Thuyết minh đồ án công trình thu-trạm bơm công suất 25000m3

Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
Nhiệm vụ thiết kế môn học
Công trình thu - trạm bơm
Nhiệm vụ: Thiết kế công trình thu Trạm bơm cấp I Trạm bơm cấp II
Đề số: 35
Giáo viên hớng dẫn: Th.S Vũ Minh Đức
Ngày giao đề tài: 18-11-2003
Phần I: 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:
c = 1,08; b = 1,3
2. Chế độ làm việc: điều hoà 24/24h
3. Thời gian nớc bổ sung cứu hoả: t = 36h
4. Cốt tại điểm đa nớc vào nhà máy: Z
TR
= 29 m
5. Cốt mặt đất tại công trình thu trạm bơm cấp I: Z
d
= 26 m
6. Chiều dài tuyến dẫn nớc từ trạm bơm 1 đến trạm xử lý: L = 170m
7. Lu lợng dòng chảy mùa lũ: Q
SMAX
= 381 m
3
/s
8. Lu lợng dòng chảy mùa kiệt: Q
SMIN
= 6 m
3
/s
9.Vận tốc dòng chảy trong mùa kiệt: V

S
= 0,4 m/s
10. Nhiệt độ của nớc: - Mùa hè t
0
= 20
0
C
- Mùa đông t
0
= 15
0
C
11. Cốt mực nớc của sông: - Z
MAX
= 8,5 m
- Z
MIN
= 5,7 m
12. Cốt đất: - Lòng sông: - Z
L
= 2,1 m
- Z
B
= 4,1 m
13.Chiều rộng bãi sông: L
B
= 31 (m)
II. Trạm bơm cấp II
1. Tổng công suất
Q

MAX
= 25x1000 = 25000 (m
3
/ng)
Công trình có độ an toàn bậc I
2. Chế độ bơm hai cấp
Q
1
= 1,65x1000 = 1650 (m
3
/h)
Q
2
= 0,83x1000 = 830 (m
3
/h)
Trong đó nớc công ngiệp chiếm 30%.
3. Lu lợng nớc cứu hoả
Q
CH
= 25 (l/s)
4. Mạng lới có đài cuối mạng
5. Chiều dài tuyến dẫn từ trạm bơm cấp II đến đầu mạng lới
L = 590 (m)
Trang 1
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
6. áp lực tự do tại điểm đầu mạng lới
Giờ dùng nớc lớn nhất : H
TD
= 46 (m)

Giờ dùng nớc nhỏ nhất : H
TD
= 45 (m)
Giờ dùng nớc lớn nhất có cháy: H
TD
= 50 (m)
7. Trạm bơm có 2 bơm rửa lọc mỗi máy có:
Q = 600 (m
3
/h)
H = 25 (m)
8. Trạm xử lý có hai bể chứa cách nhau 8 (m)
Khoảng cách từ bể chứa đến trạm bơm II là 10 (m)
9. Cốt mặt đất tại điểm đầu mạng lới Z
Đ
= 23 (m)
10. Cốt mực nớc cao nhất trong bể Z
NMAX
= 20,5 (m)
Cốt mực nớc thấp nhất trong bể Z
NMIN
= 18 (m)
11. Chiều cao nớc trong bể
H
N
= 4,5 (m)
Trang 2
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
Phần II: Thiết kế công trình thu trạm bơm cấp I
trạm bơm cấp II

I. Thiết kế công trình thu trạm bơm cấp I
1. Công trình thu n ớc mặt
Theo giả thiết có Q
MAX
= 25.000 (m
3
/ng)
Mặt khác có b = 1,3
c = 1,08
Công suất trạm bơm cấp I:
Q
1
= b.c. Q
MAX
= 1,3.1,08.25000
= 35100 (m
3
/ngđ) = 1462,5 (m
3
/h)
Có Q
II
MAX
= 1650 (m
3
/h)
Q
II
MIN
= 830 (m

3
/h)
Q
CN
MAX
= 30%.1650
= 495 (m
3
/h)
Lu lợng tiêu thụ trong 3 giờ liên tục:
Q = 3.Q
1
= 3.1650 = 4950 (m
3
/h)
Q
SH
MAX
= 4950 + 3.495 = 6435 (m
3
/h)
Q
CC
1
= Q
1
+
C
SH
MAXCC

T
QQQ

+
1
33
= 1463 +
36
1463.36435390
+
= 1527 (m
3
/h) = 36648 (m
3
/ngđ)
Chế độ bơm của trạm bơm cấp I là 4,17% Q
NGĐ
Cốt mặt đất tại trạm bơm cấp I là 26 (m)
Chiều dài tuyến dẫn nớc từ trạm bơm 1 đến trạm xử lý:
L = 170m
Lu lợng dòng chảy mùa lũ: Q
SMAX
= 381 m
3
/s
Lu lợng dòng chảy mùa kiệt: Q
SMIN
= 6 m
3
/s

Vận tốc dòng chảy trong mùa kiệt: V
S
= 0,4 m/s
Nhiệt độ của nớc: - Mùa hè t
0
= 20
0
C
- Mùa đông t
0
= 15
0
C
Cốt mực nớc của sông: - Z
MAX
= 8,5 m
- Z
MIN
= 5,7 m
Cốt đất: - Lòng sông: - Z
L
= 2,1 m
- Z
B
= 4,1 m
Chiều rộng bãi sông: L
B
= 31 (m)
Trang 3
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức

2. Tính toán công trình thu
2.1 Tính toán cửa thu
A, Tính toán diện tích công tác, tổn thất cục bộ song chắn rác.
a, Tính song chắn rác.
Coi công trình có độ an toàn bậc I nên ta chia công trình thu nớc làm 2
ngăn. Chọn 2 ngăn thu, 2 ngăn hút.
- Diện tích công tác song chắn rác
F =
321

.
KKK
vn
Q
Q: Lu lợng tính toán cho trạm bơm
n: Số ngăn.
v: Vận tốc nớc chảy qua ngăn thu.
Theo TCN 33-85 thì v = 0,4 ữ0,8 (m/s)
K
1
: Hệ số co hẹp của các thanh thép
K
1
=
d
da +
a: Khoảng cách giữa các thanh thép. Chọn a = 50 (mm)
d: Đờng kính thanh thép. Chọn d = 10 (mm)
K
1

=
2,1
50
5010
=
+
=
+
d
da
K
2
: Hệ số co hẹp do ảnh hởng của rác bám vào song chắn. chọn
K
2
= 1,25.
K
3
: Hệ số ảnh hởng của hình dạng. Chọn K
3
= 1,1.
F =
)(87,01,1.25,1.2,1
4,0.2
424,0

.
2
321
mKKK

vn
Q
==
b. Chọn kích thớc song chắn
Kích th
ớc cửa
(mm)
Kích thớc song chắn (mm)
H H
1
H
2
h h
1
L L
1
800x1000 1255 1130 1000 65 50 930 800
Trang 4
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
Tổn thất cục bộ qua song chắn rác đợc xác định theo công thức:
)(
.2
2
m
g
v
Kh
S
C

=
S
C
h
: Tổn thất cục bộ qua song chắn rác
K: Hệ số dự trữ lấy K = 3.
v: Vận tốc nớc chảy qua song chắn rác (m/s). Lấy v = 0,4 (m/s)
g: gia tốc trọng trờng. g = 9,8 (m/s
2
)

: Hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn

= (d/a)
3/4
d: Chiều dày thanh chắn d = 10 (mm)
a: Chiều rộng khe hở a = 40 (mm)
: Hệ số phụ thuộc loại thanh. Lấy = 2,42.

= 2,42.(10/50)
3/4
= 0,72

)(02,0
81,9.2
4,0
.3.72,0
.2
22
m

g
v
Kh
S
C
===

B, Xác định diện tích công tác, tổn thất cục bộ của lới chắn rác.
Lới chắn đan bằng dây thép đờng kính 1 (mm), đan thành ô vuông 5x5
(mm
2
)
a. Xác định diện tích công tác
F =
321

.
KKK
vn
Q
Q: Lu lợng tính toán cho trạm bơm
n: Số ngăn.
v: Vận tốc nớc chảy qua ngăn thu.
Theo TCN 33-85 thì v = 0,2 ữ0,4 (m/s)
K
1
: Hệ số co hẹp của các thanh thép
K
1
=

)1()(
2
p
d
da
+
+
a: Kích thớc mắt lới. Chọn a = 5 (mm)
d: Đờng kính thanh thép. Chọn d = 1 (mm)
p: Tỉ lệ giữa phần diện tích thiết bị khung và các kết cấu khác chiếm so với
diện tích công tác. Chọn p = 1,05.
K
1
=
3)05,11()
5
51
()1()(
22
=+
+
=+
+
p
d
da
K
2
: Hệ số co hẹp do ảnh hởng của rác bám vào song chắn. chọn K
2

= 1,5.
K
3
: Hệ số ảnh hởng của hình dạng. Chọn K
3
= 1,2.
F =
)(88,22,1.5,1.3,1
4,0.4
424,0

.
2
321
mKKK
vn
Q
==
Trang 5
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
b. Chọn kích thớc lới chắn rác
Da vào quy phạm ta chọn loại lới 2000x1250.
c. Tính tổn thất qua lới chắn rác.

)(
.2
2
m
g
v

Kh
L
C

=
L
C
h
: Tổn thất cục bộ qua lới chắn rác
K: Hệ số dự trữ lấy K = 3.
v: Vận tốc nớc chảy qua song chắn rác (m/s). Lấy v = 0,4 (m/s)
g: gia tốc trọng trờng. g = 9,8 (m/s
2
)

: Hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn

= (d/a)
3/4
: Hệ số phụ thuộc loại thanh. Lấy = 2,42.

= 2,42.(1/5)
3/4
= 0,54

)(0132,0
81,9.2
4,0
.3.54,0
.2

22
m
g
v
Kh
S
C
===

2.2. Tính toán ngăn thu, ngăn hút .
1. Tính toán ống hút chung.
Lu lợng tính toán Q = 442 (l/s)
- Chọn ống bằng gang, số lợng ống hút n = 2
Vậy lu lợng cho từng ống hút:
Q
1
= Q/2 = 442/2 = 221 (l/s) = 795,6 (m
3
/h) = 0,221 (m
3
/s)
Chọn đờng kính ống hút là 450 (mm)
v =
)/(31,1
45,0
221,0.44
22
sm
D
Q

==

Thoả mãn TCN 33-85
1000i = 3,05 (m/km)
Trang 6
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
Kiểm tra vận tốc ống hút khi có 1 ống hỏng.
Lu lợng khi có sự cố:
Q
SC
= 70%Q = 70%.221 = 154,7 (l/s)
v =
)/(97,0
6,0
154,0.44
22
sm
D
Q
==

