy đặt tầng khụ.
Nhà mỏy bơm kiểu buồng ướt mỏy đặt tầng khụ được thiết kế 3 tầng: * Tầng trờn ( Tầng động cơ )
Tầng động cơ là tầng cú cấu tạo kiểu khung nhà cụng nghiệp, trong đú bố trớ cỏc động cơ của mỏy bơm, thiết bị khởi động, tủ phõn phối điện, cầu trục, gian sửa chữa lắp rỏp, là nơi trực tiếp cho cụng nhõn vận hành và điều khiển thiết bị.
Tầng bơm được tớnh từ sàn động cơ trở xuống đến cao trỡnh sàn bơm. Đõy là nơi đặt cỏc mỏy bơm, ống đẩy, ngoài ra cũn cú cỏc thiết bị cơ khớ thuỷ lực, mỏy bơm nước kỹ thuật, mỏy bơm tiờu nước, cầu thang lờn xuống.
* Tầng hỳt
Là phần kết cấu múng của nhà mỏy, được tớnh từ cao trỡnh sàn bơm trở xuống và được đỳc bằng bờ tụng cốt thộp. Trong tầng hỳt cú bố trớ buồng hỳt
4.5.2. Cấu tạo và kớch thước cỏc bộ phận cụng trỡnh nhà mỏy bơm
1. Xỏc định kớch thước định hỡnh của mỏy bơm HTD8400-5,2
Cấu tạo và kớch thước của nhà mỏy bơm phụ thuộc vào kớch thước định hỡnh của mỏy bơm lắp đặt HTĐ8400-5,2, n = 490 v/h, kớch thước định hỡnh của mỏy bơm được thể hiện trong bản vẽ. Kớch thước định hỡnh của mỏy bơm HTĐ8400-5,2 thể hiện trờn hỡnh vẽ 4.1. sau: 0 .8 0 0 .8 0 3.24 0.20 0.50 2.30 1.55 0.90 1.00 0.70 2 .60 1.35
Hỡnh 4.1. Kớch thước định hỡnh của mỏy bơm HTD8400-5,2
ạ Khối múng
Khối múng của trạm bơm sơ bộ được thiết kế như sau: - Đỳc bằng bờ tụng cốt thộp M200, đổ liền khối, dày 80 cm.
- Trước khi đổ bờ tụng cần phải dải đệm cỏt và bờ tụng thụ cụ thể như sau: dải và đầm chặt một lớp đệm cỏt dày 10 cm, sau đú đổ một lớp bờ tụng thụ dày 20 cm M100.
b. Buồng hỳt
Trong nhà mỏy bơm kiểu buồng ướt mỗi mỏy bơm lấy nước ở từng buồng riờng biệt gọi là buồng hỳt hay buồng ướt. Cấu tạo và kớch thước buồng hỳt phải đảm bảo điều kiện về thủy lực tốt, trỏnh xảy ra cỏc hiện tượng xoỏy và chảy quẩn làm cho khụng khớ chui vào mỏy bơm, hoặc làm phõn bố ỏp lực khụng đều trước khi vào mỏy bơm, làm giảm hiệu suất bơm và gõy ra rung động và hư hỏng mỏy bơm. Để đạt được cỏc yờu cầu trờn kớch thước buồng hỳt thường lấy theo kinh nghiệm, tuy nhiờn để phự hợp với từng loại mỏy bơm thỡ kớch thước buồng hỳt đó được định sẵn do nhà mỏy sản xuất mỏy bơm quy định. Trong đồ ỏn này tỏc giả tụn trọng cỏc kớch thước định hỡnh buồng hỳt do nhà mỏy sản xuất bơm Hải Dương cung cấp, cỏc kớch thước này đó được nhà mỏy thớ nghiệm và cho hiệu quả hoạt động tốt phự hợp với mỏy bơm HTD 8400-5,2.
Hỡnh dạng buồng hỳt :theo khuyến cỏo của nhà mỏy bơm Hải Dương mỏy bơm HTD 8400- 5,2 nờn sử dụng loại buồng hỳt hỡnh chữ nhật miệng loa đặt cỏch tường phớa sau 20cm.
Hỡnh 4.2. Buồng hỳt chữ nhật
Cỏc kớch thước cơ bản của buồng hỳt.
