Đồ án Thiết kế sơ bộ trạm bơm tưới Đan Hoài – Hà Tây

khác nhau Các thiết bị máy móc được chế tạo hàng loạt, giá thành hạ, khả năng cung cấp máy bơm của thị trường phải nhiều và thuận lợi. Máy bơm có số vòng quay lớn, trọng lượng và kích thước giảm, máy bơm làm việc an toàn, đảm bảo chống được khí thực tốt nhất. Vốn đầu tư xây dựng công trình là nhỏ nhất Để chọn được máy bơm ta dựa vào bảng lưu lượng yêu cầu tưới của từng thời kỳ sau đó sắp xếp theo thứ tự từ lớn đến nhỏ. Bảng 3-8: Bảng lưu lượng yêu cầu từng thời kỳ tưới (m3/s) (Lưu lượng sắp xếp từ lớn đến nhỏ) TT Thời gian tưới Số ngày Lưu Lượng Từ ngày Đến ngày 1 4/1 19/1 16 16,6 2 20/1 23/1 4 14,5 3 30/1 4/2 4 14,5 4 16/4 19/4 4 14,5 5 21/4 24/4 4 14,5 6 24/2 28/2 5 11,6 7 5/3 9/3 5 11,6 8 17/3 21/3 5 11,6 9 28/3 1/4 5 11,6 10 6/4 10/4 5 11,6 11 10/2 17/2 8 7,2 III.8.1.1. Các phương án chọn số máy bơm Để chọn máy bơm vừa đạt hiệu ích kinh tế vừa đạt tiêu chuẩn kỹ thuật là công việc vô cùng quan trọng, cho nên ta phải đề ra các phương án rồi so sánh và lựa chọn lấy phương án tối ưu nhất. Theo kinh nghiệm thực tế người ta chọn số máy bơm nằm trong phạm vi 3 ¸ 8 máy, tốt nhất là chọn từ 4 ¸ 6 máy, số mỏy nờn chọn lẻ (kể cả máy dự trữ). Số máy n được chọn là hợp lý khi các cấp lưu lượng trong biểu đồ đều được đáp ứng bằng một số máy chạy nào đó, tức là lượng thừa, thiếu (±DQ) ở các cấp lưu lượng nhỏ nhất. III.8.1.2. Chọn loại máy bơm Sau khi cú cỏc phương án chọn số máy bơm của trạm ta sẽ tính được lưu lượng thiết kế của 1 máy và từ cột nước bơm thiết kế ta tiến hành xác định loại máy bơm ứng với mỗi phương án. Máy bơm được chọn phải thoả mãn yêu cầu sau: Đảm bảo cung cấp đúng lưu lượng thiết kế và cột nước thiết kế (điểm công tác nằm trên đường đặc tính Q~H). Làm việc với hiệu suất cao Làm việc an toàn, chống khí thực tốt nhất Thuận lợi cho việc lắp đặt và quản lý Được chế tạo hàng loạt Có nhiều cách chọn máy bơm, ở đây ta sử dụng sổ tra cứu máy bơm. Từ 2 phương án đặt ra tra biểu đồ sản phẩm các loại máy bơm hướng trục ta được: Phương án 1 Lưu lượng thiết kế của 1 máy bơm xác định theo công thức sau: Với Qtk 1máy = 3,107 (m3/s), Htk = 9,5 (m) từ biểu đồ sản phẩm máy bơm (trang 2) ta chọn được loại máy bơm OPB5 – 87 có số vòng quay n = 585 vũng/phỳt. Căn cứ vào đường đặc tính (trang 28) với Htk = 9,5 (m) ta chọn q = 0o thì h = 85%, Q1 máy =3,107 (m3/s), độ dự trữ khí thực cho phép [Dh] = 10 (m). Þ Số máy bơm là: 4 (máy) Þ Qtrạm = 4 x 3,107 = 12,428 (m3/s) Nhận xét: (hợp lý) Bảng 3-9: Các thông số công tác của máy bơm Loại máy bơm Q (m3/s ) H (m) n (v/ph) h (%) [Dh] (m) Gbơm (Kg) OPB5 - 87 3,107 9,5 585 85 10 4530 Phương án 2 Lưu lượng thiết kế của 1 máy bơm xác định theo công thức sau: Với Qtk 1máy = 6,21 (m3/s), Htk = 9,5 (m) từ biểu đồ sản phẩm máy bơm (trang 2) ta chọn được loại máy bơm OPB5 – 110 có số vòng quay n = 485 vũng/phỳt. Căn cứ vào đường đặc tính (trang 30) với Htk = 9,5 (m) ta chọn q = 2o30 thì h = 84%, Q1 máy = 6,21 (m3/s), độ dự trữ khí thực cho phép [Dh] = 11 (m). Þ Số máy bơm (máy) Þ Qtrạm = 2 x 6,21 = 12,42 (m3/s) Nhận xét: (hợp lý) Bảng 3-10: Các thông số công tác của máy bơm Loại máy bơm Q (m3/s ) H (m) n (v/ph) h (%) [Dh] (m) Gbơm (Kg) OPB5 - 110 6,21 9,5 485 85 11 7325 III.8.2. Chọn động cơ điện III.8.2.1. Phương án 1 Thông thường mỗi loại máy bơm đều có động cơ đi kèm, với loại máy bơm OPB5 - 87 với số vòng quay n = 585 (v/ph) do Nga chế tạo có động cơ BAH – 110 – 41 - 10Y3 đi kèm với các thông số kỹ thuật sau: Bảng 3-11: Số liệu kỹ thuật của động cơ Loại động cơ điện N (KW) U (v) n (v/ph) h (%) cosj Gđộng cơ ( Kg) BAH – 110 – 41 - 10Y3 630 6000 585 93,5 0,91 5800 * Kiểm tra theo công suất Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc trong mọi trường hợp phải nhỏ hơn công suất định mức của động cơ. Nmax < NH Trong đó: NH : Công suất định mức của động cơ (NH = 630 KW). Nmax: Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc, xác định theo công thức: Nmax = Trong đó: k: Hệ số dự trữ về độ thiếu chính xác của đường đặc tính máy bơm có tính đến tổn thất bất thường, lấy theo kinh nghiệm sau: * Khi N * Khi NH < 100 (KW) thì k = 1,15 ¸ 1,1 * Khi N * Khi NH > 100 (KW) thì k = 1,05 hb, Qb: Hiệu suất, lưu lượng của máy bơm tra trên đường đặc tính của máy bơm ứng với Hb. Hb: Cột nước của máy bơm cho công suất lớn nhất. Với máy bơm hướng trục công suất lớn nhất xuất hiện khi máy bơm làm việc với cột nước lớn nhất là: Hbmax = HKTmax = 10,75 (m) htr: Hiệu suất truyền động, khi nối trực tiếp trục động cơ với trục máy bơm thì htr = 1. Khi đó: N Nmax = (KW) Vậy: Nmax công suất của động cơ luôn đảm bảo an toàn trong quá trình chạy máy. III.8.2.2. Phương án 2 Với loại máy bơm OPB5 - 110, với số vòng quay n = 485 (v/ph) do Nga chế tạo có động cơ B16 – 31 - 12YXΠ4 với các thông số kỹ thuật sau: Bảng 3-12: Số liệu kỹ thuật của động cơ Loại động cơ điện N (KW) U (v) n (v/ph) h (%) cosj Gđộng cơ ( Kg) AB16 – 31 - 12YXΠ4 800 6000 485 92 0,88 10100 * Kiểm tra theo công suất Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc trong mọi trường hợp phải nhỏ hơn công suất định mức của động cơ. Nmax < NH Trong đó: NH : Công suất định mức của động cơ (NH = 800 KW) Nmax: Công suất thực tế lớn nhất mà động cơ sẽ phải làm việc, xác định theo công thức: Nmax = Nmax = (KW) Các thông số k, Qb, Hb, hb, htr xác định theo cách như phương án 1 Vậy: Nmax công suất của động cơ luôn đảm bảo an toàn trong quá trình chạy máy. III.8.3. So sánh lựa chọn phương án III.8.3.1. Xác định cao trình đặt máy Trong thiết kế trạm bơm, việc chọn cao trình đặt mỏy cú một ý nghĩa quan trọng về kinh tế và kỹ thuật. Nếu cao trình đặt máy thấp, khả năng chống khí thực tốt, tăng tuổi thọ máy bơm nhưng kinh phí xây dựng sẽ tăng lên. Trường hợp ngược lại, cao trình đặt máy cao, kinh phí xây dựng thường giảm nhưng dễ phát sinh hiện tượng khí thực làm hư hỏng máy bơm hoặc bơm không được nước. Vì vậy cần phải chọn một cao trình đặt máy hợp lý. Với loại máy bơm hướng trục trục đứng nên cao trình đặt máy phải xác định theo 2 điều kiện: Điều kiện 1: Đảm bảo cho máy bơm khi làm việc không phát sinh hiện tượng khí thực. Áp dụng công thức: Zđm1 = Zbhmin + [hs] Trong đó: Zbhmin: là cao trình mực nước bể hút thấp nhất (Zbhmin = 0,7405 (m)) [hs]: là độ cao hút nước địa hình cho phép tính từ mực nước bể hút nhỏ nhất đến trung tâm bánh xe công tác để máy bơm không sinh ra hiện tượng khí thực. [hs] = Ha – Hbh – hmsoh - [Dh] Trong đó: Ha = (m) Hbh: Áp lực bốc hơi. Theo tài liệu thuỷ văn nhiệt độ trung bình của nước sông khoảng 250, tra (phụ lục 2) sách bài tập và đồ án môn học trạm bơm ta được: Hbh = 0,335 (m) hmsoh: cột nước tổn thất trong ống hút, sơ bộ lấy hmsoh = 0,6 (m) [Dh]: độ dự trữ khí thực cho phép Phương án 1: [hs] = 10,33 – 0,335 – 0,6 – 9 = 0,395 (m) Zđm1 = 0,7405 + 0,395 = 1,136 (m) Phương án 2: [hs] = 10,33 – 0,335 – 0,6 – 12 = (-2,605) (m) Zđm1 = 0,7405 + (-2,605) = (-1,86) (m) Điều kiện 2: Đảm bảo yêu cầu về độ ngập bánh xe công tác do nhà máy chế tạo quy định. Ta có: Zđm2 = Zbhmin + hyc Phương án 1: Đối với máy bơm OPB5 – 87 thì hyc = (-1) (m) Zđm2 = 0,7405 + (-1) = (-0,26) (m) Phương án 2: Đối với máy bơm OPB5–110 thì hyc = (-2) (m) Zđm2 = 0,7405 + (-2) = 1,26 (m) Vậy cao trình đặt máy cho cả 2 phương án là: Phương án 1: Zđm = (-0,26) (m) Phương án 2: Zđm = (-1,86) (m) III.8.3.2. Kiểm tra cao trình đặt máy Để máy bơm làm việc không sinh ra hiện tượng khí thực ta tiến hành kiểm tra đối với các trường hợp làm việc bất thường. Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước kiểm tra lớn nhất HKTmax = 10,75 (m) Z’đm = Zbhmin + [h’s] [h’s] = Ha – Hbh – hmsoh - [Dh’] Ta coi Ha, Hbh, hmsoh không đổi [Dh’]: là độ dự trữ khí thực cho phép ứng với trường hợp HKTmax = 10,75 (m) tra trên đường đặc tính của máy bơm. Phương án 1: [Dh’] = 10 (m) Þ [h’s] = 10,33 – 0,335 – 0,6 – 10 = (-0,605) (m) Þ Zđm = 0,7405 + (-0,605) = 0,136 (m) > Zđmtk = (-0,26) (m) nên máy bơm không sinh ra hiện tượng khí thực. Phương án 2: [Dh’] = 13 (m). Þ [h’s] = 10,33 – 0,335 – 0,6 – 13 = (-3,605) (m) Þ Zđm = 0,7405 + (-3,605) = 4,35 (m) > Zđmtk = (-1,86) (m) nên máy bơm không sinh ra hiện tượng khí thực. Trường hợp máy bơm làm việc với cột nước kiểm tra nhỏ nhất HKTmin = 3,808 (m) Z’đm = Zbhmin + [h’s] [h’s] = Ha – Hbh – hmsoh - [Dh’] Ta coi Ha, Hbh, hmsoh không đổi [Dh’]: là độ dự trữ khí thực cho phép ứng với trường hợp HKTmin = 3,808 (m) tra trên đường đặc tính của máy bơm. Phương án 1: [Dh’] = 11 (m) Þ [h’s] = 10,33 – 0,335 – 0,6 – 11 = (-1,605) (m) Þ Zđm = 0,7405 + (-1,605) = (-0,865) (m) < Zđmtk = (-0,26) (m) nên máy bơm sinh ra hiện tượng khí thực Phương án 2: [Dh’] = 14 (m) Þ [h’s] = 10,33 – 0,335 – 0,6 – 14 = (- 4,605) (m) Þ Zđm = 0,7405 + (- 4,605) = (-3,865) (m) < Zđmtk = (-1,86) (m) nên máy bơm sinh ra hiện tượng khí thực Vậy cao trình đặt máy của cả 2 phương án là: Phương án 1: Zđm = (-0,26) (m) Phương án 2: Zđm = (-3,865) (m) III.8.3.3. Phân tích và lựa chọn phương án Từ biểu đồ quan hệ (Q~t) Hai phương án có DQ với các cấp lưu lượng đều nhỏ và chênh lệch không nhiều tuy nhiên phương án 1 cú ớt mỏy hơn nên kích thước nhà trạm nhỏ hơn, việc quản lý sau này dễ hơn. Bảng các thông số kỹ thuật Để tiện so sánh các thông số