Việc chọn số máy bơm và lưu lượng thiết kế của máy bơm xuất phát từ yêu cầu thỏa mãn biểu đồ yêu cầu dùng nước (về lưu lượng và lượng nước yêu cầu, Hình 9-1) mà trạm bơm đảm nhận sao cho hiệu quả kinh tế là cao nhất. Muốn vậy phải qua so sánh kinh tế - kỹ thuật về các phương án số máy bơm về cả đầu tư cơ bản lẫn chi phí vận hành hàng năm mà quyết định số tổ máy và loại máy bơm. Các máy bơm được chọn phải thỏa mãn những yêu cầu đặt ra đối với máy bơm như đã đề cập ở mục A của chương này.
a) Biểu đồ yêu cầu lưu lượng và sự thay đổi mực nước địa hình theo thời gian b) Biểu đồ lưu lượng yêu cầu (1) và biểu đồ lưu lượng do trạm bơm cung cấp (2)
Lưu lượng thiết kế của một máy bơm Qtk phụ thuộc vào số lượng máy bơm a, nhãn hiệu của máy bơm được chọn và biểu đồ nhu cầu nước. Lưu lượng thực tế của máy bơm dao động từ trị số lưu lượng nhỏ nhất Qmin đến trị số lưu lượng lớn nhất Qmax và được xác định trên đường đặc tính cột nước H - Q của máy bơm được chọn ứng với cột nước thiết kế lớn nhất Htkmax và nhỏ nhất Htkmin. Việc chọn Qtk có thể dựa vào các trường hợp sau:
Nếu biểu đồ lưu lượng yêu cầu có dạng bậc thang và lưu lượng của các bậc đều là bội (số nguyên) của lưu lượng Qmin nào đó (như hình 2-6a) thì Qtk lấy bằng Qmin (Qtk=Qmin). Trường hợp Qmin này quá lớn, vượt quá lưu lượng của máy bơm đã sản xuất , ta có thể chia Qmin cho 2,3... cho phù hợp và lúc này
3, , 2 min min Q Q Qtk = ... và số lượng máy bơm trong trường hợp này là
tk Q Q
a = max . Với số lượng máy bơm chọn được thì biểu đồ lưu lượng và tổng lượng yêu cầu luôn được thỏa mãn với mọi giai đoạn bơm và được điều chỉnh bằng việc tăng hay giảm số máy giống nhau cùng tham gia vận hành song song cho phù hợp với yêu cầu của từng đoạn. Máy bơm được chọn theo trường hợp này có nhiều ưu điểm: vừa đảm bảo tính lưu chuyển của các tổ máy và những cụm chi tiết máy cùng kích cỡ trong sửa chữa lắp đặt, vừa nâng cao tính an toàn cho cả trạm.
Tuy nhiên trong thực tế, biểu đồ yêu cầu nước phức tạp hơn biểu đồ a), chúng có dạng bậc hoặc các bậc này không phải là bội của Qmin (xem hình vẽ 2-6b) nếu lấy lưu lượng của từng bậc chia cho Qmin sẽ có những số không nguyên. Trường hợp này lưu lượng thiết kế của máy bơm được xác định xuất phát từ yêu cầu thỏa mãn lưu lượng lớn nhất Qmax và nhỏ nhất Qmin. Số tổ máy này được chọn theo kinh nghiệm, thường a= 2...8 máy, tối thiểu 2..3 máy, tốt nhất là a = 4....5 máy. (Theo kinh nghiệm Liên Xô cũ: khi lưu lượng trạm Qtrạm ≤ 1m3/sthì a = 2...4, khi Qtrạm ≤
5m3/sthì a = 3...5, khi Qtrạm ≤ 30m3/sthì a = 4...6, còn khi Qtrạm > 30m3/sthì a = 5...9 máy). Như vậy lưu lượng thiết kế sẽ là:
a Q
Biểu đồ yêu cầu dùng nước (hoặc tiêu nước) đã cho tương ứng lưu lượng Qtk được tính theo công thức (2-6) được xây dựng thành sơ đồ bậc sao cho giữ được dung tích tổng của lượng nước cần (ứng với đường I) bằng dung tích tổng mà bơm cung cấp được (ứng với đường 2), nghĩa là ΣQyêucầu.∆t = ΣQbơm . ∆t. Cách chọn lưu lượng thiết kế và số máy theo (2-6) mới thỏa mãn yêu cầu về lưu lượng lớn nhất và yêu cầu về tổng lượng nước yêu cầu mà chưa bảo đảm về mặt lưu lượng của từng giai đoạn (từng bậc) tưới. Do vậy cần dựa vào biểu đồ yêu cầu, so sánh giữa yêu cầu lưu lượng và khả năng bơm của từng giai đoạn để điều chỉnh máy bơm làm việc sau này, chú ý đến việc chạy máy bảo đảm hiệu suất cao và đảm bảo năng suất cây trồng.
Đôi khi để bơm phủ kín biểu đồ yêu cầu lưu lượng người ta lắp thêm những “tổ máy bơm bổ sung”. Loại máy bơm này đóng vai trò bơm bổ sung tung độ lưu lượng nước còn thiếu ở từng bậc mà máy bơm chính được chọn chưa đủ năng lực để phủ bậc. Khác với các máy bơm chính, các máy bơm bổ sung có tổng lưu lượng không vượt quá lưu lượng của một máy bơm chính, ngoài chức năng bổ sung, máy bơm này còn được dùng mồi nước cho máy bơm chính trước khi khởi động hoặc tham gia bơm tiêu nước trong nhà máy... Việc có sử dụng máy bơm bổ sung hay không cần phải qua tính toán so sánh kinh tế - kỹ thuật để quyết định.
Đối với trạm bơm có cột nước thay đổi nhiều sẽ có ảnh hưởng lớn đối với lưu lượng của máy bơm, do đó trường hợp này cần lập biểu đồ công suất để định phương án tổ máy. Cách làm cũng giống như dùng biểu đồ lưu lượng yêu cầu.
Chọn phương án tổ máy cuối cùng phải thông qua tính toán so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án số máy. Khi tính toán kinh tế thường các công trình ngoài nhà máy ít thay đổi như: bể tháo, ống đẩy, kênh dẫn... nên không cần đưa vào tính đầu tư phương án. Thường dùng phương pháp hoàn vốn chênh lệch để so sánh: [ ] 8...10 2 1 1 2 ≤ = − − = hv hv T C C K K
T năm, mà chúng ta đã biết. Trong công
thức này K1 và K2 là vốn đầu tư cơ bản của phương án I và phương án II, C1, C2 là tổng chi phí quản lý hàng năm của phương án I và II, bao gồm: tiền trích ra để sữa chữa công trình và thiết bị hàng năm, tiền chi phí năng lượng hàng năm, tiền lương
hàng năm của biên chế cán bộ quản lý trạm, tiền chi phí vật liệu bôi trơn, vệ sinh máy móc, chi phí hành chính quản trị và các chi phí khác.