5.1.2.1.Chọn ỏy biến ỏp.
Chọn mỏy biến ỏp cũng ảnh hưởng lớn đến vấn đề kinh tế khi xõy dựng trạm bơm đú là vấn đề đầu tư tiết kiệm năng lượng trong quỏ trỡnh truyền tải điện năng do đú số lượng mỏy biến ỏp cũng như cụng suất của mỏy cần chọn rất quan trọng sao cho khi trạm làm việc bỡnh thường phải đỏp ứng đủ điện năng cho cỏc hoạt động của động cơ, khụng gõy lóng phớ điện cũng như giảm được vốn đầu tư.
Chọn loại trạm biến ỏp kiểu trệt, cú tường xõy rào xung quanh bảo vệ, phớa trước trạm cú bố trớ lối đi lại, sửa chữa. Trong trạm biến ỏp đặt cỏc cột thu lụi được nối với hệ thống cọc tiếp địa bảo vệ nhà mỏy khỏi dũng sột đỏnh trực tiếp. Để bảo vệ mỏy biến ỏp khi cú sột đỏnh vào đường dõy, trờn nhỏnh đường dõy cao ỏp cú đặt cỏc chống sột van(CSV). Để bảo vệ mỏy biến ỏp khi cú sự cố điện, ở đõy sử dụng cỏc cầu chỡ tự rơi cao thế. Khi cần thiết cú thể ngắt mỏy biến ỏp ra khỏi hệ thống điện bằng cầu dao cỏch ly cao thế đặt trong trạm. Để chọn mỏy biến ỏp, ta dựa vào cỏc thụng số chủ yếu sau:
Điện ỏp nguồn điện Ung= 35kV;
Điện ỏp động cơ và phụ tải sinh hoạt, U= 6000V;
Dung lượng yờu cầu của trạm bơm, được xỏc định theo cụng thức:
1 2 H 3 yc dc + k * N k .k . N S = (1,05 ữ1,1) (kVA) η .cosφ ∑ td Trong đú:
k1: Hệ số phụ tải của động cơ k1 =
320 7 , 154 max = H tk N N =0,48
Nmaxtk: cụng suất thực tế lớn nhất tại trực của đụng cơ khi làm việc với tần suất thiết kế. Nmaxtk = 154,7
NH: cụng suất định mức của động cơ.
k2: Hệ số làm việc đồng thời của trạm bơm, bằng số mỏy bơm làm việc đồng thời trờn tổng số mỏy bơm: k2 5
6
=
Ntd: cụng suất tự dựng cung cấp điện cho việc thắp sỏng chạy cỏc thiết bị phụ và cung cấp điện cho địa phương xung quanh trạm bơm. Tựy theo trạm bơm lớn hay nhỏ mà lấy Ntd = 50 ~ 150 kw
ηdc: hiệu suất của động cơ Cosφ: hệ số cụng suất
∑NH: tổng cụng suất định mức của động cơ trong trạm bơm, kể cả mỏy dự
trữ. ∑NH = 6.320 = 1920 kw. Thay vào cụng thức ta được:
Syc = 1,1.0,480.0,91,833.0,85.1920. + 0,85.100 = 1176,7 (kVA)
Căn cứ vào cỏc thụng số trờn ta chọn mỏy biến ỏp chớnh BA 1800- 35/6,3 với cỏc thụng số như sau:
Bảng 5-1: Thụng số kĩ thuật mỏy biến ỏp
Loại mỏy biến ỏp Dung lượng (kVA) Điện ỏp định mức (kV) Tổn thất (KW) Hiệu suất % Cao ỏp Hạ ỏp Khụng tải Ngắn mạch BA 1800-35/6,3 1800 35 6,3 3,35 9,4 95 Chọn mỏy biến ỏp phụ
Mỏy biến ỏp ngoài nhiệm vụ cung cấp điện cho động cơ chạy mỏy cũn phải cung cấp cho cỏc thiết bị phụ khỏc trong trạm và điện sinh hoạt cho dõn cư quanh khu vực trạm bơm.
Nếu toàn trạm bơm chỉ cú một mỏy biến ỏp sẽ xảy ra cỏc vấn đề sau: - Khi mỏy biến ỏp hỏng toàn khu vực sẽ khụng cú điện dựng.
- Do trạm bơm Cống Đế là trạm bơm tiờu nờn mỏy bơm hoạt động chủ yếu vào mựa mưa. Trong mựa kiệt mỏy bơm khụng chạy mà vẫn dựng loại mỏy biến ỏp này sẽ gõy lóng phớ điện năng lớn.
- Nếu biến ỏp cú Uhạ ỏp khụng phự hợp với điện ỏp yờu cầu khi cung cấp cho sinh hoạt và cỏc thiết bị phụ khỏc sẽ gõy chỏy cầu chỡ.
