Đồ án trạm bơm và cấp thoát nước

ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

MỤC LỤC

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

CHƯƠNG I:SỐ LIỆU THIẾT KẾ TRẠM BƠM
I.1.Cao độ các đường đồng mức trên bình đồ vị trí xây dựng trạm

BÌNH ĐỒ KHU VỰC XÂY DỰNG TRẠM BƠM BỒNG GIANG TL:1:1000

I.2.hệ số tưới tại đầu mối

Từ ngày
02/02
01/03
22/03
06/04
25/04
13/07
29/07
23/08

THỜI GIAN TƯỚI
Đến ngày
Số ngày
28/02
26
21/03
21
05/04
15
22/04
17
09/05
15
22/07
10
20/08
23
21/09
30

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

HỆ SỐ TƯỚI
q (l/s.ha)
1.36
1.32
1.18
1.22
1.06

0.99
1.12
1.17

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

I.3.Quá trình mực nước sông theo tháng ứng với p=75% tại vị trí xây dựng trạm
bơm:
Thán
g

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Z (m)

21.1
4

21.1
2

20.8
2

21.0
0

22.1
3

22.2
0

22.6
1

23.3
5

22.0
9

22.1
8

22.0
0

21.2
3

I.4.Diện tích khu tưới
=13600 (ha)

I.5.Cao trình mực nước yêu cầu đầu kênh tưới =26.5 (m)
I.6.Cao trình mực nước lũ cao nhất ứng với p=1% là =24 (m)
I.7.Cao trình mực nước thấp nhất ngoài sông ứng với p=90% là =19.3 (m)
I.8.Các tài liệu khác.
- Nhiệt độ trung bình của nước sông là t0 = 25oC
-Mật độ phù sa trong nước sông W=0.7 (Kg/m3)
-Trên tuyến thăm dò cho thấy lớp đất canh tác là đất thịt pha sét.
-Khu vực tram bơm gần đường giao thông liên tỉnh và đường dây điện cao thế 10kv

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

CHƯƠNG II:BỐ TRÍ TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
II.1.Chọn tuyến công trình
Căn cứ vào nhiều yếu tố để ta có thể chọn 1 tuyến công trình hợp lí nhất về mặt kỹ
thuật cũng như kinh tế của công trình.
Phương án chọn như trên hình vẽ: Thuận dòng và khối lượng đào đắp tương đối đảm
bảo, bãi sông rộng tạo điều kiện thi công thuận lợi, tuyến ngắn, ít bị bồi lắng hay xói
lở,tuyến công trình phải đảm bảo ổn định.
II.2.Hình thức bố trí công trình trạm
Công trình lấy nước bố trí riêng biệt với trạm bơm
Nước được lấy từ sông, dẫn theo kênh dẫn tới bể hút, qua máy bơm thông qua ống hút
rồi theo đường ống áp lực ra bể tháo ra kênh tưới
Sơ bộ tính toán cột nước của trạm
H =Zyc –= 26.5-19.3 = 7.2 m
Vì cột nước không lớn nên bố trí bể tháo gần nhà máy.

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

CHƯƠNG III :THIẾT KẾ KÊNH THÁO VÀ KÊNH DẪN
III.1. Chọn lưu lượng thiết kế cho trạm bơm
- Chọn lưu lượng thiết kế trạm bơm dựa vào đường quá trình lưu lượng cần ở bảng 2.
Nó được chọn là trị số lớn nhất trong biểu đồ có số ngày tương đối dài (t>=20 ngày).
=>Chọn = ==23120 (l/s)=23.12 (m3/s)
-Lưu lượng nhỏ nhất
=0.99*13600/0.8=16.83 (m3/s)
= 0,4.Qtk= 0.4*23.12=9.25 (m3/s)
Vậy (m3/s)
- Lưu lượng lớn nhất tính bằng công thức: Qmax = k.Qtk với k= 1,2
=> Qmax = 1,2. 23.12 = 27.74 (m3/s)
III.2 Thiết kế kênh tháo
Chọn mặt cắt kênh hình thang, thiết kế mặt cắt hình thang ứng với lưu lượng
Qtk=23.12 (m3/s)
Hệ số mái trong và mái ngoài của kênh chọn m1 =1,5; m2 = 1,5
Hê số nhám n = 0,0225(Phụ lục J TCVN 4118-2012)
Độ dốc đấy kênh i = 1/6000
Từ các chỉ tiên của kênh tháo ta xác đinh theo mặt cắt thủy lực lợi nhất
f ( Rln ) =

