Thuyết minh đồ án công trình thu-trạm bơm công suát 34000m3ngđ

Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
Nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học
Công trình thu - trạm bơm
TàI liệu thiết kế
I. Trạm bơm cấp I:
1. Trạm bơm cấp I lấy nớc mặt, công suất đợc tính với các hệ số : K
bt
=
1,08 ; K
TT
= 1,2.
2. Chế độ làm việc : điều hoà 24/24h
3. Thời gian nớc bổ xung cứu hoả : t = 36h
4. Cốt tại điểm đa nớc vào nhà máy : Z
tr
= 22m
5. Cốt mặt đất tại CTT - TB cấp I : Z
đ
= 22m
6. Chiều dài từ trạm bơm I đến trạm xử lí : L = 400m

7. Cốt mực nớc của sông : Z
max
= 9m
Z
min
= 7m
8. Cốt đất : Lòng sông : Z
L
= 5,5m

Bãi sông : Z
B
= 6,5m
9. Chiều rộng bãi sông : L
B
= 5m
II. Trạm bơm cấp II:
1. Tổng công suất :

Q
max
= 34.000m
3
/ngđ
Công trình có độ an toàn bậc 1
2. Chế độ bơm 2 cấp : Q
1
= 850m
3
/h
Q
2
= 1530m
3
/h
Trong đó nớc công nghiệp chiếm 30%
3. Lu lợng nớc cứu hoả : Q
ch
= 32l/s
4. Mạng lới có đài ở đầu mạng.

5. Chiều dài tuyến dẫn từ trạm bơm cấp II đến đầu mạng lới : L = 1,2km
6. áp lực tự do tại điểm đầu mạng lới trong:
Giờ dùng nớc lớn nhất : H
td
= 30m
7. Trong trạm bơm có 2 bơm rửa lọc, mỗi máy có : Q = 1200m
3
/h
H = 12m
Khoảng cách từ bể chứa đến trạm bơm II là 10m
8. Cốt mặt đất tại điểm đầu mạng lới : Z
đ
= 22m
9. Cốt mực thấp nhất trong bể : Z
nmin
= 18m
Khối lợng thực hiện
- Bản vẽ A
2
: 3 bản (1 mặt bằng, 2 mặt cắt), Tỉ lệ 1/50
- Thuyết minh khổ A
4
(đánh máy, đóng quyển)
______________________________________________________________
___

1
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
Phần i

công trình thu và trạm bơm cấp I
1.tính toán công trình thu nớc mặt:
Để cho trạm bơm I hoạt động bình thờng, không bị các vật nổi, rác, rong
tảo, bùn làm ảnh hởng đến đờng ống hút của bơm, cần phải có công trình
đầu mối đó là công trình thu nớc mặt.
Căn cứ vào lu lợng, điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình đã cho
ở phần tài liệu thiết kế ta chọn loại công trình thu nớc kiểu phân li, thu nớc gần
bờ. Bố trí cầu công tác từ trạm bơm I ra công trình thu để tiện cho việc quản lí.
1.1 Các thông số tính toán:
Từ các số liệu từ tài liệu thiết kế trên ta có các số liệu tính toán nh sau:

Q
max
= 34000m
3
/ngđ = 1416,7m
3
/h
Trạm bơm I, lấy nớc mặt, công suất đợc tính theo công thức:
Q
1
= K
bt
.K
rr
.

Q
max
Trong đó : K

rr
= 1,2
K
bt
= 1,08
Q
1
= 1,08.1,2.1416,7 = 1836(m
3
/h) = 44064(m
3
/ngđ)
Để tính đợc công suất của trạm bơm cấp I ta phải dựa vào chế độ bơm của
trạm bơm cấp II:
Q
B
max
= 1530m
3
/h
Q
B
min
= 850m
3
/h
Q
cc
= 32 l/s =115,2 m
3

/h
Trong đó nớc công nghiệp chiếm 30%

Q
CN
max
= 30%Q
B
max
= 30%.1530 = 459m
3
/h
Lu lợng trong 3h liên tục:
3Q
1
= 3.1836 = 5508m
3
/h = 16,2%Q
ngđ
Vậy :

Q
SH
max
= (3h).

Q
max
+(3h).

Q
CN
max
= 16,2%.34000+3.459
= 6885(m
3
/h)
Q
1
tc
= Q
1
+
Tc
QQshQcc 13max3 +

= 1836+
36
1836.368852,115.3 +

= 1883,85(m
3
/h) = 45212(m
3
/ngđ) =0,523 m
3
/s
______________________________________________________________
___

2
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
Chế độ làm việc của trạm bơm cấp I là điều hoà 24/24h tức 4,17%Q
ngđ
1.2 Tính toán các bộ phận chính của công trình:
3
5
1
2
4
MN max
MN min
Song chắn rác
L ới chắn rác
ố
ng hút
Hố thu cặn
Sàn công tác
1
2
3
4
5
a. Tính toán ống hút:
Công suất Q = 44064m
3
/Ng.đ = 1836 m
3
/h = 0,51 m

3
/s
Để đảm bảo bậc tin cậy của trạm bơm, chọn 2 tuyến ống hút n = 2, loại
ống thép.
- Lu lợng một ống hút là:
Q
1ô
=
2
1836
2
=
Q
= 918 m
3
/h = 0,255 m
3
/s
Theo TCN 33-85, vận tốc cho phép của ống hút V = 1 ữ 1,3 m/s. Chọn V
= 1,1 m/s.
D =
1,114,3
255.04
4
ô1
x
x
xV
xQ
=