- Khoảng cỏch từ miệng vào của mỏy bơm đến đỏy buồng h1 là: h1 =
3 Dv
Với Dv là đường kớnh miệng vào của ống hỳt. Theo kớch thước định hỡnh của mỏy bơm cú Dv = 1,35m. h1 = 0,45m 3 35 , 1
Theo thớ nghiệm của Cụng ty chế tạo bơm Hải Dương thỡ h1 >=0,83 m để trỏnh bựn cỏt lắng đọng, dễ dàng trong thỏo lắp sửa chữạ
Chọn h1 =1 m Do chọn h1 = 1 m >
3 Dv
nờn phải bố trớ chúp hướng dũng để dũng chảy đi vào mỏy bơm được thuận. Kớch thước chúp hướng dũng được thể hiện trờn hỡnh 4.3.
Hỡnh 4.3. Hỡnh dạng chúp hướng dũng
- Độ ngập sõu của miệng vào mỏy bơm dưới mực nước thấp nhất ở bể hỳt h2 là: h2 = (1,3 ữ 1,5 )*Dv = (1,3 ữ 1,5 )*1,35 = (1,76 ữ2,02)m (4.25) Theo khuyến cỏo của nhà mỏy bơm Hải Dương h2 ≥2,2 m
Trị số h2 càng lớn nước chảy vào miệng loa hỳt càng đều đặn, dũng chảy khụng bị rối loạn, nhưng khi h2 lớn nhà mỏy phải đào sõu làm tăng chi phớ, trong đồ ỏn này chọn
h2 = 2,2 m
- Chiều rộng của buồng hỳt Bh: Chiều rộng buồng hỳt phụ thuộc vào đường kớnh miệng loa hỳt nước và cú ảnh hưởng là tỷ lệ nghịch đến hệ số tổn thất thuỷ lực của ống hỳt oh. Chiều rộng buồng hỳt lấy theo kinh nghiệm:
- Chiều cao buồng hỳt: là khoảng cỏch từ đỏy buồng đến mộp dưới sàn bơm, buồng hỳt phải đủ cao để cụng nhõn cú thể chui xuống dọn dẹp bựn cỏt, sửa chữa chọn, theo kớch thước định hỡnh của mỏy bơm HTĐ8400-5,2 của Hải Dương cú:
h = 3,44m
- Chiều dài tối thiểu của buồng Lmin: Lmin = Bh Q . K 1tkmay (4.27) Trong đú:
- K: hệ số dung lượng nước, phụ thuộc vào lưu lượng mỏy bơm:Q1tkmay2,13 m3 /s > 0,5 m3 /s, chọn K = 20
- B: Chiều rộng buồng hỳt, Bh = 4,05 m - h: Chiều cao buồng hỳt, h = 3,44 m
44 , 3 * 05 , 4 13 , 2 * 20 Lmin 3,1 m - Cao trỡnh đỏy buồng hỳt (Zđỏybh)
Zđỏybh = Zminbh - h2– h1 = 0,0 – 2,2 – 1 = -3,2 (m) (4.28) - Cao trỡnh miệng mỏy bơm (Zmb)
Zmb = Zminbh – h2 = 0,0 – 2,2 = -2,2 ( m). (4.29)
c. Đường hầm
Cuối buồng hỳt bố trớ đường hầm tập trung nước từ buồng hỳt khi sữa chữa và nước thấm từ sàn bơm chảy xuống. Bố trớ đường hầm dọc nhà mỏỵ Cao trỡnh đỏy đường hầm thấp hơn cao trỡnh đỏy ống hỳt 0,3 m. Do đú cao trỡnh đỏy đường hầm xỏc định được là:
Zđđh = Zđbh – 0,3 = -3,2 – 0,3 = -3,5 m; (4.30)
Đường hầm cú kớch thước đủ rộng để khi cần thiết cú thể đi lại sữa chữa cỏc thiết bị dưới đường hầm. Ta chọn kớch thước đường hầm bh là: 1,0 3,74 m.
Độ dốc đỏy đường hầm chọn i =1*10 –3, dốc về phớa bể chứa nước tiờu ở cuối đường hầm.
