đồ án thiết kế trạm bơm tưới

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

Thiết kế trạm bơm tới


Số đề : 48

Phần I :

Mục đích và yêu cầu



I- Mục đích

Mục đích của đồ án môn học trạm bơm là giúp sinh viên trực tiếp bắt tay vào tính
toán , thiết kế sơ bộ các phần chính của 1 trạm bơm.
Thông qua đó mà củng cố đợc lý thuyết trên lớp , nắm đợc phơng pháp tính
toán , vận dụng các kiến thức đ học trong các môn kỹ thuật cơ sở và chuyên môn để
giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong việc thiết kế trạm bơm 1 cách có hệ thống. Đồng
thời làm cho sinh viên bớc đầu làm quen với công việc của ngời kỹ s thuỷ lợi
trong công tác thiết kế một công trình thuỷ lợi phục vụ nông nghiệp .

II- Yêu cầu .
1. Trong quá trình thực hiện , yêu cầu sinh viên hiểu đợc mục đích , ý nghĩa , nội
dung các phần tính toán . Nắm vững các bớc tính toán , thiết kế và sự quan hệ giữa
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

1

chúng với nhau , từ đó thấy đợc các công trình trong một trạm bơm liên kết với nhau

rất chặt chẽ.cái nọ hỗ trợ cái kia.
2. Phải nắm vững lý thuyết , thiết kế phần nào thì phải nắm chắc lý thuyết phần đó
Phát huy sức sáng tạo của cá nhân để nâng cao và mở rộng kiến thức.
3. Cố gắng hoàn thành trớc tiến độ bàn giao công trình.

Phần II :
Tài liệu Nhiệm vụ thíêt kế




I- Tài liệu thiết kế :
Dựa vào quy hoạch thuỷ lợi cho 1 vùng sản xuất nông nghiệp , để đảm bảo cho
tới cần thiết phải xây dựng một trạm bơm tới với các tài liệu cơ bản sau:
1.Bình đồ khu vực đặt trạm bơm tỷ lệ 1/1000 . Cao độ mặt đất của các đờng đồng
mức nghi ở bảng 1. ( với số liệu tơng ứng với đề tài 48 )
Bảng- 1
Ký
hiệu

a

b

c

d

e

g

h

i k

l m

n

o

p

q

r s t
Cao
độ
66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83


2.Lu lợng yêu cầu trạm bơm phải cung cấp trong các thời kỳ sinh trởng của
cây trồng ghi ở bảng 2 : ( m
3
/s )

Bảng- 2

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

2

16/11
ữ
31/12

01/01
ữ
15/01

22/01
ữ
12/02

13/02
ữ
28/02

01/03
ữ
26/03

01/04
ữ
10/04

11/04
ữ
30/04

01/05
ữ
10/05

16/05
ữ
25/05

10.80

7.10 7.10 10.80

7.10 7.10 10.80

7.10 7.10


3.Cao trình mực nớc sông tại vị trí xây dựng trạm bơm ứng với tần suất thiết kế
P = 75% cho ở bảng 3.
Bảng 3. Cao trình mực nớc bình quân tuần của sông trong năm thiết kế
ứng với tần suất P = 75%


Cao trình
mực nớc ( m)
Cao trình

mực nớc ( m)
Tháng

Tuần

Số
ngày

Đề tài số 48
Tháng

Tuần

Số
ngày

Đề tài số 48
1 10 65.7 1 10 64.7
2 10 65.8 2 10 64.6
11
3 10 65.9
3
3 10 64.8
1 10 65.3 1 10 65.2
2 10 65.6 2 10 65.2
12
3 10 65.7
4
3 10 65.3
1 10 65.7 1 10 65.5

2 10 65.5 2 10 65.6
1
3 10 65.2
5
3 10 65.7
1 10 64.9
2 10 65.3
2
3 10 64.8


4. Cao trình mực nớc yêu cầu thiết kế ở đầu kênh tới ghi ở bảng 4 :
- ứng với đề tài 48 tra bảng 4 ( GT HDBT & ĐAMH TB)
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

3

Z
k
= 84.20 ( m )
5. Cao trình mực nớc lũ ngoài sông ứng với tần suất kiểm tra p = 1%
- Đề tài 48 : Z
S
max
= +66.60 m
6.Cao trình mực nớc thấp nhất ngoài sông ứng với tần suất kiểm tra p = 90%
- Đề tài số 48 : Z
S
min
= + 64.20 m

7. Nhiệt độ trung bình của nớc sông t
0
= 25
0
C
8.Các hạt phù sa trong nớc sông có đờng kính trung bình d
tb
= 0.04 mm , tốc độ
chìm lắng w = 1,1 mm/s
9. Trên tuyến xây dựng trạm , cũng nh nơi tuyến kênh đi qua tình hình địa chất
tơng đối tốt , dới lớp đất canh tác là lớp đất thịt pha cát .
10 . Khu vực đặt trạm bơm rất gần đờng giao thông và đờng dây điện cao thế
10 Kv.

