Cơ Khí Lưu Chất - Máy Bơm, Trạm Bơm (Phần 2) part 4 docx

Đặc điểm và kết cấu nhà máy bơm kiểu móng tách đặt lộ thiên Đặcû điểm nổi bật của kiểu nhà máy nầy là hệ móng của tổ máy bơm chính đặt tách riêng khỏi móng nhà máy, hoặc nền nhà máy ch

Chiều rộng buồng hút phải đủ lớn để dòng chảy không sinh ra xoáy nước Những

trạm chỉ có một bơm chiều rộng buồng hút thường lấy B = ( 2 2,5 )Dv và ≤ 3Dv

Khoảng cách hai trục ống hút Ltr khi bố trí chung buồng 1,5 Dv ≤ Ltr ≤ 2Dv

4 Xác định chiều dài buồng hút

Chiều dài buồng hút phải thích đáng, quá dài sẽ lãng phí, quá ngắn nước chảy gấp

không lợi cho làm việc của máy bơm Thường lấy chiều dài L = ( 4 5 )Dv ( xem Hình

11-16 ) Có thể tính chiều dài nhỏ nhất theo công thức:

min

kQ Bh

=

Trong đó: Q là lưu lượng máy bơm, ( m3/s );

B là chiều rộng buồng hút, ( m );

k là hệ số dung lượng nước, lấy như sau:

khi Q < 0,5 m3/s thì k = 25 30 khi Q > 0,5 m3/s thì k = 15 20

k lớn dùng cho bơm hướng trục, k nhỏ dùng cho bơm li tâm

5 Xác định chiều cao buồng ướt máy bơm đặt ở tầng khô:

Chiều cao buồng ướt máy bơm đặt ở tầng khô lấy bằng chiều cao h = h1 + h2

Trong thực tế xây dựng nhà máy bơm buồng ướt nhận thấy rằng có hiện tượng máy

bơm bị rung động mạnh và phát ra tiếng ồn khi máy làm việc Các nhà nghiên cứu cho

rằng sở dĩ có hiện tượng này là do thiết kế buồng hút về mặt thủy lực không tốt gây ra

Để loại trừ các hiện tượng đó cần bảo đảm chảy thuận, cần xây tường hướng dòng nếu

dòng chảy vào bị ngoặc, không nên bố trí kiểu buồng lấy nước một bên cho nhiều máy

bơm ( xem Hình 11 - 16,b )

D NHÀ MÁY BƠM KIỂU MÓNG TÁCH ĐẶT LỘ THIÊN

I Đặc điểm và kết cấu nhà máy bơm kiểu móng tách đặt lộ thiên

Đặcû điểm nổi bật của kiểu nhà máy nầy là hệ móng của tổ máy bơm chính đặt tách

riêng khỏi móng nhà máy, hoặc nền nhà máy chỉ là tấm bê tông rất mỏng liên kết với

móng máy chỉ để chống nước thấm Kiểu nhà máy nầy chỉ có một tầng nằm trên mặt đất

( xem Hình 11 - 1,a ) và ( Hình 11 - 19 ) Nhà máy kiểu này thường dùng cho trạm bơm

nhỏ và trung bình với máy bơm trục ngang có tổng lưu lượng trạm đến 5 m3/s, lưu lượng

máy bơm nhỏ hơn 1 m3/s Tuy vậy cũng có một số trạm bơm với cột nước dư, dùng máy

bơm lớn trục ngang loại song hướng sử dụng kiểu nhà máy này đạt tới lưu lượng 4 m3/s

mỗi máy Do móng máy đặt tách riêng với các móng nhà do vậy sự rung động của máy

không ảnh hưởng đến móng nhà máy và giảm khối lượng móng nhà máy Kiểu nhà máy

móng tách nầy có độ cao hút nước hS > 0 nên yêu cầu giao động mực nước ở bể hút phải

Hình 11 - 19 Sơ đồ nhà máy bơm móng tách bơm li tâm trục ngang

1- bể tập trung; 2- cửa lấy nước; 3- ống hút; 4,8,10- ống nối; 5- móng nhà máy; 6- máy

bơm song hướng; 7- móng máy bơm; 9- van ống đẩy; 13- các ray ở dàn công tác

nằm trong phạm vi chiều cao hút nước địa hình cho phép Khi xây dựng cần chú ý mực

nước ngầm phải thấp hơn nền nhà máy, nếu phải xây ở vùng có nước ngầm cao hơn nền

nhà máy ( như các trạm bơm tiêu ven đê về mùa lũ ) phải xây móng nhà máy liền khối

để bảo đảm không thấm nước lên nhà máy

Việc bố trí nhà máy bơm nói chung và nhà máy bơm móng tách nói riêng cần phải:

- Đảm bảo chăm sóc bảo dưỡng và vận hành máy móc thuận lợi và an toàn;

- Tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí đường ống trong nhà máy;

- Khoảng cách giữa các máy bơm phải đủ rộng để vừa bảo đảm cho nhân viên

vận hành đi lại thuận tiện, vừa đảm bảo an toàn ( thường khoảng cách lưu thông 1 1,5

m ) Chiều rộng gian máy nên chọn kết hợp với quy cách nhịp cầu trục để tăng nhanh

thời hạn xây lắp và giảm giá thành cầu trục

- Khi tháo bơm theo chiều dọc trục để rút trục khoảng cách đối diện với phương

rút trục phải lấy lớn hơn chiều dài trục

- Bố trí cửa sổ phải đảm bảo ánh sáng và thông gió Thường chiều cao từ sàn

máy đến xà đỡ mái lấy không nhỏ hơn 3 m Tường xây bằng loại gạch tốt

- Các gian phụ về cơ điện và sàn lắp ráp nếu đủ diện tích thì nên đặt trong nhà

máy, nếu không đủ thì đặt ở các buồng xây ghé với gian máy chính

Sau đây là một số sơ đồ bố trí khu nhà máy kiểu móng tách ( Hình 11 - 20):

Hính 11 - 20 Sơ đồ bố trí giữa gian máy chính và các gian phụ

a, δ - các gian phụ đặt dọc và đặt một đầu gian máy chính; b - các gian phụ đặt một

đầu và một phần dọc gian chính; - các gian phụ đặt tách khỏi gian chính 1- gian máy

chính; 2 - gian thiết bị phân phối; 3- sàn lắp ráp; 4- hành lang nối

Sơ đồ bố trí như Hình 11 - 20,a có lợi là giảm được chi phí cáp điện, nhưng có nhược

điểm là vướng đoạn ra ống đẩy Sơ đồ Hình 11- 20,δ,b ngược lại làm tăng chi phí cáp

động lực và cáp kiểm tra, khó quan sát bằng mắt khi tổ máy làm việc Nhưng lại có ưu

điểm ở chỗ là việc lắp ráp các thiết bị phụ cơ điện có thể tiến hành khi chưa kết thúc

việc xây dựng nhà máy chính, giảm được tiếng ồn và rung động trong các gian máy phụ

Sơ đồ Hình 11 - 20, được dùng trong điều kiện gian máy chính và các gian máy phụ

khác

cao trình nhau Các gian máy phụ đặt ở nhà riêng cạnh nhà máy chính và nối với gian

máy chính bởi hành lang nối 4 Sơ đồ này có ưu điểm như ở sơ đồ δ,b, ngoài ra còn cho

phép đơn giản về kết cấu móng

Về kiểu nhà máy, tùy vào định hình của tổ máy bơm chính, tùy thuộc vào điều kiện

thiên nhiên và vật liệu xây dựng mà có thể có một số sơ đồ sau:

Hình 11 - 21 Các kiểu nhà máy bơm móng tách trên mặt đất

a - dùng bơm song hướng; δ - bố trí tổ máy bơm trong buồng nhỏ; b - nhà máy đặt gần

giếng bờ 1- móng nhà máy; 2- khung; 3- gian máy; 4- cầu trục treo; 5- rãnh cáp;6- máy

bơm; 7- van; 8,9 - ống hút và ống đẩy; 10- giếng bờ; 11- lỗ lấy nước; 12- các cửa van và

thiết bị điều khiển; 13- các rãnh của: lưới chắn rác, van sữa chữa

Sơ đồ a được dùng phổ biến nhất trong trạm bơm tưới tiêu Thông thường dùng các

kấu kiện bê tông cốt thép đã đúc sẵn ở nhà máy và các trang thiết bị phụ như cầu trục

treo hay cầu trục cầu đem đến và lắp ráp tại hiện trường Sơ đồ δ phức tạp hơn sơ đồ a

một ít Nhà máy được xây dựng theo sơ đồ này đắt hơn theo sơ đồ a, nhưng lại có một

loạt ưu điểm : đường ống đẩy có thể đặt trong đất mà không phải dùng ống khuỷu; gian

lắp ráp và cầu công tác có thể đặt cùng một cao trình; chiều cao phần trên thấp hơn Sơ