Đường hầm nối với cỏc ống hỳt bằng cỏc ống sắt đường kớnh 15 cú van khoỏ nhằm thỏo nước từ ống hỳt ra đường hầm khi cần sửa chữạ
Tầng bơm là tầng đặt mỏy bơm chớnh nằm sõu dưới đất nờn xung quanh chịu ỏp lực đất, nước tỏc dụng lờn tường. Như vậy khi thiết kế tầng bơm cần đảm bảo cỏc yờu cầu sau:
- Cú kết cấu vững trắc để chịu được ỏp lực của đất và nước;
- Cú khả năng chống thấm tốt để cho tầng bơm luụn khụ rỏo, sạch sẽ; Từ những yờu cầu trờn tầng bơm được thiết kế sơ bộ như sau:
- Chiều cao tầng bơm tớnh từ sàn bơm đến sàn động cơ phải đảm bảo việc thỏo lắp ống đẩy thuận tiện, dựa vào kớch thước định hỡnh mỏy bơm do nhà mỏy bơm Hải Dương cung cấp cú:
Htb = 2,6 m
- Với htb < 10 m, thiết kế tầng bơm khụng cần xõy tường ngăn cỏch giữa cỏc gian nhằm giảm chiều dài nhà mỏy và tăng khụng gian thoỏng cho tầng bơm.
- Chiều dày tường thượng lưu t1 = 0,6 m; chiều dày tường hạ lưu t2 = 0,8 m. - Về kết cấu: Tường thượng lưu và hạ lưu được đổ bằng bờ tụng cốt thộp M 200. Để chống thấm vào gian bơm qua tường nhà mỏy, khi xõy dựng mặt ngoài tường phủ một lớp xi măng chống thấm cao hơn mực nước cực đại 0,5 m. Phớa ngoài tường cú đắp đất phải quột thờm 2 lớp nhựa đường dày và phủ ngoài bằng vải bao tảị Mặt trong tường quột vụi chống ẩm.
4. Cấu tạo tầng động cơ
Tầng động cơ là tầng duy nhất nổi trờn mặt đất, cú cấu tạo khung nhà cụng nghiệp. Đõy là nơi bố trớ động cơ của cỏc mỏy bơm chớnh, cỏc thiết bị khởi động, tủ phõn phối điện, cầu trục, gian sữa chữa lắp rỏp và cỏc gian phụ khỏc. Ngoài mặt thiết kế đảm bảo kĩ thuật thỡ tầng này cũn phải đảm bảo tớnh mỹ thuật, bố trớ phự hợp với toàn thiết bị trong đú. Cụ thể cỏc kết cấu:
ạ Sàn động cơ
Sàn động cơ được bố trớ cao hơn mặt đất tự nhiờn để thoỏng giú và chống ẩm. Sàn động cơ được đổ bằng bờ tụng cốt thộp số hiệu M200 dày 15 cm. Mặt sàn lỏng bờtụng mỏng rồi lỏt gạch trỏng men.
b. Dầm đỡ động cơ
Dầm đỳc liền với sàn động cơ, được chế tạo bằng bờ tụng cốt thộp M200, chịu tỏc dụng của cỏc lực như:
- Trọng lượng động cơ;
- Trọng lượng của bản thõn dầm; - Trọng lượng người và thiết bị trờn sàn.
Dầm động cơ bao gồm cú dầm chớnh và dầm phụ, cỏch bố trớ dầm đỡ động cơ trong trường hợp tầng bơm khụng cú tường ngăn như sau:
Hỡnh 4.4. Sơ đồ bố trớ dầm đỡ động cơ
* Dầm chớnh:
Do tầng bơm khụng cú tường ngăn nờn dầm chớnh sẽ gối đầu lờn tường thượng và hạ lưu của tầng bơm.
Kớch thước của dầm chớnh :
- Chiều dài của dầm Ldầm lấy bằng chiều rộng nhà mỏy:
Ld = Bnm = 7 m (Chiều rộng nhà mỏy được tớnh toỏn trong phần 4.5.3) - Chiều cao của dầm hd = (
8 1 15 1 ) Ld = ( 0,87 ữ 0,47 )m; Chọn hd = 10 1 Ld = 0,7 m.
- Chiều rộng dầm bd
3 2
hd, chọn bd = 0,5m; Vậy mặt cắt ngang dầm chớnh bd hd = 0,5 x 0,7 m.
* Dầm phụ nối liền hai dầm chớnh, cú kớch thước mặt cắt chọn là 0,5 0,7.
c. Lỗ kộo mỏy
Để đưa mỏy bơm tiờu, bơm nước kỹ thuật xuống tầng bơm phải bố trớ lỗ kộo mỏy ở sàn động cơ, bố trớ ở mỗi gian 1 lỗ kộo mỏỵ Bề rộng lỗ phải đủ lớn để cú thể kộo được thiết bị cú kớch thước lớn nhất cần đưa xuống hoặc nõng lờn. Ta chọn kớch