5. Nội dung luận văn
4.15 Tính tốn chọn thiết bị
Bơm lọc
Tính tốn tổn thất áp lực
Tổng tổn thất áp lực của nƣớc khi đi vào bể lọc:
Hb = HO + Hl + Hgh (m) Trong đĩ:
- Hb: cột áp bơm, m.
- HO: tổn thất áp lực trên đường ống dẫn từ bể chứa trung gian đến bể lọc, m.
- Hl: tổn thất áp lực ban đầu, m.
- Hgh: tổn thất áp lực giới hạn của bể lọc. Hgh = 6 m (theo điều 6.106 TCXDVN 33:2006).
Tổn thất áp lực trên đƣờng ống
HO = hd + hcb Trong đĩ:
- hd: tổn thất dọc đường trong đường ống, m.
Trang 109 Tổn thất dọc đƣờng trong đƣờng ống (hd) Áp dụng cơng thức Darcy: Trong đĩ: - L : chiều dài ống, L = 20 m. - D : đường kính ống, D = 0,125 m. - g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 . - v : vận tốc nước trong ống, v = 1 m/s. - : hệ số tổn thất. - Re : hệ số Reynolds.
Áp dụng cơng thức Cơnacốp (Re>100000)
Tổn thất cục bộ (hcb) Trong đĩ:
- v: vận tốc nước chảy trong ống, v = 1m/s
- : hệ số tổn thất cục bộ, phụ thuộc loại tổn thất và thường xác định bằng thực nghiệm.
Tham khảo tài liệu “Ví dụ tính tốn thiết kế nhà máy xử lý nước” của Nguyễn Phước Dân, hệ số tổn thất cục bộ của cút, co, van được tính như sau:
Hệ số tổn thất do cút:
Hệ số tổn thất do tê:
Trang 110 Hệ số tổn thất do phễu phân phối nước:
Tổng hệ số tổn thất là: Vậy tổn thất áp lực do đƣờng ống dẫn nƣớc vào bể lọc: Tổn thất áp lực ban đầu Tổn thất áp lực qua lớp cát sạch:
Phương trình Carman – Kozeny:
Trong đĩ:
- hl: Tổn thất áp lực qua lớp cát, m.
- L: Chiều cao lớp vật liệu lọc. L = hvl = 1,3 m.
- : Hệ số hình học. = 0,73 (bảng 4.7).
- d: đường kính hiệu quả hạt vật liệu lọc. d = 0,8 mm = 0,8 x 10-3 m.
- e: độ rỗng. e = 0,53 (bảng 4.7).
- Vs: vận tốc rửa lọc.
- f: hệ số ma sát.
Hệ số ma sát là một hệ số theo Reynold, theo Ergun (1952):
Trong đĩ:
- : khối lượng riêng của nước, = 1000 kg/m3
- µ: độ nhớt của nước, µ = 10-3
N.s/m2 = 10-3 kg/m.s
- K = const = 1,75.
Trang 111 Vậy: Tổn thất áp lực qua lớp than: Hình 4.3 Đồ thị tra tổn thất áp lực qua vật liệu lọc Norit GAC 830 (nguồn catalogue Norit GAC 840) Với lưu lượng qua hệ thống lọc Q = 0,035 m3/s = 35 l/s = 26,8 gpm/ft2. Tra đồ thị hình 4.3 ta chọn áp lực qua lớp than là Hthan = 0,65 m Cột áp bơm dẫn nƣớc vào
Chọn Hb = 9 m. Vậy với:
- Lưu lượng vào mỗi bể lọc: Q = 41,47 m3
/h = 11,57 l/s
Trang 112 Ta chọn 4 bơm ly tâm trục ngang hiệu ABS, Model AFP 0841 4P M22/4 (3 hoạt động, 1 dự phịng) với các thơng số sau:
- Lưu lượng mỗi bơm: Q = 12 l/s
- Cột áp bơm: H = 9 m - Cơng suất: N = 2,9 kW - Điện thế 3 phase: 380V/3 Bơm rửa lọc Tổn thất áp lực do rửa lọc. Áp lực bơm rửa lọc Hr = hO + hL + hth + hđỡ + hC + hgh Trong đĩ: - Hr: cột áp bơm rửa lọc, m.
