Sổ tay máy bơm dùng cho ngành cấp thoát nước và kỹ thuật môi trường nước lê dung (XB năm 1999)

Cuốn sổ tay này được biên soạn trước hết để phục vụ cho sinh viên chuyên ngành cấp thoát nước dùng làm tài liệu để thiết kế các loại trạm bom cổíp một, cấp hai trong hệ thống cấp nước và

ThS LK DUNG

SỔ TAY MÁY BƠM

(D ùng chữ ngành cấp thoát nước vả k ĩ thuật mói trương nước)

NHA XUẤT BAN XÀY DƯNG

HA NỘI ụ m

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành chế tạo bom ở nước ta và trên thế giới phát triển ngày càng mạnh mẽ, đạt trình độ rất cao Các loại máy bom được sản xuất ngày càng hoàn thiện cả về cấu tạo và công nghệ chế tạo Chúng có kiểu dáng đẹp, kích thước nhỏ gọn, sử dụng thuận tiện, hiệu suất cao và độ an toàn vận hành lớn Phạm vi sử dụng của các loại bom rất rộng, kiểu loại rất đa dạm> Trong phạm vi cuốn sách này, chí chọn lọc giới thiệu một s ố loại bom mới được sán xuất trong thời gian gần đây ở một sô nước, đã và sẽ được nhập vào Việt Nam Đó là các loại bom được sứ dụng rộng rãi trong ngành cấp thoát nước và kĩ thuật môi trường nước Với mỗi loại bom đều giới thiệu cấu tạo, đặc tính, sơ đồ lắp đặt và các kích thước cơ bán của

tổ máy.

Cuốn sổ tay này được biên soạn trước hết để phục vụ cho sinh viên chuyên ngành cấp thoát nước dùng làm tài liệu để thiết kế các loại trạm bom cổíp một, cấp hai trong hệ thống cấp nước và các loại trạm bom nước thải trong hệ thống thoát nước Ngoài ra, nó cũng là một tài liệu cần thiết cho cán bộ kĩ thuật khi cần lựa chọn máy bom hoặc thiết k ế các loại trạm bom.

Nội dung cuốn sách Sổ tay máy bom bao gồm :

- Hướng dẫn cách chọn máy bom và xác định các thông s ố làm việc của nó khi bơm làm việc trong một hệ thống cụ thể.

- Máy bơm li tâm bom nước sạch : bao gồm bom một cửa dần nước vào

và bom hai cửa dẫn nước vào Các bom này được sản xuất với cá trục đứng và trục ngang.

- Máy bơm giếng khoan

- Máy bom li tâm bom nước bấn

- Máy bom chân không kiểu vòng nước

Xin trân trọng cảm on Giáo sư Phó tiến sĩ Trần Hiếu Nhuệ và Nhà xuất băn Xây dựng đã có nhiều ý kiến đóng góp đ ể cuốn sách được xuất bản kịp thời đáp ứng được yêu cầu sử dụng.

Tác giả

CHỌN MAY BƠM

VÀ CÁC THÔNG SỐ

LÀM VIỆC CỦA MÁY BƠM

3

CÁC KÍ HIỆU THÔNG s ó LÀM VIỆC

VÀ CẤU TẠO CỦA MÁY BƠM

B ả n g 1

m a x m Cột áp của máy bơm ứng với điểm có hiệu suất lớn nhất

Q r) m a x 1/s (m 3/h) Lưu lượng ứng với điểm có hiệu suất lớn nhất

ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG THEO HỆ CỦA ANH,

QUỐC TẾ VÀ VIỆT NAM

ÁP SUẤT BỐC HƠI BẢO HÒA Pbh

VÀ TỈ TRỌNG RIÊNG Ỵ CỦA NƯỚC

1 Lưu lượng của máy bơm

Lưu lượng của máy bơm kí hiệu là Q Nó được xác định phụ thuộc vào lưu lượng của trạm bơm, số lượng máy bơm đặt trong trạm, kiểu loại, chức năng và chế độ làm việc của trạm bơm.

Sau khi xác định được lưu lượng của máy bơm, trạm bơm cần chọn số lượng ống hút, ống đẩy của trạm bơm, chọn đường kính ống hút, ống đẩy của máv bơm và cua trạm bơm Đường kính của các loại ống này phải lựa chọn sao cho vận tốc nước chảv trong ống ờ chế độ tính toán phù hợp với bảng 4 dưới đây.

