TCVN 9114 : 2020 CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - TRẠM BƠM TƯỚI TIÊU NƯỚC - YÊU CẦU THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC VÀ CƠ KHÍ

Thiết bị cơ khí và thiết bị phụ trong trạm bơm được bố trí để đảm bảo sự hoạt động bình thườngcủa tổ máy bơm và các công việc lắp đặt, sửa chữa, bảo dưỡng tổ máy bơm và các thiết bị khác

TCVN 9114 : 2020

Xuất bản lần 1

CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - TRẠM BƠM TƯỚI TIÊU NƯỚC

Hydraulic Structures - Irrigation and Drainage Pumping Station - Requirements for Hydrodynamic Devices and Mechanical Equipments Design

HÀ NỘI - 2020

MỤC LỤC

Lời nói đầu 3

1 Phạm vi áp dụng 4

2 Tài liệu viện dẫn 4

3 Thuật ngữ, định nghĩa 5

4 Một số quy định chung 5

5 Chọn máy bơm 6

5.1 Phân loại máy bơm 6

5.2 Chọn số máy bơm 7

5.3 Chọn loại máy bơm 9

6 Chọn động cơ kéo máy bơm 11

6.1 Yêu cầu chung về chọn động cơ kéo máy bơm 11

6.2 Chọn loại động cơ điện kéo máy bơm 11

6.3 Xác định công suất động cơ điện kéo máy bơm 11

7 Trạng thái làm việc của máy bơm 14

7.1 Quy định chung về xác định trạng thái làm việc của máy bơm 14

7.2 Điểm công tác của máy bơm làm việc độc lập 14

7.3 Máy bơm làm việc song song 15

7.4 Máy bơm làm việc nối tiếp 16

7.5 Các trường hợp làm việc khác của máy bơm 17

7.6 Điều chỉnh trạng thái làm việc của máy bơm 18

8 Khí thực máy bơm và xác định cao trình đặt máy 20

8.1 Khái niệm về hiện tượng khí thực, độ cao đặt máy và cao trình đặt máy 20

8.2 Xác định độ cao đặt máy theo điều kiện chống khí thực 21

9 Yêu cầu thiết kế các hệ thống thiết bị phụ trợ 23

9.1 Yêu cầu chung 23

9.2 Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật 24

9.3 Hệ thống cung cấp dầu 30

9.4 Hệ thống mồi nước cho máy bơm chính 32

9.5 Hệ thống tiêu nước trong nhà máy 35

9.6 Hệ thống thông gió nhà máy bơm 38

9.7 Hệ thống chữa cháy 43

9.8 Các thiết bị cơ khí và phụ kiện của đường ống 45

9.9 Cửa van và cửa phai ở trạm bơm 48

9.10 Lưới chắn rác và thiết bị vớt rác 50

9.11 Thiết bị nâng chuyển 52

9.12 Thiết bị đo lường thủy lực 53

9.13 Thiết bị quan trắc cụm công trình đầu mối trạm bơm 56

Phụ lục A 59

Thư mục tài liệu tham khảo 60

Lời nói đầu

TCVN 9141:2020 Công trình thủy lợi Trạm bơm tưới, tiêu nước

-Yêu cầu cung cấp điện và điều khiển được biên soạn trên cơ sở sửa

đổi, bổ sung TCVN 9141:2012 - Công trình thủy lợi - Trạm bơm tưới,

tiêu nước - Yêu cầu cung cấp điện và điều khiển

TCVN 9141:2020 Công trình thủy lợi Trạm bơm tưới, tiêu nước

-Yêu cầu cung cấp điện và điều khiển do Trường Đại học Thủy lợi biên

soạn, Bộ Khoa học và công nghệ thẩm định, Bộ Nông nghiệp và phát

triển nông thôn ban hành theo Quyết định số /20 /TT-BNNPTNT

ngày tháng năm 20

Công trình thủy lợi Trạm bơm tưới tiêu nước

-Yêu cầu thiết kế thiết bị động lực và cơ khí

Hydraulic Structures - Irrigation and Drainage Pumping Station - Requirements

for Hydrodynamic Devices and Mechanical Equipments Design

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu cơ bản để lựa chọn máy bơm và các thiết bị cho thiết kế, xâydựng mới, nâng cấp sửa chữa trạm bơm tưới, tiêu nước thuộc hệ thống thủy lợi Tiêu chuẩn nàycũng có thể sử dụng để thiết kế các trạm bơm cho các mục đích sử dụng khác ngoài nông nghiệp Khi thiết kế xây dựng công trình trạm bơm, phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia, các quyđịnh tại các văn bản, quy phạm pháp luật hiện hành cũng như các luật, điều ước quốc tế và cácthỏa thuận mà nhà nước Việt Nam đã tham gia hoặc ký kết có liên quan đến đối tượng công trìnhđang xét

2 Tài liệu viện dẫn

QCVN 04-05:2012/BNNPTNT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia - Công trình thủy lợi - Các quy địnhchủ yếu về thiết kế

TCVN 8423:2010 - Công trình thủy lợi - Trạm bơm tưới, tiêu nước - Yêu cầu thiết kế công trình thủycông

TCVN 9142:2012 - Công trình thủy lợi - Trạm bơm tuới, tiêu nước - Yêu cầu cung cấp điện và điềukhiển

TCVN 8639:2011 - Công trình thủy lợi - Máy bơm nuớc - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp khảonghiệm các thông số máy bơm

TCVN 8299:2009 - Công trình thủy lợi - Yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế cửa van, khe van bằng thép.TCVN 8301:2009 - Công trình thủy lợi - Máy đóng mở kiểu vít - Yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế, chếtạo, lắp đặt, nghiệm thu

TCVN 8640:2011 - Công trình thủy lợi - Máy đóng mở kiểu cáp - Yêu cầu kỹ thuật trong thiết kế,chế tạo, lắp đặt và nghiệm thu

TCVN 8215:2009 - Công trình thủy lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế, bố trí thiết bị quantrắc cụm công trình đầu mối

3 Thuật ngữ, định nghĩa

3.1. Máy bơm

Máy bơm (Pump) là một loại máy thủy lực, tiếp thu năng lượng từ ngoài vào và truyền năng lượnglại cho chất lỏng chảy qua máy; nhờ có năng lượng đó mà áp năng của khối chất lỏng tăng lên;chất lỏng sẽ dâng lên tới một độ cao tương ứng

3.2. Thiết bị động lực trong trạm bơm

Thiết bị động lực (Device) trong trạm bơm là động cơ kéo máy bơm Để kéo máy bơm, có thể dùngđộng cơ điện, động cơ nhiệt đốt trong (bao gồm cả tua bin khí), máy hơi nước (một loại động cơnhiệt đốt ngoài), tua bin thủy lực, động cơ gió, v.v

