• Nhiệm vụ của đài nước:
Đài nước làm nhiệm vụ điều hồ lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp II và mạng lưới đồng thời dự trữ một lượng nước chữa cháy trong 10 phút đầu, ngồi ra cịn cĩ nhiệm vụ tạo áp để cấp nước cho mạng lưới vì nĩ ở trên cao.
• Chế độ làm việc của đài nước:
Từ bảng thống kê lưu lượng cho thấy chế độ tiêu thụ nước trên mạng lưới rất phức tạp và thay đổi theo từng giờ. Trong khi đĩ, trạm bơm cấp II làm nhiệm vụ cấp nước cho mạng lưới chỉ cĩ thể làm việc theo 2 nhất định. Khi bơm nước như vậy sẽ cĩ giờ thừa nước và giờ thiếu nước với chế độ tiêu thụ nước của mạng lưới. Vì vậy muốn cấp nước đầy đủ và liên tục cho mọi đối tượng dùng nước, thì trên mạng lưĩi cấp nước cần xây dựng đài nước.
Khi trạm bơm cấp II bơm vượt quá lượng nước cần tiêu thụ, lúc này sẽ dẫn tới nước vào mạng sẽ thừa, lượng nước thừa sẽ được dẫn lên đài và được giữ lại tại đĩ. Ngược lại, khi lượng nước do trạm bơm cấp II bơm ra ít hơn lượng nước cần tiêu thụ, khi đĩ nước từ đài sẽ chảy xuống bổ sung vào lượng nước thiếu cần để cung cấp theo chế độ tiêu thụ của mạng lưới.
Cĩ 2 phương án trong việc điều hịa lưu lượng giữa trạm bơm cấp II và mạng lưới: Phương án 1: Xây dựng đài nước.
Phương án 2: Sử dụng bơm biến tần.
• Phân tích lựa chọn phương án
Phương án 1: xây dựng đài nước
o Ưu điểm:
+ Điều hịa lưu lượng giữa trạm bơm cấp II và mạng lưới + Dữ trữ 1 phần nước chữa cháy
+ Tạo áp lực cho mạng lưới
o Nhược điểm:
+ Đài nước phải xây dựng địa hình bằng phẳng nền đất phải chắc chắn nếu khơng chi phí xây dựng và gia cố đài nước sẽ rất tốn kém.
+ Do thĩi quen dùng bể chứa để tích nước ngồi giờ cao điểm của người dân nên việc dùng đài nước đem lại hiệu quả cấp nước khơng an tồn.
o Ưu điểm :
+ Điều chỉnh được lưu lượng (thay đổi lưu lượng dùng nước).
+ Điều chỉnh được áp lực (đảm bảo cột áp theo yêu cầu của hệ thống).
+ Tiết kiệm điện năng, duy trì được độ bền của đường ống và các cơng trình trên mạng lưới nhờ sự ổn định về áp lực cung cấp.
o Nhược điểm:
+ Quản lý và vận hành phức tạp .
+ He thống cấp nước làm mới hồn tồn nên việc ứng dụng cơng nghệ mới được ưu tiên. Trong phạm vi đồ án này thay vào việc khơng dùng đài nước ta dùng thiết bị biến tần cho trạm bơm cấp II.
Hệ số khơng điều hịa theo giờ max: Kh.max =α max x max
Trong đĩ:
• α max :hệ số phụ thuộc thiết bị vệ sinh trong nhà TCVN 33-2006, α max =1.2-1.5. Ta chọn α max =1.3.
• max:hệ số kể đến số dân của thị trấn
Ứng với tổng số dân thiết kế đến giai đoạn 2020 là N= 21400 người (20000 < N < 50000), ta cĩ 1.15< max<1. 2. Bằng phương pháp nội suy ta tính được : max=1.15
Vậy Kh.max =αmax x max=1.3x1.15=1.5
Hệ số khơng điều hịa theo giờ min: Kh.min =α min x min
Trong đĩ:
• α min :hệ số phụ thuộc thiết bị vệ sinh trong nhà TCVN 33-2006, α min =0.4-0.6, chọn α min =0.5
• min:hệ số kể đến số dân của thị trấn
Ứng với tổng số dân thiết kế đến giai đoạn 2020 là N= 21400 người (20000 < N < 50000), ta cĩ 0.5< min<0.6. Bằng phương pháp nội suy ta tính được : min=0.5
Vậy Kh.min =αmin x min=0.5x0.5=0.25
Khi tính tốn lựa chọn bậc bơm thì phải tuân thủ điều kiện sau:
∑ Qmaxb≥ Qmaxml
∑ Qminb≤ Qminml Trong đĩ:
Qminml=Kminh x Qtbh=0.25 x Qtbh Trạm bơm 2 bố trí 2 bậc, bao gồm:
- Bậc 1:1 bơm lắp biến tần
- Bậc 2:1 bơm lắp biến tần chạy song song với 1 bơm khơng lắp bơm biến tần
Lưu lượng 1 bơm lắp biến tần được phép tăng 1.3 lần lưu lượng của 1 bơm khi chạy song song.