CHỌN BƠM VÀ CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA M ÁY BƠM

Bảng 4 Vận tốc nước trong ống hút, ống đẩy

2 Cột áp toàn phần của máy bơm

Cột áp của máy bơm được xác định dựa vào sơ đồ làm việc cụ thể của nó trong hệ thống Tuy nhiên, cột áp của bơm đều có thể xác định dựa vào công thức có dang chung như sau :

H = Hhh + HTd + hh + hđ (m) (1) Trong đó :

Hhh - Chiều cao bơm nước hình học (m)

H ĩd - Cột áp tự do yêu cầu tại điểm tính toán, thường thì đại lượng này chỉ có mặt khi tính cột áp toàn phần của máy bơm cấp hai.

hh, hđ - Tổng tổn thất thủy lực trên ống hút và ống đẩy của máy bơm Các tổn thất này bao gồm tổn thất dọc đường tổn thất cục bộ và có thể biểu diễn theo công thức :

Hình 3 : Đồ thị tổn thất thủy lực theo chiều dài

11

Các trị số này phải được nhân với :

0,8 nếu là ống thép mới

1,25 nếu là ống cũ, ống bị han rỉ.

1,7 nếu là ống có gân nổi hoặc khía rãnh

Tổn thất cục bộ heb xác định theo công thức :

V2 hcb ■ 4 2g Trong đó :

V - Vận tốc nước tại vị trí có tổn thất (m/s)

ị - Hệ số tổn thất cục bộ, tra theo bảng 5.

(4)

Bảng 5 Hệ sô' tổn th ấ t cục bộ

Sau khi xác định hệ số tổn thất ị và vận tốc dòng chảy có thể tính tổn thất cục bộ

theo công thức (4) hoặc tra theo đồ thị hình 4.

O, N U » m Cl «4 a» » ^ 3 M U » « « ( * • » • O

13

Theo má hiéu bam, có các loai

duómg dác tính cu a bam ETa R

300-360 (Hinh 7).

4 Xác dinh các thdng só lám viéc

cüa bom

Dé xác dinh các thóng só lám

viec cüa máy bam trong hé thóng,

can dung duang dác tính bam vá

dác tính óng dé tim giao diém cüa

hai duang dác tính náy.

Vi du : Xác dinh các thóng só

cóng tác cü a m áy bam Eta R

300-360 khi lám vi$c trong hé

thóng, b ié t:

Luu lugng yéu cáu 900 m3/h

C ót áp yéu cáu H = 12,5m

Trong dó, chiéu cao bam nuác hinh

hoc l ‘Ó,lm ; tóng tón thát thüy lirc

trén Óng hút lá 0,4m vá trén óng

dáy lá 2,0m.

10

s 4 3

1 1 - i - 1 -1 « I _ Ijr _ I _ 1 _ J I

Hình 7 : Đưdng đặc tính bơm Eta R 300 - 360

15

Bơm Eta R 300-360 được chọn là loại có đường kính bánh xe công tác

D = 360mm Đặc tính đường ống CE cắt đặc tính H - Q tại điểm A ; A là điểm làm việc của máy bơm trong hệ thống (H.7) Từ điểm A xác định được ẹác thông số làm việc của máy bơm như sau :

Hkh - chiều cao hút hình học của máy bơm ở điều kiện làm việc (m)

Hck - chiều cao hút chân không giới hạn (m)

hh - tổng tổn thất thủy lực trên ống hút (m)

pa - áp suất khí quyển ở điều kiện làm việc (kg/m2).

Pbh - áp suất bốc hơi bão hòa của chất lỏng bơm ở nhiệt độ làm việc (kg/m2)

y - tỉ trọng riêng của chất lỏng bơm (kg/nr)

NPSHa >NPSH + S Với :

NPSH - Độ dự trữ chống xâm thực yêu cầu (m)

s - độ dự trữ an toàn (m)

Độ dự trữ an toàn s có giá trị phụ thuộc vào vật liệu chế tạo bánh xe công tác Thông thường giá trị này lấy bằng 0,5m Có một vài trường hợp giá trị của s lớn hơn

Ví dụ : Xác định chiều cao hút hình học của bơm Eta R 300-360 trong ví dụ ở mục

4 ở trên Giả sử bơm làm việc ở điều kiện rihiệt độ nước là 30°c.