3.3. Tổ máy bơm

Tổ máy bơm (Pump Unit) là một tổ hợp các thiết bị, bao gồm máy bơm, động cơ kéo máy bơm vàthiết bị truyền động từ động cơ sang máy bơm

3.4. Thiết bị truyền động của tổ máy bơm

Thiết bị truyền động (Coupling) là bộ phận kết nối giữa động cơ với máy bơm để truyền cơ năng từtrục động cơ sang trục máy bơm Các loại thiết bị truyền động có thể là khớp nối trực tiếp, khớp nốibánh răng, khớp nối thủy lực, khớp nối thủy lực biến tốc, đai truyền, hoặc là một tập hợp của một

số thiết bị này

3.5. Thiết bị thủy động lực ở trạm bơm

Thiết bị thủy động lực (Hydrodynamic Device) ở trạm bơm bao gồm tổ máy bơm và các đường ống(ống hút, ống đẩy) trong nhà máy bơm và các van trên đường ống đó (van điều chỉnh lưu lượng,van một chiều, van phòng sự cố, van cách ly, )

3.6. Thiết bị cơ khí và thiết bị phụ ở trạm bơm

Trong trạm bơm, thiết bị cơ khí (Mechanical Equipments) và thiết bị phụ (Auxiliary Equipments) baogồm: đường ống kim loại, phụ kiện đường ống kim loại, lưới chắn rác, máy vớt rác, cửa van, cửaphai, thiết bị nâng chuyển vật nặng, các máy bơm con, thiết bị đo lường, thiết bị thông tin, thiết bị tinhọc và thiết bị phụ khác

Thiết bị cơ khí và thiết bị phụ trong trạm bơm được bố trí để đảm bảo sự hoạt động bình thườngcủa tổ máy bơm và các công việc lắp đặt, sửa chữa, bảo dưỡng tổ máy bơm và các thiết bị khác

cơ, thiết bị thuộc nhà trạm

4.3. Mức đảm bảo của thiết bị động lực và cơ khí cho trạm bơm tưới, tiêu theo mức đảm bảo cấpnước của trạm bơm quy định tại TCVN 8423:2010

4.4 Việc lựa chọn hoặc thiết kế các thiết bị động lực và cơ khí và việc thiết kế các công trình đỡ

chúng phải tuân theo các quy định nêu trong tiêu chuẩn này, đồng thời còn phải tuân thủ các tiêuchuẩn kỹ thuật hiện hành có liên quan

5 Chọn máy bơm

5.1 Phân loại máy bơm

5.1.1 Theo các cách khác nhau, máy bơm có thể phân loại như sau đây:

a Theo hình thức truyền năng lượng chủ yếu cho chất lỏng, có các loại:

- Loại sử dụng vị năng (máy bơm không khí ép, máy bơm bơm khí ép, );

- Loại sử dụng áp năng (máy bơm pít tông, máy bơm rô to, máy bơm trục vít );

- Loại sử dụng động năng (máy bơm cánh quạt, máy bơm tia, )

b Theo nguyên lý làm việc của máy bơm, có các loại:

- Máy bơm cánh quạt;

- Máy bơm pít tông;

- Máy bơm rô to;

- Máy bơm trục vít;

- Máy bơm tia;

- Máy bơm không khí ép và máy bơm khí ép;

- Máy bơm tua bin;

- Máy bơm nước va

c Theo phương đặt trục máy bơm:

- Máy bơm trục ngang;

- Máy bơm trục đứng;

- Máy bơm trục xiên

d Theo vị trí đặt động cơ kéo máy bơm so với mặt nước

- Máy bơm có động cơ đặt trên khô;

- Máy bơm có động cơ đặt ngập trong nước (còn gọi là máy bơm chìm);

- Máy bơm có động cơ đặt ngập trong nước và di động trên mái dốc (còn gọi là máy bơm chìm

xiên)

5.1.2 Phân loại máy bơm cánh quạt

Trong tất cả các loại máy bơm trên đây, máy bơm cánh quạt được sử dụng phổ biến nhất, đặc biệt

là trong tưới tiêu và cấp thoát nước, được chia thành các loại:

a Theo đặc điểm của bánh xe cánh quạt, có các loại sau:

- Máy bơm ly tâm: máy bơm ly tâm một cửa hút, máy bơm ly tâm hai cửa hút, máy bơm ly tâmnhiều cấp bánh xe cánh quạt;

- Máy bơm hướng trục: máy bơm hướng trục có góc cánh quạt cố định, máy bơm hướng trục cógóc cánh quạt xoay được;

- Máy bơm hỗn lưu (còn gọi là máy bơm hướng chéo)

b Theo đặc điểm của đĩa bánh xe cánh quạt, có các loại:

- Máy bơm bánh xe cánh quạt kín;

- Máy bơm bánh xe cánh quạt hở

c Theo đặc điểm của buồng máy bơm có các loại:

- Máy bơm buồng kim loại;

- Máy bơm buồng xoắn bê tông

5.1.3 Phân loại quy mô máy bơm

Để thuận tiện cho công tác thiết kế trạm bơm, máy bơm sử dụng cho tưới tiêu được phân loại theoquy mô như sau:

- Máy bơm loại nhỏ: có lưu lượng dưới 0,4 m3/s;

- Máy bơm loại vừa: có lưu lượng từ 0,4 m3/s đến dưới 2 m3/s, hoặc có công suất động cơ kéo máybơm từ 150 kW trở lên;

- Máy bơm loại lớn: có lưu lượng từ 2 m3/s đến dưới 10 m3/s; hoặc có công suất động cơ kéo máybơm từ 500 kW trở lên;

- Máy bơm loại đặc biệt lớn: có lưu lượng từ 10 m3/s trở lên, hoặc có công suất động cơ kéo máybơm từ 1000 kW trở lên

5.2 Chọn số máy bơm

5.2.1.Chọn số tổ máy trong trạm bơm phải phù hợp với biểu đồ nhu cầu nước, được tiến hành nhưsau đây:

- Sắp xếp lại biểu đồ lưu lượng yêu cầu theo thời gian Qyc~t theo thứ tự từ lớn đến nhỏ

- Đưa ra phương án số máy làm việc n

- Lấy lưu lượng lớn nhất ở biểu đồ lưu lượng chia cho n, được lưu lượng cơ bản q = Qtr.max/n; khi đótrạm bơm sẽ có các chế độ bơm ứng với các cấp lưu lượng 1×q, 2×q, n×q

- Nếu chế độ bơm phù hợp với các nấc lưu lượng của biểu đồ Qyc~t thì số máy bơm n được xácđịnh

- Nếu chế độ bơm chưa phù hợp thì đưa thêm một số phương án số máy khác để so sánh và chọnphương án có chế độ bơm sát nhất với các nấc lưu lượng của biểu đồ Qyc~t