kỹ thuật của các phương án chọn máy bơm ta lập thành bảng tổng hợp (bảng 3 – 23) (Trang 79). So sánh 2 phương án ở trên ta thấy phương án 1 tốt hơn vì: Về hãng sản xuất: Nga là bạn hàng đã từ lâu với nước ta, chất lượng máy tốt điều này đã được kiểm nghiệm qua các công trình đã xây dựng, khả năng chống khí thực cao. Có nhiều loại máy bơm cỡ lớn, thiết bị đồng bộ, khi cần bơm với lưu lượng lớn thì chỉ cần số máy bơm ít, khối lượng công trình đầu mối sẽ giảm, thoả mãn yêu cầu về kinh tế. Trạm bơm Đan Hoài là một trạm bơm lớn vì thế ta nên chọn máy bơm của Nga sản xuất. Phương án 1 có số máy nhiều hơn nhưng máy bơm cấu tạo gọn nhẹ và tính năng kỹ thuật đạt cao hơn, do vậy kết cấu nhà máy đỡ phức tạp, vận hành quản lý được thuận tiện, đơn giản hơn so với phương án 2. Phương án 1 có máy bơm và động cơ được sản xuất đồng bộ nên làm việc sẽ an toàn và hiệu quả hơn, hiệu suất làm việc của máy bơm và động cơ đều lớn hơn phương án 2. Cao trình đặt máy của cả 2 phương án đều thoả mãn điều kiện chống khí thực tuy nhiên cao trình đặt máy của phương án 2 quá thấp và nhỏ hơn nhiều phương án 1 vì thế kinh phí xây dựng sẽ tăng lên, thi công khó khăn hơn. Bảng 3-13: Bảng tổng hợp so sánh phương án TT Mục so sánh Đơn vị Phương án 1 Phương án 2 1 Loại máy bơm OPB5-87 OPB5-110 2 Nơi sản xuất Nga Nga 3 HTK m 9,5 9.5 4 Hktmax m 10,75 10,75 5 Hktmin m 3,808 3,808 6 Q1máy m3/s 3,1 6,21 7 Số máy chính máy 4 2 8 Qtrạm m3/s 12,43 12,43 9 n máy bơm v/ph 585 485 10 h máy bơm % 85 85 11 [Dh] m 9 12 12 Zđm m -0,26 -3,865 13 Loại động cơ BAH110 – 41 - 10Y3 AB16 – 31 - 12YXΠ4 14 Công suất động cơ KW 630 800 15 U V 6000 6000 16 n động cơ v/ph 585 485 17 h động cơ % 93,5 92 18 Cosj 0,91 0,88 19 Quy mô nhà trạm Số máy nhiều nhưng gọn nhẹ, nhà trạm dài hơn, kết cấu đơn giản, có lợi về mặt kinh tế. Số máy ít, nhà trạm nhỏ, máy bơm lớn, nên kết cấu phức tạp. Qua việc phân tích ưu nhược điểm của 2 phương án trên ta thấy phương án 1 tối ưu hơn. Vì vậy chọn phương án 1 làm phương án thiết kế, gồm 4 máy bơm chính và 1 máy dự trữ loại OPB5 - 87 có số vòng quay n = 585 v/ph. Động cơ điện đi kèm loại BAH110 – 41 - 10Y3 đã chọn. Bảng 3-14: Kích thước định hình của máy bơm OPB5-87, Đơn vị: mm А Б G Д E Ж И 1100 180 370 775 3850 600 800 1500 К Л М H P C D 750 130 1000 2665 1350 830 1010 III.9. TÍNH CAO TRèNH ĐẶT MÁY Ta đã tính được ở trên ứng với phương án 1 thì: Zđm = (-0,26) (m) III.10. THIẾT KẾ NHÀ MÁY III.10.1. Chọn loại nhà máy Nhà máy bơm là nơi đặt các thiết bị cơ khí thuỷ động lực chủ yếu như máy bơm, động cơ và các thiết bị phụ như bơm chân không, quạt gió, các loại khoỏ, cỏc bơm con, thiết bị điện, đồng thời còn bố trí đường ống hút, ống đẩy. Hình dạng và kết cấu của nhà máy bơm phụ thuộc vào các yếu tố sau đõy: cỏch nối tiếp nhà máy bơm với công trình lấy nước (riêng biệt hay kết hợp); loại, cấu tạo máy bơm và động cơ chính, tình hình nguồn nước, điều kiện địa chất tại vị trí bố trí nhà máy bơm, tình hình khí hậu và loại vật liệu để xây dựng nhà máy bơm. Theo kết quả tính toán ở trên ta có: Qtk1 máy = 3,1 (m 3/s ) > 