đồ b chỉ được sử dụng trong trường hợp nếu nền công trình là đá cứng hoặc đất chặt nửa

cứng, trong đó hố móng có thể đào mái dốc đứng

Hình 11 - 21*biểu thị việc bố trí nhà máy bơm móng tách trên mặt đất cung cấp nước

vào mạng lưới kín Chiều dài gian máy được xác định bới kích thước của máy bơm

chính và máy bơm tăng áp ( hoặc máy bơm "bổ sung ") đặt một dãy và kích thước máy

nén khí.( Khi số máy bơm bằng hoặc nhiều hơn bốn máy có thể bố trí hai dãy Cách bố

trí hai dãy sẽ rút ngắn chiều dài nhà máy nhưng lại làm tăng bề rộng nhà máy và cầu

trục ) Trong nhà máy cần làm cầu công tác 5 để đi lại do đường ống đặt trên sàn ngăn

trỡ Sàn lắp ráp đặt ở một đầu nhà, đầu nhà đối diện là các phòng phụ đặt các tủ điều

khiển 11 và các thiết bị phân phối điện 10, phòng phân phối đặt gần máy biến áp ngoài

trời Phần trên bố trí cầu trục dầm treo 3 để thao tác các thiết bị khi tháo lắp sữa chữa

Hình 11 - 21* Bố trí trạm bơm móng tách trên mặt đất, bơm nước vào mạng ống kín

1- rãnh đặt cáp động lực và cáp kiểm tra; 2- gian máy; 3- cầu trục dầm treo; 4- van ;5-

cầu công tác; 6- van ngược; 7- máy bơm chính; 8- động cơ điện của bơm chính;

9,12-móng của bơm tăng áp và của máy nén khí; 10- tổ hợp thiết bị phân phối; 11-t.b.đ.khiển

II Cấu tạo móng tổ máy bơm trục ngang

Kết cấu móng của tổ máy bơm phụ thuộc vào kích thước máy Trong nhà máy đặt

trên mặt đất với tổ máy trục ngang thường làm móng bê tông cốt thép tách rời móng nhà

máy, đáy móng máy đặt sâu xuống nền và phần bê tông nhô lên cao hơn mặt sàn gian

máy một khoảng từ 10 15 cm Sơ đồ Hình 11 - 22 trình bày cách liên kết giữa máy và

móng máy trục ngang Móng máy bơm thường cấu tạo gồm có : khối móng bê tông cốt

thép, lớp thép đệm có chiều dày 5 20 mm lót dưới chân máy và các buloong néo một

đầu chôn chặt vào móng còn đầu phía trên dùng êcu để siết khi lắp ráp Lớp thép đệm

được đặt trên mặt bê tông hoặc đặt trên khung được tạo từ thép chữ I hàn vào cốt thép

của móng Việc sử dụng khung thép làm tăng khối lượng thép nhưng lại có tác dụng

giảm ứng suất cục bộ tác động lên mặt bê tông và làm đơn giản khâu lắp ráp và giảm

khối lượng lắp đặt, việc thay thế buloong néo được giảm nhẹ hơn

Hình 11 - 22,a là móng tách của tổ máy trục ngang bơm li tâm công xôn Hình 11 -

22,δ là móng của máy bơm song hướng trục ngang phức tạp hơn, sự liên kết giữa thiết bị

và móng có thể dùng cho cả móng tách hoặc móng kiểu buồng Đối với loại móng kiều

buồng thì phần bê tông của móng máy được đúc liền khối với móng nhà, do vậy càng

tăng mức ổn định và tính chịu lực của móng

Đối với bơm li tâm trục đứng lưu lượng dưới 3,5 m3/s thì thân máy bơm có thể đặt hở

trên các móng trụ, còn khi lưu lượng lớn hơn thì cần chôn một phần hay toàn bộ trong

khối bê tông

Hình 11 - 22 Các sơ đồ đặt tổ máy bơm trục ngang và móng tách

a - khi công suất < 1000 kW; δ - khi công suất > 1000 kW; 1- máy bơm li tâm; 2- động

cơ điện; 3- móng bê tông cốt thép; 4- bu loong ngàm vào bê tông ; 5- bu loong néo;

6,7,11- các khung của tổ máy bơm, của động cơ điện, của máy bơm; 8- hố của móng; 9-

dẫn khí; 10- thép chôn; 12- ghép bu loong

Móng dưới máy và đáy móng cần tính với những tải trọng sau: Tải trọng tĩnh gồm

trọng lượng thiết bị kể cả nước và dầu trong nó, trọng lượng bản thân móng và sàn giữa

hai tầng ( nếu có ), trọng lượng ống tựa trên máy bơm, áp lực nước lên cửa ra của bơm;

Tải trọng động gồm trọng lượng rôto + trục của tổ máy, lực nước dọc trục lên BXCT,

các tải trọng phát sinh ở chế độ quá trình quá độ và ngắn mạch cuộn stator động cơ điện