Số tổ máy lắp trong các trạm bơm lấy từ 2 đến 8 máy, tốt nhất là từ 3 đến 5 máy

Khi trạm bơm có cột nước thay đổi lớn, để chọn số máy bơm, cần lập biểu đồ công suất theo thờigian N~t để định phương án số máy, cách làm cũng giống như đối với biểu đồ lưu lượng

5.2.2 Số máy có thể được chọn lớn hơn nếu gặp một trong các trường hợp sau:

- Không có loại máy bơm nào có lưu lượng một máy lớn hơn Qtr.tk/8;

- Thời gian đưa hết các tổ máy vào vận hành kéo dài hơn 10 năm kể từ khi hoàn thành lắp máybơm thứ nhất;

- Các tính toán kinh tế - kỹ thuật khẳng định sự hợp lý của việc chọn nhiều tổ máy hơn;

- Trong trạm bơm phải đặt các máy bơm có cột nước khác nhau (ví dụ: trạm bơm cấp nước chocác khu vực khác nhau ở trạm bơm tưới; trạm bơm tưới tiêu kết hợp; các máy bơm cấp nước sinhhoạt, chữa cháy, rửa lọc trong trạm cấp nước, );

- Đối với các trạm bơm tưới có lưu lượng nhỏ hơn 0,4 m3/s và công suất nhỏ hơn 15 kW, khi cóluận chứng riêng, có thể đặt một tổ máy, khi đó trong kho của khu trạm bơm cần có 1 tổ máy dựphòng để có thể lắp đặt thay thế trong trường hợp cần thiết

5.2.3 Khi cần bố trí ống đẩy chung, số máy bơm trong trạm bơm nên là bội số của 2 hoặc 3 để dễ

dàng hợp nhất các ống đẩy

5.2.4 Ngoài các máy bơm làm việc, trong trạm bơm cần lắp thêm một số máy dự phòng; số máy

dự phòng được quy định như sau:

- Đối với trạm bơm tưới trong nông nghiệp có số máy làm việc từ 6 máy làm việc trở lên thì bố trí 1máy dự phòng

- Đối với các trạm bơm tiêu nước mưa, không quy định việc bố trí máy bơm dự phòng

- Đối với các trạm bơm cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp, số máy dự phòng được xác địnhtheo số máy làm việc và bậc tin cậy cấp nước được quy định theo tiêu chuẩn thiết kế mạng lưới vàcông trình cấp nước (bảng 5.1)

- Đối với các trạm bơm nước thải, số máy dự phòng được xác định theo số máy làm việc và độ tincậy của trạm bơm được quy định theo tiêu chuẩn thiết kế mạng lưới và công trình thoát nước (bảng5.2)

Bảng 5.1 Số lượng máy bơm dự phòng trong các trạm bơm cấp nước

Số lượng tổ máy làm

việc của trạm bơm

Số lượng máy bơm dự phòng đặt trong trạm bơm Bậc tin cậy I Bậc tin cậy II Bậc tin cậy III

-Bảng 5.2 Số lượng máy bơm dự phòng trong các trạm bơm nước thải

Nước thải sinh hoạt hoặc nước thải sản xuất

có tính chất gần với nước thải sinh hoạt Nước thải có tính ăn mòn

Số máy bơm

làm việc

Số máy bơm dự phòng theo độ tin cậy Số máy bơm

làm việc

Số máy bơm dự phòng cho tất cả loại trạm bơm Loại I Loại II Loại III

5.3 Chọn loại máy bơm

Từ lưu lượng thiết kế trạm bơm Qtr.TK và số máy bơm làm việc n, tính được lưu lượng yêu cầu đốivới một máy bơm Qb:

tr.TK b.TK

QQ

n

Có lưu lượng Qb.TK và các cột nước bơm thiết kế (Htb.TK, Hmax.TK, Hminx.TK), dựa vào tài liệu sản phẩmmáy bơm của các nhà sản xuất, tiến hành chọn máy bơm Máy bơm được chọn phải thỏa mãn cácyêu cầu sau:

- Bảo đảm cung cấp đủ lưu lượng thiết kế Qb.TK khi làm việc với các cột nước thiết kế;

- Có hiệu suất cao trong phạm vi làm việc yêu cầu;

- Khả năng chống khí thực tốt, tức là đường đặc tính [Hck] cao / đường đặc tính [Δh] thấp / đườngh] thấp / đườngđặc tính NPSHr thấp trong phạm vi làm việc yêu cầu, máy bơm không bị khí thực;

- Động cơ đi kèm không bị quá tải trong phạm vi làm việc yêu cầu;

- Có chất lượng cơ khí tốt;

- Có khả năng chống ăn mòn hóa học tốt và có khả năng chịu mài mòn tốt đối với các chất rắntrong nước (bùn cát, rác, );

- Thuận tiện cho các công tác: vận chuyển, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, thay thế linh kiện;

- Giá thành rẻ

Trường hợp đặc biệt, nếu không chọn được máy bơm nào thỏa mãn điểm công tác yêu cầu, thì ápdụng định luật đồng dạng để thay đổi vòng quay hoặc làm giảm đường kính bánh xe cánh quạt saocho máy bơm mới thỏa mãn yêu cầu

Đối với các trạm bơm có lưu lượng yêu cầu và cột nước yêu cầu thay đổi lớn, có thể dùng các máybơm lớn nhỏ khác nhau trong cùng một trạm bơm Tuy nhiên, điều đó có thể gây khó khăn chocông tác thiết kế, thi công và quản lý

Chọn máy bơm phải kết hợp chặt chẽ với việc chọn số máy bơm, sao cho có được phương án về

số máy và loại máy tốt nhất

Sau khi đã xác định được lưu lượng yêu cầu một máy bơm Qb.TK và các cột nước bơm đặc trưng(xem điều 6.5 - TCVN 8423:2020), cần tập hợp thành bảng yêu cầu chọn máy bơm (bảng 5.3) phục

vụ cho việc mua sắm máy bơm và thiết bị

Bảng 5.3 Thống kê các thông số yêu cầu để chọn máy bơm

Mực nước bể hút (m)

Mực nước bể xả (m)

Cột nước địa hình (m)

Cột nước tổn thất (m)

Cột nước bơm yêu cầu (m)

Yêu cầu về lưu lượng bơm

(m3/s)

tr.TK b.TK

QQ

Không bị quá tải

CHÚ THÍCH 1: Tại H min.KT và H max.KT máy bơm không bắt buộc phải làm việc; hoặc nếu tận dụng làm việc thì trạm bơm không cần phải cung cấp đủ lưu lượng thiết kế Q tr.TK và phải có biện pháp để các thiết bị cơ khí và động lực không bị hư hại (do khí thực, quá tải, )