4m0 i
QTk

, Với

m0 = 2 1 + m 2 − m

, m = 1,5

* Bề rộng của đáy kênh
-Sơ bộ tính chiều sâu h dựa vào điều kiện ổn định của lòng kênh
h = A3 QTK (m)

A : hệ số A = 0,7÷1,0 ⇒ Chọn A = 0,9

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

h = 0,9.3 23.12 = 2.56(m)

Dựa vào điều kiện kênh có năng lực chuyển nước lớn nhất
β ln =

b=

β ln

b
= 3.Q 0, 25 − m = 5.08
h

với m = 1,5

.h=5.08*2.56=13.02 (m) , chọn b=13 ( m)

Lâp tỉ số b/Rln tra PL 8-3 BTTL ⇒ h/Rln ⇒ h = Rln × h/Rln
Tính ω=(b+m*h)*h => V=Q/ω
Kiểm tra điều kiện không lắng và không xói

[ VKX ] = KQ0,1
[ VKL ] = AQ0,2

; K = 0.62

W=0.7 (kg/m3) < 1.5 (kg/m3) ⇒ Chọn A = 0,33
Q

f(Rln)

23.12

0.0047

27.74
4

0.0039

9.248

0.0118

Rln
1.79
9
1.92
6
1.27
6

b

b/Rl
n
4.17

7.50

3.89
5.88

h/Rl
n
1.38
6
1.43
5
1.18
8

h

ω

2.4
9
2.7
6
1.5
2

28.0
1
32.1
9
14.8
1

V

[Vkx]

[Vkl]

0.83
0.86
0.62

0.864
0.51
5

Ta thấy h tính toán chênh lệch ít so với h chọn sơ bộ nên kết quả tính toán chấp nhận
được
III.3. Xác đinh cao trình đáy kênh tháo và bờ kênh tháo
Cao trình tưới tự chảy của kênh là ZYc = 26.5 m cũng là cao trình của đáy kênh
tháo ứng với Qtk
-

Cao trình của đáy kênh: Zđk = ZYc − htk = 26.5 − 2.49 = 24.01 m
Cao trình của bờ kênh : Zbk = Zđk + hmax + a = 24.01 + 2.76 + 0,4 = 27.17 m
a = 0,4 m : chiều cao an toàn ( Q = 10~30 m3/s)

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

III.4. Xác định đường quá trình mực nước trong bể tháo
* Lập bảng tính cao trình mực nước bể tháo ứng với từng thời kì tưới với từng cấp
lưu lượng khác nhau :
Cột 1 : Ngày bắt đầu tưới
Cột 2 : Ngày cuối của chu kì tưới
Cột 3 : Số ngày của một chu kì tưới
Cột 4 : Lưu lượng tưới
f ( Rln ) =

Cột 5 :

4m 0 i
QTk

, Với

m0 = 2 1 + m 2 − m

, m = 1,5

Cột 6 : Từ f(Rln) và n tra bảng 8-1 BTTL ⇒ Rln
Cột 7 : Bề rộng đáy kênh b = 5,2 m
Cột 8 : b/Rln
Cột 9 : Có b/Rln tra bảng 8-3 BTTL ⇒ h/Rln
Cột10 : h = Rln × h/Rln
Cột 11 : Z = Zđk + h ; với Zđk = 24.01 m
Thời gian tưới
Từ
ngày
02/0
2
01/0
3
22/0
3
06/0
4
25/0
4

13/0
7
29/0
7
23/0

Đến
ngày
28/0
2
21/0
3
05/0
4
22/0
4
09/0
5
22/0
7
20/0
8
21/0

Q(m3/s
)

f(Rln)