2. Tính chiều rộng ngăn hút.
Có D = 450 (mm) D
f
= 616 (mm)
H = 600 (mm)
h = 110 (mm)
có B
2
3 D

f
lấy B
2
= 1900 (mm) = 1,9 (m)
- Lấy chiều dài ngăn hút 3 (m)
- Lấy kích thớc ngăn thu giống kích thớc ngăn hút 1,9x3 (m)
- Lấy h
1
= 1 (m)
h
2
= 1 (m)
h
3
0,5 (m)
mh
mh
mh
5,0
49,0616,0.8,0
5,0
5
5
5
=
=

mh
mh
mh

92,0
92,0616,0.5,1
5,0
6
6
6
=
=

2.3. Xác định cao độ công trình thu.
1. Cao trình mực nớc tính toán trong ngăn hút
Z
h
= Z
min
- h
Z
h
: Cao độ mực nớc thấp nhất ở ngăn hút.
Z
min
: Cốt mực nớc thấp nhất ở sông.
h: tổn thất ở cửa ngăn thu
h =
)(033.00132,002,0 mhh
L
C
S
C
=+=+

Z
h
= Z
min
- h = 5,7 0,033 = 5,66 (m)
2. Cao độ công trình thu
Z
CCT
= Z
MAX
h
DP

Z
CCT
: Cao độ công trình thu
Z
MAX
: Cốt mực nớc cao nhất ở sông. Z
MAX
= 8,5 (m)
h
DP
: Chiều cao dự phòng. h
DP
= 0,5 (m)
Z
CCT
= Z
MAX

h
DP
= 9 (m)
- Chiều cao lới bảo vệ: 1,3 (m)
- Chiều cao đáy lới đáy công trình 1 (m)
- Chiều cao cốt mực nớc min đến miệng loe: 0,92 (m)
cốt đáy công trình:
Z = 5,62 1,3 1 - 0,92 = 2,4 (m)
2.4. Tính toán trạm bơm cấp I
Q = 442 (l/s)
Chọn 2 tuyến ống dẫn
Q
1
= 221 (l/s)
Trang 7
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
2.4.1. Tính đờng kính ống dẫn
Chọn D = 400 (mm)
v =
)/(76,1
4,0
221,0.44
22
sm
D
Q
==

1000i = 9,83 (m/s
2

)
Chiều dài ống dẫn 170 (m)
2.4.2. Tính áp lực toàn phần của máy bơm
H
TP
= (Z
C
- Z
h
) + ah
TĐ
+ h
o
+ h
b
H
TP
: áp lực toàn phần của máy bơm
Z
h
: Mực nớc min trong ngăn hút 5,62 (m)
Z
C
: Cốt mực nớc tại TXL 29 (m)
h
o
: Tổn thất áp lực của bể trộn đứng
theo TCN 33-85 thì h
o
= 0,4ữ0,9 (m/s)

a: Hệ số tính đến tổn thất cục bộ
h
TĐ
: Tổn thất dọc đờng từ TBI đến TXL
h
TĐ
= 9,83.0,17 = 1,67 (m)
h
b
: tổn thất áp lực trong trạm bơm I
H
TP
= (Z
C
- Z
h
) + ah
TĐ
+ h
o
+ h
b
= (29-5,62) + 1,1.1,67 + 0,9 + 3 = 30 (m)
2.4.3. Chọn bơm sơ bộ



=
=
)(30

)/(442
mH
slQ
Chọn 2 máy bơm làm việc và 1 máy bơm dự phòng.
Lu lợng 1 máy bơm



=
=
)(30
)/(221
mH
slQ
Dựa vào sổ tay máy bơm (Th.s Lê Dung) ta chọn máy bơm số hiệu 250-370A.
Các thông số máy bơm:
- Hiệu suất = 84%
- Lu lợng Q = 0ữ320 (l/s)
- Cột áp H = 30 (m)
- NPSH 3,7 (m)
- n = 1450 v/ph
- P = 75 kW
- D = 334 (mm)
- D
đ
= 250 (mm)
- D
h
= 300 (mm)
Trang 8

Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
2.4.4. Tính toán kỹ thuật trạm bơm.
1. Sơ đồ bố trí công trình thu và trạm bơm cấp I

2.4.5. Tính tổn thất áp lực
Tính tổn thất áp lực cho trạm bơm cấp I với đờng ống hút bất lợi nhất ( ống hút
chung số 1 ).
A. Tổn thất cho đờng ống hút
- Giả sử đờng ống hút riêng có chiều dài là 2 (m). Đờng ống hút chung có
chiều dài 3 (m)
1. Tổn thất trên đờng ống hút chung và đờng ống hút riêng
a, Tính tổn thất theo chiều dài
21
.1000.1000 liliH
d
h
+=
= 3,05.0.003 + 3,05.0,002
= 0,015 (m)
b, Tính tổn thất cục bộ
Chủng loại Số lợng