CHÚ THÍCH 2: Q tr TK - Lưu lượng thiết kế của trạm bơm

CHÚ THÍCH 3: n - Số máy bơm trong trạm bơm, không kể máy bơm dự phòng

6 Chọn động cơ kéo máy bơm

6.1 Yêu cầu chung về chọn động cơ kéo máy bơm

6.1.1 Chi phí năng lượng là lớn nhất trong các loại chi phí quản lý, cho nên đối với trạm bơm phải

chú ý đến vấn đề tiết kiệm công suất động cơ và phải chọn động cơ hợp lý để phát huy hết côngsuất của động cơ

6.1.2 Chọn động cơ phải chú ý tới các điều kiện khởi động và làm việc của động cơ, phải bảo đảm

khi khởi động không ảnh hưởng đến các hộ dùng điện khác

6.1.3 Động cơ phải đảm bảo phối hợp làm việc với máy bơm hiệu quả, có thể trợ giúp bảo vệ máy

bơm và các thiết bị cơ khí khác khi làm việc bình thường, cũng như khi khởi động và khi dừng máy

6.1.4 Một số trường hợp, cần có động cơ thích hợp cho việc thay đổi số vòng quay để điều chỉnh

trạng thái làm việc của máy bơm

6.1.5 Động cơ phải có kiểu trục phù hợp với trục động cơ, tạo sự thuận lợi cho việc kết nối giữa

động cơ với máy bơm

6.1.6 Thiết bị khớp nối giữa động cơ với máy bơm phải có hiệu suất truyền động cao, trợ giúp bảo

vệ động cơ và máy bơm Trong những trường hợp cần thiết, khớp nối có thể làm nhiệm vụ điềuchỉnh số vòng quay của máy bơm

6.1.7 Cần xét đến mọi trường hợp quá tải có thể xảy ra, nhất là ở các trạm bơm có mực nước

thượng, hạ lưu thay đổi nhiều, hoặc các trạm bơm có đường ống đẩy kiểu xi phông

6.2 Chọn loại động cơ điện kéo máy bơm

Với động cơ có công suất nhỏ hơn 200 kW: thường dùng điện áp U = 0,4 kV; động cơ loại khôngđồng bộ lồng sóc

Với động cơ có công suất từ 200 ÷ 300 kW: thường điện áp: 0,4 kV, hoặc 6 kV; động cơ loại khôngđồng bộ lồng sóc, lồng sóc kép, lồng sóc rãnh sâu

Với động cơ có công suất lớn hơn 300 kW: thường dùng điện áp 6 kV; động cơ loại không đồng bộlồng sóc, lồng sóc kép, lồng sóc rãnh sâu, hoặc rô to quấn

Với công suất lớn hơn, có thể dùng động cơ đồng bộ vì hệ số công suất cosφ cao, hiệu suất động

cơ cao, làm việc ổn định, thích hợp với công suất lớn; tuy nhiên cấu tạo phức tạp, giá thành đắt

6.3 Xác định công suất động cơ điện kéo máy bơm

6.3.1 Công suất động cơ yêu cầu

Công yêu cầu lớn nhất của động cơ N được tính theo công thức: ycmax

định thông qua việc tìm điểm công tác máy bơm (xem điều 8 - TCVN 8423:2020)

b - Hiệu suất của máy bơm tại điểm công tác Qb và Hb nói trên;

tđ - Hiệu suất truyền động, xác định theo thông số kỹ thuật của bộ phận truyền động;

K - Hệ số dự trữ công suất, có xét đến độ thiếu chính xác của đường đặc tính máy bơm và tínhđến các tổn thất bất thường (xem bảng 6.1)

Bảng 6.1 Hệ số dự trữ công suất động cơ

K 1,7 ÷ 1,5 1,5 ÷ 1,3 1,3 ÷ 1,2 1,2 ÷ 1,15 1,15 ÷ 1,10

6.3.2 Chọn động cơ

Dựa vào các bảng tra cứu động cơ của các nhà sản xuất, tiến hành chọn động cơ, sao cho động

cơ có kết cấu trục phù hợp với máy bơm; công suất định mức của động cơ Nđc bằng hoặc lớn hơncông suất yêu cầu N , số vòng qua của động cơ nmaxyc đc bằng số vòng qua của máy bơm nb hoặc nếu

có sai khác thì sai sai số về số vòng quay không vượt quá sao số cho phép (thường lấy là 5%):

đc b đc

6.3.3 Kiểm tra động cơ

Đối với các máy bơm có động cơ đi kèm, cần kiểm tra động cơ theo điều kiện:

6.3.4 Yêu cầu về khởi động động cơ điện

Những yêu cầu khi khởi động động cơ điện kéo máy bơm:

- Mô men khởi động của động cở M phải lớn hơn mô men kháng ban đầu của máy bơm 0q 0

K

M ;

- Dòng điện khởi động của động cơ Ikđ phải nhỏ;

- Thời khởi động tkđ phải ngắn

6.3.4 Các phương pháp khởi động động cơ điện không đồng bộ

6.3.4.1 Khởi động trực tiếp

Khi khởi động, duy trì điện áp vào bằng điện áp định mức của động cơ Kiểu khởi động này đơngiản, nhưng không giảm được dòng điện khởi động, chỉ áp dụng đối với đối với động cơ nhỏ 6.3.4.2 Khởi động bằng cách giảm điện áp vào động cơ

Lúc bắt đầu khởi động, đặt điện áp vào thấp; sau đó tăng dần điện áp vào lên Khi điện áp vào giảm

n lần, dòng điện khởi động sẽ giảm đi lần, mô men khởi động sẽ giảm n2 lần Để giảm điện áp vào,thường dùng kháng điện hoặc dùng biến áp khởi động

6.3.4.3 Khởi động bằng đổi nối sao - tam giác

Lúc bắt đầu khởi động, cuộn dây stato đấu sao và khi kết thúc quá trình khởi động chuyển sangđấu tam giác Với phương pháp này, dòng điện khởi động giảm 3 lần, mô men khởi động cũnggiảm 3 lần

6.3.4.4 Khởi động bằng thay đổi điện trở rô to

Đối với các động cơ có rô to dây quấn, các cuộn dây rô to được đấu với biến trở ở bên ngoài Khiđiện trở rô to tăng thì dòng điện khởi động giảm, nhưng mô men khởi động lại tăng Đây là ưu điểmlớn nhất của động cơ này, nhưng động cơ khá cồng kềnh và phức tạp

6.3.4.5 Khởi động bằng bộ khởi động mềm

Bộ khởi động mềm có các thyristor trong mạch chính, điện áp vào động cơ được điều chỉnh với mộtbảng mạch in Khi bắt đầu khởi động, đặt điện áp vào động cơ thấp, dòng điện khởi động và mômen khởi động cũng thấp Trong quá trình khởi động điện áp được tăng lên một cách từ từ vàchính xác