= 0,45 m = 450 mm
Chọn D = 450 mm với Q
1
= 0,255 m
3
/s = 255 l/s tra bảng thuỷ lực ta có:
V = 1,04
______________________________________________________________
___

3
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
* Kiểm tra lại vận tốc ống hút trong trờng hợp tăng cờng cho chữa cháy
(V
cc
):
V
cc
=
22
45,014,32
523,04
4
xx
x
xDnx
Q
TC

=

= 1,1 m/s
Trong đó:
Q
TC
: lu lợng trạm bơm làm việc tăng cờng phục hồi cho nớc chữa
cháy = 0,523m
3
/s
n: số ống hút = 2 ống
* Kiểm tra lại vận tốc ống hút khi 1 ống bị sự cố.
Trạm bơm có độ tin cậy bậc 1 nên khi sự cố 1 ống hút còn lại 1 ống phải
đảm bảo 70% công suất (Theo TCN 33-85)
- Lu lợng yêu cầu khi 1 ống bị sự cố (Q
SC
)
Q
SC
= 70% Q =
100
183670x
= 1285,2 m
3
/h = 0,357 m
3
/s
V
SC
=

22
45,014,3
357,04
4
x
x
xD
xQ
SC
=

= 1,5 m/s
V
SC
= 1,5 m/s < 2 m/s (vận tốc cho phép)
b. Tính toán song chắn rác:
Vì có 2 tuyến ống hút và bậc tin cậy là bậc 1 nên chọn công trình thu chia
làm 2 ngăn hút (Theo TCN 33-85).
* Diện tích công tác của song chắn rác:
F = 1,25
nxV
Q
K (Theo TCN 33-85)
Trong đó:
Q: lu lợng tính toán của trạm = 1836 m
3
/h = 0,51 m
3
/s
n: số ngăn thu n = 2

1,25: hệ số kể đến khi bị tắc
______________________________________________________________
___

4
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
V: vận tốc nớc chảy qua cửa thu (Theo TCN 33-85 trang 468) V
= 0,2 ữ0,6 m/s, chọn V = 0,35 m/s
K: hệ số kể đến sự thu hẹp diện tích do chiều dày các song chắn.
K =
4
14
+
=
+
a
ca
= 1, 25
a: chiều rộng khe hở của song a = 4 cm
C: chiều dày của thanh song chắn, chọn thanh là thép vuông 10 x
10 mm thì C = 1cm.
Vậy: F = 1,25
35,02
51,0
x
x 1,25 = 0,74 m
2
* Chọn kích thớc cửa thu và song chắn rác:
Kích thớc cửa H

c
x L
c
(mm)
Kích thớc song (mm)
H
1
H
2
H
3
L
1000 x 800 1255 1130 1000 930
Diện tích của cửa thu là:
f = 1 x0,8= 0,8 (m
2
)
Với khoảng cách 40mm có một thanh song chắn thì số lợng song chắn là:
800/40 1 = 19 thanh
Diện tích cản nớc của 19 thanh song chắn là:
(19.f) = 19.(c.H
c
) = 19.0,01.1 = 0,19m
2
Diện tích thông thuỷ của song chắn rác là:
f = 0,8 0,19 = 0,61 (m
2
)
Vận tốc qua song chắn là:
smv /54,0

61,0
33,0
==
Vận tốc nớc qua song chắn nằm trong khoảng 0,2 ữ 0,6m/s, thoả mãn tiêu
chuẩn thiết kế.
______________________________________________________________
___

5
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
930
10
40
1000
1130
1255
* Tổn thất cục bộ qua song chắn rác (h
s
)
h
s
=
S
x K x
g
V
2
2

Trong đó:
K: hệ số dự trữ K = 3
V: vận tốc nớc qua song chắn V = 0,35 m/s
g: gia tốc trọng trờng g = 9,81 m/s
2

S
: hệ số tổn thất cục bộ qua song

S
= (
a
c
)
3/4
= 2,42 (
40
10
)
3/4
= 0,85
c: chiều dày thanh song c = 10 mm
a: chiều rộng khe hở a = 40 mm
: hệ số phụ thuộc loại thanh (thanh vuông) = 2,42
Vậy h
S
= 0,85 x 3 x
81,92
35,0
2

x
= 0,014 m
______________________________________________________________
___

6
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
c. Lới chắn rác:
- Lới chắn rác đặt ở cửa thông giữa ngăn thu và ngăn hút để giữ lại các
rác nhỏ.
- Vật liệu gồm các tấm lới đan bằng thép có đờng kính d = 1,5 mm, đan
thành lới ô vuông 5 x 5 mm. Lớp căng dây ngoài để cho lới thép ổn định co d
= 2mm . Kích thớc mỗi mắt lới a
1
xa
1
= 25x25 mm
* Diện tích công tác của lới:
F = 1,25
nxV
Q
K
Trong đó:
Q: lu lợng tính toán Q = 1836 m
3
/h = 0,51m
3
/s
n: số ngăn hút n = 2

V: vận tốc nớc qua lới V = 0,3 m/s (v = 0,2ữ0,4 m/s)
K: hệ số kể đến sự thu hẹp do chiều dày lới
K =
2
2
2
2
5,0
)15,05,0()(
+
=
+
a
ca
= 1,69
a: chiều rộng khe hở của lới a = 0,5 cm
c: chiều dày của dây thép c = 0,15 cm
Vậy F = 1,25 x
3,02
51,0
x
x 1,69 = 1,2 m
2
* Chọn kích thớc cửa và lới chắn rác:
Kích thớc cửa (mm) Kích thớc ngoài của lới (mm)
B H L H
1250 1000 1380 1130
______________________________________________________________
___