V
h
Phễu hút 1 0,15
1,31 (m/s)
Cút 90
o
1 0,5
Tê 2 1,5

Van khoá 2 1
Côn 450x300(côn thu) 1 0,1


=
g
v
h
h
I
CB
.2
.
2

= (1.0,15 + 1.0,5 + 2.1,5 + 2.1 + 0,1).
m5,0
81,9.2
31,1
2
=
Trang 9
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
H
h
= 0,515 (m)
B, Tính tổn thất áp lực trên đờng ống đẩy chung và đờng ống đẩy riêng.
1. Tính tổn thất theo chiều dài.
D = 400 (mm), v = 1,76 (m/s), 1000i = 9,83 (m/km)
h = 1000i.0,17 = 9,83.0,17 = 1,67 (m)

2. Tổn thất cục bộ
Chủng loại Số lợng

V
h
Tê 2 1,5
1,76 (m/s)
Van khoá 2 1
Côn 400x300(côn mở) 1 0,25
h
2
=

g
v
h
.2
.
2

= (2.1 + 2.1,5 +1.0,25).
m81,0
81,9.2
76,1
2
=
H
đ
= 1,67 + 0,81 = 2,48 (m)
2.4.6. Tính áp lực sơ bộ trạm bơm I

H
TP
= (Z
C
- Z
h
) + ah
TĐ
+ h
o
+ h
b
H
TP
: áp lực toàn phần của máy bơm
Z
h
: Mực nớc min trong ngăn hút 5,7 (m)
Z
C
: Cốt mực nớc tại TXL 29 (m)
h
o
: Tổn thất áp lực của bể trộn đứng
theo TCN 33-85 thì h
o
= 0,4ữ0,9 (m/s). Chọn h
o
= 2 (m).
a: Hệ số tính đến tổn thất cục bộ

h
TĐ
: Tổn thất dọc đờng từ TBI đến TXL
h
TĐ
= 2,48 (m)
H
TP
= (Z
C
- Z
h
) + ah
TĐ
+ h
o
+ h
b
= (29-5,7) + 2,481 + 2 + 0,65 = 29 (m)
2.4.7.Xác định cốt trục máy bơm
Ah
bha
h
hh
NPSHh
PP
H

ta có NPSH
A
NPSH + S
NPSH: Độ dự trữ chống xâm thực yêu cầu. (m)
S: Độ dự trữ an toàn (m)
NPSH
A
NPSH + S = 3,7 + 0,5 = 4,2 (m)
Ah
bha
h
hh
NPSHh
PP
H





2,465,0
10
10.0424,010
3
44

)(72,4 m

Trang 10
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
2.4.8.Xây dựng đờng đặc tính
1. Xây dựng đờng đặc tính của 2 máy bơm làm việc song song
Dựa vào đờng đặc tính của máy bơm 250-370A trong sổ tay máy bơm:
ứng với mỗi điểm trên đờng đặc tính của máy bơm ta có từng cặp Q-H
nối các điểm đó ta đợc đờng cong đặc tính.
Xây dựng đờng đặc tính của 2 máy bơm làm việc song song. Từ đờng đặc
tính của 1 máy bơm, ta giữ nguyên tung độ và gấp đôi hoành độ. Nối các
điểm đó với nhau đờng đặc tính của 2 máy bơm làm việc song song.
2. Xây dựng đờng đặc tính của 2 ống dẫn.
Ta có phơng trình đờng đặc tính ống dẫn:
H
2ống
= H
đn
+ h
ms
H
2ống
: Tổn thất áp lực trên 2 đờng ống.
H
đn
: Cột nớc địa hình
h
ms
: Tổng tổn thất cột nớc trên đờng ống hút và ống đẩy.
h

ms
= a.(h
đ
d
+ h
h
d
)
h
đ
d
: Tổn thất thuỷ lực theo chiều dài trên đờng ống đẩy
h
h
d
: Tổn thất thuỷ lực theo chiều dài trên đờng ống hút
a: Hệ số tính đến tổn thất cục bộ trên đờng ống hút và ống đẩy.
Nhng do tổn thất trên đờng ống hút quá nhỏ nên có thể bỏ qua.
Bảng xây dựng đờng đặc tính ống dẫn:
Q (l/s) D (mm) L (km) 1000i Hd (m) a hw (m) Hdh (m) H (m)
140.00 400.00 0.17 0.68 0.12 1.10 0.13 23.30 23.43
150.00 400.00 0.17 1.15 0.20 1.10 0.22 23.30 23.52
200.00 400.00 0.17 2.04 0.35 1.10 0.38 23.30 23.68
250.00 400.00 0.17 3.17 0.54 1.10 0.59 23.30 23.89
300.00 400.00 0.17 4.55 0.77 1.10 0.85 23.30 24.15
3. Kiểm tra khả năng truyền tải của tuyến ống dẫn khi sự cố xảy
ra.
- Tuyến ống dẫn nớc từ trạm bơm cấp I về công trình xử lý nớc có chiều
dài là 170 (m) bằng hai đờng ống song song.
- Hệ thống cấp nớc có độ tìn cậy bậc I nên theo TCN 33-85 khi có sự cố

xảy ra: một trong hai đờng ống không hoạt động thì đờng ống còn lại
phải đảm bảo 70%Q.
Lu lợng phải đảm bảo khi có sự cố xảy ra:
Q
1ống
= 70%.Q = 310 (l/s)
Vận tốc nớc trong ốn dẫn:
v =
)/(9,1
4,0
31,0.44
22
sm
D
Q
==