Bộ khởi động mềm cũng có chức năng dừng mềm, tránh xảy ra hiện tượng nước va trên đườngống đẩy máy bơm

Đồng thời, biến tần còn có đủ các chức năng bảo vệ động cơ trước các hiện tượng: quá dòng, quá

áp, thấp áp, mất pha, lỗi pha đầu vào và đầu ra, quá tải, ngắn mạch; từ đó, tạo ra một hệ thống antoàn khi vận hành

6.3.5 Các phương pháp khởi động động cơ điện đồng bộ

Các phương pháp khởi động cũng tương tự như động cơ không đồng bộ Với phương pháp khởiđộng bằng cách giảm điện áp vào, khi giảm điện áp vào n lần thì dòng điện khởi động giảm được nlần, mô men khởi động chỉ giảm n lần Đây là sự ưu việt của động cơ điện đồng bộ

7 Trạng thái làm việc của máy bơm

7.1 Quy định chung về xác định trạng thái làm việc của máy bơm

Xác định trạng thái làm việc của máy bơm là tìm ra điểm công tác của máy bơm khi hoạt động trong

hệ thống công trình trạm bơm Điểm công tác của máy bơm là điểm nằm trên đường đặc tính cộtnước của máy bơm mà tại đó có sự cân bằng giữa năng lượng mà máy bơm cung cấp và nănglượng yêu cầu của hệ thống

Nội dung của việc xác định điểm công tác của máy bơm là để tìm ra hai thông số cơ bản, gồm lưulượng bơm Q và cột nước bơm H; rồi từ đó tìm được các thông số kỹ thuật khác của máy bơm, baogồm hiệu suất ƞ; công suất trục N, độ cao chân không cho phép [Hck] (hoặc độ dự trữ khí thực chophép [Δh] thấp / đườngh], hoặc độ cao hút nước thực cho phép NPSHr)

Trong mọi trường hợp, phải xác định các thông số làm việc của máy bơm theo lý luận về tìm điểmcông tác của máy bơm và theo yêu cầu tài liệu này (xem 8), trừ những trường hợp tính toán sơ bộhoặc đối với các trạm bơm rất nhỏ (công suất máy bơm dưới 10 kW)

7.2 Điểm công tác của máy bơm làm việc độc lập

Máy bơm làm việc độc lập là trường hợp mỗi máy có một đường ống (gồm ống hút và ống đẩy)riêng, bơm nước từ bể hút có mặt thoáng và đưa lên bể xả có mặt thoáng Đây trường hợp làmviệc cơ bản của máy bơm Cách tìm điểm công tác cho trường hợp này như sau:

- Vẽ trên cùng một hệ trục tọa độ đường đặc tính cột nước H của máy bơm và đường cột nước yêucầu H0, lấy lưu lượng Q làm biến số chung

- Điểm giao nhau A(QA, HA) giữa hai đường này là điểm công tác của máy bơm (hình 8.1-a); nghĩa

là máy bơm sẽ cung cấp một lưu lượng là QA và tạo ra một cột nước HA

Khi Hđh thường xuyên thay đổi, để thuận lợi cho việc tìm điểm công tác, nên thực hiện theo cáchthứ hai như sau (hình 7.1-b):

- Từ đường đặc tính cột nước của máy bơm H, khấu trừ đi tổn thất cột nước đường ống htt, sẽ thuđược đường H’ Từ một giá trị Hđh nào đó, kẻ đường dóng ngang (song song với trục Q) gặp đườngH’ tại điểm A*; rồi từ A* kẻ đường dóng đứng (song song với trục H) gặp đường H tại điểm A(QA,

HA) chính là điểm công tác của máy bơm

- Với các trường hợp Hđh thay đổi H , đhA B

tt

Hình 7.1 Hai cách tìm điểm công tác của máy bơm

Từ lưu lượng làm việc Q tìm được sẽ xác định được các thông số kỹ thuật khác (hiệu suất bơm η,công suất bơm N, độ cao chân không cho phép [Hck] / độ dự trữ khí thực cho phép [Δh] thấp / đườngh] / độ cao hútnước thực cho phép NPSH, ) của máy bơm (hình 7.2)

Hình 7.2 Xác định điểm các thông số công tác của máy bơm

7.3 Máy bơm làm việc song song

Máy bơm làm việc song song là trường hợp nhiều máy bơm ghép với nhau cùng bơm nước vàomột hay nhiều ống đẩy chung (hình 7.3) Cách tìm điểm công tác cho trường hợp này được tiếnhành theo các bước sau:

- Có các đường đặc tính cột nước HI và HII của các máy bơm tương ứng I và II

- Xác định đường đặc tính tổn thất cột nước hI và hII trên các ống riêng của các máy bơm l và lI

- Khấu trừ đi tổn thất hII và hII từ đường đặc tính HI và HII tương ứng, được các đường HI’ và HII’

- Vẽ đường đặc tính chung HI’+II’ của hai máy bơm bằng cách giữ nguyên tung độ và cộng hoành độ

của các đường HI’ và HII’

- Xác định đường đặc tính tổn thất cột nước h1 và h2 tương ứng trên hai ống đẩy chung 1 và 2

- Vẽ đường đặc tính cột nước yêu cầu đối với ống đẩy 1 (H0-1=Hđh+h1) và ống đẩy 2 (H0-2=Hđh+h2)

- Vẽ đường đặc tính cột nước yêu cầu chung H0-2ô của hai ống đẩy khi cùng làm việc bằng cách giữnguyên tung độ và cộng hoành độ của hai đường H0-1 và H0-2

- Đường HI’+II’ cắt đường H0-2ô tại A*(QA*, HA*) với QA* là tổng lưu lượng của cả trạm bơm

- Từ A dóng ngang gặp đường HI’ tại AI’, từ AI’, sau đó dóng đứng lên được điểm AI(QI, HI) là điểmcông tác của máy bơm I Làm tương tự cũng tìm được AII(QII, HII) là điểm công tác của máy bơm II

- Có lưu lượng từng máy bơm, sẽ tìm được các thông số kỹ thuật còn lại của từng máy (η, N,NPSH, )

Nếu có nhiều hơn nữa số máy bơm làm việc song song và nhiều hơn nữa số đường ống đẩy chunglàm việc song song thì cách tìm điểm công tác của máy bơm cũng được tiến hành tương tự

Hình 7.3 Xác định điểm công tác của nhiều máy bơm làm việc song song bơm vào nhiều ống đẩy chung

7.4 Máy bơm làm việc nối tiếp

Trong trường hợp cột nước yêu cầu cao, một máy bơm không đủ cột nước, có thể dùng hai hoặcnhiều máy bơm làm việc nối tiếp, máy I bơm vào máy II, máy II bơm vào máy tiếp theo, rồi máybơm cuối cùng bơm vào bể xả (hình 7.4)

