nghiên cứu về trạm bơm cấp I kết hợp với công trình thu

Nguồn nước ngầm là nguồn nước nằm sâu trong lòng đất. Ngoài ra còn có nước mưa nó là nguồn nước bổ cập cho nước mặt và nước ngầm

LỜI MỞ ĐẦU

Trong các đơ thị và các vùng đơ thị hĩa hệ thống thốt nước

và hệ thống cấp nước là một trong những hệ thống cơ sở hạ tầng rất quan trọng, khơng thể thiếu được trong hệ thống cấp nước và hệ thống thốt nước thì cơng trình thu nước trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp thốt nước là những cơng trình chủ yếu

và rất quan trọng ở đồ án trạm bơm cấp I sẽ nghiên cứu về các quy trình thu nước từ nguồn nước ngầm và nguồn nước mặt đưa lên trạm xử lý hoặc bể chứa.

Việc thực hiện đị án này rất là bổ ích cho các sinh viên, nĩ sẽ giúp các sinh viên tự tìm tịi học hỏi, và hiểu ra nhiều quy trình cấp thốt nước và cách vận hành của nĩ, từ đĩ sẽ làm nền tảng

và nguồn kiến thức dồi dào cho các sinh viên khi hoạt động trong các cơng tác chuyên ngành của mình và các hoạt động trong đời sống về lĩnh vực thiết kế, thi cơng, quản lý hệ thống cấp nước………p

CH

ƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

Ở đồ án này em sẽ nghiên cứu về trạm bơm cấp I kết hợp với công trình thu Trạm bơm cấp I sẽ có 2 phần: nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm

Nguồn nước mặt là nguồn nước chảy lộ thiên trên mặt đất, bao gồm: ao, hồ, sông, suối …

Nguồn nước ngầm là nguồn nước nằm sâu trong lòng đất

Ngoài ra còn có nước mưa nó là nguồn nước bổ cập cho nước mặt và nước ngầm

Ơ phần trình bày sau đây em sẽ nghiên cứu về nguồn nước ngầm nước ngầm được thấm từ trên xuống hoặc có thể chảy từ nơi xa

về, chất lượng nước ngầm thường rất sạch vì nó thấm qua nhiều tầng của vỏ trái đất, trừ lượng nước ngầ khá lớn là một lượng nước dồi dào cho việc cấp nước ở các đô thị và nông thôn

Nước ngầm thường có lưu lượng ổn định có chứa các thành phần sau: CO2, TDS, Fe2+ hàm lượng CO2 cao vì trong đất có chứa nhiều chât hữu cơ, chất hửu cơ này sẽ bị vi sinh vật phân hủy, tạo ra

CO2 + H2 + NH3 + PO43+ + vi sinh vật mới Bò nhiễm sắt, độ Ph giãm

vì có

CO2 + H2O = H2CO3

H2CO3 = H+ + HCO3

2-HCO3 = H+ + CO3

2-Vì có môi trường Ph thấp nên các chất khoáng dễ hòa tan, tan trong môi trường tốt

Nước ngầm có khắp mọi nơi trừ ở vùng cao, hoặc ở vùng bị nhiễm độc

Nói về nước ngầm càn có khái niệm về tầng chứa nước và tầng

ản nước tầng cản nước thường được cấu tạo bởi sét, cát kết , cuội kết… Nước không di chuyển qua tầng cản nước này Tầng chứa nước thường được cấu tạo bởi các thành phần từ cát cuội sỏi… có cỡ hạt và các thành phần khoáng khac nhau

* Các trang thaí tồn tại của nước ngầm:

+ thể khí

+ thể bám chặt

+ thể màng mỏng

+ nước mâu dẫn

+ nước trọng lực hay nước thấm

- để cấp nước cho một khu đô thi với

- để cấp nước cho một khu đô thị với lưu lượng là Q = 16000m3/ngđ,

∆H = 560 (m) trạm bơm sẽ được thiết kế và vận hành như sau

CHƯƠNG II SỐ LIỆU THIẾT KẾ

I LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC

- ở đồ án này ta sẽ nghiên cứu nước ngầm, nhưng tại so ta phải khai thác nước ngầm mà không dùng nước khác để khai thác như nước mưa, nước biển, nước mặt…

- đối với nước mưa: việc thực sự lấy lượng nước mưa rất là khó khăn, tốn nhiều chi phí công sức, không đáp ứng đủ yêu cầu dùng nước của từng vùng, lượng nước mưa thì không ổn định, phải lấy theo mùa, nước mưa còn chúa nhiều tạp chất như : bụi, chất độc hại như mủa axit và chất ô nhiểm khác tốn nhiều chi phí xử lý