Thoả mãn TCN 33-85.
Trang 11
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
II. Thiết kế trạm bơm II
1. Xác định lu lợng và cột áp của mỗi máy bơm trong trạm bơm cấp II
Bơm cấp II có nhiệm vụ bơm có nớc từ bể chứa nớc sạch tới mạng lới. Mạng lới
có đài ở đầu mạng.
Bơm cấp II có 2 chế độ bơm:
Q
MAX
= 1650 (m
3
/h) = 458,33 (l/s)

Q
MIN
= 830 (m
3
/h) = 230,56 (l/s)
chọn sơ bộ 4 máy bơm làm việc và 2 máy bơm dự phòng.
Trong giờ max: 4 máy bơm cùng làm việc
Lu lợng của 1 máy bơm:
Q
1
= Q
MAX
/4 = 458,33/4 = 114,58 (l/s)
Giờ dùng nớc min: 2 máy làm việc, 2 máy nghỉ.
2. Thiết kế trạm bơm II
a. Sơ đồ thiết kế.
- Từ số liệu của bài khoảng cách từ bể chứa tới trạm bơm là 10 m thiết kế
hai đờng ống hút chung dài 8 (m) đặt cách nhau 8 (m). Chiều dài ống hút riêng cho
mỗi ống 2 (m).
- Chọn 2 đờng ống đẩy có chiều dài bằng khoảng cách từ trạm bơm cấp II đến
mạng là 589 (m). Đờng ống đẩy riêng cho mỗi máy bơm là 2 (m)

b. Tính toán thiết kế đờng ống hút
b.1. Tính toán đờng ống hút chung
- Trong giờ dùng nớc max lu lợng nớc vào mỗi ống:
Q
MAX
1
= Q
MAX

/2 = 458,33/2 = 229,16 (l/s)
Chọn ống hút có DN450 vật liệu gang dẻo mới
Trang 12
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
v =
)/(44,1
45,0
229,0.44
22
sm
D
Q
==

Thoả mãn TCN 33-85.(v
h
= 1ữ1,3 (m/s)
đợc phép sai lệch 20% so với giá trị trên để phù hợp với thiết kế)
1000i = 5,69 (m/km)
- Trong giờ dùng nớc min lu lợng nớc vào mỗi ống:
Q
MIN
1
= 114,58(l/s)
v =
)/(72,0
45,0
114,0.44
22
sm

D
Q
==

Thoả mãn TCN 33-85.(v
h
= 1ữ1,3 (m/s)
đợc phép sai lệch 20% so với giá trị trên để phù hợp với thiết kế)
1000i = 1,44 (m/km)
b.2. Tính toán đờng ống hút riêng
- Trong giờ dùng nớc max

lu lợng vào mỗi ống:
Q
MAX
1
= Q
MAX
/4 = 458,33/4 = 114,58 (l/s)
Chọn đờng ống hút có DN300
v =
)/(62,1
3,0
114,0.44
22
sm
D
Q
==

Thoả mãn TCN 33-85.(v
h
= 1ữ1,3 (m/s)
đợc phép sai lệch 20% so với giá trị trên để phù hợp với thiết kế)
1000i = 12,07 (m/km)
- Trong giờ dùng nớc min có
Q
MIN
1
= 114,58/2 = 57,29(l/s)
v =
)/(81,0
3,0
057,0.44
22
sm
D
Q
==

Thoả mãn TCN 33-85.(v
h
= 1ữ1,3 (m/s)
đợc phép sai lệch 20% so với giá trị trên để phù hợp với thiết kế)
1000i = 3,05 (m/km)
c. Tính toán thiết kế đờng ống đẩy.
c.1. Tính toán phần ống đẩy chung dẫn đến điểm đầu mạng lới
- Trong giờ dùng nớc max lu lợng nớc vào mỗi ống:
Q
MAX

1
= Q
MAX
/2 = 458,33/2 = 229,16 (l/s)
Chọn ống đẩy có DN400 vật liệu gang dẻo mới
v =
)/(82,1
4,0
229,0.44
22
sm
D
Q
==

Thoả mãn TCN 33-85.(v
đ
= 1,2ữ1,8 (m/s)
đợc phép sai lệch 20% so với giá trị trên để phù hợp với thiết kế)
1000i = 10,56 (m/km)
- Trong giờ dùng nớc min lu lợng nớc vào mỗi ống:
Q
MIN
1
= 114,58(l/s)
v =
)/(91,0
4,0
114,0.44
22

sm
D
Q
==

Thoả mãn TCN 33-85.(v
đ
= 1,2ữ1,8 (m/s)
đợc phép sai lệch 20% so với giá trị trên để phù hợp với thiết kế)
1000i = 2,67 (m/km)
b.2. Tính toán đờng ống đẩy riêng
- Trong giờ dùng nớc max

lu lợng vào mỗi ống
Q
MAX
1
= Q
MAX
/4 = 458,33/4 = 114,58 (l/s)
Chọn đờng ống đẩy có DN300
Trang 13
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
v =
)/(62,1
3,0
114,0.44
22
sm
D

Q
==

Thoả mãn TCN 33-85.(v
đ
= 1,2ữ1,8 (m/s)
đợc phép sai lệch 20% so với giá trị trên để phù hợp với thiết kế)
1000i = 12,07 (m/km)
- Trong giờ dùng nớc min có lu lợng nớc vào mỗi ống:
Q
MIN
1
= 114,58/2 = 57,29(l/s)
v =
)/(81,0
3,0
057,0.44
22
sm
D
Q
==