- hO: tổn thất áp lực trên đường ống dẫn nước, m. - hL: tổn thất áp lực qua lớp sỏi đỡ, m.
- Hth: tổn thất áp lực qua lớp than,m - hđỡ: tổn thất áp lực qua sỏi đỡ, m. - hC: tổn thất qua chụp lọc, m.
- hgh: tổn thất áp lực giới hạn, hgh = 6 m.
Tổn thất áp lực qua lớp cát lọc khi rửa lọc:
Trong đĩ:
- s: khối lượng riêng của vật liệu lọc, = 2650 kg/m3. - l: khối lượng riêng của nước, s = 1000 kg/m3. - L: chiều cao lớp vật liệu lọc, L = hvl = 1,3 m.
Tổn thất áp lực qua sỏi đỡ:
Trang 113 Trong đĩ:
- LS: chiều dày lớp sỏi đỡ. LS = 0,15 m.
- vb: vận tốc rửa ngược. Vb= 90,4 m/h.
Tổn thất áp lực trong hệ thống phân phối bằng chụp lọc:
Tổn thất áp lực qua hệ thống phân phổi rửa bằng chụp lọc được xác định theo điều 6.112 của TCXDVN 33:2006.
Trong đĩ:
- v: vân tốc chuyển động của nước qua khe hở của chụp lọc, v ≥ 1,5 m/s, chọn v = 1,5 m/s.
- : hệ số lưu lượng của chụp lọc, chụp lọc khe hở
Cột áp bơm rửa lọc: Hr = 0,7 x 2 + 1 + 0,65+ 0,83 x 2 + 0,495 x 2 + 6 = 11,7 m. Chọn Hr = 12 m Vậy với:
- Lưu lượng rửa lọc: Q = 90,4 m3
/h = 25,11 l/s.
- Cột áp bơm: H = 12 m
Ta chọn 3 bơm ly tâm trục ngang hiệu ABS, Model AFP 834 2P M125/2 (2 hoạt động, 1 dự phịng) với các thơng số sau:
- Lưu lượng mỗi bơm: Q = 13 l/s
- Cột áp bơm: H = 12 m
- Cơng suất: N = 14,4 kW
- Điện thế 3 phase: 380V/3
Bơm cấp 1
Chọn 3 bơm (2 bơm hoạt động, 1 dự phịng) Lưu lượng mỗi bơm: Q = 62,5 m3
Trang 114 Cột áp bơm: H = 25,22 m
Ta chọn 3 bơm ly tâm trục ngang hiệu ABS, Model AFP 1047 4P M185/4 (2 hoạt động, 1 dự phịng) với các thơng số sau:
- Lưu lượng mỗi bơm: Q = 18 l/s
- Cột áp bơm: H = 26 m
- Cơng suất: N = 21,2 kW
- Điện thế 3 phase: 380V/3
Bơm chìm ở hồ chứa nƣớc thơ
Tổn thất áp lực trên đƣờng ống
HO = hd + hcb Trong đĩ:
- hd: tổn thất dọc đường trong đường ống, m.
- hcb: Tổn thất cục bộ trong đường ống, m Tổn thất dọc đƣờng trong đƣờng ống (hd) Áp dụng cơng thức Darcy: Trong đĩ: - L : chiều dài ống, L = 22 m. - D : đường kính ống, D = 0,2 m. - g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 . - v : vận tốc nước trong ống, v = 1,2 m/s. - : hệ số tổn thất. - Re : hệ số Reynolds.
Áp dụng cơng thức Cơnacốp (Re>100000)
Trang 115 Tổn thất cục bộ (hcb) Trong đĩ:
- v: vận tốc nước chảy trong ống, v = 1,2 m/s
- : hệ số tổn thất cục bộ, phụ thuộc loại tổn thất và thường xác định bằng thực nghiệm.