- Đối với nước biển : là nguồn tài nguyên vô cùng dồi dào nhưng lại không dùng được vì nó chứa một lượng Nacl rất lớn, rất nặng, nếu sử dụng để cấp nước thì việc xử lý rất khó khăn và tốn kém

- Đối với nước mặt : là một nguồn nước cũng rất dồi dào, có thể đáp ứng được nhu cầu phục vụ cho đời sống và sản xuất nước mặt được dùng để cấp nước nhưng cũng có một vài khuyết điểm là có nhiều chất lơ lửng, cặn và nhiều tạp chất gây hại khác Tốn nhiều chi phí cho việc xử lý nước

- Đối với nước ngầm : lượng nước có thể đáp ứng đủ nhu cầu dùng nước cho cho sản xuất và đời sông người dân Nước ngầm tương đối tốt sạch vì nó được lọc qua nhiều tầng đất, nó nằm sâu trong lòng đất, ít bị ảnh hưởng bởi các chất ô nhiễm bên ngoài, có lưu lượng lớn ổn định

II SỐ LIỆU BAN ĐẦU

Q=16000m3/ngd

∆H= 18 (m)

Tầng đất trồng 10m Tầng đất sét 20m Tầng cát 20m Tầng đất 20m Tầng cuội sỏi 40m Tầng sét 20m

L= 560 (m)

Tầng địa chất:

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

I ỐNG LỌC

1 Q= 16000 m 3 /ngđ = 666,6 (m 3 /h) =185(l/s)

Sau khi khoan thăm dò khai thác, qua khảo sát ta sẽ tiến hành thu nước ở tầng cuội sỏi ta tính đựơc K = 300

( m/ngđ)

 V = 603 300 = 401 ( m)

L = 80% x 40 = 32 (m)

=> D = π.Q L.V = 32 401

16000

π = 0.39 (m)

Trong đó :

D: là đường kính ống lọc

L: là chiều dài công tác của ống lọc ( m)

V: vận tốc nước chảy qua ống lọc vào miệng giếng K: hệ số thấm của tầng chứa nứơc (m/ngđ)

• Diện tích xung quanh phần công tác của ống lọc : W

= π x 0.39 x 32 = 39.2 (m 2 )

• Do là tầng cuội sỏi nên ta chọn ống lọc kiểu khung xương, nó được cấu tạo từ các thanh thép dọc có đường kính từ 10-16mm, đặt cách nhau 20-40mm,

thanh ngang là các vòng đỡ bên trong, cách nhau 200-300mm Tuỳ cỡ hạt sỏi mà ta có thể bọc lưới hoặc điều chỉnh các thanh cho phù hợp Oáng loại này có ưu điểm là diện tích lọc lớn và tiết kiệm kim loại.

• Bán kính ảnh hưởng : R = 1500 m

2 TỔN THẤT MỰC NƯỚC QUA ỐNG LỌC

- độ hạ mực nưoc khi bơm

S = 0,K37.m xQlg R r = 1 , 92 ( )

195 , 0

1500 lg 40 300

16000 37

, 0

m x

x

=

* Aùp dụng công thức thực nghiệm Abramốp

Ta có tổn thất mực nước qua ống lọc là:

∆S = 17 16000300x39x1,,922 =27,4

Trong đó :

∆S : tổn thất mực nước qua ống lọc

Q : lưu lượng khái thác cvủa giếng (m 3 /ngđ)

S : độ hạ mực nứơc trong giếng khi bơm (m)

a : hệ số phụ thuộc kết cấu ống lọc

W : diện tích xung quanh ống lọc (m 2 )

M : chiều dài tầng chứa nứơc

2 ỐNG LẮNG :

Có đường kính bqằng đường kính ống lọc D L = 0,39

m

Chiều dài ống lắng ta sẽ lấy là 8m đầu dưới ống được bịt kín và nằm sâu trong tầng đất sét là 5m.