II- Nhiệm vụ thiết kế :

1.Bố trí tổng thể công trình đầu mối của trạm bơm
2.Thiết kế kênh tháo , kênh dẫn của trạm bơm
3.Tính toán cột nớc thiết kế và các loại cột nớc kiểm tra của trạm bơm.
4. Chọn máy bơm , động cơ điện và máy biến áp.
5. Chọn loại nhà máy bơm . Tính cao trình đặt máy . Tính các kích thớc cơ bản
của nhà máy , bể hút và bể tháo .
6. Các bản vẽ , kèm theo thuyết minh.
a- Bố trí tổng thể công trình đầu mối tỷ lệ 1/1000
b- Hình cắt ngang nhà máy , tỷ lệ 1/50 1/100
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

4

c Hình chiếu bằng nhà máy trên đó thể hiện đợc cấu tạo , cách bố trí và
kích thớc các tầng , tỷ lệ 1/50 1/100.
Bản vẽ tuân theo đúng các quy phạm kỹ thuật về khổ giấy , nét vẽ , ký hiệu
khung tên và gấp đúng kỹ thuật.



Phần III :
Thiết kế sơ bộ trạm bơm tới



Chơng I :

Bố trí tổng thể công trình trạm bơm


I- Chọn tuyến công trình :

Dựa vào bản đồ địa hình và nhiệm vụ của trạm bơm ta có thể xác định đợc một
số tuyến công trình , Sau khi so sánh và lựa chọn các phơng án , ta đ chọn đợc một
tuyến công trình có lợi nhất , đảm bảo đợc các yêu cầu của một trạm bơm tới nh :
- Khống chế đợc diện tích cần tới mà đờng kênh tới ngắn nhất và khối
lợng đào đắp ít nhất , phù hợp nhiệm vụ phân phối nớc cho các khu tới có cao
trình mực nớc khác nhau.
-Điều kiện lấy nớc thuận lợi từ nguồn nớc đến nhà máy bơm, không gây bồi
lắng cửa lấy nớc và trong kênh dẫn, không gây xói lở bờ sông .
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

5

- Khống chế diện tích tới lớn nhất và khối lợng đào đắp ít nhất. Tuyến công
trình đợc thể hiện trên bản vẽ.







II- Chọn vị trí nhà máy :

- Với bình đồ đ cho , chênh lệch địa hình không lớn , các đờng đồng mức cách
đều 1m , Cao trình thấp nhất là + 66m ( lòng sông ) , cao trình cao nhất là + 83 m.
Nh vậy chênh cao lớn nhất trong bình đồ thiết kế là 17 m . Vậy ta có thể coi đây là
bình đồ cho một vùng trung du miền núi .
Với trờng hợp nguồn nớc là sông ỏ trung du thì việc so sánh lợi hại giữa các
phơng án để chọn một vị trí thích hợp nhằm phát huy hiệu quả kinh tế cao và đảm
bảo an toàn cho nhà máy trong mùa ma lũ là hết sức cẩn trọng.
Sau khi đ quyết định vị trí đặt trạm còn phải xác định cụ thể nhà máy nằm ở vị trí
nào trên tuyến công trình . Khi định vị nhà máy phải dựa vào tài liệu địa chất , mặt
bằng khu vực , đờng giao thông ra vào nhà máy , vị trí đặt trạm biến áp , gian điện ,
gian sửa chữa , nhà quản lý , mặt bằng thi công
Với phạm vị của nhiệm vụ thiết kế ta có thể dựa vào một số yêu cầu sau :
1. Đảm bảo chống lũ cho động cơ . Để đảm bảo sàn động cơ ( đối với nhà máy
lắp bơm trục đứng ) hoặc sàn nhà máy ( đối với nhà máy lắp máy bơm trục ngang kiểu
móng tách rời ) không bị ngập lụt trong mùa ma lũ thì cao trình sàn động cơ hoặc
nền nhà phải cao hơn mực nớc lũ từ 0.5 m trở lên.
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

6

2. Để việc vận chuyển giao thông đợc dễ dàng , giảm khối lợng đào đắp và
để lợi dụng thông gió tự nhiên thì cao trình sàn động cơ ( nền nhà ) phải cao hơn mặt
đất tự nhiên từ 0.2 0.3 m
Dựa vào 2 yêu cầu cơ bản trên , đối chiếu cao trình mực nớc lũ lớn nhất ở sông
( ứng với tần suất kiểm tra p = 1 % ) với cao trình mặt đất tự nhiên để quyết định vị
trí nhà máy.