Tham khảo tài liệu “Ví dụ tính tốn thiết kế nhà máy xử lý nước” của Nguyễn Phước Dân, hệ số tổn thất cục bộ của cút, co, van được tính như sau:
Hệ số tổn thất do cút:
Hệ số tổn thất do tê:
Hệ số tổn thất do van:
Hệ số tổn thất do phễu phân phối nước:
Tổng hệ số tổn thất là: Vậy tổn thất áp lực do đƣờng ống dẫn nƣớc vào bể trộn: Vậy cột áp bơm là: H = ho + hgh = 0,42 + 6 = 6,24 m Ta chọn 3 bơm chìm (2 bơm hoạt động, 1 dự phịng). Lưu lượng mỗi bơm là: Q = 17,36 l/s
Cột áp bơm: H = 7m
Chọn bơm chìm là bơm của hãng GRUNFOS SE1.80.80.30.4.50D với các thơng số:
- Lưu lượng bơm: Q = 24,9 l/s
- Cột áp bơm: H = 7,37 m
- Cơng suất: N = 3,36 kW
Trang 116
Bơm nƣớc sạch
Chiều dài ống hút lh = 4 m, chiều dài ống đẩy lđ = 100 m.
Tổn thất áp lực trong ống hút:
Trong đĩ: - : hệ số tổn thất của van bơm nước vào,
- : hệ số tổn thất của các chỗ uốn ống hút, - : hệ số ma sát của ống. Chuẩn số Reynold: Trong đĩ: - : độ nhớt động học của nước ở 28o C,
Tra giãn đồ Moody: ta đc
Chân khơng trong máy bơm:
Hck nhỏ hơn trị số chân khơng cực địa cho phép trong máy bơm (6m). Tổn thất áp lực trong ống đẩy: Chuẩn số Reynold: Trong đĩ: - : độ nhớt động học của nước ở 28o C,
Trang 117
Áp dụng cơng thức Cơnacốp (Re>100000)
Cột áp bơm: Hb = hh + hđ + hhh Trong đĩ:
- Hhh: độ chênh hình học giữa bể chứa và mặt đất.
- hh: tổn thất áp lực trong ống hút.
- hđ: tổn thất áp lực trong ống đẩy.
Lưu lượng mỗi bơm là: Q = 17,36 l/s Cột áp bơm: H = 7,2 m
Ta chọn 3 bơm ly tâm trục ngang hiệu ABS, Model AFP 0841 4P M25/4 (2 hoạt động, 1 dự phịng) với các thơng số sau:
- Lưu lượng mỗi bơm: Q = 18 l/s
- Cột áp bơm: H = 8 m
- Cơng suất: N = 3,3 kW
- Điện thế 3 phase: 380V/3
Bơm bùn
Bơm bùn từ bể lắng về bể thu cặn
Chiều dài ống hút lh = 10 m, chiều dài ống đẩy lđ = 5 m.
Tổn thất áp lực trong ống hút:
Trang 118 Trong đĩ:
- : hệ số tổn thất của van bơm nước vào,
- : hệ số tổn thất của các chỗ uốn ống hút, - : hệ số ma sát của ống. Chuẩn số Reynold: Trong đĩ: - : độ nhớt động học của nước ở 28o C,
Áp dụng cơng thức Cơnacốp (Re>100000)
Chân khơng trong máy bơm:
Hck nhỏ hơn trị số chân khơng cực địa cho phép trong máy bơm (6m).
Tổn thất áp lực trong ống đẩy:
Tương tụ như trên, hệ số ma sát trong ống đẩy Cột áp bơm: Hb = hh + hđ + hhh Trong đĩ:
- Hhh: độ chênh hình học giữa bể lắng và bể thu cặn
Trang 119
- hđ: tổn thất áp lực trong ống đẩy.
Chọn 3 bơm ly tâm trục ngang.