Thoả mãn TCN 33-85.(v
đ
= 1,2ữ1,8 (m/s)
đợc phép sai lệch 20% so với giá trị trên để phù hợp với thiết kế)
1000i = 3,05 (m/km)
d. Tính tổn thất trong trạm bơm giờ dùng nớc max
d.1.Tính tổn thất áp lực cho máy bơm và đờng ống hút bất lợi nhất.

d.1.1. Tổn thất theo chiều dài
+ Chiều dài tính toán của ống hút chung
)(1688 ml
c
h
=+=
Trong giờ dùng nớc max có





=
=
=
)/)((6,51000
)/(44,1
)(450
kmmi
smv
mmD
tổn thất áp lực theo chiều dài trên đờng ống hút chung.
)(091,0016,0.69,5 ml
c
h
==
Trang 14
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
+ Chiều dài tính toán đờng ống hút riêng có l = 2 (m)

=
=
=
)/)((07,121000
)/(62,1
)(300
kmmi
smv
mmD
)(024,0002,0.07,12 ml
r
h
==
d.1.2.Tổn thất cục bộ
- Do các thiết bị trên đờng ống gây ra.
+ Trên đờng ống hút chung
Chủng loại Số lợng

V
h
Phễu hút 1 0,15
1,44 (m/s)
Tê 3 1,5
Van khoá 1 1
Cút 1 0,5

=
g
v
h
h
c
c
.2
.
2

= (1.0,15 + 3.1,5 +1.1+1.0,5).
m67,0
81,9.2
44,1
2
=
+ Trên đờng ống hút riêng
Chủng loại Số lợng

V
h
Van khoá 1 1 1,62 (m/s)
Côn 1 0,25

=
g
v
h

h
r
c
.2
.
2

= (1.1 + 1.0,25).
m167,0
81,9.2
62,1
2
=
d.2. Tổn thất áp lực trên đờng ống đẩy.
Tính cho máy bơm 1 và ống đẩy 2.
d.2.1. Tổn thất áp lực trên đờng ống đẩy chung
+ Chiều dài tính toán của ống đẩy chung
)(8 ml
c
d
=
Trang 15
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
Trong giờ dùng nớc max có





=

=
=
)/(56,101000
)/(82,1
)(400
kmmi
smv
mmD
tổn thất áp lực theo chiều dài trên đờng ống hút chung.

)(84,0008,0.56,10 ml
c
d
==
+ Chiều dài tính toán đờng ống đẩy riêng có l = 3 (m)





=
=
=
)/)((07,121000
)/(62,1
)(300
kmmi
smv
mmD
)(036,0003,0.07,12 ml

r
h
==
d.1.2.Tổn thất cục bộ
- Do các thiết bị trên đờng ống gây ra.
+ Trên đờng ống đẩy chung
Chủng loại Số lợng

V
d
Tê 4 1,5
V
d
= 0,91 (m/s)
Cút 1 0,5


=

g
v
h
d
d
cc
.2
.
2

= (4.1,5 + 1.0,5).
m274,0
81,9.2
91,0
2
=
+ Trên đờng ống hút riêng
Chủng loại Số lợng

V
d
Van khoá 1 1 0,81 (m/s)
Van 1 chiều 1 1,7

=

g
v
h
d
d
rc
.2
.
2


= (1.1 + 1.1,7).
m098,0
81,9.2

81,0
2
=
Tổn thất trong trạm bơm
h = h
h
+ h
d
= 3 (m)
e. Xác định cột áp của máy bơm
Do đài đặt cuối mạng lới nên ta xét 3 trờng hợp
1. áp lực của máy bơm trong giờ dùng nớc max và có cháy.
Trang 16
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
dtrTP
cc
TP
hhHH
++=
max
Theo giả thiết có
TP
H
= 50 (m)
tr
h
= 3 (m)
d
h
= 0,589.10,46 = 6,1 (m)

dtrTP
cc
TP
hhHH
++=
max
= 59,1 (m)
2. áp lực toàn phần của máy bơm vào giờ dùng nớc max
dtrTPTP
hhHH
++=
max
Theo giả thiết có
TP
H
= 46 (m)
tr
h
= 3 (m)
d
h
= 0,589.10,46 = 6,1 (m)

dtrTPTP
hhHH
++=
max
= 55,1 (m)
3. áp lực toàn phần của máy bơm vào giờ dùng nớc max

dtrTPTP
hhHH
++=
min
Theo giả thiết có
TP
H
= 45 (m)
tr
h
= 3 (m)
d
h
= 0,589.10,46 = 6,1 (m)

dtrTPTP
hhHH
++=
max
= 54,1 (m)
Xây dựng đờng đặc tính của máy bơm ở trạm bơm cấp II



=
=
)(60
)/(58,114
mH
slQ

Dựa vào sổ tay máy bơm ta lựa chọn bơm Omega 150-460A:
Các thông số máy bơm:
- Hiệu suất = 81%
- Lu lợng Q = 0ữ500 (l/s)
- Cột áp H = 60 (m)
- NPSH 2,3 (m)
- n = 1450 v/ph
- P = 75 kW
- D = 228 (mm)
- D
đ
= 150 (mm)
- D
h
= 200 (mm)
a. Xây dựng đờng đặc tính của 4 máy bơm làm việc song song
Dựa vào đờng đặc tính của máy bơm 150-460A trong sổ tay máy bơm: ứng với
mỗi điểm trên đờng đặc tính của máy bơm ta có từng cặp Q-H nối các điểm đó ta
đợc đờng cong đặc tính.
Xây dựng đờng đặc tính của 4 máy bơm làm việc song song. Từ đờng đặc tính của 1
máy bơm, ta giữ nguyên tung độ và gấp bốn hoành độ. Nối các điểm đó với nhau
đờng đặc tính của 4 máy bơm làm việc song song.
b. Xây dựng đờng đặc tính của 2 ống dẫn.
Trang 17
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
Ta có phơng trình đờng đặc tính ống dẫn:
+ Trong giờ dùng nớc max và có cháy
H
2ống
= H