Cách tìm điểm công tác được tiến hành như sau:

- Có các đường đặc tính cột nước HI và HII của các máy bơm I và II

- Vẽ đường đặc tính chung của hai máy HI+II bằng cách giữ nguyên hoành độ và cộng tung độ củacác đường HI và HII

- Xác định đường đặc tính tổn thất cột nước htt trên toàn tuyến ống hút và ống đẩy

- Vẽ đường đặc tính cột nước yêu cầu H0 của đường ống (H0 = Hđh + htt)

- Đường HI+II cắt đường H0 tại A* là điểm công tác chung của hệ thống

- Từ A* dóng thẳng xuống gặp đường HI tại AI(QAI, HAI) và gặp đường HII tại AII(QAII, HAII) là các điểmcông tác tương ứng của máy bơm I và máy bơm II

- Có lưu lượng của máy bơm, sẽ tìm được các thông số làm việc của từng máy (H, η, N, NPSH, ) Nếu có nhiều hơn nữa số máy bơm làm việc nói tiếp thì cách tìm điểm công tác của máy bơm cũngđược tiến hành tương tự

Hình 7.4 Xác định điểm công tác của hai máy bơm làm việc nối tiếp

7.5 Các trường hợp làm việc khác của máy bơm

Ngoài các trường hợp máy bơm làm việc song song và nối tiếp như ở điều 7.2 và 7.3 trên đây,trong thực tế còn rất nhiều trường hợp làm việc đặc biệt khác:

- Một máy bơm bơm nước lên hai bể xả có cao trình khác nhau

- Máy bơm bơm nước lên bể xả, trên đường ống đẩy có điểm lấy nước

- Hai hay nhiều máy bơm làm việc song song với một hay nhiều đường ống hút chung và với mộthay nhiều đường ống đẩy chung

- Máy bơm hút nước từ nhiều bể hút có cao trình khác nhau, v.v

Việc tìm điểm công tác của máy bơm cho bất kỳ trường hợp nào đều dựa vào định nghĩa về điểmcông tác của máy bơm và các nguyên tắc về sự cân bằng năng lượng và lưu lượng của hệ thống

mà các máy bơm là những thành phần trong đó

Nên sử dụng các phần mềm tính toán thủy lực đường ống (ví dụ: EPANET, WATERGEM, ) để

việc tìm điểm công tác của máy bơm được nhanh chóng và thuận lợi

7.6 Điều chỉnh trạng thái làm việc của máy bơm

7.6.1 Điều chỉnh trạng thái làm việc của máy bơm bằng van khóa trên đường ống đẩy

Điều chỉnh độ mở van khóa để thay đổi diện tích tiết diện dòng chảy, làm cho cột nước tổn thấtđường ống htt và cột nước yêu cầu H0 thay đổi, dẫn đến điểm công tác của máy bơm thay đổi Trênhình 7.5 cho thấy, khi đóng bớt van khóa sẽ có thêm một tổn thất qua khóa là hK, đường H0 sẽ trởthành đường K

0

H , điểm công tác từ A sẽ dịch chuyển thành điểm AK dọc theo đường H, lưu lượnggiảm từ Q thành QK mong muốn Phạm vi điều chỉnh lưu lượng chỉ có thể về trị số nhỏ hơn so vớikhi khóa mở hoàn toàn

Dùng van khoá điều chỉnh không lợi về mặt năng lượng (do có thêm tổn thất thủy lực hk), nhưngphương pháp này đơn giản, thường áp dụng nhiều đối với các máy bơm nhỏ

HH

K

0

hA

Q

0

H

K K

Hình 7.5 Điều chỉnh điểm công tác của

máy bơm bằng khóa trên ống đẩy

Hình 7.6 Điều chỉnh điểm công tác của máy bơm bằng thay đổi số vòng quay 7.6.2 Điều chỉnh trạng thái làm việc của máy bơm bằng thay đổi số vòng quay

Muốn giảm từ Q xuống Q1 thì giảm số vòng quay từ n thành n1 và ngược lại Máy bơm sẽ làm việcvới đường đặc tính mới H1 đi qua A1 Điểm công tác A sẽ dịch chuyển thành A1 dọc theo đường H0,khi đó, lưu lượng giảm từ Q thành Q1 mong muốn

Với giá trị số vòng quay mới n1 sẽ có một đường đặc tính bơm mới Dùng định luật đồng dạng củamáy bơm để xác định:

phép, độ cao chân không cho phép, độ cao hút nước thực cho phép của máy bơm ứng với sốvòng quay ban đầu n

Q1, H1, ƞ1, N1, Δh] thấp / đườngh1, NPSH1, [Hck]1 - Lưu lượng, cột nước, hiệu suất, công suất, độ dự trữ khí thựccho phép, độ cao chân không cho phép, độ cao hút nước thực cho phép của máy bơm ứng với

số vòng quay cần tìm n1

Một số biện pháp kỹ thuật thay đổi số vòng quay có thể được sử dụng như sau đây:

* Khi dùng động cơ điện xoay chiều, có các biện pháp:

- Đóng cuộn dây động cơ có số đôi cực từ khác nhau: Cuộn dây phần tĩnh phải được quấn mộtcách đặc biệt Biện pháp này chỉ thay đổi số vòng quay từng nấc với số đôi cực nhất định

- Thay đổi tần số dòng điện máy phát điện: Chỉ áp dụng được đối với với nguồn điện độc lập dùngriêng cho động cơ kéo máy bơm

- Dùng máy biến tần: Với biện pháp này, thay đổi được số vòng quay của động cơ kéo máy bơm.Máy biến tần còn có tác dụng như một biện pháp trong khởi động động cơ

- Dùng khớp nối thủy lực biến tốc: Với biện pháp này, thay đổi được số vòng quay máy bơm trongkhi vẫn giữ nguyên số vòng quay động cơ

* Khi dùng động cơ đốt trong kéo máy bơm:

Động có đốt trong thích hợp nhất cho việc thay đổi số vòng quay Khi số vòng quay thay đổi trongphạm vi không lớn thì hiệu suất động cơ không thay đổi nhiều

7.6.3 Điều chỉnh trạng thái làm việc của máy bơm bằng thay đổi góc cánh bánh xe cánh quạt

Một số loại máy bơm hướng trục có góc nghiêng cánh quạt θ thay đổi được để tạo thành nhiềuđường đặc tính khác nhau Tùy theo cột nước địa hình và lưu lượng yêu cầu mà điều chỉnh góccánh bánh xe cánh quạt để cho máy bơm làm việc với đường đặc tính phù hợp nhất

