Chương 1 Hình 1.1 Công trình trạm bơm tưới Ngọc Sơn,, huyện Yên Thành, Nghệ An .2 Bố trí nhà trạm và hệ thống bơm tưới loại lớn .3 Sơ đồ trạm bơm tiêu úng .4 Minh họa bơm hút từ dưới lên .5 Minh họa bơm hút từ trên xuống. 20 Chương 2 Hình 2.1 Trạm bơm tưới Thụy Phú II .2 Trạm bơm Cửa Đình .3 Trạm bơm Tri Phương 1 .4 Bản vẽ bố trí lắp đặt bơm mồi và thùng mồi .5 Hình ảnh thực tế bố trí mắt thăm mồi – bơm và bình mồi .6 Bản vẽ bố trí mắt thăm mồi trên hệ thống đường ống mồi. 34 Chương 3 Hình 3.1 Biểu đồ lưu lượng của trạm bơm theo thời kỳ .2 Biểu đồ cột áp thay đổi theo thời kỳ .3 Các dạng dòng xoáy hình thành .4 Đồ thị đường đặc tính bơm phụ thuộc tỷ lệ không khí đưa vào: .5 Sơ đồ máy bơm khoang hút chìm và các kích thước thiết kế chính .6 Sơ đồ khoang hút cho 03 tổ bơm chìm .7 Sơ đồ bơm cánh chìm, động cơ đặt trên sàn bơm, các kích thước chính .8 Sơ đồ bố trí ống hút bơm trục ngang - ống hút thiết kế rọ chắn rác .9 Phần tường ngang .10 Kích thước mặt bích theo tiêu chuẩn DIN .11 Kích thước mặt bích theo tiêu chuẩn ANSI .12 Mặt bích tiêu chuẩn BS 4504 .13 Trạm bơm trục ngang .14 Trạm bơm trục đứng. 71 9 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Kích thước tiêu chuẩn của buồng hút nhà trạm có bề mặt tự do.2 Giải pháp khắc phục bể hút không đạt tiêu chuẩn: .3 Công thức tính toán tổng tổn thất hệ thống đường ống hút – xả .4 Công thức tính hệ số tổn thất của hệ thống đường ống hút – xả .5 Thông số kỹ thuật của mặt bích tiêu chuẩn JIS 5K .6 Thông số kỹ thuật của mặt bích tiêu chuẩn JIS 10K .7 Thông số kỹ thuật của mặt bích tiêu chuẩn JIS 16K .8 Thông số kỹ thuật của mặt bích tiêu chuẩn JIS 20K .9 Thông số kỹ thuật của mặt bích tiêu chuẩn DIN PN10 – RF.10 Thông số kỹ thuật của mặt bích tiêu chuẩn DIN PN16 – RF.11 Kích thước mặt bích tiêu chuẩn ANSI B16.12 Kích thước mặt bích tiêu chuẩn B16.13 Mặt bích tiêu chuẩn BS 4504 PN10 – RF .14 Mặt bích tiêu chuẩn BS 4504 PN16 – RF .15 Bảng tính toán tổn thất hệ thống đường ống hút – xả .16 So sánh các hạng mục của 3 loại bơm thiết kế như bên dưới: .17 Bảng so sánh giá thành toàn bộ hệ thống để lựa chọn thiết kế .19 Bảng bóc tách khối lượng chi tiết vật tư .20 Giá thành cụ thể từng chi tiết trong trạm bơm .21 Bảng bóc tách khối lượng chi tiết vật tư .22 Bảng bóc tách giá thành chi tiết vật tư .23 Bảng bóc tách khối lượng chi tiết vật tư .24 Bảng bóc tách khối lượng chi tiết vật tư .25 So sánh chi tiết về công tác quản lý thiết kế thông thường.