Từ cỏc lý do trờn ta thấy cần bố trớ biến ỏp phụ cho trạm bơm ngoài biến ỏp chớnh đó chọn.
Lỳc này dung lượng yờu cầu chỉ là : ' yc S = k3.Ntd (4-89) Trong đú: k3: Hệ số thắp sỏng thường lấy là 0,85.
Ntd : Cụng suất tự dựng cung cấp điện cho việc thắp sỏng chạy cỏc thiết bị phụ và cung cấp điện cho địa phương xung quanh trạm bơm. Tuỳ theo trạm lớn hay nhỏ ta lấy Ntd =100 kW.
Vậy, S'yc = 0,85.100 = 85 kVA.
Từ S'yc= 80 kVA chọn mỏy biến ỏp tự dựng cho trạm bơm là: + BA100 - 35/0,4: sự dụng khi trạm bơm khụng hoạt động.
Cỏc thụng số kỹ thuật của mỏy biến ỏp phụ BA100 - 35/0,4: Cao ỏp định mức :35 (KV)
Hạ ỏp định mức : 0,4 (KV) Dung lượng : 100 kVA
5.2. Tớnh toỏn, thiết kế hệ thống tiờu nước trong nhà mỏy
5.2.1. Nhiệm vụ của hệ thống tiờu nước
Hệ thống tiờu nước trong nhà mỏy dựng để tiờu nước trong buồng hỳt khi cần sữa chữa mỏy bơm và cỏc thiết bị.
Mặt khỏc trong quỏ trỡnh quản lý và vận hành mỏy bơm cú hiện tượng nước thấm qua tường nhà mỏy hay nước rũ rỉ qua cỏc van, cỏc vũng đệm và khớp nối của ống đẩy mỏy bơm. Nhiệm vụ của hệ thống tiờu nước là tiờu lượng nước thấm và rũ rỉ này để thuận tiện cho quỏ trỡnh quản lý mỏy bơm.
5.2.2.Bố trớ hệ thống tiờu nước
- Trường hợp tớnh toỏn: Khi cần sữa chữa mỏy bơm, buồng hỳt phải tiờu cạn nước trong buồng hỳt. Trường hợp bất lợi nhất là lỳc mực nước bể hỳt lớn nhất. Vậy
chọn max
bh
Z = 6,97 m làm trường hợp tớnh toỏn.
- Tớnh toỏn lưu lượng tiờu và cột nước tiờu của mỏy bơm tiờu: + Xỏc định lưu lượng của mỏy bơm tiờu:
Thường lưu lượng lớn nhất của mỏy bơm tiờu là lưu lượng cần thỏo cạn buồng hỳt của một mỏy bơm khi mực nước rũ rỉ qua khe cửa van ống hỳt. Lưu lượng của cỏc mỏy bơm tiờu được xỏc định theo cụng thức:
Qt =
t W
+ q (m3/h) (4-64) Trong đú:
W: thể tớch nước chứa trong ống hỳt (buồng hỳt ) và trong mỏy bơm khi mực nước bể hỳt là lớn nhất (m3).
t: thời gian bơm cạn, thường lấy t = 6 ~ 8 giờ, chọn t = 7giờ
q: Lưu lượng rũ rỉ qua khe hở mộp vật chắn nước khe phai và ống đẩy. * Tớnh thể tớch nước W:
Thể tớch này được xỏc định gần đỳng như sau:
W = W1 + W2 (4-65)
Trong đú:
W1 là thể tớch nước trước buồng hỳt tớnh từ mộp trong khe phai đến mộp ngoài tường thượng lưu và thể tớch nước trong buồng hỳt.
W1= F1 ì h1 + F2 ì h2 (4-66)
F1 : Diện tớch buồng hỳt tớnh từ cửa phai đến mộp ngoài tường thượng lưu F1= 4,05.2,9517 = 10,5 (m2)
F2 : Diện tớch buồng hỳt tớnh từ mộp ngoài tường thượng lưu đến tường ngăn hầm thoỏt nước,
F2= 6,6.3,43= 22,64 (m2)
h1 : cột nước từ đỏy trụ pin tới mực nước bể hỳt max, h1= 5,05 m. h2 : cột nước từ đỏy buồng hỳt tới đỏy tầng bơm, h2= 3,2 m
W1 = 10,5.5,05 + 22,64.3,2 = 125,47 m3
W2: thể tớch ống đẩy ứng với mực nước lớn nhất, cú thể coi gần đỳng như hỡnh trụ trũn cú chiều cao bằng chiều dài đoạn ống H = 2,43 m.