- Từ số liệu của đề 48 : ta xác đinh đợc các cao trình :
+ Cao trình mực nớc lũ kiểm tra p = 1% là
Z
S
max
= + 66,6 m
+ Cao trình mặt đất tự nhiên tại vị trí đặt trạm 67.2 m.
+ Cao trình sàn động cơ ( nền nhà ) 67.5 m


III- Chọn vị trí bể tháo :
Để tới tự chảy cho toàn khu vực , bể tháo phải đảm bảo đợc mực nớc yêu cầu
ở đầu kênh tới khi máy bơm làm việc với lu lợng thiết kế .Ngoài ra nên bố trí bể
tháo trên đất nguyên thổ , khối lợng đào đắp tận dụng ít nhất , chiều dài ống đẩy
ngắn nhất
Dựa vào các yêu cầu trên đối chiếu cao trình mực nớc yêu cầu đầu kênh tới với
cao trình mặt đất tự nhiên để định vị vị trí bể tháo .
+ Mực nớc yêu cầu đâu kênh tới :
Z
k

= 84.20 ( m)

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

7

KL : Sau khi xác định đợc vị trí của từng công trình tiến hành vẽ sơ đồ bố trí tổng
thể công trình đầu mối của trạm bơm





Chơng II :
Chọn lu lợng thiết kế cho trạm bơm


Chọn lu lợng thiết kế trạm bơm dựa vào đờng quá trình lu lợng cần
( Q
yc
= f(t)
- Lu lợng thiết kế Q
tk
đợc chọn là trị số lớn nhất trong biểu đồ ( Q
yc
= f(t)
nếu trị số này có thời gian duy trì tơng đối dài :( t >= 20 ngày )
Q
tk
= 10.80 ( m

3
/s)
( tra bảng 2 : thời gian kéo dài 46 ngày )
- Lu lợng nhỏ nhất bằng trị số nhỏ nhất trong biểu đồ :
Q
min
= 7.10 ( m
3
/s)

- Lu lợng lớn nhất bằng lu lợng gia cờng
Q
gc
= K. Q
TK
.
Với Q
TK
> 10 ( m
3
/s) chọn K = 1,15

Q
gc
= 1,15 . 10,80 = 12,42 ( m
3
/s)
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

8

Chơng III :
Thiết kế kênh


I Thiết kế kênh tháo .

Kênh tháo có nhiệm vụ dẫn nớc từ bể tháo tới mặt ruộng . Kênh tháo phải đảm
bảo dẫn đủ nớc , ổn định không bị bồi lắng và xói nở .Thông qua tính toán thuỷ lực
để xác định kích thớc mặt cắt kênh . Dựa vào lu lợng thiết kế , tình hình địa chất
nơi tuyến kênh đi qua mà chọn các yếu tố thuỷ lực m , n , i cho thích hợp .

I.1- Xác định các yếu tố thuỷ lực :
- Xác định sơ bộ độ sâu của kênh.
h = A.
3
80,10
= 2,21 m 220 cm.
Trong đó A là hệ số lấy A = 1.
+ Chọn hệ số mái : m
Tra bảng 8 10 ( GT TN tập I ) với đất thịt pha cát ta có
m = 1,5 ( mái trong )
+ Chọn độ dốc : i = 0,0001 ( vùng núi )

+ Chọn hệ số nhám : n = 0,0225
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

9

I.2- Thiết kế mặt cắt kênh.
- Ta đ có : Q = 10,8 m
3
/s ; m = 1,5 ; n = 0.0225 ; i = 0,0001. Ta có thể xác định kích
thớc mặt cắt kênh ( xác định b ; h theo các bớc sau ). theo phơng pháp tra bảng
AGROSKIN ta có :

- Tính F(R
LN
) =
=
Q
im 4
0

Với m
0
= 2.
mm +
2
1
= 2.
5.15.11
2
+

= 2,106
F(R
LN
) =
=
Q
im 4
0
8,10
0001,0.106,2.4
= 0,0078
Tra bảng 8-1 bảng tính thuỷ lực ta đợc : R
Ln
= 1.485 ( m ).
- Nếu chọn b = 5 m
Ln
R
b
=
367,3
485,1
5
=
. Tra PL 8-3 ta đợc
Ln
R
h
= 1,526 h = 1,486 . 1,526 = 2,27 m 2,3 m
* Nếu ta chọn theo mặt cắt lợi nhất về thuỷ lực ta có :

ln
= 2(
2
1 m+
- m ) = 2.(
5,15,11
2
+
) = 0,606
Tính trị số : =
1
5,1606,0
106,2
0
=
+
=
+
m
m

Tra pl 8-3
Ln
R
h
= 2 ;
Ln
R
b
= 1,21

h = 2 .1,11 = 2,22 m ; b = 1,21 . 1,11 = 1,34 m ( không hợp lý )
Vậy chọn b
TK
= 5m , h
TK
= 2,3 m