7
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
l ớichắnrác
1380
1130
1
6
250
* Tổn thất cục bộ qua lới chắn (h
L
):
h
L
=
L
x K x
g
V
2
2

Trong đó:
Hệ số dự trữ K = 3
V: vận tốc nớc qua lới V = 0,3 m/s
g: gia tốc trọng trờng V = 9,81 m/s
2

L
: hệ số tổn thất cục bộ qua lới chắn

L
= (
a
c
)
3/4
= 1,79 (
5,0
15,0
)
3/4
= 0,73
Vậy h
L
= 0,73 x 3 x
81,92
3,0
2
x
= 0,01 m
*Tổn thất qua lớp dây căng ngoài

L1
= (
a
c
)
3/4
= 1,79 (

5,2
2,0
)
3/4
= 0,27
______________________________________________________________
___

8
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
Vậy h
L1
= 0,27 x 3 x
81,92
3,0
2
x
= 0,0037 m
d. Tính toán ngăn thu, ngăn hút:
* Chiều rộng ngăn hút (B
h
):
Từ đờng kính ống hút D
h
=450 mm tra bảng ta có kích thớc Crepine:
D
cr
= 675 mm , H = 800 mm
h = 560 mm , B

h
3 D
cr
Vậy B
h
= 3 x 675 = 2025 mm
h
Dcr
H
Dh
* Chiều dài ngăn hút (L
h
):(1,5ữ3 m)
L
h
3 D
cr
Tơng tự nh chiều rộng chọn L
h
= 2,1 m
Kích thớc ngăn hút: B
h
x L
h
= 2,1 x 2,1 (m)
* Xác định kích thớc ngăn thu nớc:
Chiều dài ngăn thu nớc : L
thu
= 2,1 m ( 1,6ữ3 m)
Chiều rộng ngăn thu nớc :B

thu
= B
L
+ 2e
B
L
: Chiều rộng song chắn rác = 0,93m
e = 0,6 (0,4ữ0,6)
B
thu
=0,93 + 2.0,6 = 2,13
______________________________________________________________
___

9
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
Kích thớc ngăn thu nớc :B
thu
xL
thu
=2,13x2,1 (m)

21002130
21002100
220
d450
d4500

e. Tính toán cao độ công trình thu:

* Cao độ mặt nớc thấp nhất trong ngăn hút (
MNNH
Z
min
)
MNNH
Z
min
=
MNS
Z
min
- h
Trong đó:

MNS
Z
min
: cốt mặt nớc thấp nhất ở sông (hồ) = 7m
h: tổn thất cột nớc ở cửa thu (song và lới chắn rác)
h = h
S
+ h
L
= 0,01 + 0,0137 = 0,0237 m
Vậy:
MNNH
Z
min
= 7 - 0,0237 = 6,98 m

* Cao độ mặt sàn công tác : (Z
CT
)
Z
CT
=Z
n
maz
+ 0,5 = 9 + 0,5 = 9,5 m

Z
n
max
: cao độ mực nớc lớn nhất = 9 m

Cao độ đáy công trình thu (Z
đáy CTT
)
-Khoảng cách từ mép dới cửa đặt lới chắn đến đắy CTT: h
2
= 1m
( 0,5ữ1m)
-Khoảng cách từ nớc thấp nhất đến mép trên lới chắn :h
3
= 0,7m
( 0,5m)
______________________________________________________________
___

10

Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
- Khoảng cách từ mực nớc thấp nhất trong ngăn hút đến miệng Crepine là
:
h
6
1,5 D
cr
=1,5x0,675 = 1,01m
h
6
0,5 m
Vậy h
6
=1,01m
-Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào Crepine:
h
5
=h
1
+ h
2
+ h
3
h
6
= 1,13 +1 +0,7 1,01 =1,82 m thoả mãn điêu
kiện: h
5
0,5 và h

5
0,8D
cr
Chiều cao hố thu cặn h
c
= 0,4 m
Vậy: Z
đáy CT
=
MNNH
Z
min
- (b + h
cr
+ a + h
c
)
= 6,98 - (1,82 + 1,01) = 4,15 m
2 tính toán trạm bơm cấp i:
Trạm bơm I có nhiệm vụ đa nớc từ công trình thu đến trạm xử lý. Chế độ
làm việc là bơm 1 cấp trong 24 giờ ngày đêm.
Vật liệu ống trong trạm bơm: dùng ống thép.
2.1 Lu lợng trạm bơm cấp I:
- Công suất trạm Q = 44064 m
3
/Ng.đ = 510 l/s
- Số bơm công tác n = 2 máy
- Số bơm dự phòng : 1 máy
- Lu lợng của 1 máy bơm (Q
1

)
Q
1
=
2
44064
2
1
=
Q
= 22032m
3
/Ng.đ = 255l/s
2.2 Cột áp toàn phần của máy bơm:
H
TP
= (Z
c
-
MNNH
Z
min
) + ah
d
+ h
0
+ h
b
Trong đó:
______________________________________________________________