8 Khí thực máy bơm và xác định cao trình đặt máy

8.1 Khái niệm về hiện tượng khí thực, độ cao đặt máy và cao trình đặt máy

8.1.1 Hiện tượng khí thực

Khí thực là hiện tượng một bộ phận nào đó bên trong máy bơm bị xâm thực mà nguyên nhân chủyếu là do nước bị bốc hơi trong máy tại những nơi áp suất xuống quá thấp

8.1.2 Độ cao đặt máy

Để ngăn ngừa hiện tượng khí thực thì độ cao đặt máy (còn gọi là độ cao hút nước địa hình) hs tính

từ mặt thoáng bể hút tới điểm tính toán không được vượt quá độ cao cho phép [hs]:

8.1.3 Cao trình đặt máy

Cao trình đặt máy là độ cao của tâm mặt cắt tính toán so với mặt chuẩn Thông thường, lấy mặtchuẩn là mực nước biển Để an toàn về khí thực thì cao trình đặt máy phải được xác định theo điềukiện:

trong đó:

Zđm - Cao trình đặt máy bơm, m;

Zbh - Cao trình mực nước bể hút so với mặt chuẩn, m;

[hs] - Độ cao đặt máy cho phép, m, được xác định theo điều kiện về đảm bảo an toàn khí thựccho máy bơm

8.2 Xác định độ cao đặt máy theo điều kiện chống khí thực

8.2.1 Xác định độ cao đặt máy theo độ cao chân không cho phép

Công thức xác định:

2 v

Ha - Cột nước áp suất khí trời tại mặt thoáng bể hút, m;

Hbh - Cột nước áp suất bốc hơi của chất lỏng đi qua máy, m, phụ thuộc nhiệt độ (xem bảng A.2);

vv - Vận tốc dòng chảy tại mặt cắt cửa vào máy bơm, m/s;

htt.oh - Tổn thất thủy lực trên đường ống hút tính từ mặt thoáng bể hút tới mặt cắt cửa vào máybơm, m;

g - Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2;

S - Độ cao an toàn tăng thêm, lấy S = 0,5 ÷ 1,0 m

Cột nước áp suất khí trời Ha, phụ thuộc cao trình mặt thoáng bể hút Zbh, được tra ở các bảng cósẵn (xem bảng A.1), hoặc tính theo công thức gần đúng:

Hck.a ≤ [Hck] − S (8.5)với:

2 v ck.a đ m bh a bh tt h o

Hck.a - Độ cao chân không đang có, m;

[Hck] - Độ cao chân không cho phép, m, được tra trên đường đặc tính của máy bơm ứng vớiđiểm công tác đang xét;

Zđm - Cao trình đặt máy đã chọn, m;

Zbh - Mực nước bể hút đang xét, m;

Các ký hiệu khác đã được giải thích ở trên (xem 8.2.1)

8.2.2 Xác định độ cao đặt máy theo độ cao dự trữ khí thực cho phép

Ha, Hbh, htt.oh - Đã được giải thích ở trên (xem 8.2.1)

Khi đã chọn cao trình đặt máy, hoặc đối với những trạm bơm đã xây dựng thì cần kiểm tra an toànkhí thực theo điều kiện:

Δh] thấp / đườngha - Độ cao dự trữ khí thực đang có, m;

[Δh] thấp / đườngh] - Độ cao dự trữ khí thực cho phép, m, được tra trên đường đặc tính của máy bơm ứng vớiđiểm công tác đang xét;

Các ký hiệu khác đã được giải thích ở trên (xem 8.2.1)

8.2.3 Xác định độ cao đặt máy theo độ cao hút nước thực cho phép

Công thức xác định:

Ha, Hbh, htt.oh - Đã được giải thích ở trên (xem 8.2.1)

Khi đã chọn cao trình đặt máy, hoặc đối với những trạm bơm đã xây dựng thì cần kiểm tra an toànkhí thực theo điều kiện:

NPSHa - Độ cao hút nước thực đang có, m;

NPSHr - Độ cao hút nước thực cho phép, m, được tra trên đường đặc tính của máy bơm ứngvới điểm công tác đang xét

9 Yêu cầu thiết kế các hệ thống thiết bị phụ trợ

9.1 Yêu cầu chung

9.1.1 Các thiết bị phụ trợ của trạm bơm có nhiệm vụ đảm bảo cho sự làm việc bình thường của

các tổ máy bơm chính, ngoài ra còn phục vụ cho công tác lắp đặt, sửa chữa và các nhu cầu kháctrong trạm bơm

9.1.2 Trong trạm bơm, thiết bị phụ thường bao gồm:

- Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật;

- Hệ thống cung cấp dầu;

- Hệ thống mồi nước cho máy bơm chính;

- Hệ thống tiêu nước trong nhà máy;

- Hệ thống thông gió nhà máy bơm;

- Hệ thống cứu hỏa;

- Các thiết bị cơ khí và phụ kiện của đường ống;

- Cửa van và cửa phai;

- Lưới chắn rác và thiết bị vớt rác;

- Thiết bị nâng chuyển;

- Thiết bị đo lường thủy lực;

- Thiết bị quan trắc chuyển vị công trình

Tùy theo điều kiện cụ thể, các hệ thống thiết bị phụ trong trạm bơm có thể giảm bớt hoặc tăng thêm

so với các hạng mục thiết bị đã liệt kê trên đây

9.2 Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật

9.2.1 Nhiệm vụ của hệ thống nước kỹ thuật

Trong trạm bơm, có thể cần bố trí hệ thống nước kỹ thuật cho các nhu cầu sau:

- Các ổ trục máy bơm bằng cao su (ở các máy bơm trục lớn), cần đưa nước sạch vào để làm mát

và làm trơn, tránh cho ổ trục cao su bị cháy và bị mài mòn nhanh do ma sát với trục bơm và với cáchạt bùn cát lọt vào

- Các vòng chặn của máy bơm loại làm mát bằng nước, cần đưa nước sạch vào để làm mát, tránhcho vòng chặn bị cháy và bị mài mòn nhanh do ma sát với trục bơm và với các hạt bùn cát lọt vào

- Đối với các bầu dầu của ổ bi của động cơ, hộp giảm tốc, khớp nối thủy lực, loại làm mát bằngnước, cần đưa nước sạch vào mát dầu trong bầu, tránh nhiệt độ ổ bi và thiết bị nóng lên quá mức

và làm giảm độ bền và tính năng làm việc của thiết bị

Việc thiết kế hệ thống nước kỹ thuật phải căn cứ vào công nghệ của máy móc, thiết bị của nhà sảnxuất, được hướng dẫn và mô tả trong hồ sơ thiết bị

9.2.2 Lựa chọn hình thức cung cấp nước kỹ thuật

Tùy theo điều kiện cụ thể, có thể chọn một trong các hình thức cung cấp nước kỹ thuật sau đây: (1) Hệ thống nước kỹ thuật dùng nước sạch của đô thị