W2 = 4 2 D π .H = 4 84 , 1 . 14 , 3 2 .2,43= 6,46 (m3) (4-67)
Vậy thể tớch nước chứa trong buồng hỳt và trong mỏy bơm khi mực nước ở bể hỳt lớn nhất : W = 125,47 + 6,46 = 131,93 (m3).
q = 3,6.q1.∑L (4-68) Với:
q1 là Lưu lượng nước rũ rỉ qua 1m dài khe hở trong 1h, q1 = 0,5ữ1 (l/s-h), chọn q1= 0,7 (l/s-h).
∑L: Tổng chiều dài khe hở, ∑L = lcửa phai+lnắp đậy của ra lcửa phai: chu vi cửa phai ở buồng hỳt,
lcửa phai = 2ì(Bcửa phai + hcửa phai)
= 2ì(5,05 + 4,05) = 18,2 (m)
lndcr: Chu vi nắp đậy cửa ra ống đẩy, Lndcr =ПìDra = 3,14ì1,84 = 5,78 (m) ∑L = lcửa phai+ lnắp đậy = 18,2 + 5,78 = 23,98 (m).
Vậy, q = 3,6.0,7.23,98 = 60,42 (m3/h)
Thay vào cụng thức ta được lưu lượng của mỏy bơm tiờu: Qt = 7 93 , 131 + 60,42 =79,27 (m3/h) + Xỏc định cột nước tiờu
Để giảm thấp cột nước, mỏy bơm tiờu sẽ xả nước về phớa bể hỳt. Như vậy cột nước của mỏy bơm tiờu phải đảm bảo tiờu nước khi cột nước mực nước bể hỳt là lớn nhất.
Tổng cột nước của mỏy bơm tiờu Ht tớnh theo cụng thức:
Ht = hđh+ Σhms (4-69)
Trong đú:
hđh: cột nước địa hỡnh của mỏy bơm tiờu, tớnh theo cụng thức: hđh = Zbhmax- Zđỏy đường hầm = 6,97 – 1,92= 5,05(m)
Σhms: tổn thất cột nước trong đường ống của mỏy bơm tiờu, theo kinh nghiệm sơ bộ chọn Σhms = 1,3 (m).
Vậy, Ht = 5,05 + 1,3 = 6,35 (m) - Chọn mỏy bơm tiờu:
Do mỏy bơm tiờu thường chỉ bơm tiờu nước rũ rỉ là chớnh, khi nào sửa chữa mỏy bơm mới cần thiết bơm tiờu nước trong buồng hỳt. Do vậy để mỏy bơm tiờu làm việc phự hợp với yờu cầu trờn đồng thời tiết kiệm điện năng ta cú thể chọn 2 mỏy bơm tiờu, một mỏy làm việc một mỏy dự trữ.
Khi đú lưu lượng của một mỏy bơm tiờu là: Q1m = n Qt (4-70) Trong đú:
Qt: lưu lượng cần tiờu n: số mỏy bơm tiờu làm việc Vậy, Q1m= 1 27 , 79 =79,27 (m3/h).
Từ Ht = 6,59 (m). Tra Bảng số liệu kỹ thuật của mỏy bơm ly tõm – Cụng ty chế tạo bơm Hải Dương sản xuất chọn được loại mỏy bơm ly tõm một cấp trục ngang ký hiệu LT 46 – 7 với cỏc thụng số kỹ thuật sau:
Thụng số kỹ thuật của mỏy bơm tiờu Loại mỏy
bơm Q (m
3/h) H (m) n (v/ph) Nđc (Kw) Dh (mm) Dx (mm)
LT 46-7 26-50 11,5-4 2900 3-4HP 50 50
Cấu tạo bể tập trung nước
Thể tớch của bể tập trung nước tiờu lấy bằng 10 ữ 15 lần lưu lượng tiờu trong 1 phỳt, chọn thể tớch bể bằng 14 lần, với Qt1phỳt là : Q phut t 1 = 60 t Q = 60 27 , 79 =1,32 (m3/phỳt) (4-71) Do đú thể tớch của bể là :Vbể = 15.1,32 = 19,8 (m3)
Vậy bể tập trung được bố trớ ở tầng múng phớa gian điện và gian sửa chữa, đỏy hố tập trung được đặt thấp hơn đỏy đường hầm (m) nờn cao trỡnh đỏy bể tập trung nước là:
Z đỏybể = Z đỏyđh – 0.1 = 1,92 – 0,1 = 1,82 (m) (4-72)
Mỏy bơm tiờu được đặt trờn bể tập trung nước, cao trỡnh sàn đặt mỏy bơm tiờu chọn bằng cao trỡnh sàn tầng bơm. Nắp bể tiờu nước được làm bằng BTCT dày 0,2 (m). Cao trỡnh đỉnh bể tập trung nước là:
Zđỉnhbể = Zsànbơm = 5,98 (m)
Vậy kớch thước của bể tập trung nước được thiết kế như sau : +Chiều dài bể: lbể = 7,1 (m)
+Chiều cao bể : hbể = 4,16 (m)