ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT

Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TÂY
KHOA KỸ THUẬT – HẠ TẦNG – ĐÔ THỊ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM NƯỚC CẤP

Tháng 12/2017
GVHD:
SVTH:

Page 1


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

MỤC LỤC:
1. Bìa đồ án: …………………………………………………………..….. Trang 1
2. Nhiệm vụ thiết kế đồ án:………...…………………………..…………..Trang 2
3. Tính toán đồ án: ………………………………………………..……….Trang 4
4. Chương I : Công trình thu ………………………………………........…Trang 6
5. Chương I.1: Lựa chọn phương án thiết kế:…………………………….. Trang 7
6. Chương I.2 : Tính toán song chắn rác:…..………………….…………..Trang 8
7. Chương I.3: Tính toán lưới chắn rác:…..…………..………..………...Trang 11
8. Chương I.4: Tính toán ống hút:…..……….…………………..……….Trang 16
9. Chương I.5: Tính toán ngăn thu, ngăn hút:….……………..……..….. Trang 18

10. Chương II : Tính toán thiết kế trạm bơm cấp I:……………………….Trang 20
11. Chương II.1: Tính toán đường kính ống hút:….……………………….Trang 21
12. Chương II.2: Tính toán đường kính ống đẩy:….……………………....Trang 22
13. Chương II.3: Tính toán tổn thất áp lực:……….……………………….Trang 24
14. Chương II.4: Xác định áp lực toàn phần trạm bơm cấp I:….………….Trang 26
15. Chương II.5: Sơ đồ cấu tạo, các thống số kỹ thuật của máy bơm:……Trang 27
16. Chương II.6: Xác định điểm làm việc của máy bơm:………………….Trang 28
17. Chương II.7: Xác định đặc tính ống dẫn:….…………………..………Trang 30
18. Chương II.8: Kiểm tra khả năng chuyển tải của tuyến ống nước thô với trường
hợp có sự cố:….……………………………………………….……….Trang 33
19. Chương II.9: Xác định cốt trục máy bơm:….………………………….Trang 33
20. Chương II.10: Tính toán kích thước nhà trạm:.…………….………….Trang 34
21. Chương II.11: Chọn biện pháp mồi bơm:….…………………………..Trang 35
22. Chương III: Tính toán thiết kế trạm bơm cấp II:……………..………..Trang 35
23. Chương III.1: Chế độ làm của trạm bơm cấp II: …………….………..Trang 36
24. Chương III.2: Tính toán chọn bơm nước sinh hoạt:………………..….Trang 39
25. Chương III.3: Tính tổn thất cho phần ống đẩy: …………..…..……….Trang 44
26. Chương III.4: Xác định cột áp toàn phần của máy bơm:…….……..….Trang 44
27. Chương III.5: Chọn máy bơm: …………….………………….....….Trang 46
28. Chương III.6: Xác định cốt trục máy bơm nước sinh hoạt:…..…..….Trang 47
29. Chương III.7: Đường đặt tính tổng hợp: …………………………….Trang 51
30. Chương III.8: Chọn bơm rửa lọc: ……………………..……….…….Trang 52
31. Chương III.9: Thiết kế phần xây dựng trạm bơm II:………….…..….Trang 53

GVHD:
SVTH:

Page 2

Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG TRÌNH THU – Trạm bơm cấp nước
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn An
Lớp: Ngành kỹ thuật cấp thoát nước
Nhiệm vụ: Thiết kế công trình thu – Trạm bơm nước cấp
Đề số: 07
Giáo viên hướng dẫn:
GVHD:
SVTH:

ThS. Nguyễn Văn Chu

Page 3


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

Ngày giao nhiệm vụ: 9/12/2017
Ngày hoàn thành: 31/12/2017
Tài liệu thiết kế
I. Trạm bơm cấp II:
= 90.000 (m3/ngđ).
Q1 = 1,7
% Qng

Q2 = 5,0
%Qngđ
3. Áp lực cần thiết tại điểm đầu mạng lưới: HCT = 40(m)
4. Chiều dài tuyến dẫn từ trạm bơm cấp II đến đầu mạng lưới:L = 500
1. Công suất:
2. Chế độ làm việc:

5.
6.
7.
8.
9.