Rln

b

b/Rl
n

h/Rl
n

0.004
7
0.004
8
0.005
4
0.005
2
0.006
0
0.006
5
0.005
7
0.005

1.79
9
1.77
9
1.70

5
1.72
7
1.63
8
1.59
7
1.67
2
1.70

7.5
0

4.17

1.39

4.22

1.38

4.40

1.36

4.34

1.37

4.58

1.34

4.70

1.33

4.48

1.35

4.41

1.36

h

Z

Số
ngày
26

23.12

21

22.44

15

20.06

17

20.74

15

18.02

10

16.83

23

19.04

30

19.89

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

2.4
9
2.4
6

2.3
2
2.3
7
2.1
9
2.1
3
2.2
6
2.3

26.50
26.47
26.33
26.37
26.20
26.13
26.27
26.32
Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

8

9

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

5

0

1

III.5. Thiết kế kênh dẫn
Trạm bơm phục vụ cho tưới nên kênh dẫn và kênh tháo có cùng lưu lượng nên
có thể lấy mặt cắt ngang của kênh dẫn làm mặt cắt ngang của kênh tháo theo các kích
thước sau:
b= 7.5 m
hTK = 2.49 m
m= 1,5
Bề rộng của bờ kênh c=1,5 m
Cao trình đáy kênh dẫn xác định theo công thức
= Zbh min 90% − hTK
Zbh min90% = Zs min90% = 19.3 m
⇒ = 19.3-2.49=16.81 (m)
Cao trình bờ kênh dẫn Zbk = Zbk max 1% + a = 24+0,4=24.4 (m)

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN CÁC LOẠI CỘT NƯỚC
IV.1 .Tính cột nước thiết kế Htk
Công thức tính: HTK = hđhbq + ∑ht
Trong đó :
∑ht: Tổng tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ trên đường ống chọn theo kinh
nghiệm thiết kế. ∑ht = 1- 1,50 đối với trạm bơm có cột nước thấp và = 10%hdh với
trạm bơm có cột nước cao.
+ hđhbq : cột nước địa hình bình quân ( m )
hđhbq được tính theo phương pháp bình quân gia quyền : “ Công tiêu hao để bơm nước
lên với cột nước bình quân gia quyền bằng công cần tiêu hao để bơm nước lên với cột
nước trong từng thời kỳ ”.

∑Q ht
∑Q t

i i i

⇒ hđhbq =

i i

Với :
Qi ( m3/s ) :lưu lượng của trạm bơm trong thời gian ti
hi : cột nước địa hình ứng với Qi và ti
ti : thời gian bơm nước với Qi=const
Kết quả tính toán được lập trong bảng 3 .
Trong đó:
Cột 1 : Thứ tự thời gian thứ i.
.

Cột 2,3,4 : Thời gian tưới.
Cột 5 : Lưu lượng trạm bơm ứng với thời gian tưới Qi
Cột 6: Cao trình mực nước bể tháo ( đã tính ở bảng 3 )

Cột 7 : Cao trình mực nước bể hút cũng chính là cao trình mực nước sông ứng
với tần suất P = 75 % tại vị trí xây dựng trạm bơm (theo số liệu đề cho).
Cột 8 : Cột nước địa hình tương ứng với thời gian tưới thứ i .
SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

hi = Zbt - Zbh ( m )
Cột 9 = Cột ( 5 ) x Cột ( 4).
Cột 10 = Cột ( 4 ) x Cột ( 5 ) x Cột ( 8 )
Tính toán cụ thể ở bảng 3:
Thời gian tưới

Qi
(m3/s
)

Zbti

Zbhi

Hi

Qi.ti
(104 m3)