3 ỐNG VÁCH

Ta chọn ống vách làm bằng dây thép đen để thiết kế thi công, chiều dài của thành ống là 10mm đường kính trong của ống vách :

390 + 50 = 440 (mm)

Đường kính ngoài của ống vách:

440 + 10 = 450

4 MIỆNG GIẾNG: là một lớp bê tông, được xây kính khi khai thác, đặt cao hơn sàn nhà trạm là 0,3m

5 LƯU LƯỢNG KHAI THÁC CỦA GIẾNG

Q KT =

r R

xKms

lg

73 ,

2

=

195 , 0

1500 lg

92 , 1 40 300 73 ,

= 16185 (m/ngđ)

• Chiều sâu mực nước tĩnh H tính dến đáy cách

thuỷ của tầng chứa

H = ( 10 20 30 40 )

00

` 1

75

+ + + = 90 (m) + Độ hạ mực nước

S = H – h

=> Chiều sâu mực nước động

h = H – S = 90 - 1,92 = 88,08 (m)

Vậy độ sâu đặt bơm nước mực nước động là từ 2 – 5m ta chọn ∆H b = 5m.

• Độ hạ mực nứơc giới hạn : SG h = H – 0,4m - ∆S - ∆H b

= 90 – 0,4x40 – 27,4 – 5 = 41,6 (m)

• Lưu lượng một bơm

Lưu lượng bơm làm việc với K = 1, điều hoà

Q đh = 4,17% Q KT =1004,17x16000 = 667,2 (m 3 /h)

Q đh = 185 (l/s) Máy bơm chạy ở chế độ điều hoà, để bảo đảm cung cấp đủ lượng nước ta phải dừng máy sớm hơn ở giờ cuối là

T = 60x4,174,09 = 58,85 (phút)

Q 1b = 1852 = 92,5 (l/s)

6 TỔN THẤT TOÀN PHẦN CỘT ÁP

Tra bảng tính toán thuỷ lực với loại ống thép

Q = 185 l/s

D = 400 mm

V = 1,37 m/s

1000i = 6,36(m m ) => i = 6,36.10 -3

Tổn thất áp lực theo chiều dài ống là :

H l = L I = 560 x 6,36.10 -3 = 3,56 (m)

Ta có: H = H hh + Hh + H đ

+ H hh : cung chính là ∆H, chiều cao bơm nuớc hình học (m) +

H h , H đ : tổn thất thuỷ lực trên ống hút và ống dđÈy của máy bơm Các tổn thất bao gồm tổn thất dọc

đường, tổn thất cục bộ

h = H l + H cb + Tổn thất qua côn mở H cb4 = ( 3 2.g

V

2 ) = 0,25 2 9 , 8

37 , 1

x 2

= 0,024

+ Tổn thất cục bộ với cút 90 0 , (3 cái cut 90 0 )

H cb1 = 3(ζ g

V

) = 3(0,52(1x,379,8) 2) = 0,1436 + Tổn thất van 1 chiều

H cb2 = 1,72(1x,379,8) 2

= 0,16 + Tổn thất van 2 chiều

H cb3 = ζ g

V

= 1(21x,379,8) 2

= 0,095 Vậy => H = H l + ∆H + H cb1 + H cb2 + H cb3

H= 3,56 + 18 + 0,1436 + 0,16 + 0,095 + 0,024

= 21,98 (m)

7 chọn máy bơm

Mã bơm 56002 bơm và động cơ 380v : D200 – 2 + U122 - 404 Công suất định mức P n = 28 kw

Công suât mở máy P m = 33kw

L = 2028 mm

A = 1520 mm

B = 2230 mm

C = 1360 mm

E = 457 mm

n = 1450 vòng/phút

Maxφ = 355 mm

Bơm + động cơ = 489 kg

Oáng bao 250 kg

Đường kính trong đầu nối ống hút DN1 = 200

Đường kính trong đầu nối ống đẩy DN2 = 200

Đường kính bánh xe công tác D = 340 mm

• Nhà trạm : có 3 giếng ta sẽ xây 3 nhà trạm bán kính ảnh hưởng là 1500m

chiều cao nhà trạm 8m, chiều rộng nhà trạm 6m, chièu dài nhà trạm 6m, diện tích nhà trạm 36m 2