(m)
Cốt mặt đất tại điểm đầu mạng lưới: Zm = 30,0 (m)
Cốt mặt đất tại trạm bơm cấp II:
Zt = 29.5 (m)
Cốt mực nước thấp nhất trong bể chứa: Zb = 27 (m)
Bơm rửa lọc: 2 máy (1 làm việc, 1 dự phòng ): Qr = 500 (m3/h)
Hr = 30 (m)
Khoảng cách giửa Bể chứa – Trạm bơm cấp II: L = 19 (m)

II. Trạm bơm cấp I nước mặt
QIngđ = Q IIngđ * KXL (m3/ng)
Với KXL = 1,10
Chiều cao cần thiết tại công trình xử lý – bể trộn:
HXL = 35 (m)
Htd = 2,0 (m)
Chiều dài tuyến dẫn từ trạm bơm I đến trạm xử lý: L = 700 (m)
Cốt tại Trạm xử lý:

ZXL = 30 (m)
Cốt mặt đất tại trạm bơm cấp I:
ZTB = 28,0 (m)
Cốt mực nước của sông:
Zmax = 27,0 (m)

1. Công suất:
2.
3.
4.
5.
6.

Zmin = 22 (m)
7. Chiều dài bãi sông:

GVHD:
SVTH:

Lb = 20 (m).

Page 4


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
Chương I

CÔNG TRÌNH THU
I.1 Lựa chọn các phương án thiết kế :
I.1.1. Thông số tính toán
Công trình thu được thiết kế với các thông sô kỹ thuật như sau :
Tổng công suất trạm bơm cấp II:
QIIngđ = 90.000(m3/ngđ) = 3.750 (m3/h) = 1,042 (m3/s)= 1.042 (1/s).
Tổng công suất trạm bơm cấp I :
QIngđ = QIIngđ x KXL = 90.000 x 1,10 = 99.000 (m3/ngđ) == 4.125 (m3/h) =
1.146 (m3/s) = 1.146 (1/s)
Trong đó:
KXL: hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý, c = 1,10
T: thời gian làm việc 24h
- Chế độ bơm của trạm bơm I làm việc liên tục 24/24 tức chiếm 4,14%
Qngđ
- Cốt mặt đất tại vị trí xây dựng trạm xử lý là: ZXL = 30 m
- Cốt mặt đất tại vị trí xây dựng Trạm bơm cấp I là: ZTB = 28 m
- Chiều dài tuyến dẫn từ TB1 đến trạm xử lý: L = 700 m
- Số liệu về thủy văn:
+ Cốt mực nước cao nhất: Znmax = 27 m
+ Cốt mực nước thấp nhất: Znmin = 22 m
GVHD:
SVTH:

Page 5


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

+ Chiều dài bãi sông: Zb = 20 m
I.1.2 Các giải pháp thu nước.
Căn cứ các số liệu thiết kế ta có thể có các phương án thu nước như sau:
a. Phương án 1: Thu nước ven bờ
Cửa thu nằm sát bề sông. Đây là giải pháp thiết kế đơn giản nhất và
tương đối thuận tiện hơn so với các phương án khác trong quá trình quản lý.
Loại này thường áp dụng cho bờ sông tương đối dốc, ven bờ có đủ nước, độ
sâu cần thiết để thu nước, chất lượng nước ven bờ tốt.
Loại phân l: áp dụng khi điều kiện địa chất bờ sông không ổn định. Cửa
thu của công trình vẫn đặt sát mép sông để tận dụng thu nước triệt để sự dao
động mực nước theo mùa. Trạm bơm được bố trí cách xa công trình thu nước
để đảm bảo tính ổn định
- Loại kết hợp: áp dụng khi điều kiện địa chất bờ sông ổn định.
a. Phương án 2: thu nước xa bờ
Phương án này sử dụng 1 tuyến ống tự chảy thu nước từ họng thu nằm
trong lòng sông.Đây là giải pháp thiết kế tương đối phức tạp hơn so với
phương án 1. Song phương an này áp dụng tốt đối với những địa chất bờ sông
thoải, ven bờ không đủ độ sâu cần thiết đủ thu nước.
So sánh giửa hai phương án ta nhận thấy.
Phương án 2, khi thiết kế ta phải tính toán đến các đường ống dẫn nước
tự chảy, cũng như tính toán việc rửa ống và họng thu nước xa bờ nên công tác
quản lý gặp nhiều khó khăn hơn so với phương án 1.
Do đó ta chọn phương án 1 ( phương án thu loại kết hợp )
GVHD:
SVTH:

Page 6


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

I.2. Tính toán song chắn rắc
I,2,1. Tính diện tích song chắn rắc :
- Cấu tạo: song chắn rác được đặt ở cửa thu nước của sông của công
trình tiết diện hình chữ nhật, đặt hai song ứng với hai cửa thu. Song chắn rác
gồm các thanh thép có tiết diện tròn đường kính d = 8 10 (mm) đặt song song
với nhau, cách nhau một khoảng a = 40 50 (mm)
i

h2

h1

l

i

l

Diện tích công tác của song chắn rác :
f=
Trong đó:
+ Q: lưu lượng tính toán của trạm bơm (m3/h)
Q = 1,146 (m3/s)
+ n: là ngăn thu, n= 2
GVHD:
SVTH:

Page 7

i -i


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

+ v: vận tốc nước chảy qua song chắn rác; v =0,2 0,6 m/s (TCXDVN
33-2006): v= 0,4 m/s
+K1: là hệ số kể đến sự thu hẹp tiết diện đo chiều dài các thanh song
chắn.
K1 =
Theo (TCXDVN 33 – 2006 )
a- khoảng cách giửa hai song chắn liền kề: a = 40 50 mm , lấy a = 45
mm
d- chiều dầy của song chắn: chọn thép tròn có đường kính d = 8 10 mm
lấy d = 10 mm


K1 = = 1,22

+ K2: hệ số co hẹp do giác bám vào song : K2 = 1,25
+ K3: Hệ số kể đến ảnh hưởng do tiết diện của thanh thép, tiết diện tròn
K3 = 1,1
Vậy : f = 1,22 1,25 1,1 = 2,4 m2
I.2.2. Chọn kích thước cửa thu và song chắn :
Kích thước cửa thu và song chắn gọn theo quy chuẩn như sau :
Chọn kích thước song chắn: H xL = 2,4 x 1 = 2,4 m 2. Song chắn rác

đượcbố trí kéo để kéo thả khi sửa chữa. Mặt bằng song chắn được thể hiện
dưới đây :

GVHD:
SVTH:

Page 8


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

Kích thước cửa thu Kích thước song chắn rác
H
B
(mm) Bc x Hc
1000 x 2400
2520
1120

+ Diện tích của cửa thu nước là:
F = 2 x 2,4 = 4,8 (m2)
Với khoảng cách 45 mm có một song chắn, thì số lượng song chắn là:
2400/45 – 1 = 52 thanh
+ Diện tích cản nước của 25 song chắn là
52 + f = 52 x ( d x hc) = 52 x (0,01 x 1,0 ) = 0,52 (m2);
D = 10mm = 0,01m
+ Diện tích thông thủy song chắn rác là:
f= 4,8 – 0,52 = 4,28 (m2)

+ Vận tốc nước qua song chắn rác là: ( v )
V = = 0,267 (m/s)

I.2.3. Tổn thất cục bộ qua song chắn
Xác định theo công thức: hsc = x K x (m)
Trong đó:
+ hsc: tổn thất cục bộ qua song chắn

GVHD:
SVTH:

Page 9


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

i

h2

h1

l

i

l

i -i

+K hệ số dự trử; K = 3
+ v: Vận tốc nước chảy qua song chắn (m/s), v = 0,267 (m/s)
+ g là gia tốc trọng lượng: g = 0,81 m/s2
+ a: chiều rộng khe hở a = 40 50 mm, lấy a = 45 mm
+: hệ số tổn thất cục bộ qua song chắn
+ d : đường kính thanh chắn d = 10 mm
+ : hệ số phụ thuộc loại thanh đối với thanh tròn = 1,8
= x (= 1,8 x ( = 0,582
Vậy hsc = 0,582 x 3 x = 0,634(m)
Lấy hsc = 0,556 m
- Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn thu
thu

=thumin- hs= 22,00 – 0,634 = 21,366 (m)
thu
min mực nước thấp nhất trong ngăn thu so với mực nước biển
min

GVHD:
SVTH:

Page 10


Đồ án môn học

hà

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

: mực nước thấp nhất của sông = 22 so với mực nước biển
Hsc : tổn thất qua song chắn rác
I.3. Tính toán lưới chắn rác
I.3.1.Tính toán diện tích lưới chắn rắc
Lưới chắn rác được đặt trên cửa thông nước giửa ngăn hút và ngăn thu
Lưới chắn phải có cấu tạo gồm: một tấm lưới căng trên 1 khung lươi đan
min

bằng các dây thép có đường kính d = 1 1,5 mm; Mắt lưới 2 x 2 5 x 5 mm
1. Diện tích công tác của lưới chắn rác được xác định
f=
Trong đó :
+ Q: lưu lượng tính toán của trạm bơm Q = 1,146 (m3/s)
+ n: là số ngăn hút, n = 2
+v: vận tốc nước chảy qua lưới chắn phẳng: v = 0,2 – 0,4 m/s (TCN 33 –
2006), chọn v = 0,3 m/s
+ K1 là hệ số kể đến sự co hẹp diện tích do chiều dầy lưới chắn rác.
K1 = x (1 + p)
a: khoảng cách mắt lưới, a = 5 mm
d: đường kính dây thép đan lưới, d= 1,0 1,5 mm, lấy d= 1 mm
p: là hệ số kể đến phần diện tích bị chiếm khỗ do khung, các mối nối trên
diện tích công tác của lưới, lấy p = 0,05

K1 = = 1,512
K2 Hệ số co hẹp do rác bám vào lưới: K2 = 1,5
K3 Hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng = 1,151,5,lấy K3= 1,4
Vậy: ƒ =x 1,512 x 1,5 x 1,4 = 6,06 m2
I.3.2. Chọn kích thước lưới chắn

Chọn kích thước chắn rác như sau:
GVHD:
SVTH:

Page 11


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

Tra bảng được:
Kích thước cửa (mm)

Kích thước lưới chắn rác (mm)
H
B

hc

hl

Bc x Hc
1000 x 2400
2530
1130
- Số thanh thép theo chiều thẳng đứng của cửa là: + 1 = 401 thanh

ll
lc

- Mỗi thanh dài 1 m, diện tích cản nước của các thanh theo chiều thẳng
đứng của cửa thu là: 401 x 1,5 x 0,001 = 0,6 (m2)
- Số thanh thép theo chiều ngang của cửa thu:+ 1 = 167 thanh
- Chiều dài mỗi thanh là 2m. Diện tích cản nước của các thanh ngang là:
167 x 2 x 0,001= 0,334 (m2)
- Tổng diện tích cản nước của lưới chắn rác là:
F lưới = 0,334 + 0,6 = 0,934 (m2)
- Diện tích thông thủy của lưới chắn rác:
F = 2 x 1,5 – 0,334 = 2,66 (m2)
Vậy vận tốc qua lưới chắn rác là:
V = = 0,215 (m/s)
GVHD:
SVTH:

Page 12


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

Vận tốc qua lưới chắn rác đảm bảo theo tiêu chuẩn thiết kế không quá
0,4 m/s.
I.3.3. Tổn thất cục bộ qua lưới chắn
Xác định theo công thức;
Hlc= . K.
Trong đó:
+ hlc tổn thất cục bộ qua lưới chắn
+ K : hệ số dữ trữ: K = 3

+ V vận tốc nước chảy qua lưới chắn ( m/s): v= 0,2 0,4 m/s, lấy v = 0,2
m/s
+g : gia tốc trọng trường: g = 9,81 m/s
+ : hệ số tổn thất cục bộ qua lưới chắn
Xác định theo công thức:
==
+ d : đường kính thanh chắn: d = 1,0 mm
+a : chiều rộng mắt lưới: a = 4,0 mm
+hệ số phụ thuộc loại thanh đối với loại lưới tròn = 1,8
= x ( = 1,8 (= 0,636
Vậy hlc = 0,636 x 3 x = 0,0038 m
- Cao trình mực nước thấp nhất trong ngăn hút
GVHD:
SVTH:

Page 13


Đồ án môn học

hút

min

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

= thumin – hlc = 21,366 – 0,0038 = 21,362m

I.4 Tính toán ống hút
I.4.1 Xác định đường kính ống hút :