2(m 3/s ) ; Htk = 9,5 (m) Qtktrạm = 12,43 ( m 3/s ) ; [ h ; [ hs ] = 0,395 (m) Dao động mực nước bể hút từ +0,7405 ữ 8,0(m) Địa chất khu vực xây trạm tương đối tốt Điều kiện về vật liệu xây dựng sẵn có Loại máy bơm hướng trục đứng OPB5 - 87, n = 585 vũng/phỳt của Liờn Xụ Qua các thông số ở trên và dựa vào điều kiện xây dựng của các nhà máy bơm (Chương 9 giáo trình máy bơm và trạm bơm) ta quyết định chọn loại nhà máy bơm kiểu khối tảng . III.10.2. Cấu tạo và kích thước các bộ phận tầng dưới nhà máy Tầng dưới của nhà máy bơm tính từ dưới sàn đặt động cơ chính trở xuống, thường đặt các máy bơm chính và các hệ thống ống hút, ống đẩy, các thiết bị cơ khí thuỷ lực phụ và các thiết bị khỏc… Đối với nhà máy bơm kiểu khối tảng: sơ bộ được chọn móng làm bằng bê tông cốt thép M200 đổ liền khối, ở dưới đổ một lớp bê tông lót M100 dày 10 (cm), bê tông được đổ trên 1 lớp cát đệm dày 10 (cm) được đầm nện kỹ và san bằng mặt. Trong tầng múng cũn được bố trí hầm tập trung nước, kích thước khối móng phụ thuộc chủ yếu vào kích thước ống hút. III.10.2.1. Cấu tạo ống hút Trong nhà máy bơm ống hút rất quan trọng, nó cú nhiệm vụ hướng chất lỏng chảy vào máy bơm một cách đều đặn bằng cách thay đổi dần tốc độ chảy trong ống hút. Vì lưu lượng chảy qua ống hút > 2 (m3/s) nên tổn thất rất lớn, muốn giảm tổn thất cột nước chảy qua ống hút cần thiết kế sao cho nước chảy vào máy bơm được đều đặn, tốc độ dòng chảy biến đổi từ từ, vì vậy ta chọn ống hút cong bình diện hẹp là phù hợp. Hình 3-1: Ống hút cong có bình diện hẹp. Kích thước cơ bản của ống hút Chiều cao miệng ống hút: hmụh = 2,62 x D Với D là đường kính bánh xe công tác, máy bơm OPB5 - 87 có D = 0,87 (m) hmụh = 2,62 x 0,87 = 2,279 (m) Chiều rộng cửa vào miệng ống hút Bụh = 2,5 x D = 2,5 x 0,87 = 2,175 (m) Chiều dài ống hút Lụh = 4,3 x D = 4,3 x 0,87 = 3,741 (m) Bố trí lỗ xuống ống hút để sửa chữa có dạng hình tròn đường kính 1 (m) phía trên có nắp đậy và hệ thống chống nước rò rỉ lên. Chiều cao ống hút tính từ đáy ống hút đến cao trình đặt máy Hụh = 2,28 x D = 2,28 x 0,87 = 1,984 (m) Chiều cao ống hút tính từ đáy ống hút đến sàn bơm hụh = Hụh – G = 1,984 - 0,37 = 1,614 (m) Với G tra kích thước định hình của máy bơm, G = 0,37 (m) Cao trỡnh đỏy ống hút. Zụh = Zđm – H ụh = (-0,26) - 1,984 = (-2,244) (m) Cao trình miệng ống hút Zmụh = Zụh + hmụh = (-2,244) + 2,279 = 0,035 (m) Kiểm tra: Zsmin - Zmụh = 0,7405 – 0,035 = 0,706 (m) > 0,5 (m) Như vậy chọn ống hút cong có bình diện hẹp là thoả mãn. III.10.2.2. Cấu tạo đường hầm Trong tầng múng cũn bố trí đường hầm tập trung nước để dẫn nước từ ống hút vào khi sửa chữa hoặc tập trung nước thấm từ sàn bơm chảy xuống, bố trí đường hầm chạy dọc nhà máy. Cao trỡnh đỏy đường hầm thấp hơn cao trỡnh đỏy ống hút 0,4 (m) và có đường ống nối với ống hút, trên đường ống dẫn có van khoá nhằm tháo nước từ ống hút ra đường hầm khi sửa chữa. Cao trỡnh đỏy đường hầm Zđđh = Zđụh – 0,4 = (-2,244) – 0,4 = (-2,644) (m) Đường hầm có kích thước phải đủ để có thể đi lại sửa chữa các thiết bị dưới đường hầm. Chọn chiều rộng b = 1 (m) ; chiều