• Đường đặt tính của máy bơm

CHÖÔNG 4

CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH

KHẮC PHỤC

Sự cố Dự đoác nguyên nhân Biện pháp khắc phục Đóng điện

động cơ bị

gầm

1 Đứt một pha ở cuộn dây stato

Chữa động cơ

2 Đấu dây sai Đấu lại dây

Công suát

tiêu thụ

tăng

1 Bánh xe công tác bị cọ sát vào vỏ bơm

Điều chỉnh lại khe hở

2 Ổ bị mòn hoặc hỏng Thay ổ trục

3 Nước bơm lên lẫn nhiều cát

Đóng bớt khóa trên ống đẩy hoặc thao rửa giếng

Bơm bị

giảm lưu

lượng

1 Mực nước động bị hạ Thả bơm xuống sâu

hơn

2 Bánh xe công tác bị mòn Thay bánh xe công

tác

3 Lưới chắn rác của bơm bị bít kín

Tháo lưới rửa hoăc thay lưới mới

4 Ống lọc của giếng bị bít Thổi rửa giếng

5 Ống đẩy bị hở Thay thế, sửa chữa

6 Ống đẩy bị đóng cặn Tháo ống tẩy rửa

7 Bánh xe công tác bị bám cặn

Tẩy rửa

Nước

không lên

1 Mực nước độnh hạ xuống,

hở lưới chắn rác

Hạ bơm

2 Lưới chắn rác bị bịt kín hoàn toàn

Cọ rửa hoặc thay lưới

3 Bánh xe công tác bị tháo Tháo bơm sửa chữa

Không đủ

áp lực

1 Vỡ ống đẩy Thay thế sửa chữa

2 Một vài bánh xe công tác

bị tháo lỏng hoặc bị hỏng

Kiểm tra sửa chữa

Bơm đang

làm việc

đột nhiên

nước

không lên

1 Bể hút bị cạn nước, chổ bơm hoặc phễu hút bị hở ra

Phải chờ cho đủ nước, nếu thường xảy

ra cần bố trí lại ống hút.

2 Bánh xe công tác bị tháo lỏng

Kiểm tra, lắp lại

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN

Ở trạm bơm này,ta sử dụng 2 giếng để khai thác,và 1 bơm dự phòng

Trong quản lý trạm bơm an tồn lao động cũng là một vấn đề rất quan trọng địi hỏi người vận hành phải chấp hành tuyệt đối Cĩ như vậy mới đảm bảo cho người và thiết bị, nâng cao độ tin cậy làm việc và hiệu suất của máy mĩc thiết bị

Các an tồn về lao động được đưa ra cụ thể cho phần bơm và phần điện

Trong trạm cần cĩ các hướng dẫn thao táckhi vận hành tổ máy lúc làm việc bình thường, lúc xảy ra sự cố, hướng dẫn sửa chữa và quản lí các thiết bị cĩ trong trạm.trong hướng dẫn cần ghi rõ trình tự thực hiện các thao tác, quyền hạn và trách nhiệm của cơng nhân vận hành

Trước khi mở máy cần phải:

Kiểm tra lại các bộ phận là việ, dầu mỡ bơi trơn, hệ thống dẫn nước bơi trơn hoặc làm nguội

Kiểm tra động cơ điện và dây nối đất bảo vệ

Mồi bơm

Khơng được vận hành bơm khi khơng cĩ các bộ phận an tồn như nhiệt kế áp kế, van giảm áp ở các bơm cột áp cao…

Thường xuyên kiểm tra xiết chặt các bulong đế, bulong ở các đầu nối ống, khớp nối trục…

Phải tắt máy khi thấy bơm làm việc bị rung, ồn hoặc cĩ tiếng động bất thường, nước khơng lên, nhiệt độ ổ trục và dầu bơi trơn cao quá mức cho phép

Khớp nối trục cần cĩ bộ phận bao che

Sau khi lắp ráp bơm mới hoặc đại tu bơm cũ phải thử nghiệm trước

Trước khi thực hiện việc vận chuyển, nâng hạ, thiết bị trong gian máy cần kiểm tra kỹ độ an tồn của thiết bị nâng và dây cáp

Khi cẩu, vận chuyển thiết bị phải đảm bảo khoảng cách tối thiểu từ đáy vật nâng đến đỉnh vật cao nhất cịn lại tối thiểu là 0.5m Tốc độ di chuyển theo phương ngang của vật phải dưới 15 m/phút

* Tài Liệu Đã Tham Khảo

1. MÁY BƠM VÀ CÁC THIẾT BỊ CẤP THOÁT NƯỚC – Ths Lê Dung – Ts Trần Đức Hạ – NXB Xây Dựng.

2. CÔNG TRÌNH THU NƯỚC – TRẠM BƠM CẤP THOÁT NƯỚC – Ths Lê Dung NXB Xây Dựng.

3. CÁC BẢNG TÍNH TOÁN THUỶ LỰC – Ths Nguyễn Thị Hồng – NXB Xây Dựng

4. SỔ TAY MÁY BƠM – Ths Lê Dung – NXB Xây Dựng