I.3- Kiểm tra các điều kiện về lắng và xói lở.
I.3.1- Kiểm tra điều kiện không xói.
V
max
<
[
]
KX
V

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

10

.Với Q
max
= 12,42 m
3
/s
Xác định kích mực nớc h
max
theo bài toán thiết kế kênh.
F(R

LN
) =
=
Q
im 4
0
42
.
12
0001,0.106,2.4
= 0,0068
Tra bảng 8-1 bảng tính thuỷ lực ta đợc : R
Ln
= 1,55 ( m ).
- Lập tỷ số
Ln
R
b
=
225,3
55,1
5
=

Tra PL 8-3 ( bảng tính thuỷ lực ) ta đợc :
Ln
R
h
= 1,54 ; với m = 1,5 .
- Từ đó ta có : h = R

ln
.
Ln
R
h
= 1,55 . 1,54 = 2,4 m
Tính w
max
= ( b +m . h
max
) h
max
= ( 5 + 1,5.2,4 ).2,4 = 20,64 m
2

V
max
=
602,0
64,20
42,12
max
max
==
w
Q
m /s
Tính :
[
]

KX
V
= K.Q
1,0
max
; với K = 0,53 ( đất thịt pha cát )
[
]
KX
V
= 0,53 . 12,42
1.0
=
0,683 m/s .
Vậy đảm bảo điều kiện không xói .

I.3.2- Kiểm tra điều kiện không lắng
+ V
min
>
[
]
KL
V

.Với Q
min
= 7.10 ( m
3
/s)

Xác định kích mực nớc h
min
theo bài toán thiết kế kênh.
F(R
LN
) =
=
Q
im 4
0
10
.
7
0001,0.106,2.4
= 0,012
Tra bảng 8-1 bảng tính thuỷ lực ta đợc : R
Ln
= 1,26 ( m ).
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

11

- Lập tỷ số
Ln
R
b
=
97,3
26,1
5

=

Tra PL 8-3 ( bảng tính thuỷ lực ) ta đợc :
Ln
R
h
= 1,422 ; với m = 1,5 .
- Từ đó ta có : h = R
ln
.
Ln
R
h
= 1,26 . 1,422 = 1,79 ( m ) lấy chẵn h
min
= 1,8 m .
Tính w
min
= ( b +m . h
min
) h
min
= ( 5 + 1,5.1,8 ).1,8 = 13,86 m
2

V
min
=
512,0
86,13

10,7
min
min
==
w
Q
m /s
Tính :
[
]
KL
V
= K.Q
2,0
min
; với A = 0,33 ( hệ số phụ thuộc tốc độ chìm lắng hạt cát w =1,1
mm/s )
[
]
KL
V
= 0,33 . 7,10
2,0
= 0,488 m/s .
Vậy V
min
=0,512 m/s >
[
]
KL

V
= 0,488 m/s
Vậy đảm bảo điều kiện không lắng

Bảng tổng hợp kết quả tính toán
Lu lợng ( m
3
)

b
tk
( m ) h ( m ) V ( m/s )

W ( m
2
)

Q
TK
= 10,80 h
TK
= 2,30
0,556 19,435
Điều kiện
KL , KX
Q
max
= 12,42 h
max
= 2,40 0,602 20,640

[V
KX
] =0,683

Q
min
= 7,10

5
h
min
= 1,80
0,512 13,86 [V
Kl
] =0,488


I.4 - Xác định các kích thớc khác của kênh tháo .
- Cao trình đáy kênh tháo đợc xác định theo quan hệ .
Z
dK
= Z
yc
- h
tk
= 84,2 2,3 = 81,9 . 82 m
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

12

Trong đó :
+ Z
yc
Là cao trình mực nớc yêu cầu đầu kênh tới ( = 84,2 m )
+ h
tk
Là độ sâu dòng chảy trong kênh khi dẫn lu lợng thiết kế ( = 2,3 m )
- Cao trình bờ kênh tháo :
Z
bk
= Z
dk
+ h
gc
+ a = 82 + 2,4 + 0,5 = 84,9 m 85 m ( tiện cho việc thi công )
Trong đó :
+ h
gc
Là độ sâu dòng chảy trong sân khi dẫn lu lợng gia cờng
+a Là chiều cao an toàn của đỉnh bờ kênh lấy theo bảng ( 4-2 BTTB ) .ứng
với Q từ 10 ữ 30 m
3
/s tra bằng a= 0,5 m
- Chiều rộng bờ kênh tháo : Tra bảng 4-3 dựa vào lu lợng của kênh
Với Q = 10,8 m
3
/s ta chọn b = 1,8 m
Ngoài ra còn dựa vào điều kiện giao thông để quy định , ở đây ta thống nhất lấy chiều
rộng nh trên.