Qi.Hi.ti
(104 m4)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

26.4
8
26.4

3
26.2
9
26.2
9
26.3
3
26.1
6
26.1
6
26.0
8
26.2
2
26.2
2
26.2
8
26.2
8

21.1
2
20.8
2
20.8
2
21.0
0

21.0
0
21.0
0
22.1
3
22.6
1
22.6
1
23.3
5
23.3
5
22.0
9

5.36

5193.68

27846.88

5.61

4071.51

22829.06

5.47

1733.18

9473.23

5.29

866.59

4580.63

5.33

3046.29

16226.91

5.16

934.16

4819.36

4.03

1401.24

5645.65

3.47

1454.11

5049.84

3.61

493.52

1782.91

2.87

3290.11

9451.39

2.93

1546.65

4524.58

4.19

3608.84

15104.50

27639.8

8

127334.9
4

TT

Từ
ngày

Đến
ngày

Số
ngà
y

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

1

02/0

2

28/2

26

23.12

2

1/3

21/3

21

22.44

3

22/3

31/3

10

20.06

4

1/4

5/4

5

20.06

5

6/4

22/4

17

20.74

6

25/4

30/4

6

18.02

7

1/5

9/5

9

18.02

8

13/7

22/7

10

16.83

9

29/7

31/7

3

19.04

10

1/8

20/8

20

19.04

11

23/8

31/8

9

19.89

12

1/9

21/9

21

19.89

Tổng

H dhbq =

157

∑ Qi hi ti 127334.94
=
= 4.7 m
∑ Qi ti
27639.88

=>HTK = 4.7 + 1.5 = 6.2 (m)
SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

IV.2. Tính cột nước lớn nhất và nhỏ nhất với tần suất thiết kế P=75% để kiểm tra
máy bơm
tk
H TK
max = hđh max + htt = 5.61 + 1,5 = 7.11 ( m )
tk
H TK
min = hđh min + htt = 2.87 + 1,5 = 4.37 ( m )

IV.3 Tính cột nước lớn nhất và nhỏ nhất với tấn suất kiểm tra

Hmax , Hmin ứng với tần suất kiểm tra P =90% và P = 1%:
KT
H max
= Z bt max − Z bh min + htt = 26.48 − 20.82 + 1.5 = 7.16 (m)
KT
H min
= Z bt min − Z bh max + htt = 26.08 − 23.35 + 1.5 = 4.23( m)

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

CHƯƠNG V:CHỌN MÁY BƠM, ĐỘNG CƠ VÀ MÁY BIẾN ÁP
V.1. Chọn máy bơm
V.1.1.Chọn số máy bơm
Số lượng máy bơm (n) là một chỉ tiêu có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật rất lớn về mặt
thiết kế cũng như quản lí vận hành của trạm sau này. Nó quyết định trực tiếp đến loại
máy bơm và loại nhà máy bơm. Số lượng máy bơm nhiều dễ đảm bảo chạy máy theo
các yêu cầu cấp nước, nhưng vố đầu tư sẽ tăng lên, và quản lý phức tạp hơn. Trong
trường hợp số máy n nhỏ khối lượng công trình bao che nhỏ hơn nhưng mức độ an
toàn cấp nước sẽ kém hơn.
Yêu cầu của việc chọn số lượng máy bơm và lưu lượng một máy bơm là phải
đảm bảo thỏa mãn cung cấp đầy đủ nước theo biểu đồ lưu lượng yêu cầu một cách
chính xác với hiệu quả kinh tế cao nhất.
Với kinh nghiệm thực tế để đáp ứng các yêu cầu trên số máy bơm thường nằm

trong phạm vi:

3≤ n ≤8

Lập biểu đồ lưu lượng của trạm qua các thời kì bơm nước và sắp xếp theo thứ
tự từ lớn đến nhỏ. Dựa vào biểu đồ lưu lượng ta đề xuất ra phương án số máy làm việc
đảm bảo về lưu lượng và hiệu suất.
• Phương án 1: Z=2 tổ máy

Qmax 23.12
=
= 11.56
2
2

Lưu lượng cơ sở: q =
(m3/s)
Nhận xét: Phương án này có số tổ máy ít nhưng khó khăn trong việc cung cấp nước
trong quá trình sử dụng lưu lượng, nếu sử dụng 1 tổ máy trong thời kì lưu lượng khác
SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

23.12 m3/s thì thiếu nước,máy bơm hoạt động không hiệu quả. Còn sử dụng 2 tổ máy
thì gây lãng phí. Do đó phương án này không hiệu quả về mặt kĩ thuật cũng như về

kinh tế. Nếu chọn phương án này thì phải điều chỉnh lại biểu đồ cung cấp nước.
•

Phương án 2: Z=3 tổ máy

Qmax 23.12
=
= 7.71
3
3

Lưu lượng cơ sở: q =
(m3/s)
Nhận xét: Ta thấy phương án này gần giống với phương án 1.
•

Phương án 3: Z=4 tổ máy

Lưu lượng cơ sở: q =

Qmax 23.12
=
= 5.78
4
4

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

(m3/s)