___

11
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________

Z
c
: cốt mực nớc cao nhất tại bể đầu trên trạm xử lý (bể trộn)
Z
c
= 34 m

MNNH
Z
min
: cốt mực nớc thấp nhất trong ngăn hút =6,98 m

a: hệ số kể đến tổn thất cục bộ trên ống dẫn, a = 1,1 (1,05ữ1,1)

h
0
: áp lực tự do tại miệng ống vào bể trạm xử lý h
0
= 2m (1ữ2 m)

h
d
: tổng tổn thất trên đờng ống dẫn từ trạm bơm I đến trạm xử lý
Thiết kế 2 tuyến ống dẫn với Q

1
= 255 l/s. Tra bảng thuỷ lực với vận tốc
kinh tế (cho phép V =1,2 ữ 1,8 m/s)
D = 400 mm , V = 1,31 m/s , 1000i = 6,04 m
h
d
= 1000i x L = 6,04 x 0,4 = 2,42 m
L: chiều dài tuyến ống dẫn L = 400 m = 0,4 Km
h
b
: tổng tổn thất áp lực trong trạm bơm (gồm ống hút và ống đẩy)
=3 (2ữ3m)TCVN33-85
áp lực toàn phần của máy bơm là:
H
TP
= (34 6,98) + 1,1 x 2,42 + 2 + 3
H
TP
= 34,887 m =35 m
D450
D450
d400
d450
d400
d450
d400
d450
d400
d400
______________________________________________________________

___

12
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
sơ đồ bố trí trạm bơm i
2.3 Chọn máy bơm:
- Chọn bơm ly tâm trục ngang có 2 cửa nớc vào
- Số bơm là: 3 bơm (2 bơm hoạt động, 1 bơm dự phòng)
- Từ lu lợng Q
1bơm
= 255 l/s = 918 m
3
/h
Tra cẩm nang máy bơm, chọn loại bơm Omega: 250-370A có các thông
số kỹ thuật:
Hiệu suất máy bơm = 0,86
NPSH = 3,7 m
Công suất động cơ N =100KW
Số vòng quay n = 1450 vòng/phút
Đờng kính miệng hút: 300 mm
Đờng kính miệng đẩy: 250 mm
Bánh xe công tác :362
2.4. Tính đ ờng kính ống hút riêng của máy bơm:
Qua ống hút chung D = 450 mm, lu lợng đợc chia cho 2 máy bơm hoạt
động.Khi đó lu lợng tính cho mỗi bơm = 255 l/s. Theo TCVN 33-85, với ống
hút có D = 300-800 mm thì vận tốc trong ống hút đợc quy định V = 1-1,3 m/s.
Chọn V = 1,1 m/s, khi đó đờng kính ống hút riêng sẽ là:
D =
V

q
.
.4

=
1,1.14,3
255,0.4
= 447 mm
Chọn D = 450 mm, tra bảng tính toán thuỷ lực có: V = 1,1 m/s,
1000i = 3,28

2.5. Tính đ ờng kính ống đẩy riêng của máy bơm:
Chọn đờng kính ống đẩy riêng với vận tốc chảy trong ống V = 1,2 m/s (quy
phạm V = 1,2-1,8 m/s).
Đờng kính ống đẩy sẽ là:
D =
V
q
.
.4

=
5,1.14,3
255,0.4
= 398 mm
Chọn D = 400 mm, tra bảng tính toán thuỷ lực có: V = 1,31 m/s, 1000i =
6,04
______________________________________________________________
___

13
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
2.6. á p lực toàn phần thực tế của máy bơm:
2.6.1. Tổn thất áp lực cục bộ trong CTT và TB I:
H
b
=

d
h
+

cb
h
m
Trong đó: H
b
_ Tổn thất cục bộ trong TB I (m)

d
h
_ Tổn thất áp lực theo đờng hút và đờng ống đẩy của trạm (m)

cb
h
_ Tổn thất cục bộ qua các phụ tùng (m)
1. Tổn thất trên đ ờng ống hút:
Tính tổn thất áp lực cho máy bơm số 1 với đờng ống hút bất lợi nhất (Đờng
ống số 2).

Tổn thất theo chiều dài L =5 m (Chiều dài của bãi sông) với vận tốc hút
tăng cờng khi 1 ống bị sự cố. Lúc này ống hút phải đảm bảo 70% công suất
tính toán.
Q
SC
=523.70% = 336,1l/s; V = 1,49 m/s; 1000i = 6,7
Vậy tổn thất theo chiều dài ống hút là:
H
h
= L.i= 5.0,0067=0,034 m
Trên ống hút có các phụ tùng gây ra tổn thất áp lực cục bộ gồm:
Hệ số sức cản cục bộ của ống hút:
Nhóm 1 :
Số
TT
Danh mục Đơn Vị tính Số lợng

v
1 Crêpin cáI 1 0,15 0,15
1,49
2 Cút 90
0
cáI 1 0,5 0,5
3 Khoá cáI 1 1 1
4 Tê cáI 1 1,5 1,5
Cộng 3,15

( )
H
V

g
m
day
Cb
=
2
2

( )
( )
mH
cb
36,0
81,9.2
49,1
15,3
2
1
==

Nhóm 2 :
______________________________________________________________
___

14
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
Số
TT
Danh mục Đơn Vị tính Số lợng

v
1 Côn 450x250 cái 1 0,1 0,1
1,1
2 Tê cái 1 1,5 1,5
3 Khoá cái 1 1 1
Cộng 2,6
( )
H
V
g
m
day
Cb
=
2
2