- Xác định đờng quá trình mực nớc trong bể tháo . Cao trình mực nớc trong bể
tháo xác định theo công thức:
Z
bt
= Z
dk
+ h +

h
ms

Trong đó : + Z
dk
= 82 m
+ h
ms
Cột nớc tổn thất từ bể tháo ra kênh , trị số này bé ta bỏ qua
+h Độ sâu dòng chảy trong kênh ứng với các lu lợng . Dòng chảy
trong kênh tháo tới là dòng đều nên bài toán lúc này là có Q , b ,m,n,i tìm h :
Kết quả ghi dới bảng sau:

ðồ án môn học: Thiết kế trạm bơm tưới

13




Thêi gian Sè ngµy

L−u l−îng ( m
3
/s )

h ( m )

Z
bt

16/11 – 31/12

46 10,80 2,30 84,3
1/1 – 15/1 15 7,10 1,8 83,8
22/1 – 12/2 22 7,10 1,8 83,8
13/2 – 28/2 16 10,80 2,3 84,3
1/3 – 26/3 26 7,10 1,8 83,8
1/4 – 10/4 10 7,10 1,8 83,8
11/4 – 30/4 20 10,80 2,3 84,3
1/5 – 10/5 10 7,10 1,8 83,8
16/5 – 25/5 10 7,10 1,8 83,8
Gia c−êng 12,42 2,4 84,4


B¶ng tæng hîp vÒ kÝch th−íc kªnh th¸o
b
h
tk

m n i
Z

dk
Z
b
b
b

5 2.3 1.5 0,00225

0,0001 82 84,8 1,8



ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

14



II Thiết kế kênh dẫn .

Kênh dẫn làm nhiệm vụ dẫn nớc từ nguồn vào bể hút của trạm bơm . Nếu lu
lợng chảy trong kênh dẫn bằng lu lợng chảy trong kênh tháo ( với trạm chỉ có 1
kênh tháo ) thì có thể lấy mặt cắt ớt của kênh dẫn bằng mặt cắt ớt của kênh tháo và
chỉ khác nhau về cao trình . Tuy vậy nếu phân tích kỹ về đặc điểm , điều kiện làm
việc thì kênh dẫn và kênh tháo có những điểm khác nhau sau :
+ Kênh dẫn thờng phải đào sâu , kênh tháo vừa đắp , nên mái kênh thờng lấy
ít dốc hơn . Khi chiều sâu đào kênh lớn hơn 5 m thì cứ cách 5m ( theo chiều cao ) phải
làm một cơ có chiều rộng lớn hơn 1m
+ Khi kênh dẫn không có công trình điều tiết ở đầu kênh thì mực nớc trong
kênh hoàn toàn phụ thuộc vào mực nớc sông , nên mặt cắt ớt của kênh rất lớn , tốc

độ dòng chảy trong kênh rất nhỏ nên việc bồi lắng không thể tránh khỏi do đó phải
đề ra các biện pháp xử lý nạo vét hàng năm.
- Do trạm bơm chọn 1 kênh tháo , nên ta lấy mặt cắt ớt của kênh dẫn bằng mặt
cắt ớt của kênh tháo, tức là :
Q
kt
tk
= Q
tk
= 10,8 m
s/3

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

15

m = 1,5 ; n = 0,0225 ; i = 0,0001 ; b = 5m ; h
tk
= 2,3 m

* Để đảm bảo cung cấp đủ lu lợng trong các thời kỳ cao trình đáy kênh xác định
theo công thức .
Z
dk
= Z
minbh
- h
tk

Trong đó :
h
tk
Độ sâu dòng chảy khi dẫn lu lợng thiết kế
Z
minbh
Cao trình mực nớc thấp nhất bể hút ứng với tần suất kiểm tra p
= 90%.có giá trị bằng Z
minbh
= Z
minS
- h
ms

Z
mins
Cao trình mực nớc thấp nhất ngoài sông ứng với tần suất kiểm tra
p = 90%
h
ms
Cột nớc tổn thất từ sông vào tới bể hút.( nếu kênh ngắn mà không
có cống điều tiết thì có thể bỏ qua, nếu có cống điều tiết thì sơ bộ lấy bằng = 0,2 )
Z
minbh
= Z
minS
- h
ms
= 64,2 0,2 = +64 m
Z

dk
= Z
minbh
- h
tk
= +64 2,3 = +61,7 m

* Cao trình bờ kênh dẫn.
Z
Bk
= Z
max
bh
+ a
a Độ cao an toàn có thể lấy nh kênh tháo a = 0,5 m
Z
max
bh
Cao trình mực nớc lớn nhất ở bể hút.
Z
max
bh
= Z
%1
max
P
S
- h
ms
= +66,6 0,2 = 66,4 m

Z
Bk
= Z
max
bh
+ a = 66,4 + 0,5 = 66,9 m 67 m ( để tiện thi công )

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

16



Chơng IV :
Tính toán các loại cột nớc của trạm bơm

I.Tính cột nớc thiết kế H
tk
:
Cột nớc thiết kế của trạm bơm cũng nh cột nớc thiết kế của máy bơm tính theo
công thức.
H
TK
= h
dhbq
+ h
t

Trong đó :
+ h

dhbq
là cột nớc địa hình bình quân , tính theo công thức
h
dhbq
=


ii
iii
tQ
thQ
.