Theo bảng 3 tra được,-:

Áp suất bốc hơi bão hòa của nước là 0,0424 bar

Áp suất khí quyển : 1 bar

Tỉ trọng riêng của nước : 0,9957 kg/dm3 « 103 kg/m3

Theo công thức (6) có : HỊỊh = -— - - 0,4 - 4 - 0,5

103 Hỉh < 4,676m

16

MÁY BƠM LI TÂM BƠM NƯỚC SẠCH

M Á Y BƠM LI TÂM MỘT CỬA VÀO

i

Máy bom Eta R

ỉ - Đầu nối ống đẩy; 2 - Đầu nối ống nút; 3 - Buồng xoắn; 4 - vỏ bom; 5 - Ô trục;

6 - Then lắp khớp nối trục 7 - Trục; 8 - Đế; 9 - Buồng chứa dầu; 1 0 - Bích ép túp;

11 - Vòng túp; 1 2 - Vòng chia nước; 1 3 - Đĩa chù động; 1 4 - Cánh bánh xe công tác;

15, 2 0 - Đệm chống thấm; 1 6 - Đai ốc; 1 7 - Then lắp bánh xe công tác;

1 8 - Lỗ giảm tái; 1 9 - Ông bao bảo vệ trục.

Máy bơm li tâm một cửa vào có bánh xe công tác dẫn nước vào một phía, được sản xuất với hai loại : công soil ; trục ngang và trục đứng.

Các loại mốy bơm kiểu này đã được rất nhiều hãng bơm của nhiều nước trên thế giới thiết kế, chế tạo Nó được sử dụng để bơm nước và các chất lỏng sạch, loang, không xâm thực, không gây nổ, những chất lỏng không chứa các hạt rắn hoặc sợi Máy bơm được sử dụng trong phạm vi lưu lượng đến 1900m3/h, cột áp đến 90m và nhiệt độ chất lỏng bờm cho phép đến 110°c.

Các bơm trục ngang EtaR (KSB) và CM (Grundfos) có cấu tạo tương tự như nhau Đây là bơm li tâm một cấp Trên trục bơm chỉ có một bánh xe công tác Bánh xe công tác được cố’ định trêrí trục bởi trien 17 và đai ốc 16.

18

Trục được chế tạo bằng thép C45 hoặc thép hợp kim crôm niken 14057.

Bánh xe công tác được chế tạo bằng gang EN.GJL 250 hoặc hợp kim đồng G-CuSn 10 hoặc hợp kim thép crôm niken molip đen 1.4408 Bánh xe công tác gồm đĩa chủ động, đĩa bị động và các cánh Ở đĩa chủ động có đục các lỗ giảm tải 18 Các lỗ giảm tải này cùng với đệm chống thấm 20 có tác dụng cân bằng lực hướng trục khi máy bơm làm việc Đệm chống thấm 15 bố trí ở cửa vào bánh xe công tác để chống lại hiện tượng chảy ngược của chất lỏng khi máy bơm làm việc Khe hở trong đệm chống thấm có chiều rộng từ 0,2 -r Q,4mm theo phương bán kính.

Ổ trục 5 được đặt trong buồng chứa dầu 9 Buồng chứa dầu đúc liền khối với vỏ bơm 4.

Cụm nắp bít gồm vòng túp bằng sợi ép hoặc giấy ép 11, bích ép túp 10, vòng chia nước 12, được sử dụng để bịt kín khe hở giữa đầu ra của trục và vỏ bơm Nước bôi trơn và làm mát các vòng túp được lấy từ phía cửa ra của bánh xe công tác Độ lỏng, chặt của các vòng túp được điều chỉnh bởi guđông.

Máy bơm LM hoặc LP (Grundfos) là bơm ly tâm một cấp, trục đứng được dùng để bơm nước sạch phục vụ cho cấp nước hoặc tiêu nước, đặc biệt là bơm tăng áp trong

hệ thống cấp nước Đây là loại bơm được sử dụng trong phạm vi lưu lượng nhỏ, cột

áp trung bình, động cỏ có công suất 0,55 -í- 30KW Bơm được chế tạo theo kiểu độc khối Bánh xe công tác được lắp trên phần kéo dài của trục động cơ điện Tùy vào điều kiện cụ thể, các bơm này có thể lắp đặt theo kiểu thẳng đứng hoặc nằm ngang.