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

Nhận xét: Ta thấy rằng này cũng khó khăn trong việc cấp nước. Đây không phải là
phương án hiệu quả nhất về mặt kinh tế. Nếu sử dụng phương án này thì phải hiệu
chỉnh lại biểu đồ cung cấp nước
•

Phương án 4: Z=5 tổ máy

Lưu lượng cơ sở: q =

Qmax 23.12
=
= 4.62
4
5

(m3/s)

Nhận xét: Ta thấy phương án này vận hành rất hợp lý và hiệu quả, lưu lượng
cần tưới và lưu lượng bơm chênh lệch nhau không đáng kể do đó ta không cần hiệu
chỉnh lại biểu đồ cung cấp nước. Phương án này đạt hiệu quả cao về mặt kinh tế kỹ
thuật.
V.1.2. So sánh các phương án chọn số máy bơm:
Qua sự phân tích từng phương án như trên ta thấy phương án 4 là hợp lý nhất

và đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Do đó ta chọn phương án 4 để thiết kế.
- Số tổ máy Z =z + 1 = 5+1 = 6 (Thêm 1 máy dự trữ)
V.1.3.Chọn máy bơm
Lưu lượng thiết kế cho một máy bơm là
QTK =

tram
QTK
23.12
=
= 4.62(m 3 / s )
Z
5

Cột nước thiết kế của máy bơm là HTK =6,2 m.
Ứng với lưu lượng thiết kế của một máy bơm làQtk = 4.62 (m3/s) và Htk = 6,2(m) Tra
trên biểu đồ sản phẩm loại máy bơm hướng trạc,trục đứng của Nga.Ta chọn được loại
máy bơm OД6-110-485.
SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

Các thông số của máy bơm hướng trục,trục đứng OД6-110-485 là:
Loại
máy

bơm
OД6
110485

Q(m3/s
)
5

n
H
(vòng/phút
(m)
)
7.3

485

)

Ntrụ
c
(kw)

Nđc
(kw)

Hyc
(m
)

G
(kg)

Loại động
cơ điện

83

450

480

-2

820
0

BДH140/44
-12

ᶯ(%

V.2. Chọn động cơ
Động cơ điện có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất làm việc và tuổi thọ của máy
bơm. Việc chọn động cơ phải dựa trên 2 yêu cầu chính đó là:
- Công suất lắp máy lớn nhất của động cơ ứng với tần suất thiết kế.
- Số vòng quay của máy bơm.
Ứng với mỗi loại máy bơm sẽ có một loại động cơ điện đồng bộ đi kèm, trong
trường hợp không có động cơ đi kèm với máy bơm để chọn thì có thể chọn một loại
động cơ theo bảng tra rồi kiểm tra theo các điều kiện yêu cầu tương thích giữa động cơ

và máy bơm .
Trong bảng số liệu kỹ thuật chế tạo của máy bơm OД6-110 động cơ đi kèm là
động cơ BДH140/44-12
Loại bơm

Loại động cơ

N (kw)

U(V)

n(v/p)

ᶯ(%)

cosϕ

Kiểu trục

OД6-110

BДH140/4412

480

6000

500

90.9

0.83

Trục
đứng

V.2.1.Kiểm tra số vòng quay
Sự chênh lệch của số vòng quay phải nằm trong phạm vi cho phép

∆n=

n âc − nb
500 − 485
.100 =
.100 = 3%
nâc
500

≤ 5%

Như vậy là thỏa mãn
V.2.2.Kiểm tra công suất:
1.Điều kiện kiểm tra
- Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ làm việc trong môi trường phải nhỏ hơn
công suất định mức của động cơ
< NHđc
TK
N dc

Trong đó :

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

+ NHđc : Công suất định mức của động cơ (Lấy ở bảng thông số kỹ thuật của
động cơ).
+

TK
N dc

: Công suất động cơ điện.

Sau đó kiểm tra theo cho 2trường hợp:
+ Máy bơm và động cơ làm việc với tần suất thiết kế
+ Máy bơm và động cơ làm việc với tần suất kiểm tra
Khi một trong hai điều kiện trên không thỏa mãn thì phải có biện pháp xử lý
hoặc chọn động cơ khác. Do ở đây là bơm hướng trục nên ta lấy H b = Hmax và Qb tra
tương ứng với Hmin , trong đó Hmin có 2 trường hợp là

TK
H min

và

KT
H min

.