( )
( )
mH
cb
16,0
81,9.2
1,1
6,2
2
2
==

Vậy tổn thất phần hút là :
H
h
= 0,034+0,36+0,16=0,55 m
2/ Tổn thất áp lực trên đờng ống đẩy:
Tính tổn thất áp lực cho máy bơm số 1 với đờng ống hút bất lợi nhất
( Đờng ống số 2 ).
Chiều dài ống đẩy riêng L = 10 m
D = 400 mm , v =1,31 m/s , 1000i = 6,04
Chiều dài ống đẩy chung L = 1 m
D = 400 mm , v =1,31 m/s , 1000i = 6,04
Vậy tổn thất theo chiều dài ống đẩy là :
H
đ
= (0,01 x 6,04) + ( 0,001x 6,04) =0,07m .
Trong ống đẩy có các phụ tùng gây ra tổn thất áp lực gồm .
( )
H
V
g
m
day
Cb
=
2
2
Hệ số sức cản cục bộ trên ống đẩy:
Nhóm 1 :
Số
TT

Danh mục Đơn vị tính Số lợng

v
______________________________________________________________
___

15
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
1 Côn 200x400 cái 1 0,25 0,25
1,31
2 Khoá 1 chiều cái 1 1,7 1,7 1,31
3 Khoá 2 chiều cái 1 1 1 1,31
4 Tê cái 1 1,5 1,5 1,31
Cộng 4,45 1,31
H
Cb
1
= 4,45 .
( )
m39,0
81,9.2
31,1
2
=


Nhóm 2 :
Số TT Danh mục Đơn vị tính Số lợng

v
1 Khoá 2 chiều cái 1 1 1
1,31
2 Tê cái 1 1 1 1,31
Cộng 2 1,31
H
Cb
2
= 2 .
( )
m17,0
81,9.2
31,1
2
=

Vậy tổn thất phần đẩy là :
H
d
= 0,07+0,39+0,17=0,63 m
Tổn thất áp lực cục bộ của CTT và TBI là :
H
b
= h
h
+ h
đ

= 0,55+0,63 =1,18 m
2.6.2. Tổn thất áp lực từ TB I đến TXL:

Tổn thất theo chiều dài:
H
d
= L.1000i = 0,4.6,04=2,416 m
Tổn thất cục bộ trên đờng ống dẫn, lấy sơ bộ là 10% tổn thất theo chiều
dài.
H
cb
= 2,416.10%=0,24 m
______________________________________________________________
___

16
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
Vậy:
h
d
= 2,416+0,24 =2,656 m
2.6.3. Cột áp toàn phần thực tế của trạm bơm I:
H
TP
= (Z
c
-Z
h
)+a.

h
d

+h
o
+H
b
(m)

(34-6,98)+1,1.2,656+2+1,18 =33,12 m
2.7 Xác định cốt trục máy bơm: (Z
Trục bơm 1
)
Z
Trục bơm 1
=
MNNH
Z
min
+
h
dh
H
Trong đó:

MNNH
Z
min
: cốt mực nớc thấp nhất trong ngăn hút = 6,98 m

h
dh
H

: chiều cao hút địa hình
h
dh
H
= [H
CK
] -
g
V
2
2
- h
h
[H
CK
]: chiều cao hút chân không cho phép của máy bơm = 3,7m
V: vận tốc tại miệng vào của bơm
V =
22
3,014,3
255,044
x
x
D
Q
=

= 3,61m/s
Lu lợng bơm Q = 255 l/s = 0,255 m
3

/s
D: đờng kính miệng hút của bơm = 300 mm
h
h
: tổng tổn thất đờng ống hút = 0,55 m
h
dh
H
= 3,7 -
81,92
61,3
2
x
- 0,55 = 2,49 m
Vậy: Z
Trục bơm 1
= 6,98 + 2,49 = 9,47 m
2.8 Xác định cốt nền đặt bơm: (Z
sàn
)
Z
sàn
= Z
trục bơm 1
- H
H: khoảng cách từ tâm trục bơm đến sàn máng bơm, tra cẩm nang
máy bơm Omega 250-370A ta có h
6
= 780 mm = 0,78 m
______________________________________________________________

___

17
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
Z
sàn
= 9,47 - 0,78 = 8,69 m
2.9 Dựng đờng đặc tính của máy bơm:
a. Xác định đờng đặc tính của 1 ống dẫn:
Ta có phơng trình đờng đặc tính:
H
ống
= H
đh
+ ah
d
= H
đh
+ h
W
H
ống
: áp lực ứng với lu lợng vận chuyển trong ống (m)
H
đh
: cột nớc địa hình (m)
H
đh
= Z

c
-
MNNH
Z
min
+ h
0
= 34 - 6,98 + 2 = 29,02 m
Z
c
: cốt mặt nớc tại bể đầu tiên của trạm xử lý (bể trộn) Z
c
= 34 m

MNNH
Z
min
: cốt mặt nớc thấp nhất trong ngăn hút = 6,98 m
h
0
: áp lực tự do tại miệng vào của bể đầu tiên của trạm xử lý h
0
= 2m
a: hệ số kể đến tổn thất cục bộ a = 1,1
h
d
: tổn thất dọc đờng của đờng ống dẫn từ trạm bơm I đến trạm xử
lý.
bảng xác định đờng đặc tính 1 ống
Q/2 D L 1000i a h