đn
+ h
ms
H
2ống
: Tổn thất áp lực trên 2 đờng ống.
H
đn
: Cột nớc địa hình
H
đn
= (Z
c
- Z
h
) + h
o
Z
c
: cốt mực nớc tại điểm đầu mạng
Z
c
= 23 (m)
Z
h
: cốt mực nớc thấp nhất trong ngăn hút
Z
h
= 18 (m)
h

o
: áp lực tự do tại điểm đầu mạng
h
o
= 50 (m)
H
đn
= (Z
c
- Z
h
) + h
o
= 55 (m)
h
ms
: Tổng tổn thất cột nớc trên đờng ống hút và ống đẩy.
h
ms
= a.(h
đ
d
+ h
h
d
)
h
đ
d
: Tổn thất thuỷ lực theo chiều dài trên đờng ống đẩy

h
h
d
: Tổn thất thuỷ lực theo chiều dài trên đờng ống hút
a: Hệ số tính đến tổn thất cục bộ trên đờng ống hút và ống đẩy.
Nhng do tổn thất trên đờng ống hút quá nhỏ nên có thể bỏ qua.
Bảng xây dựng đờng đặc tính ống dẫn:
Q (l/s) D (mm) L (km) 1000i Hd (m) a hw (m) Hdh (m) H (m)
114.58 400.00 0.59 0.68 0.40 1.10 0.44 55.00 55.44
150.00 400.00 0.59 1.15 0.68 1.10 0.75 55.00 55.75
200.00 400.00 0.59 2.04 1.20 1.10 1.32 55.00 56.32
250.00 400.00 0.59 3.17 1.87 1.10 2.05 55.00 57.05
300.00 400.00 0.59 4.55 2.68 1.10 2.95 55.00 57.95
350.00 400.00 0.59 6.18 3.64 1.10 4.00 55.00 59.00
400.00 400.00 0.59 8.06 4.75 1.10 5.22 55.00 60.22
458.33 400.00 0.59 10.56 6.22 1.10 6.84 55.00 61.84
+ Trong giờ dùng nớc max
H
2ống
= H
đn
+ h
ms
H
2ống
: Tổn thất áp lực trên 2 đờng ống.
H
đn
: Cột nớc địa hình
H

đn
= (Z
c
- Z
h
) + h
o
Z
c
: cốt mực nớc tại điểm đầu mạng
Z
c
= 23 (m)
Z
h
: cốt mực nớc thấp nhất trong ngăn hút
Z
h
= 18 (m)
h
o
: áp lực tự do tại điểm đầu mạng
h
o
= 46 (m)
Trang 18
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
H
đn
= (Z

c
- Z
h
) + h
o
= 51 (m)
h
ms
: Tổng tổn thất cột nớc trên đờng ống hút và ống đẩy.
h
ms
= a.(h
đ
d
+ h
h
d
)
h
đ
d
: Tổn thất thuỷ lực theo chiều dài trên đờng ống đẩy
h
h
d
: Tổn thất thuỷ lực theo chiều dài trên đờng ống hút
a: Hệ số tính đến tổn thất cục bộ trên đờng ống hút và ống đẩy.
Nhng do tổn thất trên đờng ống hút quá nhỏ nên có thể bỏ qua.
Bảng xây dựng đờng đặc tính ống dẫn:
Q (l/s) D (mm) L (km) 1000i Hd (m) a hw (m) Hdh (m) H (m)

114.58 400.00 0.59 0.68 0.40 1.10 0.44 51.00 51.44
150.00 400.00 0.59 1.15 0.68 1.10 0.75 51.00 51.75
200.00 400.00 0.59 2.04 1.20 1.10 1.32 51.00 52.32
250.00 400.00 0.59 3.17 1.87 1.10 2.05 51.00 53.05
300.00 400.00 0.59 4.55 2.68 1.10 2.95 51.00 53.95
350.00 400.00 0.59 6.18 3.64 1.10 4.00 51.00 55.00
400.00 400.00 0.59 8.06 4.75 1.10 5.22 51.00 56.22
458.33 400.00 0.59 10.56 6.22 1.10 6.84 51.00 57.84
+ Trong giờ dùng nớc min
H
2ống
= H
đn
+ h
ms
H
2ống
: Tổn thất áp lực trên 2 đờng ống.
H
đn
: Cột nớc địa hình
H
đn
= (Z
c
- Z
h
) + h
o
Z

c
: cốt mực nớc tại điểm đầu mạng
Z
c
= 23 (m)
Z
h
: cốt mực nớc thấp nhất trong ngăn hút
Z
h
= 18 (m)
h
o
: áp lực tự do tại điểm đầu mạng
h
o
= 45 (m)
H
đn
= (Z
c
- Z
h
) + h
o
= 50 (m)
h
ms
: Tổng tổn thất cột nớc trên đờng ống hút và ống đẩy.
h