Khi chạy song song lưu lượng mỗi bơm giảm xuống: vì 2 bơm chạy song song nên hệ số giảm lưu lượng khi các bơm hoạt động đồng thời là 0.9 lần
Nhận xét: trong giờ dùng nước thấp điểm, lưu lượng nước trong mạng là: Qminml=0.25 x Qtbh
Lúc đĩ 1 bơm biến tần chạy chỉ cho phép giảm tối đa 50% lưu lượng định mức Qb=0.72 x 0.5 Qtbh=0.36 Qtbh
So sánh với Qminml ta thấy Qminb > Qminml khơng thỏa mãn điều kiện tức lưu lượng trạm bơm lớn hơn lưu lượng cần của nên gây lãng phí. Do đĩ, ta chọn trạm bơm bố trí 3 bậc:
- Bâc 1: 1 bơm lắp biến tần
- Bậc 2: 1 bơm chạy song song 1 bơm lắp biến tần - Bậc 3: 2 bơm chạy song song 1 bơm lắp biến tần
Trường hợp bậc 3: Lưu lượng 1 bơm lắp biến tần được phép tăng 1.3 lần lưu lượng của 1 bơm khi chạy song song
Khi chạy song song lưu lượng mỗi bơm giảm xuống: vì 3 bơm chạy song song nên hệ số giảm lưu lượng khi các bơm hoạt động độc lập là 0.88 lần
Nhận xét :trong giờ dùng nước thấp điểm, lưu lượng trong mạng là: Qminml=0.25 x Qtbh
Lúc đĩ 1 bơm biến tần chạy chỉ cho phép giảm tối đa 50% lưu lượng định mức Qb=0.5 x 0.5 Qtbh=0.25 Qtbh
So sánh với Qminml ta thấy : Qminb=Qminml thỏa mãn điều kiện ta tiếp tục kiểm tra điều kiện
∑ Qmaxb ≥ Qmaxml
∑ Qmaxb=(1.3 x 0.5 +2 x 0.5) Qtbh=1.65 Qtbh≥ Qmaxml=1.5Qtbh thỏa mãn điều kiện.
Dựa vào biểu đồ dùng nước chia quá trình hoạt động trong ngày của trạm bơm cấp II thành 3 bậc như sau:
+ Bậc I: Thời gian hoạt động từ 22h – 5h (trong 6 giờ) Chọn 1 bơm hoạt động.
+ Bậc II: Thời gian hoạt động từ 4h – 5h; 12h – 14h và 21h – 22h (trong 4 giờ) Chọn 2 bơm hoạt động.
+ Bậc III: Thời gian hoạt động từ 5h – 12h và 14h – 21h (trong 14 giờ). Chọn 3 bơm hoạt động.
Do sự hoạt động đồng thời của nhiều bơm dẫn đến hiện tượng giảm lưu lượng nên hệ số giảm lưu lượng như sau:
- 2 bơm làm việc song song : =0.9 - 3 bơm làm việc song song : = 0.88
- Gọi X là lưu lượng của một bơm làm việc riêng lẻ (%Qngđ)
Ta cĩ : 6*X+4*2*0,9X+14*3*0.88*X=100 %Qngđ
Do đĩ: X = 2% Qngđ
- Vậy bậc I mộtQngđ bơm làm việc với cơng suất: Q h
1 = 2% Qngđ
-Vậy bậc II mộtQngđ bơm làm việc với cơng suất: Q h
2 = 2*0.9*2% Qngđ = 3.6% Qngđ
-Vậy bậc III một Qngđ bơm làm việc với cơng suất: Q h
3 = 3*0.88*2% Qngđ = 5.28% Qngđ
⇒ Chọn bơm biến tần SV2200IP5A-4OL, 220 KWcủa LS Industrial Systems (LG – Korea).