W
(m) H
đh
H
ống
(l/s) (mm) (Km)
(a x
1000 i x
L) (m) (m)
50 400 0,4 0,57 1,1 0,25 29,02 29,27
75 400 0,4 1,18 1,1 0,52 29,02 29,54
100 400 0,4 2 1,1 0,88 29,02 29,90
125 400 0,4 3,02 1,1 1,33 29,02 30,35
150 400 0,4 4,23 1,1 1,86 29,02 30,88
175 400 0,4 5,06 1,1 2,23 29,02 31,25
200 400 0,4 6,12 1,1 2,69 29,02 31,71
225 400 0,4 7,23 1,1 3,18 29,02 32,20
250 400 0,4 8,35 1,1 3,67 29,02 32,69
______________________________________________________________
___

18
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
255 400 0,4 9,45 1,1 4,16 29,02 33,18
b. Xác định đờng đặc tính 2 ống dẫn:
Từ số liệu theo bảng trên, ta vẽ đợc đờng đặc tính của 1 ống. Để vẽ đờng
đặc tính 2 ống, ta giữ nguyên tung độ và nhân đôi hoành độ.
Từ cẩm nang máy bơm Omega: 250-370A ta có đờng đặc tính của 1 máy
bơm.

Từ đờng đặc tính của 1 máy bơm ta trừ đi tổn thất ống hút và ống đẩy, ta
đợc đờng đặc tính của 1 máy có kể đến tổn thất ống riêng, sau đó nhân đôi
hoành độ và giữ nguyên tung độ ta có đờng đặc tính của 2 máy bơm có kể đến
tổn thất ống riêng.
c. Kiểm tra khả năng của đờng ống dẫn khi có sự cố:
Từ trạm bơm I đến trạm bơm II có 2 đờng ống dẫn 400 đặt song song
nhau, có chiều dài L =400 m và đợc nối nhau bằng các đoạn ống. Khi có sự cố
1 điểm thì phải đảm bảo cấp nớc tối thiểu là 70%.Vì vậy ta phải thiết kế ống
nối giữa 2 đờng ống dẫn .Do chiều dài ống dẫn trung bình nên ta chỉ thiết kế 1
đờng ống nối
Vậy ta cần phải tính toán các đoạn ống nối và kiểm tra vận hành khi có
sự cố.
Chia đoạn ống L = 400 m thành 2 đoạn n = 2, mỗi đoạn l = 200 m
+ Tính toán và lập đờng ống khi có sự cố:
H
ống
= H
đh
+ ah
d
= h
đh
+ h
W
H
đh
: cột nớc địa hình (đã tính ở phần trên) H
đh
= 29,02 m
h

d
: tổn thất dọc đờng khi 1 đoạn ống có sự cố
h
d
= (1000i)
1
x
2
)1000()1(
2
L
xin
n
L
+

+ (1000i)
1
: tính theo Q/2
+ (1000i)
2
: tính theo Q
Ta giả thiết các lu lợng khác nhau, ứng với mỗi giá trị ta có 1 điểm công
tác của ống (H
ống
), nối các điểm đó với nhau ta đợc đờng đặc tính của ống khi
bị sự cố.
______________________________________________________________
___

19
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
bảng tính tổn thất dọc đờng khi ống dẫn bị sự cố
Q Q/2 D L
1000i a h
d
h
W
H
đh
H
ống
(l/s) (l/s) (mm) (Km) (m) (m) (m)
510
255
400 0,4 33,87 1,1
8,66 9,53 29,02
38,55
400 0,4 9,45 1,1
500
250
400 0,4 33,01 1,1
8,27 9,10 29,02
38,12
400 0,4 8,35 1,1
450
225
400 0,4 28,78 1,1
7,20 7,92 29,02

36,94
400 0,4 7,23 1,1
400
200
400 0,4 24,45 1,1
6,11 6,73 29,02
35,75
400 0,4 6,12 1,1
350
175
400 0,4 20,3 1,1
5,07 5,58 29,02
34,60
400 0,4 5,06 1,1
300
150
400 0,4 16,7 1,1
4,19 4,60 29,02
33,62
400 0,4 4,23 1,1
250
125
400 0,4 11,6 1,1
2,92 3,22 29,02
32,24
400 0,4 3,02 1,1
200
100
400 0,4 7,4 1,1
1,88 2,07 29,02

31,09
400 0,4 2 1,1
150
75
400 0,4 4,23 1,1
1,08 1,19 29,02
30,21
400 0,4 1,18 1,1
______________________________________________________________
___

20
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
100
50
400 0,4 2 1,1
0,51 0,57 29,02
29,59
400 0,4 0,57 1,1
1. Các đ ờng trên biểu đồ:
Trên biểu đồ ta xác định các điểm làm việc của hệ thống:
- Đờng số 1: Đờng đặc tính của máy bơm OMEGA 250-370A
- Đờng số 2: Đờng đặc tính của máy bơm OMEGA 250-370A sau khi đã trừ đi
một lợng tổn thất cục bộ.
- Đờng số 3: Đờng đặc tính của 2 máy bơm làm việc song song đã trừ đi một l-
ợng tổn thất áp lực cục bộ của trạm bơm cấp II.
- Đờng số 4: Đờng đặc tính của hai ống dẫn.
- Đờng số 5: Đờng đặc tính của hai ống dẫn khi một đoạn ống bị sự cố.
- Đờng số 6: Đờng công suất của máy bơm OMEGA 250-370A.