cao h = 1,6 (m). Dọc đường hầm có rãnh tập trung nước về hố bơm tiêu nước trong nhà máy, độ dốc rãnh lấy bằng i = 10-3 Khoảng cách từ mép tường hạ lưu đến mép ngoài đường hầm chọn bằng 1 m III.10.2.3. Kích thước khối móng Chiều dày khối móng Hm = h1 + h2 Trong đó : Hm : Chiều dày khối móng h1 : Chiều cao bản đáy nhỏ nhất, chọn h1 = 0,9 (m) h2 tính theo công thức : h2 = Hụh + h6 – h3 Chọn h6 = 0,2 (m); h3 = G = 0,37 (m) Þ h2 = 1,984 + 0,2 – 0,37 = 1,814 (m) Þ Hm = 0,9 + 1,814 = 2,714 (m) Chiều rộng đỏy múng Dựa vào điều kiện bố trí máy bơm chớnh (Hỡnh 9 - 2 GT MBTB) ta có: Chiều rộng đỏy móng : Bm = L ụh + b Trong đó: L ụh : Chiều dài ống hút, L ụh = 4,3 x D = 3,741 (m). Nhưng L ụh phải đảm bảo các kích thước sau: Lh = l1 + d1 + b2 + ẵ x Db l1: Khoảng cách mép ngoài tường trước đến miệng vào ống hút, bảo đảm cho thiết bị nâng hạ cửa van làm việc, chọn l1 = 0,5 (m) d1: Chiều dày tường trước thường lấy từ 0,6~1(m), chọn d1 = 0,8 (m) b2: Khoảng cách từ mép trong tường trước đến bệ máy bơm, để đảm bảo đi lại chọn b2 = 2,55 (m) Db: Kích thước ngoài bệ đỡ máy bơm tra ở sổ tra cứu máy bơm Db = P + 2f = 1,350 + 2 x 0,65 = 2,65 (m) Vậy L ụh = 0,5 + 0,8 + 2,55 + ẵ x 2,65 = 5,175 (m) b: là khoảng cách từ trung tâm máy bơm đến mép tường phía sau b = b3 + d2 + ẵ x Db b3: Khoảng cách để đủ đi lại khi cần thiết, chọn b3 = 1,5 (m) d2 : Chiều dày tường hạ lưu thường lấy 0,6 ~ 1,2 (m), chọn d2 = 1,0 (m) Þ b = 1,5 + 1,0 + 1/2 x 2,65 = 3,825 (m) Þ Bm = 5,175 + 3,825 = 9,0 (m) Chọn Bm = 9,0 (m). III.10.2.4. Gian bơm Là nơi đặt máy bơm chính, phải khô ráo, sạch sẽ. Vì gian bơm nằm sâu dưới mặt đất, chung quanh chịu áp lực đất, nước tác dụng nên tường phải bằng bê tông cốt thép mác ³ 150, ta chọn M = 200. Tuỳ theo chiều cao của tường htb (không kể chiều dày khối móng) mà tầng bơm có thể xây tường ngăn hay không. Vì htb < 10 (m) nên tầng bơm khụng xõy tường ngăn. Tra bảng (trang 93) sách bài tập và đồ án môn trạm bơm được: Chiều dày tường thượng lưu d1= 0,8 (m) Chiều dày tường hạ lưu d2 = 1,0 (m) III.10.3. Cấu tạo và kích thước các bộ phận công trình tầng động cơ Tầng trên nhà máy bơm có cấu tạo kiểu khung nhà công nghiệp, là tầng duy nhất ở mặt đất hoặc mặt nước nên ngoài việc thiết kế đảm bảo kỹ thuật còn phải đảm bảo tính mỹ thuật. Tầng này là nơi bố trí các động cơ của máy bơm chính, các thiết bị khởi động, tủ phân phối điện, cầu trục, gian sửa chữa lắp ráp và các gian phụ khác. III.10.3.1. Sàn động cơ Nên bố trí sàn động cơ cao hơn mặt đất tự nhiên để thoáng gió và chống ẩm. Sàn được đúc bằng bê tông cốt thép M200 dày 20 (m), mặt sàn được láng vữa xi măng Cao trình sàn động cơ được xác định như sau: Zsàn đc = Z đm - G + htb = (-0,26) – 0,37 + 9,131 = +8,5 (m) III.10.3.2. Dầm đỡ động cơ Được đổ bằng bê tông cốt thép M200 và đúc liền với sàn, chịu các lực tác dụng là: Trọng lượng động cơ Lực động có chu kỳ khi động cơ làm việc Trọng lượng bản thân dầm Trọng lượng người và thiết bị sửa chữa Vì tầng bơm khụng xõy tường ngăn nên thiết kế dầm chính gối đầu nên tường thượng lưu và hạ lưu của tầng bơm. Kích