.

+ h
t
Cột nớc tổn thất trong đờng ống hút và ống đẩy của máy bơm . Vì
cha chọn đợc máy bơm , cha thiết kế đờng ống nên thờng lấy theo kinh nghiệm
h
t
= 10% . h
dh

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

17

Để dễ dàng xác định cột nớc điạ hình h
i

và thời gian t
i
ta vẽ cùng một đồ thị các
quan hệ Z
bt
t và đờng quan hệ Z
bh
t và lập bảng tính toán.

Chú giải : Do chọn kênh dẫn có cống điều tiết lên tổn thất đầu nớc giữa
sông và bể hút khi qua cống điều tiết lấy sơ bộ h = 0,2 m
Do đó khi tính quá trình mực nớc bể hút ta lấy quá trình mực nớc sông
ứng với tần suất 75% trừ đi tổn thất đó .
- Sau khi lập bảng ta xác định đợc : H
dhbq
= 18,96 m 19 m
H
TK
= h
dhbq
+ h
t
= 19 + 0,1 . 19 = 20,9 m 21
Bảng tính toán cột nớc thiết kế Htk

Thời gian tới

STT
Từ Đến

Số

ngày

Qi
m3/s

Zbt
m

Zs
75%

Zbh

m

hi
m

Qi.ti
m3
Qi.ti.hi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 16/11

20/11

5 10.8

84.3

65.8

65.6

18.7

4665600 87246720
2 21/11

30/11

10 10.8

84.3

65.9

65.7

18.6

9331200 173560320
3 1/12

10/12

10 10.8

84.3

65.3

65.1

19.2

9331200 179159040
4 11/12

20/12

10 10.8

84.3

65.6

65.4

18.9

9331200 176359680
5 21/12

31/12

11 10.8

84.3

65.7

65.5

18.8

10264320 192969216
6 1/1 10/1

10 7.1

83.8

65.7

65.5

18.3

6134400 112259520
7 11/1

15/1

5 7.1

83.8

65.5

65.3

18.5

3067200 56743200
8 22/1

31/1

10 7.1

83.8

65.2

65 18.8

6134400 115326720
9 1/2 10/2

10 7.1

83.8

64.9

64.7

19.1

6134400 117167040
10

11/2

12/2

2 7.1

83.8

65.3

65.1

18.7

1226880 22942656
11

13/2

20/2

8 10.8

84.3

65.3

65.1

19.2

7464960 143327232
ðồ án môn học: Thiết kế trạm bơm tưới

18

12

21/2

28/2

8 10.8

84.3

64.8

64.6

19.7

7464960 147059712
13

1/3 10/3

10 7.1

83.8

64.7

64.5

19.3

6134400 118393920
14

11/3

20/3

10 7.1

83.8

64.6

64.4

19.4

6134400 119007360

15

21/3

26/3

6 7.1

83.8

64.8

64.6

19.2

3680640 70668288
16

1/4 10/4

10 7.1

83.8

65.2

65 18.8

6134400 115326720

17

11/4

20/4

10 10.8

84.3

65.2

65 19.3

9331200 180092160
18

21/4

30/4

10 10.8

84.3

65.3

65.1

19.2

9331200 179159040
19

1/5 10/5

10 7.1

83.8

65.5

65.3

18.5

6134400 113486400
20

16/5

20/5

5 7.1

83.8

65.6

65.4

18.4

3067200 56436480
21

21/5

25/5

5 7.1

83.8

65.7

65.5

18.3

3067200 56129760

Tæng


175


133565760

2532821184


Hdh bq

18.96

II .TÝnh cét n−íc kiÓm tra H
KT
max
; H
KT
min
:
II.1- Cét n−íc max H
KT
max
:
- C«ng thøc H
KT
max
= h
KT
dh max
+
∑
t
h

h

KT
dh max
= Z
BT
max
- Z
Bh
min
:
Z
BT
max
Mùc n−íc bÓ th¸o lín nhÊt phô thuéc lo¹i tr¹m b¬m ( t−íi , tiªu ) Z
BT
max
∼ Q
max