19

Eta R 1 2 5 -5 0 0 /2 n = 1450 v/ph

21

Eta R 150 - 500.1 n = 1450 v/ph

22

Eta R 200 - 250 n = 1450 v/ph

23

Eta R 200 - 330 n = 1450 v/ph

25

Eta R 200 - 400 n = 1450 v/ph

26

Eta R 200 - 500 n = 1450 v/ph

27

Eta R 250 - 330 n = Ì 450 v/ph

29

Eta R 250 - 400 n = 1450 v/ph

30

Eta R 250 - 500 n - 1450 v/ph

31

Eta R 300 - 400 n = 1450 v/ph

32

Eta R 300 - 600 n = 1450 v/ph

33

Eta R 300 - 400 n — 1450 v/ph

34

Eta R 300 - 500 n = 1450 v/ph

35

36

Eta R 150 - 500 n = 960 v/ph

38

Eta R 200 - 330 n = 960 v/ph

39

Eta R 200 - 400 n = 960 v/ph

1 « I _ 1 I « X - ■ - 1 — I 1 - - J - 1 _ I - l - 1 - 1 -L_ x L j - L - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - L

40

Eta R 250 - 300 n = 960 v/ph

t I I ■ J I I _ 1 _ I _I _ I _1 - 1 —I _I _ I _Ỉ _ I _.1 J 1 X -1 _ I 1 _ I _ I -1 1 J i v f l _ I _I _ I » I l _ t I

42

Eta R 250 - 300 n = 960 v/ph

1 » 1 L « * I I I 1 I I 1 I I I I » « « t - - I I 0 — 1 — 1 _ I l I - ấ i I I I ế

43

Eta R 250 - 400 n = 960 v/ph

1 — « l i l t I I ấ I « a I 1 I |_ 1 1 i— 1 _ I I 1— ,—I— J 1 Ì 1 1 1 1 1 1 » 1 I

44

Eta R 250 - 500 n = 960 v/ph

J_ _ _ _ _ _ _ _ _Ì _ _ _ _ _ _ _ » -i - - — ■ - - I - Ỉ I- - - IÜ22-.— - - - »_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _I_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ I

45

Eta R 300 - 500 n = 960 v/pỉì

1 I _t _ I _ I _ I _ I _ l í ¿ L I _ í _ I _ I

47

1M.1,2 - Lỗ lắp áp kế, chân không kế 6B - Nút xả khô

6D - Nút mồi 8B - Lỗ xả nước rò ri.

48

30 18,5 22

30

55 37

75 45

90 55

110 75

132 90

11 7,5

15 11

15

30 18,5 22

30

55 37

75 45

90 55

110 75

132 90

MÁY BƠM CM

H

Biêu đồ hệ loại bơm CM n = 1450 v/ph

CM 100 - 200 n = 1450 v/ph CM 100 - 250 n = ¡450 v/ph

CM 100 -315 n = 1450 v/ph

57

CM 125 - 400 n ■= 1450 v/pli

CM 150 - 400 n = 7450 v//7/ỉ

58

22 3

100 125

2 8 0 28 5

103210541141

-30-30-10

125 150

3 3 5118612391262

59

£ X 10

MÁY BƠM LI TÂM HAI CỬA VÀO

Máy bơm li tâm trục ngang RDL

1 - Nút mồi bơm 2 - ống dẫn nước đến cụm nắp bít ; 3 - Cụm nắp bít;

4 - Trục; 5 - Lỗ tháo nước rò ri; 6 - Buồng dẫn nước vào; 7 - Buồng xoắn;

9 - Lỗ xả khô; 10- Đệm chống thấm; 1 1 - Bánh xe công tác

63

Máy bơm li tâm hai cửa vào là loại bơm li tâm một cấp, bánh xe công tác dẫn nước vào hai phía Đây là loại bơm làm việc trong phạm vi :