Tính cấp thiết của đề tài Khi lựa chọn các tổ máy chính của trạm bơm tưới, tiêu trong hệ thống thủy lợi phải dựa trên cơ sở tính toán kinh tế - kỹ thuật. Cần xét đến biểu đồ dùng nước (hoặc yêu cầu tưới/ tiêu nước), trình tự đưa công trình vào khai khác, sự phù hợp trong chế độ vận hành giữa các tổ máy bơm, hệ thống đường ống dẫn, ống xả và phải xét tới quá trình vận hành phục vụ nhu cầu tưới, tiêu của cả hệ thống thủy lợi. Chính vì vậy công việc quản lý nâng cao hiệu quả thiết kế trạm bơm tưới tiêu cần được đặt lên hàng đầu. Thiết bị của trạm bơm phải bảo đảm cung cấp nước liên tục phù hợp với biểu đồ dùng nước hoặc đảm bảo tiêu thoát nước khỏi khu vực được tiêu; Công việc tính toán lựa chọn bơm và thiết kế hệ thống đường ống phù hợp với trạm bơm tưới tiêu trong yêu cầu dự án cụ thể đặt ra càng cẩn thận, tính toán theo quy chuẩn bao nhiêu thì quá trình thi công sẽ dễ dàng bấy nhiêu.
Mặt khác việc nâng cao quản lý trong thiết kế trạm bơm tưới tiêu còn giúp giảm tổn thất trong hệ thống đường ống và tiết kiệm chi phí kinh tế đầu tư, lắp đặt thiết bị. Mục tiêu của đề tài Xây dựng được bài toán quản lý nâng cao hiệu quả trong thiết kế trạm bơm tưới tiêu giúp đạt mục tiêu đơn giản hóa quá trình thiết kế và nâng cao hiệu quả tính toán lựa chọn hệ thống bơm, hệ thống đường ống cơ khí hút xả. Thỏa mãn những yêu cầu dưới đây: - Đạt độ ổn định và độ tin cậy cao trong quá trình tính toán lựa chọn thiết kế hệ thống bơm và đường ống hút xả. - Tổng kinh phí tính toán lý thuyết, chi phí gia công chế tạo hệ thống đường ống cơ khí, vận chuyển và lắp đặt thiết bị là nhỏ nhất.
- Đơn giản và dễ dàng trong thiết kế lựa chọn, bố trí thiết bị trong trạm bơm cũng như tiện lợi cho quá trình thi công lắp đặt thiết bị cho dự án. Phạm vi nghiên cứu, nội dung của đề tài Phạm vi nghiên cứu của đề tài gồm có những nội dung dưới đây: - Vì đề tài hướng tới bơm cho các dự án trạm bơm tưới tiêu nên ta xét với kiểu bơm trục đứng, bơm trục ngang và bơm chìm. 11 - Tính toán lựa chọn hệ thống bơm cho trạm bơm tưới tiêu. - Tính toán tổn thất và thiết kế hệ thống đường ống hút và xả phù hợp với bơm sau khi lựa chọn bơm.
- So sánh những số liệu và phương án lựa chọn cho 1 trạm bơm cụ thể để đưa ra những thông số kỹ thuật, bóc tách khối lượng để làm dự toán thiết bị cho trạm bơm. - Vận dụng thực tế của những dự án đã thiết kế, triển khai thi công. Phương pháp nghiên cứu Dựa vào nội dung cần xây dựng của đề tài, ta lựa chọn được phương pháp nghiên cứu như sau: - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Dựa trên các tài liệu về hệ thống bơm, catalogue các hãng bơm, tài liệu tính toán – xây dựng hệ thống đường ống để có cơ sở tính toán chọn lựa bơm theo yêu cầu cụ thể về lưu lượng, cột áp, công suất bơm đặt ra tại trạm bơm tưới, tiêu. - Phương pháp quan sát và thực nghiệm: Kinh nghiệm thiết kế và thi công 1 số trạm bơm tưới tiêu đã đưa ra cho người thiết kế nhiều câu hỏi thực tiễn, dựa trên số liệu thực tế mà nghiên cứu phát triển nâng cao khả năng thiết kế, hiệu quả công việc và có nhiều phương án thiết kế.