Khi trạm bơm đặt ở gần đường ống dẫn nước sạch đô thị và nước trong ống dẫn có đủ lưu lượng,

và áp suất yêu cầu, thì nước đó được dẫn trực tiếp tới các tổ máy bơm chính

(2) Hệ thống nước kỹ thuật dùng đài lọc

Hệ thống này có đài lọc nước trên cao đặt trong trạm bơm Từ đài nước, nước sạch được dẫn tựchảy tới các tổ máy bơm chính, đảm bảo đủ lưu lượng và áp suất yêu cầu

(3) Hệ thống nước kỹ thuật dùng giếng lọc

Hệ thống này bao giếng lọc nước ngầm và các máy bơm con để bơm nước trực tiếp từ giếng tớicác tổ máy bơm chính, đảm bảo đủ lưu lượng và áp suất yêu cầu

Giếng lọc có thể là giếng đào hoặc giếng khoan, được tính toán thiết kế theo các lý thuyết và cáctiêu chuẩn kỹ thuật có liên quan

(4) Hệ thống nước kỹ thuật dùng bể lọc

Dùng một hệ thống bơm nhỏ hoặc ống dẫn đưa nước bẩn từ bể hút của trạm bơm vào bể lọc Bể

lọc nên xây thành hầm ở tầng dưới mặt đất, hoặc bố trí ở tầng dưới nhà máy bơm Dùng các máybơm con để bơm nước từ ngăn sạch của bể tới các tổ máy bơm chính, đảm bảo đủ lưu lượng và

áp suất yêu cầu

9.2.3 Xác định lưu lượng nước kỹ thuật yêu cầu

Lưu lượng nước kỹ thuật yêu cầu Qkt được tính như sau:

trong đó:

n - Số máy tổ máy bơm làm việc

q1 - Lưu lượng nước kỹ thuật cần thiết cho một máy bơm;

q2 - Lưu lượng nước kỹ thuật cần thiết cho một động cơ;

q3 - Lưu lượng nước kỹ thuật cần thiết cho thiết bị truyền động (hộp giảm tốc, khớp nối, )

9.2.4 Xác định cột nước cho hệ thống nước kỹ thuật dùng đài lọc

Hình 9.1 Sơ đồ hệ thống cấp nước kỹ thuật dùng đài lọc

a Trường hợp làm mát ổ trục máy bơm

Mực nước ngăn sạch của đài phải cao hơn ổ trục máy bơm một độ cao H1, tính theo công thức:

Σhhms - Cột nước tổn thất trong đường ống hút và ống đẩy của máy bơm nước kỹ thuật, m

b Trường hợp làm mát dầu ổ bi động cơ

Mực nước ngăn sạch của đài phải cao hơn ổ bi động cơ một độ cao H2, tính theo công thức:

trong đó: H” - Độ cao tính từ mực nước bể hút của máy bơm nước kỹ thuật đến ổ bi của động cơ, m;

c Cột nước yêu cầu của máy bơm nước kỹ thuật

Cột nước yêu cầu HKT của máy bơm nước kỹ thuật được chọn trị số lớn nhất trong hai trường hợp

trên:  (2) (2)

KT KT KT

H =max H ,H

9.2.5 Xác định cột nước cho hệ thống nước kỹ thuật dùng bể lọc

a Trường hợp làm mát ổ trục máy bơm

 - Cột nước dự trữ, lấy khoảng 3 ÷ 5 m

Hình 9.2 Sơ đồ hệ thống cấp nước kỹ thuật dùng bể lọc

b Trường hợp làm mát dầu ổ bi động cơ

 - Cột nước dự trữ, lấy khoảng 3 ÷ 5 m

c Cột nước yêu cầu của máy bơm nước kỹ thuật

Cột nước yêu cầu HKT của máy bơm nước kỹ thuật được chọn trị số lớn nhất trong hai trường hợp

Hình 9.3 Sơ đồ hệ thống cấp nước kỹ thuật dùng giếng lọc

a Trường hợp làm mát và bôi trơn ổ trục máy bơm

 - Cột nước dự trữ, lấy khoảng 3 ÷ 5 m

b Trường hợp làm mát dầu ổ bi động cơ

 - Cột nước dự trữ, lấy khoảng 3 ÷ 5 m;

c Cột nước yêu cầu của máy bơm nước kỹ thuật

Cột nước yêu cầu HKT của máy bơm nước kỹ thuật được chọn trị số lớn nhất trong hai trường hợp

trên:  (1) (2)

KT KT KT

H =max H ,H

9.2.7 Một số yêu cầu khác đối với hệ thống nước kỹ thuật

9.2.7.1 Tầng lọc của bể lọc hoặc đài lọc

Có thể bố trí tầng lọc ngang hoặc đứng, làm việc theo nguyên lý lọc ngước, gồm nhiều lớp vật liệuđược bố trí theo chiều dòng chảy với thứ tự: (1) lớp cát mịn; (2) lớp cát thô; (3) lớp sỏi nhỏ Chiềudày mỗi lớp, cấp phối đường kính vật liệu được tính toán theo các tiêu chuẩn thiết kế tầng lọcngược Giữa các lớp có lưới chắn để giữ vật liệu và khi thau rửa được dễ dàng

Sàn đỡ tầng lọc và tường ngăn giữa bể bẩn và bể sạch thường làm bằng bê tông cốt thép

9.2.7.2 Thể tích bể lọc hoặc đài lọc

Dung tích ngăn chứa nước sạch phải bảo đảm cấp nước được trong thời gian 20 phút

Diện tích tầng lọc Floc được xác định theo công thức:

kt loc

loc

QF

ít nhất là 0,3 m

9.2.7.3 Chọn máy bơm nước kỹ thuật

Căn cứ QKT và HKT, tra sổ tra cứu máy bơm và thiết bị ta chọn được loại máy bơm Số máy bơm kỹthuật không ít hơn 2 chiếc cho mỗi nhóm (xem 9.2.6.6), trong đó có 1 chiếc dự trữ

9.2.7.4. Bố trí đường ống nước kỹ thuật

Nước kỹ thuật thường được đưa vào một đường ống chung, từ đó đi qua các ống nhánh tới các ổtrục của máy bơm và động cơ; trên ống nhánh có van điều chỉnh lưu lượng

Ở các trạm bơm lớn, đường ống dẫn chính của hệ thống cấp nước kỹ thuật nên bố trí theo mạngvòng; nước kỹ thuật cho các tổ máy chính có thể được cấp từ cả hai phía ống của mạng vòng Đối với lượng nước kỹ thuật dùng để làm mát, chỉ bị nóng lên mà không bị bẩn, nên được thu hồi

và dẫn trở lại ngăn nước sạch qua hệ thống đường ống thu hồi nước để làm nguội và tái sử dụng