III Bố trí và ghép nối đường ống trong trạm bơm

1 Bố trí và ghép nối ống hút

Đường ống hút dùng để lấy nước từ công trình tập trung nước (bể hút,buồng hút) đến

máy bơm Việc bố trí và kích thước gian máy bơm phụ thuộc vào sơ đồ ghép nối đường

ống hút và ống đẩy trong nhà máy Yêu cầu cơ bản đối với ống hút là:

- Phải kín để không cho không khí lọt vào máy bơm, vì nếu không khí lọt vào sẽ làm

giảm độ chân không, gây nên giảm lưu lượng và hiệu suất của máy bơm; cố gắng giảm

tổn thất cột nước trong ống hút để độ cao hút địa hình hS tăng Hình 11 - 23 là một số

cách bố trí và nối ống hút để tránh không khí lọt vào bơm và giảm tổn thất trên ống hút

Để tránh các túi khí cần làm đoạn ống nối từ miệng vào của máy bơm và đoạn ống hút

có dạng hình nón lệch với tuyến trên của đoạn nối được đặt nằm ngang ( xem hình ),

không làm đoạn ống nối lồi cao, đặt đầu ống hút chênh cao lên máy bơm với độ dốc ≥

0,005 để không khí bị tháo theo dòng nước ra khỏi ống hút khi dừng máy

Hình 11 - 23 Cách nối ống hút đối với máy bơm li tâm

- Độ sâu ngập miệng vào ống hút phải đảm bảo không sinh xoáy nước hình phểu khi

dòng chảy vào máy bơm Do vậy ở chỗ ống hút xoay góc trước khi vào máy bơm cần

đặt đoạn nối thẳng để dòng xoáy bị cách li không trực tiếp vào trong bơm ( xem hình )

Đường kính ống hút lấy theo tốc độ cho phép ở miệng vào ống hút V = 0,8 1 m/s,

còn vận tốc trong ống V = 1 1,2 m/s Độ ngập miệng ống hút h2 lấy như đã trình bày

ở trên, để tránh bùn cát vào máy bơm thì h1 nên lấy 0,8 Dv trở lên Khoảng cách giữa

các trục ống hút khi dùng chung không ngăn bể hút lấy không nhỏ hơn 1,5Dv

Đoạn ống hút gắn với bể tập trung nước nên có đai thép giữ cho khỏi rung và đoạn ống

hút ở chỗ xuyên qua tường hút không nên gắn cứng để khi lún không đều thì ống hút

không bị ứng lực do lún tác động Đoạn ống hút đặt trên mặt đất có bệ đỡ, khoảng cách

giữa các bệ đỡ xác định theo điều kiện làm việc tĩnh Các chỗ nối bích gữa các đoạn ống

không nên đắp đất vì sẽ làm hỏng bulông và khó quản lý sữa chữa

Thông thường khi ống hút ngắn thường mỗi máy bơm dùng riêng một ống hút ( xem

Hình 11 - 24,a ), khi đường ống hút dài và đường kính nhỏ hoặc vì xây bể tập trung

nước quá rộng có thể bố trí một hoặc hai, ba ống hút chung cho các tổ máy ( xem

Hình 24,b,c ) Số lượng ống hút ít sẽ giảm được thép và giảm kích thước bể hút, tuy

nhiên sẽ làm tăng số lượng các van, tăng tổn thất cột nước và còn làm tăng kích thước

mặt bằng nhà máy Do vậy phải qua tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật để chọn sơ đồ

Hình 11 - 24 Sơ đồ ghép ống hút với máy bơm

4 - ống hút; 5- ống nối; H1, H2, H3 là các máy bơm; 1', 2' các van

2 Ghép nối ống đẩy trong nhà máy bơm

Thông thường mỗi máy bơm có một ống hút và một ống đẩy riêng ( xem Hình 11 -

24,a và Hình 11 - 25,a ) Tuy nhiên khi đường ống đẩy ngoài nhà máy dài, nếu dùng mỗi

máy một ống đẩy thì sẽ tăng khối lượng ống hoặc số ống đẩy nhiều phải mở rộng kích

thước bể tháo, trường hợp này có thể ghép ống đẩy theo nhóm để giảm khối lượng ống

và kích thước bể tháo ( xem Hình 11 - 24 và 11- 25 : δ, b, ) Các đoạn ống ghép nối đặt

trong nhà máy để có thể bơm nước vào bất cứ đường ống nào ở ngoài nhà máy

Sơ đồ hệ thống van ghép nối trên đường ống phụ thuộc vào điều kiện làm việc của

trạm bơm và yêu cầu kỹ thuật của trạm bơm: Các trạm bơm tưới nếu cho phép tạm thời

ngừng riêng từng máy hoặc ngừng toàn bộ các máy ít ngày để sữa chữa thì sơ đồ ghép