Từ đó giúp xây dựng bài toán kinh tế trong việc quản lý nâng cao hiệu quả thiết kế trong trạm bơm tưới tiêu. Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Về khoa học: Thực hiện đề tài giúp người thiết kế củng cố lý thuyết, nâng cao chuyên môn, đối chiếu lại những dự án thực hiện thực tế về thiết kế hệ thống đường ống cơ khí và lựa chọn bơm trong trạm bơm tưới tiêu khi làm việc tại công ty nói riêng và các đơn vị tư vấn thiết kế công trình trạm bơm nói chung. - Về thực tiễn: Thực hiện đề tài cũng góp phần hoàn thiện hơn công tác thiết kế tính toán lựa chọn bơm và hệ thống đường ống cơ khí của trạm bơm tưới tiêu dựa theo những khảo sát thực tế, lựa chọn được hệ thống đường ống và bơm phù hợp để tăng cường hiệu quả sử dụng và tiết kiệm chi phí nhỏ nhất. Nâng cao trình độ khai thác vận hành để giảm chi phí quản lý, tăng hiệu quả tưới, tiêu trong nông nghiệp và công nghiệp.1 Hệ thống bơm trong trạm bơm tưới tiêu 1.1 Hệ thống bơm trong trạm bơm tưới Trạm bơm tưới có những đặc điểm sau đây: - Làm việc vào thời kỳ khô hạn trong năm; - Việc ngừng làm việc chỉ cho phép tùy thuộc vào cấp an toàn cấp nước; - Nói chung không yêu cầu nước phải sạch về bùn cát và vật nổi, chỉ cần không để những đối tượng và hạt có khả năng mài mòn và làm hư hỏng bánh xe công tác của máy bơm.
Riêng những trạm bơm cấp nước cho các máy tưới phun mưa thì yêu cầu nước phải qua lưới lọc kỹ để loại bỏ những hạt có đường kính lớn lấp nhét lỗ phun; Do trạm bơm làm việc theo mùa do vậy cho phép đơn giản nhiều về kết cấu nhà máy, giảm yêu cầu về khả năng ổn định nhiệt của trang thiết bị và kết cấu bao che Nhà trạm còn có thể được thay thế bằng trạm di động hoặc phao nhẹ nhàng hơn khi máy bơm nhỏ nhẹ. Gian máy cho phép thấp hơn do đặt cần trục bên ngoài. Việc bố trí trạm bơm tưới lấy nước mặt rất đa dạng; kiểu bố trí hay gặp nhất như Sơ đồ bên dưới: Ống hút/ lưới Cửa cống dẫn Nhà máy Ống xả chắn rác nước Hình 1.1 Công trình trạm bơm tưới Ngọc Sơn,, huyện Yên Thành, Nghệ An Công trình trạm bơm tưới Ngọc Sơn, huyện Yên Thành, Nghệ An thể hiện trên hình 1.1 được thiết kế với các thông số sau: - Lưu lượng: 1.000 m3/h - Cột áp: 7 m - Số lượng: 01 tổ máy Ngoài những công trình chính còn có những nhà máy phụ, đường xá, cầu, công trình dẫn nước, tiêu nước, phần xây áp để đặt thiết bị điện, tường chắn. 13 Việc lựa chọn thành phần công trình tùy thuộc vào điều kiện thực tế.
Ví dụ, cống điều tiết đầu nút cửa vào của kênh dẫn chỉ có mặt khi có nhu cầu điều chỉnh mực nước hoặc yêu cầu làm khô để sữa chữa các bộ phận công trình nằm dưới mực nước kênh. Cùng với cống điều tiết thường có bố trí công trình bảo vệ cá. Bể lắng cát được đưa vào thành phần trạm khi trong nước có chứa nhiều bùn cát lơ lửng và các hạt có hại cho an toàn của máy bơm và làm lắng đọng mạng lưới tưới. Để làm sạch nước khỏi bùn cát có thể xây những túi bắt cát và dùng rãnh tháo cát đi.2 thể hiện việc bố trí các phần diện tích xây áp sát nhà máy để đặt các thiết bị phân phối điện và trạm máy biến áp, hệ thống đường cống vào và đường kênh xả, mối quan hệ về vị trí giữa nhà máy và thiết bị của trạm bơm tưới loại lớn.