Loại bơm này được chế tạo và ứng dụng rất rộng rãi trên thế giới Máy bơm loại này được sử dụng để bơm chất lỏng sạch, bơm nước tưới tiêu trong nông nghiệp, dùng trong hệ thống cấp nước ăn uống, sinh hoạt, cấp nước nóng với nhiệt độ nước

Máy bơm li tâm hai cửa vào được sản xuất với rất nhiều loại dùng với dòng điện

có tần số 50HZ và 60HZ, số vòng quay 3500, 2900, 1450, 1750 v/ph Trong cuốn sổ tay này chỉ chọn lọc giới thjiệu một số máy bơm có động cơ dùng điện xoay chiều, tần số 50 HZ, số vòng quay trên trục 2900, 1450, 960v/ph;

Vỏ bơm được chế tạo gồm hai nửa nối ghép với nhau bằng mối ghép bu lông Đầu nối ống hút, đầu nối ống đẩy, đế máy nằm trên cùng một nửa của vỏ bơm Điều đó cho phép có thể mở bơm ra, kiểm tra các chi tiết làm việc ở trong máy mà không cần tháo ống hút, ống đẩy và động cơ điện Bánh xe công tác được cố định trên trục nhờ then và các ống bao bảo vệ.

Các vòng đệm chống thấm 10 được lắp trên vỏ bơm để ngăn hiện tượng chảy ngược của chất lỏng sau khi ra khỏi bánh xe công tác Các vòng đệm này chế tạo bằng gang hoặc đồng, dạng hình vành khăn và có thể thay thế được.

Bánh xe công tác chế tạo kiểu hai phía dẫn nước vào có khả năng tự cân bằng lực hướng trục Máy bơm li tâm hai cửa dẫn nước vào được chế tạo với hai kiểu : trục ngang và trục đứng Bơm trục ngang, cả hai ổ trục đều là ổ bi Bơm trục đứng, ổ trên

là bi, Ổ dưới là ổ trượt Cấu tạo các chi tiết khác của bơm trục, đứng cũng giống bơm trục ngang.

64

Uỉi£ÍỊ>

Í2 Ĩ7 7 ÍỈÍ

Máy bơm trục đứng Omega V

I - Gối đỡ động cơ điện; 2 - Đê bom ; 3 - Nắp

4 - Ổ trư0; 5 - Đệm chôhg thấm; 6 - Ổ bi

Loại máy

bơm -Kiểu trục đứng -

— -Đường kính đầu nối ống đẩy

-Đường kính trung bình của bánh xe công tác

(mm) -Kiểu bánh xe công tác - ~— ~ 1

65

M AY BÖM OMEGA - OMEGA V

Bieu do hê loai bom Omega - Omega V

n = 2900v/ph

66

1 I _ I _ I I I I 1 _ 1 _ I _ I _ 1 _

82

113

s ơ Đ ồ LẮP ĐẶT BƠM LI TÂM TRỤC NGANG OMEGA

Kích thước - trọng lượng động cơ điện.

L o ạ i động

c ơ

Trọng lượngkg

© 00

Trọng lượng kg Động

Kích thước - Trong lương máy bơm

Kích thước - Trọng lượng máy bơm

Kích thước - Trọng lượng máy bơm

s ơ Đ ỏ LẮP ĐẶT BƠM LY TÂM TRỤC ĐÚNG

OMEGA V

Sơ đồ b ổ trí Ống dẫn nước đến cụm nắp bít

145

Kích thước - Trọng lượng máy bơm

Kích thước - Trọng lượng máy bơm

Kích thước - Trọng lượng máy bơm

Kích thước - Trọng lượng máy bơm

Kích thước - Trọng lượng máy bơm

M ÁY BƠM RDL - RDLV

154

u> ¿ 0 0 500 u s g p m 1000 2000 3000 4000 5000 10000

O ' J- - - 1 I _; _ I ■ [_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ i I Ị I I_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _i_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _I J _ I L_—i_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _I I J_ _ _ _ _ _ _ _I- - - -1 -1 -L

RDL 150-400 lì = 1450 v/pli

157

RDL 200-400 n - 1450 v/ph

t ■ i i ■ l i t » 1 1 i t - A t » 2 1 X * J 1 A 1 L_J— 1 —4 J 1

158

RDL 250-400 n = 1450 v/pil 50Hz

160