ms
= a.(h
đ
d
+ h
h
d
)
h
đ
d
: Tổn thất thuỷ lực theo chiều dài trên đờng ống đẩy
h
h
d
: Tổn thất thuỷ lực theo chiều dài trên đờng ống hút
a: Hệ số tính đến tổn thất cục bộ trên đờng ống hút và ống đẩy.
Nhng do tổn thất trên đờng ống hút quá nhỏ nên có thể bỏ qua.
Bảng xây dựng đờng đặc tính ống dẫn:
Trang 19
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
Q (l/s) D (mm) L (km) 1000i Hd (m) a hw (m) Hdh (m) H (m)
114.58 400.00 0.59 0.68 0.40 1.10 0.44 50.00 50.44
150.00 400.00 0.59 1.15 0.68 1.10 0.75 50.00 50.75
200.00 400.00 0.59 2.04 1.20 1.10 1.32 50.00 51.32
250.00 400.00 0.59 3.17 1.87 1.10 2.05 50.00 52.05
300.00 400.00 0.59 4.55 2.68 1.10 2.95 50.00 52.95
350.00 400.00 0.59 6.18 3.64 1.10 4.00 50.00 54.00
400.00 400.00 0.59 8.06 4.75 1.10 5.22 50.00 55.22
458.33 400.00 0.59 10.56 6.22 1.10 6.84 50.00 56.84

- Kiểm tra khả năng chuyển tải của tuyến dẫn nớc sạch khi có sự cố xảy ra.
+ Tuyến ống dẫn nớc từ trạm bơm cấp II đến điểm đầu mạng lớ dài 589 (m)
Khi có sự cố xảy ra, 1 trong hai ống không hoạt động thì ống còn lại phải truyền
tải đợc tối thiểu 70% lu lợng nớc yêu cầu.
Trong giờ dùng nớc max Q
MAX
= 458,33 (l/s)
Lu lợng phải đảm bảo khi đờng ống có sự cố:
)/(83,32033,458.7,0%70
11
slQQ
SC
===
Xác định cốt đặt trục máy bơm
Z
T
= Z
h
+ H
hh
h
Trong đó:
Z
T
: Cốt trục máy bơm
Z
h
: Cốt mực nớc thấp nhất trong bể chứa
H
hh

h
: Chiều cao hút nớc hình học.
H
hh
h

= (P
a
- P
bh
)/ - h
h
- NPSH
A
P
a
: áp suất khí quyển ở điều kiện làm việc (kg/m
2
)
P
bh
: áp suất hơi bão hoà của nớc ở điều kiện làm việc (kg/m
2
)
Giả sử điều kiện làm việc bình thờng của máy bơm ở 25
O
C. Theo
bảng 3 trong Sổ tay máy bơm
P
a

= 10
4
(kg/m
2
)
P
bh
= 0,031.10
4
(kg/m
2
)
h
h
: Tổn thất thuỷ lực trên đờng ống hút (m)
h
h
= h
h
d
+ h
h
cb
= 0,952 (m)
NPSH
A
: Độ dự trữ chống xâm thực cho phép
NPSH
A
NPSH + S

NPSH: Độ dự trữ chống xâm thực yêu cầu
Dựa vào đờng đặc tính trong sổ tay máy bơm có
NPSH = 2,3 (m)
S: Độ dự trữ an toàn.
S = 0,5 (m)
)(93,58,2952,0
10
10.031,010
3
44
mH
h
hh
=


Cốt mực nớc thấp nhất trong bể Z
MIN
= 18 (m)
Cốt trục bơm:
Z
T
23,93 (m).
4. Thiết kế bơm rửa lọc
Trang 20
Thuyết minh đồ án công trình thu trạm bơm GVHD: Th.s Vũ Minh Đức
Trạm bơm có hai bơm rủa lọc:

=
==
)(25
)/(67,166)/(600
3
mH
slhmQ
Dựa vào sổ tay máy bơm ta lựa chọn bơm Omega 200-320A:
Các thông số máy bơm:
- Hiệu suất = 88%
- Lu lợng Q = 166,67(l/s)
- Cột áp H = 25 (m)
- NPSH = 3,5 (m)
- n = 1450 v/ph
- D
đ
= 200 (mm)
- D
h
= 250 (mm)
- Kích thớc đờng ống hút rửa lọc chung
Q = 166,67 (l/s)
Chọn D = 450 (mm)
v =
)/(05,1
45,0
166,0.44
22
sm
D

Q
==

thoả mãn TCN 33-85
1000i = 3,03
- Kích thớc đờng ống hút rửa lọc riêng
Q = 166,67/2 = 83,335(l/s)
Chọn D = 300 (mm)
v =
)/(18,1
3,0
083,0.44
22
sm
D
Q
==

thoả mãn TCN 33-85
1000i = 6,41
- Kích thớc đờng ống đẩy rửa lọc chung
Q = 166,67 (l/s)
Chọn D = 350 (mm)
v =
)/(73,1
35,0
166,0.44
22
sm
D

Q
==

thoả mãn TCN 33-85
1000i = 11,31
- Kích thớc đờng ống đẩy rửa lọc riêng
Q = 166,67/2 = 83,3 (l/s)
Chọn D = 250 (mm)
v =
)/(7,1
25,0
083,0.44
22
sm
D
Q
==

thoả mãn TCN 33-85
1000i = 3,03
Trang 21