thước của dầm chính: Chiều dài dầm Ld bằng chiều rộng nhà máy, Ld = 8,3 (m) Chiều cao dầm hd = (1/8~1/15) Ld, chọn hd = 0,1 x Ld = 0,1 x 8,3 = 0,83 (m) Chiều rộng dầm bd ≥ 2/3 x hd = 2/3 x 0,83 = 0,553 (m), Chọn bd = 0,6 (m) Dầm phụ nối liền 2 dầm chớnh, cú kích thước bằng dầm chính Khoảng cách giữa 2 dầm phụ thuộc vào đường kính của động cơ để đặt trực tiếp động cơ lên dầm, tra bảng kích thước định hình ứng với loại máy bơm OPB5 – 87 được khoảng cách giữa 2 dầm là: O = 1,650 (m) Hình 3-2: Cách bố trí dầm đỡ động cơ III.10.3.3. Lỗ kộo mỏy Dùng khoảng trống giữa 4 dầm làm lỗ kộo mỏy cho chớnh cỏc mỏy đú, ngoài ra còn phải bố trí 1 lỗ kộo mỏy phụ ở gian sửa chữa để đưa máy bơm tiêu, bơm nước kỹ thuật xuống tầng bơm. Bề rộng lỗ phải đủ lớn để có thể kéo được thiết bị lớn nhất cần đem xuống hoặc đưa lên. Sơ bộ chọn kích thước (b x h) = (1,2 x 1,5) (m). Trên mặt lỗ đặt lưới mắt cáo để tầng bơm được sáng sủa và thoáng khí. III.10.3.4. Cầu thang Dùng để lên xuống giữa các tầng, vị trí cầu thang được bố trí sao cho không cản trở các thiết bị cẩu và vận chuyển đi lại trong nhà máy, cầu thang bố trí phía gian sửa chữa men theo tường thượng lưu. Chiều rộng cầu thang b = 0,8 (m) Chiều cao mỗi bậc lên xuống (0,25 x 0,25) Phía trên cầu thang có tay vịn cao 0,8 (m) làm bằng thép tròn CT3, bậc lên xuống đổ cốt thép M200, mái dốc cầu thang m = 1. III.10.3.5. Gian sửa chữa Bố trí ở đầu hồi phải nhà máy (nhìn từ chính diện thượng lưu), mặt sàn đổ bằng bê tông cốt thép M200 ở giữa bố trí lỗ kéo mỏy,kớch thước (b x h) = (1,4 x 1,8) (m) mặt sàn để tấm cao su để đặt máy cho êm. III.10.3.6. Gian điện Phải bố trí ở phía gần đường dây điện cao áp vì thế bố trí gian điện ở đầu hồi trái nhà mỏy (nhỡn từ chính diện thượng lưu vào), mặt sàn gian điện đổ bê tông M200, chiều rộng sàn bằng chiều rộng nhà máy, chiều dài đủ để bố trí các tủ phân phối và điều khiển đúng kỹ thuật, an toàn và vận hành dễ dàng. III.10.3.7. Cột nhà Cột nhà đồng thời là cột đỡ dầm cầu trục, cầu trục, vật di chuyển và nóc nhà. Cột nhà thiết kế kiểu khung cứng để đảm bảo kết cấu chắc chắn khi cẩu những tải trọng lớn. Cột nhà có 2 hàng, mỗi hàng 8 cột. Kích thước cột: Phần trên vai đỡ dầm cầu trục chọn (b x h) = (40 x 40) (cm) Phần dưới vai chọn (b x h) = (40 x 60) (cm) III.10.3.8. Dầm cầu trục Dầm cầu trục chạy dọc nhà máy được liên kết với các cột nhờ các vai cột. Nhiệm vụ của dầm là đỡ đường ray để di chuyển cầu trục. Mặt cắt ngang của dầm cầu trục là hình chữ T. Hình 3-3: a/ Kích thước vai cột đỡ dầm cầu trục b/ Mặt cắt ngang dầm cầu trục III.10.3.9. Chọn cầu trục Cầu trục có nhiệm vụ nâng máy bơm và động cơ đến vị trí sửa chữa, bảo dưỡng. Từ việc chọn được máy bơm động cơ ta chọn loai cầu trục lăn 1 dầm CL1 5 (V2) HLK cú cỏc thông số kỹ thuật sau: Bảng 3-15: Thông số kỹ thuật của cầu trục CL1 5(V2) HLK Loại cầu trục Trọng lượng (T) LK khẩu độ (m) H nâng (m) Nđc nâng (kw) Nđc pa lăng (kw) Nđc cẩu (kw) CL1 5 (V2) HLK 5 < 10,5-13,5 6 (12) 5,5 0,55 2x0,75 III.10.3.10. Tường và cửa Tường Tường gạch được xây giữa 2 cột có chiều dày 0,25 (m) bao gồm phần trên nhà máy bắt đầu từ cao trình chống lũ cho động cơ đến nóc nhà máy, liên kết giữa các tường với khung cột bằng các neo thộp chụn sẵn trong khung cột nhà máy. Cửa Trên tường bố trí các cửa sổ ở giữa các gian nhà máy để thông gió, cửa được làm trong khung kính, ngoài chớp để tăng khả năng chiếu sáng cho nhà máy, cửa sổ làm 1 tầng, kích thước cửa sổ sơ bộ lấy (b x h) = (2 x 2) (m) Mép dưới cửa sổ tầng thứ nhất lấy cách 1 m so với sàn động cơ, sàn gian điện và sàn sửa chữa. 2 tầng cửa lấy ánh sáng được bố trí trên cửa sổ chính, kích thước (bxh) = (2 x 2) (m) và (2 x 1) (m). Các cửa này được thiết kế để lấy ánh sáng cho nhà máy nên được làm bằng khung kính không thiết kế mở. Cửa ra vào bố trí ở hai đầu hồi nhà máy. Cửa chính phía gian sửa chữa, có kích thước sao cho ô tô có thể mang vật lớn nhất vào nhà máy nhưng chiều rộng không hẹp hơn 2,5 (m) và chiều cao lớn hơn 3 (m) . Sơ bộ chọn kích thước cửa ra vào gian sửa chữa : (b x h) = (3,5 x 4,0) (m) Sơ bộ chọn kích thước cửa ra vào gian điện : (b : (b x h) = (2,5 x 3,5) (m) III.10.3.11. ễ văng Trờn các cửa chính và cửa sổ đều phải cú ụ văng cỏch mộp trờn cỏc cửa khoảng (0,2 ~ 0,5) (m), ô văng được đổ bằng bê tông cốt thép dày 0,1 (m), rộng 0,60 (m). III.10.3.12. Nóc nhà Nóc nhà phải đảm bảo không dột, cách nhiệt và nước mưa thoát nhanh. Nóc nhà lợp tôn, sàn bằng bê tông cốt thép M200 dày 0,1(m), che phủ toàn bộ nhà máy cú cỏc dầm ngang, dọc đỡ. Dầm ngang là dầm chớnh cú tiết diện (0,4 x 0,6) (m) Dầm dọc là dầm phụ có tiết diện (0,3 x 0,6) (m) Toàn bộ xung quanh nóc nhà máy được xây tường bao cao 1 (m) Chọn Hnóc = 1,7 (m). III.10.3.13. Thiết bị thoát nước mái Dựng máng bê tông cốt thép chạy quanh nóc nhà máy để thoát nước mưa, bố trí các đường ống đường kính 100 (mm) để dẫn nước mưa xuống mặt đất và vào cống thoát nước. Kích thước máng chọn như sau: Chiều rộng máng là 0,9 (m) Chiều cao gờ chắn nước là 1,0 (m) Chiều dày máng là 0,1 (m) III.10.3.14. Thiết bị chống sét Bố trí tại các đỉnh cột, bao quanh nhà máy mỗi cột là 1 cột chống sét cao 0,5 (m), các cột được liên kết với nhau bằng thép f10 và nối xuống đất theo đường nước mưa. III.10.4. Tính toán các kích thước chủ yếu của nhà máy III.10.4.1. Chiều cao nhà máy Chiều cao tầng dưới mặt đất Htb Chiều cao tầng dưới mặt đất xác định theo 2 điều kiện: */. Điều kiện 1: Tính theo điều kiện lắp đặt động cơ với máy bơm và ống hút Htb1 = Hm + h3 + hb Trong đó: Hm = 2,714 (m) đó tớnh ở trên h3: Khoảng cách từ cao trình đặt máy đến sàn bơm phụ thuộc vào chiều cao vành chống mòn của mỗi loại máy bơm, tra ở sổ tra cứu được h3 = G = 0,37 (m) hb: Chiều dài trục bơm và một phần trục động cơ hb = E + Ж = 3,85 + 0,8 = 4,65 (m) Với E , Ж ở bảng III.14 đồ án: E = 3,85(m) ; Ж = 0,8 (m) Þ Htb1 = 2,714 + 0,37 + 4,65 = 7,734 (m) */. Điều kiện 2: Tính theo điều kiện chống lũ cho động cơ Htb2 = h1 + h6 + hmụh + h8 + DZ + d Trong đó: h1 = 0,9 (m); h6 = 0,2 (m); hmụh = 2,279 (m) ( đã tớnh ở trên) h8: Độ ngập sâu của miệng ống hút để ngăn ngừa không khí chui vào máy bơm h8 ³ 0,5 (m), h8 = 0,706