2.Kiểm tra trường hợp máy bơm làm việc với tần suất thiết kế
TK
N dc
=

9.81 * Qb * H b * K
η b *η td

Trong đó: Qb = QTK = 4.62 (m3/s).
Hb = = 6.2 (m).
ηb

η td

= 0.83 : Hiệu suất máy bơm ứng với Qb, Hb.

= 1 : Hiệu suất truyền động.

K =1.05 : Hệ số dự trữ công suất.
Vậy, ta có:

N

TK

dc

= 355 (kW) < NHđc = 480 (kW) nên thỏa mãn điều kiện.

3.Kiểm tra với trường hợp máy bơm làm việc theo tần suất kiểm tra
Kiểm tra với trường hợp máy bơm làm việc với tần suất kiểm tra (P = 1% và P= 90%):

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

với

TK
H b = H max

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

= 7.11 (m)

Qb = 4.62 (m3/s) và

ηb

= 0.83

Vậy, ta có:

N

KT
max

=408 (kW) < NHđc = 480 (kW) nên thỏa mãn điều kiện.

-Kiểm tra với trường hợp máy bơm làm việc với tần suất thiết (P=75%):
= 7.16 (m)
KT
H b = H max

Qb = 4.62 (m3/s) và

ηb

= 0.83

Vậy, ta có:
TK
N max

=411 (kW) < NHđc = 480 (kW) nên thỏa mãn điều kiện.

Nhận xét :
Trong cả hai trường hợp kiểm tra ta nhận thấy công suất cần thiết của động cơ
cung cấp cho máy bơm đều nhỏ hơn công suất định mức của động cơ là N H = 480
(kW). Do đó động cơ đảm bảo không bị quá tải trong quá trình bơm.
V.3. Chọn máy biến áp:
Vì điện áp của động cơ thường là 220/380, 3000V hay 6000V, nhỏ hơn điện áp nguồn

do đó phải bố trí trạm biến áp cho trạm bơm.
Khi chọn máy biến áp phải căn cứ vào 3 yếu tố chủ yếu:
+ Dung lượng yêu cầu của trạm bơm Syc
+ Điện áp của nguồn Ung
+ Điện áp của động cơ Vđc
Trong đó : Dung lượng yêu cầu của trạm được tính theo công thức sau :
S yc = K

K 1 .K 2 .∑ N Hđc

η đc . cos ϕ

+ K 3 .N td

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

Trong đó :
+ K : hệ số an toàn, thường K = 1,05 ÷ 1,1 . Lấy K = 1,05
+ K1 : hệ số phụ tải :
N tk max 411
K1 = dc =
= 0,86
N H

480

NTKmax : Công suất lớn nhất tại trục động cơ khi làm việc với tần suất
thiết kế (P = 75%) NTKmax = 411(kW).
NđcơH = 480 kW: Công suất định mức của động cơ .
+ K2 : Hệ số làm việc đồng thời :
K2 = Số máy làm việc / Tổng số máy = n/n+1 = 5/6 = 0,83
+ K3 : Hệ số thắp sáng , thường K3 = 0.7 ÷ 1, lấy K3 = 0,8
+ Ntd : Công suất tự dùng , cung cấp điện cho việc thắp sáng ,chạy các
thiết bị phụ và cung cấp điện cho địa phương ở xung quanh trạm. Tùy theo trạm bơm
lớn hay nhỏ mà lấy Ntd =50- 150 kW
Lấy Ntd = 100 (kW)
Thay vào công thức trên ta có :
S yc = 1, 05*

0,86*0,83*5* 480
+ 0,8.*100 = 2464
0,909*0,83

Điến áp nguồn :
Tài liệu cho biết khu vực xây dựng trạm bơm gần đường điện cao thế
10kV Suy ra :
-

Ucao = 10 kV
Điện áp đông cơ :

-

Uthấp = 6 kV

-

Dựa vào 3 yêu cầu trên ta chọn được MBA sau :
TM - 5600 /10 với các thông số kỹ thuật sau :