Lưu lượng xả bùn của mỗi bể lắng: Q = 0,025 m3
/s = 25 l/s Cột áp bơm: H = 7 m
Ta chọn bơm ly tâm trục ngang hiệu ABS, Model AFP 2006 6P M130/4 với các thơng số sau:
- Lưu lượng mỗi bơm: Q = 25 l/s
- Cột áp bơm: H = 8 m
- Cơng suất: N = 16 kW
- Điện thế 3 phase: 380V/3
Bơm bùn chìm từ bể thu cặn tới sân phân bùn
Ta chọn 2 bơm chìm (1 bơm hoạt động, 1 dự phịng). Lưu lượng mỗi bơm là: Q = 25 l/s
Cột áp bơm: H = 7 m
Chọn bơm chìm là bơm của hãng GRUNFOS SE1.80.80.30.4.50D với các thơng số:
- Lưu lượng bơm: Q = 24,9 l/s
- Cột áp bơm: H = 7,37 m
- Cơng suất: N = 3,36 kW
- Điện thế 3 phase: 380V/3
Motor khuấy
Bể hịa trộn và bể tiêu thụ phèn:
Với cơng suất động cơ: N = 1,4
Ta chọn 3 máy khuấy trục đứng (2 hoạt động, 1 dự phịng) hiệu CYCLO 6000 Series, Model CVVM B136 50Hz với các thơng số:
- Số vịng quay: 181 vịng/phút.
- Cơng suất động cơ: 2.2 kW.
Trang 120
- Kiểu truyền động : hộp giảm tốc
Bể hịa trộn và bể tiêu thụ vơi:
Với cơng suất động cơ: N = 1,4
Ta chọn 3 máy khuấy trục đứng (2 hoạt động, 1 dự phịng) hiệu CYCLO 6000 Series, Model CVVM B136 50Hz với các thơng số:
- Số vịng quay: 181 vịng/phút.
- Cơng suất động cơ: 2,2 kW.
- Điện thế 3 phase: 380V/3
- Kiểu truyền động : hộp giảm tốc
Bể trộn cơ khí:
Với cơng suất động cơ: N = 2,3 kW và số vịng quay 144 vịng/phút
Chọn 3 máy khuấy trục đứng hiệu CYCLO 6000 Series, Model CVVM B134 50Hz với các thơng số:
- Số vịng quay: 145 vịng/phút.
- Cơng suất động cơ: 3 kW.
- Điện thế 3 phase: 380V/3
- Kiểu truyền động : hộp giảm tốc
- Kiểu cánh khuấy: tua bin 4 cánh nghiêng 450
hướng xuống dưới để đưa nước từ trên xuống.
Bể phản ứng cơ khí:
Chọn 9 máy khuấy trục ngang hiệu CYCLO 6000 Series, Model CHHM B108 50Hz với các thơng số:
- Số vịng quay: 10 vịng/phút.
- Cơng suất động cơ: 0,2 kW.
- Điện thế 3 phase: 380V/3
- Kiểu truyền động : bộ truyền động trục vít.
Trang 121
Bơm định lƣợng
Bơm định lƣợng phèn
Lưu lượng: Q = 0,028 l/s = 100 l/h.
Ta chọn 2 bơm (1 hoạt động, 1 dự phịng) hiệu OBL – Italy, Model MB 101 với các thơng số sau:
- Lưu lượng: 101 l/h.
- Áp suất đầu xả: 6 bar.
- Motor: 0,24Kw, 3Pha 380V, 1Pha 220V.
- Vật liệu màng, bi, đế: PTFE (Teflon).
Bơm định lƣợng vơi
Lưu lượng: Q = 0,013 l/s = 46,8 l/h.
Ta chọn 2 bơm (1 hoạt động, 1 dự phịng) hiệu OBL – Italy, Model MB 50 với các thơng số sau:
- Lưu lượng: 50 l/h.
- Áp suất đầu xả: 6 bar.
- Motor: 0,24Kw, 3Pha 380V, 1Pha 220V.
- Vật liệu màng, bi, đế: PTFE (Teflon).
Bơm định lƣợng chlorine
Ta chọn 2 bơm (1 hoạt động, 1 dự phịng) hiệu OBL – Italy, Model MB 50 với các thơng số sau:
- Lưu lượng: 50 l/h
- Áp suất đầu xả: 6 bar
- Motor: 0,24Kw, 3Pha 380V, 1Pha 220V.
Trang 122
CHƢƠNG 5: KHÁI TỐN CHI PHÍ