2. Các điểm trên biểu đồ:
- Điểm A: tơng ứng có Q
A
=510 l/s; H
A
= 35 m là điểm làm viẹc của 2 máy
trên 2 đờng ống
- Điểm B: tơng ứng có Q
B
= 441 l/s; H
B
=37,1 m là điểm làm việc của 2 máy
khi có sự cố đờng ống
Tính toán trạm bơm I yêu cầu:
Q
3b
= 510l/s
Q
s cố
= 441l/s
Q
s cố
0,7x Q
3b
= 0,7.510 = 357 l/s

- Điểm C: điểm công suất của máy bơm tơng ứng với điểm làm việc của máy
bơm N = 100 kW.
3. Kết luận:
Máy bơm OMEGA 250-370A đã chọn đáp ứng đúng theo yêu cầu thiết kế.

Nghĩa là đảm bảo:
- Lu lợng và cột áp theo tính toán. Q
tt
= 510 l/s; H
TP
= 35m.
- Đảm bảo điều kiện khi bị sự cố: Q
SC


70%.Q
2.10. Thiết kế xây dựng trạm bơm I:
Trạm bơm cấp I gồm 3 bơm loại Omega: 250-370A (2 bơm hoạt động, 1
bơm dự phòng)
Cốt mặt đất nơi xây dựng là 22m, xây dựng trạm gồm 2 tầng. Tầng hầm
đặt máy bơm có cốt sàn là 17,49 m, tầng trên là gian quản lý và điều hành có
cốt nền 22,5 m có chiều cao xây dựng là 3,5m.
Các bơm đều đặt trên bệ bơm cao 0,20m, xung quanh có rãnh để thoát nớc.
Tờng tầng hầm bằng bê tông cốt thép và có lớp chống thấm, tờng tầng
trên xây bằng gạch đảm bảo thông thoáng và ánh sáng. Mái panel cách nhiệt,
dốc về 2 phía theo chiều dài nhà trạm, xung quanh có rãnh thoát nớc ma. Kích
thớc xây dựng: 18,2m x 7,6m x 9,65m.
______________________________________________________________
___

21
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
Phần ii
tính toán - thiết kế trạm bơm cấp ii

1.L u l ợng trạm bơm cấp hai cấp vào mạng l ới:
Nh tài liệu thiết kế đã cho, trạm bơm II làm việc theo hai cấp:
- Cấp 1: với Q
1
= 850 m
3
/h = 2,5%.Q
ngđ

- Cấp 2: với Q
2
= 1530 m
3
/h = 4,5%.Q
ngđ
Vì công trình có độ an toàn bậc 1 nên ta chia làm 2 đờng ống đẩy từ trạm
bơm II ra đầu mạng lới (nút số 1), vật liệu bằng thép.
* Kiểm tra vận tốc:
- Trờng hợp bơm giờ max (4,5%.Q
ngđ
), có Q
B
= 1530 m
3
/h = 425 l/s vậy mỗi
ống có lu lợng là: Q
1ô
=
2
425

= 212,5. Tra bảng ta đợc D = 350 mm; v = 1,45
(1ữ1,5 m/s)); 1000i = 8,39. Vận tốc đạt yêu cầu.
- Trờng hợp bơm giờ max, có cháy, có Q
B
= 425 + 3.32 = 521 l/s vậy mỗi
ống có lu lợng là: Q
1ô
=
2
521
= 260,5 l/s. Tra bảng ta đợc D = 350 mm; v = 1,74
(1,2ữ1,8 m/s); 1000i = 12,25. Vận tốc đạt yêu cầu.
2. Tính toán sơ bộ áp lực máy bơm cấp II:
Vì đài ở đầu mạng lới nên ta tính toán cho 2 trờng hợp:
+ Trờng hợp 1: Tính toán cho trờng hợp vào giờ dùng nớc max (4,5%.Q
ngđ
).
+ Trờng hợp 2: Tính toán cho giờ dùng nớc max + có cháy.
* áp lực toàn phần của máy bơm trong giờ dùng nớc max tính theo công
thức:
H
TP
B
= H
ĐH
+ h
h
+ a.

d

h
+ H
TD
(m)
Trong đó: H
ĐH
_ Chiều cao bơm nớc địa hình đợc xác định:
H
ĐH
= Z
max
D
- Z
min
B
Z
max
D
_ Cao trình tại điểm đầu mạng lới = 22 m.
Z
min
B
_ Cao trình mực nớc thấp nhất trong bể chứa =18 m.

H
ĐH
= 22 - 18 = 4 m
h
h
_ Tổn thất áp lực trên ống hút, lấy sơ bộ là = 2 m.

a_ Hệ số tổn thất cục bộ = 1,1.

d
h
_ Tổn thất áp lực trên ống đẩy.

d
h
= 1000i.L = 8,39.1,2 = 10,068 m
H
TD
_ áp lực tự do tại điểm đầu mạng lới trong giờ dùng nớc lớn nhất
= 30 m

H
TP
B
= 4+2+1,1.10,068+30 = 47,07m.
* áp lực toàn phần của máy bơm trong giờ dùng nớc max + có cháy tính
theo công thức:
H
TP
B
= H
ĐH
+h
h
+a.

d

h
+H
TD
(m)
Trong đó: H
ĐH
_ Chiều cao bơm nớc địa hình đợc xác định:
______________________________________________________________
___

22
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
H
ĐH
= Z
max
D
- Z
min
B
Z
max
D
_ Cao trình tại điểm đầu mạng lới = 22 m.
Z
min
B
_ Cao trình mực nớc thấp nhất trong bể chứa =18 m.