Z
BT
max
= 84,4m
Z
Bh
min
Mùc n−íc bÓ hót nhá nhÊt Z
Bh
min
= Z
%90

song
- 0,2 = 64,2 – 0,2 = 64 m
⇒ h
KT
dh max
= 84,4 - 64 = 20,4 m
∑
t
h
= 1,9 m ⇒ H
KT
max
20,4 + 1,9 = 22,3 m
II.2- Cét n−íc min H
KT
min
:
C«ng thøc x¸c ®Þnh : H
KT
min
= h
dh
min
+
∑
t
h

h
dh

min
. Cét n−íc ®Þa h×nh t−¬ng øng víi mùc n−íc bÓ th¸o b¬m víi Q
min
, mùc n−íc bÓ
hót cao nhÊt P1%
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

19

h
dh
min
= Z
t
min
- Z
h
max

Z
min
1t
= Z
dk
+ h
min
= 82 + 1,8 = 83,8 m
Z
h
max

= 66,4 m
h
dh
min
= 83,8 66,4 = 17,4 m



H
KT
min
= h
dh
min
+

t
h
= 17,4 + 1,9 = 19,3 m
Bảng tổng hợp
Các cột nớc của trạm bơm & máy bơm
Cột nớc max
H
max
= 22,3 m
Cột nớc thiết kế
H
TK
= 21 m
Cột nớc min

H
min
= 19,3
Chơng V

Chọn máy bơm , Động cơ và máy biến áp

I. Chọn máy bơm chính .
I.1- Chọn sô máy bơm:
Số lợng máy bơm n của 1 trạm bơm là 1 con số có ý nghĩa về mặt kỹ thuật và cả
về kinh tế .Nó chi phối trực tiếp đến khâu thiết kế và trong quản lý vận hành . Số
lợng máy bơm nhiều dễ đảm bảo chạy máy sát với yêu cầu cấp nớc , nhng vốn đầu
t sẽ tăng , quản lý cũng theo đó phức tạp hơn . Trong trờng hợp nếu số máy bơm n
nhỏ khối lợng công trình bao che nhỏ hơn nhng mức độ an toàn cấp nớc sẽ kém
hơn .
Với kinh nghiệm thực tế , để đáp ứng đợc các yêu cầu trên số máy bơm thờng
nằm trong phạm vi :
3 n 8
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

20

Để tăng độ an toàn bơm nớc cần chọn máy bơm dự trữ . Số lợng máy dự trữ phụ
thuộc vào độ tin cậy làm việc của loại máy bơm đợc chọn . Trong trờng hợp này có
thể chọn 1 máy dự trữ .
Số máy bơm có thể sơ bộ chọn theo các cách sau :
+ Nếu cột nớc H thay đổi ít có thể dựa vào biểu đồ lu lợng cần . Số máy n
đợc chọn là hợp lý khi các cấp lu lợng trong biểu đồ đều đợc đáp ứng bằng một
số máy chọn nào đó , tức là lợng thừa , thiếu ( Q )ở các cấp lu lợng là nhỏ nhất
- Với trờng hợp này , ta nhận thấy , lu lợng yêu cầu không thay đổi nhiều , hay

nói cách khác là cột nớc H thay đổi ít .Do đó có thể dựa vào biểu đồ lu lợng cần
để chọn số máy bơm hợp lý.

biểu đồ lu lợng yêu cầu bơm các thời kỳ
10.8
7.1
10.8
7.1 7.1
10.8
7.1 7.1
7.1
0
2
4
6
8
10
12
16/11-
31/12
1/1-
15/1
22/1-
12/2
13/2-
28/2
1/3-
26/3
1/4-
10/4

11/4-
30/4
1/5-
10/5
16/5-
25/5
Thời kỳ sinh trởng
Lu lợng yêu cầu

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

21


- Ta nhận thấy nếu lấy n = 5 máy , trong đó có 1 máy dự trữ .

I.2- Chọn loại máy bơm:

* Các tiêu chí chọn loại máy bơm
- Máy bơm phải cung cấp đủ lu lợng yêu cầu
- Phải làm việc với hiệu suất cao :
- Trong quá trình làm việc không đợc xảy ra hiện tợng khí thực
- Máy bơm phải đợc chế tạo hàng loạt
- Có số vòng quay lớn
- Chất lợng lắp ráp tốt
Q
tk
may
=
4

tk
tram
Q
= 2,7 ( m
3
/s )
Cột nớc thiết kế của 1 máy là .H
TK
may
= H
tk
h
= 21 m
Dựa vào Q
tk
may
= 2,7 m
3
/s , H
TK
may
= 21 m . tra biểu đồ sản phẩm bơm ta chọn đợc loại
máy bơm hớng trục O