Loại Máy
Biến áp
TM-3200/10

Dung lượng
(kvA)
3200

Điện áp lớn nhất
Cao áp (Kv)
Hạ áp (Kv)
10
6.3

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trong lượng
(KG)
13400

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

CHƯƠNG VI:CHỌN CAO TRÌNH ĐẶT MÁY
Cao trình đặt máy bơm phải thỏa mãn yêu cầu an toàn khí thực trong mọi chế độ
vận hành và cũng không đặt quá thấp để tránh tăng khối lượng công trình. Để chọn cao
trình đặt máy trước tiên ta dùng lưu lượng và cột nước thiết kế để tính, sau đó kiểm tra
trạng thái làm việc khác phải bảo đảm chống được khí thực.
VI.1. Chọn cao trình đặt máy theo điều kiện không sinh khí thực.
VI.1.1.Tính cao trình đặt máy theo điều kiện đảm bảo máy không sinh ra khí
thực khi máy bơm làm việc với cột nước thiết kế.
Cao trình đặt máy bơm được tính theo công thức sau:
Zđm = Zbh min + [ hs ] (*)
Trong đó:
-Zđm : Cao trình đặt máy.
-Zbh min là mực nước thấp nhất trong bể hút, Zbh min =19.3 m
-[ hs ] : Độ cao hút nước địa hình cho phép của máy bơm.
[hs] được tính theo công thức :
[hs] = Hat -hbh -hmsoh -[ h]
∆

Trong đó :

Hat (m):Cột nước áp lực khí trời trên mặt thoáng của bể hút,tính
theo công thức:
Hat =10,33 - (m)
Zbhmin(m) : Cao trình mực nước thấp nhất ở bể hút
Hat =10,33 - =10,31 (m)
- H bh (m): Cột nước áp lực bốc hơi của nước bơm lên,phụ thuộc nhiệt độ của
nước,với t=250C.Tra bảng 5.2 (sách Máy Bơm và Trạm Bơm) ta được Hbh=0,335 m
-Hmsoh (m) :cột nước tổn thất do ma sát. Hmsoh =0,5 (m)
- [ h](m) :độ dự trữ khí thực cho phép.
∆

Dựa vào Htk=6.2 mTra vào đường đặc tính H=f(Q),ta có

θ

=-30,[

∆

h]=7.5 m

Ta có: [hs]=10.31-0.335-0.5-7.5=1.975 m
SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

=>

Z 1dm

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

=19.3+1,975=21.275 m

VI.1.2.Tính cao trình đặt máy theo yêu cầu về độ ngập bánh xe cánh quạt do nhà
máy chế tạo quy định.
Với hyc= -2 m =>

Z 2 dm

=19.3-2=17.3 m

Để thỏa mãn 2 điều kiện trên chọn

Z TK dm

= 17.3 (m)

VI.2. Kiểm tra trường hợp bất thường của động cơ
Xác định cao trình đặt máy theo công thức (*) đảm bảo không sinh khí thực khi
máy bơm làm việc ở chế độ thiết kế. Để đảm bảo khi máy bơm làm việc ở các chế độ
khác chế độ thiết kế vẫn bảo đảm không sinh khí thực, ta còn phải kiểm tra khí thực ở
các chế độ giới hạn là chế độ làm việc với Hmax và Hmin nữa.
VI.2.1. Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước kiểm tra lớn nhất
:

Với Hmax=7.16 m,tra trên đường đặc tính Q H ứng với

θ

=-30 được

 ∆ 'h 

=10 m

Và Q=4.62 m3/s,coi Hat,hbh,Hmsoh không thay đổi nên:
 h' s 

=10.31-0.335-0.5-10=-0.525 m

Và Z’đm = 19.3-0.525= 18.775 (m) > ZTKđm = 17.3 (m)
Vậy máy bơm làm việc an toàn , không sinh ra hiện tượng khí thực
VI.2.2.Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước kiểm tra nhỏ nhất.
:

Với Hmin=4.23 m,tra trên đường đặc tính Q H ứng với

θ

=-30 được

 ∆ 'h 

=6 m

Và Q=4.62 m3/s,coi Hat,hbh,Hmsoh không thay đổi nên:

 h' s 

=10.31-0.335-0.5-6=3.475 m

Và Z’đm = 19.3+3.475 = 22.775 (m) > ZTKđm = 17.3 (m)
Vậy máy bơm làm việc an toàn , không sinh ra hiện tượng khí thực
* Kết luận :
Qua việc kiểm tra lại cao trình đặt máy trong 2 trường hợp trên ta thấy máy bơm
làm việc an toàn trong mọi trường hợp .
SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

Vậy cao trình đặt máy thiết kế

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN
TK
Z đm

= 17.3 (m) được chọn an toàn.