Với Q = 4125 (m3/h) = 1,146 (m3/s). Để đảm bảo an toàn, dùng 2 ống hút
bằng ống thép không gỉ. Lúc này lưu lượng 1 ống sẽ là:
Q1 = = 0,537 (m3/s)
- Đường kính ống hút được tính bằng công thức
D=
Trong đó:
V: vận tốc cho phép trong đường ống hút theo TCXD 33- 06 , v= 1 1,3
(m/s), chọn v = 1,2 (m/s)

D = = 0, 779(m) = 779 (mm)
Chọn D = 800 mm => tra bảng thủy lực
Với D = 800 mm , Q = 573 (1/s) thì v= 1,13 (m/s); 1000i = 1,86;
i = 0,0086
Hai ống hứt được đặt song song và có độ dốc tối thiểu i= 0,0086 theo về
phía máy bơm
I.4.2 Kiểm tra vận tốc của ống hút trong trường hợp một ống có sự
cố:
- Giả sử trường hợp một ống hút có sự cố , ống còn lại phải đảm bảo
70% công suất của trạm xử lý ( theo TCXD 33 – 06 ) ,Khi đó lưu lượng của
một ống sẽ là: Qsc = 1.146 x 70% = 802 (m3/s)
- Lúc này vận tốc sẽ là :
Vsc = = = 1,596 (m/s )
Vận tốc này thỏa mãn vận tốc theo quy phạm v = 1.2 2 (m/s)
I.4.3 Xác định kích thước miệng hút
Do trạm bơm cấp 1 được xây chìm dẫn đến không cần mồi bơm, nên ta
cho miệng hút kiểu phễu.
Dựa vào bảng ta chọn miệng hút có các kích thước sau:
GVHD:
SVTH:

Page 14


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

Đường kính Kích thước miệng hút (mm)
d
D
H
ống hút (mm)
800
800
1120
960

h
176

I.4.4 Sơ đồ cấu tạo miệng hút

I.5. Tính toán ngăn thu , ngăn hút
Sô đồ bố trí ngăn thu – ngăn hút
I.5.1 Kích thước trên mặt bằng
a. Ngăn thu
+ Chiều dài ngăn thu lấy theo quy phạm từ 1,63 m => chọn A1 = 2,5 m
+ Chiều rộng ngăn thu : B1 = B4 + B2
 B4 chiều rộng lưới chắn B4 = 1,13 (m)
 e = 0,4 0,6 m => chọn e = 0,56 (m)


B1 = B4 + 2 x e = 1,13 +2 x 0,56 = 2,25 (m)
b. Ngăn hút
GVHD:
SVTH:

Page 15


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

+ Chiều rộng : B2 3Df
Dohut = 700 (mm) = 0,7 m
Mà Df = 1,3 1,5 Dh => lấy Df =1,3 x Dh = 1,3 x 0,7 = 0,91 m

Chọn B2= 3 x 0,91 = 2.73 m m
+ Chiều dài : A2 3Df => chọn A2 = 2,5 m
Để tiện việc quản lý và thi công ngăn hút và ngăn hút chọn kích thước hai
ngăn bằng nhau A x B = 2,5 x 2,25 (m)
I.5.2 Kích thước trên mặt đứng
- Khoảng cách từ mép dưới đặt lưới chắn đến đáy ngăn thu:
h2 =0,5 1 (m) => chọn h2 = 0,7 (m)
- Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến mép trên cửa
h3 0,5 (m) => chọn h3 = 0,5 (m)
- Khoảng cách từ mực nước cao nhất đến miệng vào của miệng hút
- Khoảng cách từ mực nước cao nhất đến sàn công tác:
h4 0,5 (m ) => chọn h4 = 1 ( m)
- Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng hút:

- Khoảng cách từ miệng lọc miệng hút đến tường công trình thu:
A = 0,75 1 Dr => a = 0,5 (m)
I.5.2. Tính toán cao độ công trình thu
a. Cao độ mực nước trong ngăn thu
ZT-min =Hmin – hs = 22- 0,634= 21,366 (m)
ZT – max = Hmax – hs =27 – 0,634 =26,366 (m)
Trong đó :
+ hs tổn thất qua cửa thu nước và song chắn rác hs = 0.634 (m)
+ Hmin :Cốt mực nước thấp nhất của sông (nước thô ) Hmin = +22 m
+ Hmax: cốt mực nước cao nhất của sông (nước thô ) Hmax = +27 m
GVHD:
SVTH:

Page 16


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

b. Cao độ mực nước trong ngăn hút:
ZH-min= ZT-min – hL = 21,366 – 0,0038 = + 21,362 (m)
ZH-max= ZT – max – hL = 26.366 – 0,0038 = + 26,362 (m)
Trong đó
- HL : tổn thất qua lưới chắn rác hL = 0,0038 (m)
- ZT-min : cốt mực nước thấp nhất trong ngăn thu (m)
- ZT-max : Cốt mực nước cao nhất trong ngăn thu (m)
c. Cao độ đáy công trình thu
Khoảng cách từ đáy miệng hút đến đỉnh hố thu cặn là h5= 0,6 (m)
Chiều cao hố thu cặn h= 0,3 (m)

Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến miệng hút: h6 = 2 (m)
 ZĐ-CTT = ZH-min – (h5 + h6+ h ) = + 21,440 - ( 0,6 +2+ 0,3)

=

+18,54 (m)
d. Cao độ sàn công tác công trình thu
ZS-CTT = Hmax+ h4 = 27 +1 = +28 (m)
Hmax : cốt mực nước cao nhất của sông (nước thô) Hmax = + 27 (m)
h4 : chiều cao từ mực nước cao nhất đến sàn công tác, h4 = 1,0 m
Chương II :
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM BƠM CẤP 1
Trạm bơm cấp 1
Bơm nước từ công trình thu ddauw lên trạm xử lý. Nếu nước ở nguồn có thể
sử dụng trực tiếp mà không cần làm sạch thì trạm bơm cấp 1 bơm thẳng nước
vào mạng lưới phân phối, bể chứa hoặc bể áp lực. Trong một số trường hợp,
thường gặp khi cấp nước sản xuất, trong trạm bơm cấp 1 bố trí 2 nhóm bơm;
một nhóm bơm nước thô lên, xử lý, một nhóm bơm lượng nước không cần xử
lý đến thẳng đối tượng tiêu dùng đây ta tính toán cho trạm bơm cấp 1 thuộc
GVHD:
SVTH:

Page 17


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

loại một nghĩa là yêu cầu cấp nước liên tục không được gián đoạn 1 giây phút

nào. Nếu cấp nước gián đoạn sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình công nghệ, chất
lượng sản phẩm hoặc thiệt hại đáng kể về kinh tế.
- Trạm bơm cấp I có nhiệm vụ đưa nước từ công trình thu đến trạm xử lý.
Trạm bơm cấp I cấp nước liên tục 24h.
- Với điều kiện địa chất của bờ sông đảm bảo nên trạm bơm cấp I được
bố trí hợp khối với công trình thu (kết hợp). Cao độ mặt đất của trạm
bơm theo cao độ đề bài ra = +28 m
II.1 Xác định đường kính ống hút
II.1.1. Xác định đường kính ống hút chung
Với Q = 4125 (m3/h) = 1,146 (m3/s). Để đảm bảo an toàn dùng 2 ống hút bằng
ống thép không gỉ. Lúc này lưu lượng 1 ống sẽ là:
Q1 = 1,146 2 = 0.573 (m3/s)
Đường kính ống hút được tính bằng công thức:
D=
Trong đó :
- V : vận tốc cho phép trong đường ống hút theo TCXD 33-06, v=1 1,3
(m/s) =.> chọn v= 1,2 (m.s).
D = = 0,779 (m) = 779mm
Chọn D = 800mm => tra bảng tra thủy lực
Với D = 800, Q = 573 (l/s) thì v= 1,13 (m/s); 1000i=1,86 ;
i = 0,00186
Hai ống hút được đặt song song và có độ dốc tối thiểu i = 0,00186 theo về
phía máy bơm.
GVHD:
SVTH:

Page 18


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

II.1 Xác đình đường kính bằng ống hút riêng
- Qua ống hút chung D = 800 mm, lưu lượng được chia cho 2 máy bơm
hoạt động . Khi đó lưu lượng tính cho mỗi bơm: Q1 bơm = 573 (l/s)
Theo TCVN 33- 06, với ống hút có 300 800 thì vận tốc trong ống hút
được quy định v = 1 3 (m/s) => chọn v = 1,09 (m/s). Khi đó đường kính
ống hút riêng sẽ là:
D = = = 0,818 m
Chọn Dhr = 800 mm, tra bảng thủy lực có v = 1,13 m/s, 1000i = 1,86
i = 0,00186
II.2 Xác định đường kính ống đẩy
II.2.1. Xác định đường kính ống đẩy chung:
Trạm bơm cấp I được đặt gần công trình thu và cách trạm xử lý 700 m.
Với lưu lượng Q = 0,573 m3/s.
Căn cứ vào bảng 7.3 trang 135 TCXDVN33-06 và tra bảng thủy lực ta xác
định được đường kính ống đẩy như sau: Với vận tốc qui định cho ống đẩy
D300-800mm, v=1,3-3,0 m/s, chọn V=1,6m/s.
Ta có đường kính ống đẩy chung như sau:
D = = = 0,749 m
Chọn D = 750 mm, tra bảng thủy lực có v = 1,72 m/s, 1000i = 4,84
II.2.1. Xác định đường kính ống đẩy riêng:
a. Ống đẩy riêng (từ trạm bơm cấp I đến bể trộn)
Nhằm đảm bảo an toàm cho hệ thống nên dùng 2 đường ống dẫn song
song làm việc. Vậy lưu lượng mỗi ống Q = 1146/2 0,573 m3/s.
GVHD:
SVTH:

Page 19

Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

Căn cứ bảng 7,3 trang 135 TTCXDVN 33 – 06 và tra bảng thủy lực ta
xác định được đường kính ống dẫn như sau: với vận tốc qui định cho ống đẩy
D300 – 800 mm = 1 – 3 m/s, chọn v = 1,2 m/s.
Ta có đường kính ống dẫn như sau:
D = = = 0,779 m
Chọn D = 800 mm, có V = 1,13 m/s, 1000i = 1,86 = 0,00186
i = 0,00186
 Kiểm tra lại vận tốc của ống đẩy khi có sự cố;
- Đặt trường hợp 1 ống đẩy có sự cố, ống còn lại phải đảm bảo 70%công
suất trạm bơm cấp I. Khi đó lưu lượng nước còn lai trong 1 ống sẽ là
0,573 x 70% = 0,818 m3/s
Vận tốc lúc này là:
Vsc = = = 1,628 m/s
 Ống đẩy thỏa mãn yêu cầu TCXDVN 33 – 06 qui định D đẩy từ 300 –
800 mm, v = 1 – 3 m/s
b. Ống đẩy riêng (từ máy bơm đến đường ống đẩy chung)
Nhằm đảm bảo an toàm cho hệ thông nên dùng 3 bơm, 2 bơm làm
việc, 1 bơm dự phòng.Vậy lưu lượng mỗi ống Q = 1146/2 = 0,573 m3/s
- Căn cứ vào TCXDVN 33 – 06 và tra bảng thủy lực ta xác định được
đường kính ống dẫn như sau: với vận tốc qui định cho ống đẩy D300 –
800 mm = 1 – 3 m/s, chọn v = 1 m/s
GVHD:
SVTH:

Page 20


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

Ta có đường kính ống dẫn như sau:
D = = 0,492m
Chọn D = 700 mm, có v = 1,48 m/s, 1000i = 3,75 = 0,00375
II.3 Tính tổn thất áp lực
II.3.1 tổn thất cục bộ trong công trình thu và trạm bơm cấp I
hb = +
Trong đó
hb: tổn thất cục bộ của trạm bơm cấp I (m)
tổn thất trên đồng ống hút và đẩy trong trạm
tổn thất qua các phụ tùng thiết bị.
a. Tính tổn thất cho phần hút:
- Tính tổn thất áp lực cho máy bơm số 1 với đường ống hút bất lợi nhất
(đường ống số 1 )
- Tổn thất theo chiều dài L = 4 m với vận tốc hút tăng cường khi 1 ống bị
sự cố. Lúc này ống hút phải đảm bảo 70 % công suất tính toán
Qsc = 70 % x 1.146 = 802,2 l/s , v = 1,59 m/s ,1000i = 3,63 = 0,00363
Vậy tổn thất theo chiều dài ống hút là: Hh = 0,004 x 3,63 = 0,014 (m)
- Trên đường ống hút có các phụ tùng gây ra tổn thất áp lực gồm:
Hệ cố sức cản cục bộ của ống hút:
TT
GVHD:
SVTH:

Danh Mục

Đ . V Số lượng
Page 21


Đồ án môn học

1
2
3
4
5

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

Phễu hút
Cút 900
Khóa
Tê
Côn 800 x 600
Cộng

tính
cái
Cái
Cái
Cái
Cái

1
1
1
2
1

0,15
0,5
1
1,1
0,1

0,15
0,5
1
2,2
0,1
3,95

HCbhut = (m)
 3,95 x () = 0,509 (m)
- Tổng tổn thất trên đường ống hút là:
Hh = Hhcb+ Hhd = 0,509 + 0,014 = 0,523 (m)
b. Tính tổng thất áp lực phần ống đẩy
Tính tổn thất áp lực cho máy bơm số 1 với đường ống đẩy bất lợi nhất
(đường ống số 1)
Chiều dài ống đẩy riêng L = 4 m
D = 750 mm, v = 1,72 m/s, 1000i = 4,84; i = 0,00484
Vậy tổn thất theo chiều dài ống đẩy là:
Hđ = i x Lđ = 0,00484 x 4 = 0,0181 (m)

Hệ số sức cản cục bộ trên ống đẩy
TT

DANH MỤC

Đ.V TÍNH SỐ LƯỢNG

1
2
3
4

Côn 500 x 300
Khóa 1 chiều
Khóa 2 chiều
Tê
CỘNG

Cái
Cái
Cái
cái

1
1
2
2

0,1
1,7

1
1,1

 HCb1 = 6 x = 0,904 (m)
Vậy tổn thất áp lực phần ống đẩy là:
Hcb= 0,017 + 0,904 = 0,921 (m)
+ Tổn thất cục bộ trong công trình thu và trạm bơm cấp I là:
Hb = = 0,921 + 0,523 = 1,444 m

GVHD:
SVTH:

Page 22

0,1
1,7
2
2,2
6


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

II.3.2 Tổn thất áp lực từ trạm bơm I đến trạm xử lý (Đến công trình xử lý
nước đầu tiên)
a. Tổn thất dọc đường
Hđ = i x Lđ = 0,00484 x 700 = 3,388 (m)
Trong đó

L chiều dài đường ống dẫn nước từ trạm I đến công trình xử lý nước
đầu điên (bể trộn). Theo đầu bài ra có L = 700 (m) (L =700 m, v =
1,72 m/s, 1000i = 4,84; i = 0,00484)
b. Tổn thất cục bộ
- Ta lấy bằng 10 % tổn thất chiều dài ống
hcb = 10 = 0, 339 (m)
c. Tổn thất áp lực của đường ống dẫn
hddd= hd + hcb = 3,388 + 0,339 = 3,727 m
II.4 Xác định áp lực toàn phần trạm bơm cấp I
HITP= (Zc – Zh ) + hd + hh + ho
Trong đó
HITP:chiều cao công tác của bơm cấp I
Zc: cốt mực nước tại công trình xử lý nước đầu tiên Zc = 35 m
Zh: cốt mực nước thấp nhất trong ngăn hút , Zh = + 21,362 m

GVHD:
SVTH:

Page 23


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

Zd: tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ trên đường ống dẫn nước
từ trạm bơm I đến trạm xử lý, hddd = 3,727 m
hh: tổn thất áp lực cục bộ trong công trình thu và trạm bơm cấp I , h h
= 1,444 m
h0: áp lực tự do (có tính đến tổn thất áp lực qua bể trộn cơ khí), h 0 =

2m
Vậy cột áp toàn phần của máy bơm trong trạm bơm I là:
HtTP= ( 35– 21,362 ) + 3,727 + 1,444 + 2 = 20,809 m = 21 m
II.5 Chọn bơm
- Với Q1 bơm = 0,573 (m3/s) = 573 (l/s)
HTP = 21 m
II.5.1. Sơ đồ cấu tạo, các thông số kĩ thuật của máy bơm
a. Sơ đồ cấu tạo:

GVHD:
SVTH:

Page 24


Đồ án môn học

CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM

B.Các thông số kĩ thuật
Căn cứ vào lưu lượng và áp lực của máy bơm tra trong Catalogue của
hãng DAB loại Model KDN 250 – 330/310/300
Các thông số kỹ thuật của máy bơm
+ Số vòng quay: n = 1450 vong/phút
+Hiệu suất bơm: = 70 %
+ NPSHr: 4,6 m
GVHD:
SVTH:

Page 25