B 3-87 do Nga chế tạo .
Căn cứ vào đờng đặc tính kỹ thuật của máy bơm ( sổ tra cứu máy bơm ) đ chọn
ta xác định đợc góc cánh quạt thiết kế .
= -3
0

Thông số kỹ thuật của máy bơm do nhà máy giới thiệu
Q
(m
3
/s)

H
(m)

n
(v/ph)


(%)

H
bt
(m)
H
th
(m)
Động cơ
N
(KW)
Điện
áp
(V)
Trọng
lợng

(kg)
3,25 21

730 86

12.5

14 BAH118-51-8Y3

1000 6000

6500

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

22

Thông số kỹ thuật của máy bơm khi máy chạy tại điểm công tác
Q
(m
3
/s)

H
(m)

n
(v/ph)

(%)

H
(m)

H
th
(m)
Động cơ
N
(KW)
Điện
áp
(V)
Trọng
lợng
(kg)
2,7 21

730 82

11 14 BAH118-51-8Y3

1000 6000

6500

II. Chọn động cơ cho máy bơm.

Động cơ đi kèm với máy bơm vừa chọn là B

H118-51-8Y3


Các thông số kỹ thuật
Động cơ N
H
(KW) U
H
(V) n (v/ph)
(%) cos
BAH118-51-8Y3
1000 6000 730 94 0,90

Công suất thực tế mà động cơ sẽ phải làm việc trong mọi trờng hợp phải nhỏ hơn
công suất định mức của động cơ.


II.1- Kiểm tra công suất.
Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc trong mọi trờng hợp phải
nhỏ hơn công suất định mức động cơ.
N
max
< N
H
N
H
: Công suất định mức của động cơ . N
H
=1000 kw ( bảng thông số kỹ thuật ĐC

N
max
: Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc, xác định theo công
thức:
ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

23

N
max
=
trb
bb
HQk

.
81,9

Trong đó:
+ k- Hệ số dự trữ về độ thiếu chính xác của đờng đặc tính của máy bơm tính đến
tổn thất bất thờng. Theo kinh nghiệm với.
N
H
> 100 kw k=1,05.
+
b
, Q
b
Hiệu suất , lu lợng của máy bơm tra trên đờng đặc tính của máy bơm
ứng với H

b
.
+ H
b
cột nớc của máy bơm cho công suất lớn nhất.( với máy bơm hớng trục
công suất lớn nhất xuất hiện khi máy bơm làm việc với cột nớc lớn nhất )
H
b
= H
max
= 22,3m
Tra trên đờng đặc tính H
b
= 22,3 m Q
b
= 2,5 (m
3
/s) ;
b

= 0,80 %
+

tr
Hiệu suất truyền động ,

tr
= 1
N
max

=
8,0.1
5,2.3,22.05,1.81,9
= 717,8 (kw) < N
H

Vậy động cơ đảm bảo đáp ứng đợc công suất lớn nhất mà máy bơm phải làm
việc.

II.2 - Kiểm tra số vòng quay :
Sự chênh lệch số vòng quay giữa động cơ và máy bơm phải nằm trong phạm vi
cho phép :

n% =
100.
dc
bdc
n
nn


5%
Ta có

n% =
100.
730
730730

= 0%

ỏn mụn hc: Thit k trm bm ti

24

II.3 - Kiểm tra công suất của máy bơm :
Kiểm tra công suất máy bơm , tơng tự nh kiểm tra công suất động cơ đ chọn

III. Chọn máy biến áp.
Điện áp động cơ U
dc
= 6000 V < U
ng
= 10000 V ( 10KV ) . Do đó phải bố trí
trạm biến áp hạ thế để cấp điện cho trạm bơm .Khi chọn máy biến áp dựa vào các
thông số chủ yếu sau :
- Dung lợng yêu cầu của trạm bơm : S
YC

Với sơ đồ đấu điện đ chọn ta có thể tính theo công thức
S
YC
= 1,1 .

Cos
NKK
dc
H
.

21

+ K
3
.N
td
( KV.A)
Trong đó :
K
1
hệ số phụ tải của động cơ : K
1
=
H
tk
N
N
max
=
718,0
1000
8,717
=

K
2
hệ số làm việc đồng thời của trạm bơm , k = 4/5 = 0,.8
K
3
hệ số thắp sáng K
3

= 1
N
td
công suất tự dùng cung cấp điện để thắp sáng chạy các thiết bị phụ và
cung cấp điện cho địa phơng ở xung quanh trạm bơm . Tuỳ theo trạm bơm lớn
hay nhỏ mà lấy N
td
= 50 đến 150 kw.
Ta chọn N
td
= 100 kw

dc
hiệu suất động cơ ( 94 % )
Cos : hệ số công suất ( 0,9 )

H
N
Tổng công suất định mức của động cơ trong trạm bơm , kể cả máy dự
trữ .

H
N
= 5.1000 = 5000 KW