H
ĐH
= 22 - 18 = 4 m
h
h
_ Tổn thất áp lực trên ống đẩy, lấy sơ bộ là = 2 m.

d
h
_ Tổn thất áp lực trên đờng ống đấy trong giờ dùng nớc max +
có cháy:

d
h
= 1000i.L = 12,25.1,2 = 14,7 m
H
TD
_ áp lực tự do tại điểm đầu mạng lới trong giờ dùng nớc lớn nhất
+ có cháy = 30 m.

H
TP
B
= 4+2+1,1.14,7+30 = 52,17 m.
Xét cả 2 trờng hợp ta thấy: Trong giờ dùng nớc lớn nhất + có cháy, áp lực
cần thiết trong đờng ống là lớn nhất vì vậy ta chọn trờng hợp này để tính toán
áp lực toàn phần cho máy bơm.
3. Chọn máy bơm:
Dựa vào Q = 521 l/s và H = 52,17 m ta chọn 3 máy bơm hoạt động và một
máy bơm dự phòng. Trong giờ dùng nớc max 4,5%.Q

ngđ
+ có cháy 32 l/s thì cả
hai máy bơm làm việc đồng thời:
Lu lợng của một bơm sẽ là: Q
1
=
2
521
= 260,5 l/s.
Từ yêu cầu trên và cột áp và lu lợng đồng thời căn cứ vào đờng đặc tính của
máy bơm trong sổ tay máy bơm, ta chọn loại máy bơm li tâm hai cửa nớc vào
Omega 250-480A các thông số kỹ thuật của máy bơm nh sau:
+ Số vòng quay của bánh xe: n = 1450 v/ph.
+ Hiệu suất máy bơm:

= 83%.
+ Độ dự trữ chống xâm thực cần thiết: NPSH = 3,2 m
+ Đờng kính ống hút: D
hút
= 300 mm
+ Đờng kính ống đẩy: D
đẩy
=250 mm
+ Công suất: P = 160 kWh.
4. Tính toán kỹ thuật trạm bơm cấp 2
4.1. Sơ đồ bố trí trạm bơm cấp II:
______________________________________________________________
___

23

Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
sơđồnốiốngcủatrạmbơmcấpIi
d450
d350
d350d350
d300
d300
d300
d350
D450
d350
d350
D450
d300
4.2. Tính ống hút và ống đẩy:
4.2.1. Tính ống hút chung:(ống số 1 và số 2)
Chọn hai ống hút chung, vật liệu bằng thép với lu lợng mỗi ống là 260,5l/s.
Tra bảng tính toán thuỷ lực, chọn ống có D = 450 mm; v = 1,06 m/s; 1000i =
3,28. Phù hợp vì theo TCVN 33-85 quy định vận tốc đờng ống hút trong
khoảng từ 1-1,3 m/s.
* Tính toán miệng loe:
Tra trong bảng miệng loe 6.2 ta có kích thớc miệng loe lấy theo kích thớc
của ống hút nh sau:
______________________________________________________________
___

D
y
mm

d
mm
D
mm
H
mm
h
mm
450 480 616 600 110
24
Đồ án môn học công trình thu trạm bơm
__________________________________________________________________
616
450
480
110
600
4.2.2. Tính ống đẩy chung dẫn đến đầu mạng lới:
Dùng hai đờng ống đẩy chung bằng thép để dẫn nớc thô từ TB II đến đầu
mạng lới với chiều dài mỗi ống là 1,2 km. Lu lợng mỗi ống là Q
1ô
= 260,5 l/s.
Vận tốc cho phép của ống đẩy V
đ
= 1,2-1,8 m/s (TCVN 33-85). Tra bảng
tính toán thuỷ lực ta có D = 350 mm; v = 1,74 m/s; 1000i = 12,25 (phù hợp).

4.3. Tính tổn thất áp lực trong trạm bơm cấp hai:
H
TR

=

d
h
+

cb
h
(m)
Trong đó:

d
h
_ Tổn thất áp lực theo chiều dài ống hút và ống đẩy.

cb
h
_ Tổn thất áp lực cục bộ do các phụ tùng thiết bị trên hệ thống.
- Tổn thất áp lực trên đờng ống hút:
Tính tổn thất áp lực cho máy bơm số 1, và đờng ống hút bất lợi nhất
Tổn thất áp lực theo chiều dài cho phần ống hút chung là:
h
h
= 1000i.L = 3,28.0,01 = 0,0328 m.
Trong đó L: khoảng cách từ bể chứa đến trạm bơm cấp II là 10m
ống hút riêng có Q= 521/3 = 173,67/s tra bảng ta đợc D = 350 mm ;
v =1,16( 1ữ1,3 m/s ) ; 1000i = 5,41
Đờng ống hút riêng lấy sơ bộ có chiều dài 3,3m. Tổn thất áp lực theo chiều
dài cho phần ống hút riêng là:
h

h
= 1000i.L = 5,41.0,0033 = 0,017853 m.
Tổng tổn thất theo chiều dài của ống hút là:
H
h
= 0,0328+0,017853= 0,050653 m.
Trong ống hút có các phụ tùng gây ra tổn thất áp lực gồm:
Loại 1:
Số TT Danh mục Đơn vị
tính
Số lợng



v
1 Phễu hút Cái 2 0,15 0,3
1,06
2 Cút 90
0
Cái 1 0,5 0,5
1,06
______________________________________________________________
___

25