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

CHƯƠNG VII:THIẾT KẾ NHÀ MÁY
VII.1. Chọn loại nhà máy
Trong thực tế đối với trạm bơm tưới phục vụ nông nghiệp việc phân loại nhà máy
bơm thường theo điều kiện cấu tạo, có thể chia làm ba loại cơ bản sau: nhà máy kiểu
móng tách rời, kiểu buồng và kiều khối tảng.
- Lưu lượng của một máy bơm q1mb = 4.62 (m3/s) , Htk = 6.2 m
- Loại máy bơm hướng trục,trục đứng 1 cửa nước vào.
- Chiều cao hút nước dương hs<0
- Dao động mực nước trước bể hút:
∆Z = Zmax - Zmin = 24 – 19.3 = 4.7 (m) => Dao động mực nước lớn.
Với các điều kiện trên ta sẽ xây dựng nhà máy bơm khối tảng.
VII.2.Tính chọn kích thước, cấu tạo nhà máy, ống hút
VII.2.1 Thiết kế ống hút nhà máy bơm khối tảng
Số ống hút của nhà máy chọn bằng số máy bơm
n = 6 (ống)
Để cho nước chảy thuận dòng, lưu lượng phân bố đều ta nên chọn ống hút bơm
cong. Các kích thước của ống hút được tính theo đường kính BXCT của máy bơm.
Đường kính bánh xe công tác là D = 110( cm)
Nên chiều cao của ống hút là :
hh = 2.62*D = 2.62 x 1.1 = 2.88 (m)
Để cho dòng chảy được thuận dòng, lưu lượng phân bố đều ta chọn loại ống hút
cong N0-1
VII.2.2 Cấu tạo và kích thước của nhà máy bơm kiểu khối tảng
•

Xác định kích thước khối móng :
Ta có :

hm = h1 + h2
Với :

h1 = (0,8 ÷1,2) m chọn h1=0,8 (m)
h2 = h6+2.28*D=0.2+2.28*1.1-0.43=2.278 (m)

(với h6=(0.2-0.3),chọn h6=0.2)
hm = 0.8+2.278=3.08 (m)

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang


ĐAMH:THIẾT KẾ TRẠM BƠM

GVHD:TS NGUYỄN ĐÌNH XÂN

Gian bơm :
La nơi đặt máy bơm chính , có thể xây từng gian riêng biệt bởi các tường ngăn
hoặc không có tường ngăn . Gian bơm phải được khô ráo ,sạch sẽ, đặc biệt chống thấm
từ nơi ngoài vào.
•

- Chiều rộng móng :
Bm = loh + b
Với :

b = 0,5b1 + b3 + δ2

b3 = (0,7 ÷ 1) m,chọn b3=0.7 m
b1 : kích thước bệ đỡ = 1660 + 2*650 = 2960 mm
δ2 = (0,6 ÷ 1,2) m
b = 0,5* 2.96+ 0.7+1= 3.18 m
Loh : chiều dài ống hút
L=4.3*D=4.3*1.1 =4.73 (m)
⇒

Bm = 4.73 + 3.18 = 7.91 m
-Chiều cao gian bơm:
hgb = h3 + h4 + h5
⇒

Tra cấu tạo máy bơm và trục động cơ đồng bộ ta được
h3=0.43 (m)
h4= 3.5 (m)
h5= 4.5 (m)
Hgb=0.43+3.5+4.5=8.93 (m)
- Chiều cao toàn bộ tầng dưới :
Hb = hm + hgb = 3.08 +8.93=12.01 (m)
Vậy: cao trình đáy nhà máy:

Cao trình đáy ống hút:
Cao trình sàn động cơ:
-Khoảng cách giữa hai trục máy bơm:
Ltr = Db + 2a4 + δ

SVTH: NGUYỄN VĂN THẾ - LỚP: 11X2A

Trang