Đồ án tốt nghiệp kỹ sư: Thiết kế trạm bơm tiêu Vân Đình

ờng gạch, t = 0,25m. Vậy : L = (9-1).4,25 +1,4 +4,25+4,25+ 2. 0,25 + 2.0,1 = 44,6 m. 4.7. Thiết kế các công trình ngoài nhà máy . 4.7.1 Thiết kế bể hút  ­ Nhiệm vụ Nối tiếp giữa kênh dẫn với nhà máy, gồm 2 phần Phần mở rộng của kênh dẫn (.kênh dẫ có hệ số mái là mk=1,5) Phần tập trung nước 1. Phần tập trung nước  -Nhiệm vụ Phần tập trung nước có nhiệm vụ phân phối nước cho nhà máy bơm và ngăn cản các rác bẩn chui vào máy bơm. - Hình dạng kích thước Thiết kế phần tập trung nước có dạng hình chữ nhật +Chiều dài : phụ thuộc vào số máy bơm, cách bố trí ống hút và chiều dày trụ pin quyết định. Chiều dài này ảnh hưởng rất lớn đến dòng chảy ở phần mở rộng. +Chiều rộng : chính là chiều dài của trụ pin. -Cấu tạo phần tập trung nước:gồm các trụ pin , ở phần tập trung nước có bố trí thêm cầu thang để lên xuống . ● Cấu tạo và kích thước chủ yếu của trụ pin Chiều dài tự do của trụ pin tính từ miệng vào buồng hút trở ra tới đầu trụ pin. Phụ thuộc vào cách bố trí các thiết bị: tường ngực, khe lưới chắn rác, khe phai và cầu công tác trên đỉnh trụ pin - Khe phai : Gồm 2 khe phai, kích thước khe phai bằng 15 x 20 cm. - Tường ngực và lưới chắn rác Trước khe phai có bố trí tường ngực để đỡ lưới chắn rác. Tường ngực nghiêng một góc 80o so với đáy buồng hút và được đúc bằng bê tông cốt thép M200. Lưới chắn rác bố trí ngay trước tường ngực, khe lưới chắn rác có kích thước bằng 15 x 20 cm. -Cầu công tác Trên trụ pin bố trí hai cầu công tác +Cầu công tác thứ nhất bố trí ở phía mép trong cùng của trụ pin rộng 0,7 m. +Cầu công tác thứ hai bố trí ở mép ngoài cùng của trụ pin rộng 0,70 m. Trước cầu công tác thứ nhất có bố trí các khe phai, kích thước khe phai bằng 15 x 20 cm. -Cầu trục Trên đỉnh trụ pin bố trí hai cầu trục di động chạy trên hai đường ray là thép chữ I được đặt lên hai cầu công tác và tường ngực. Cầu trục được làm bởi các thanh thép để cẩu lưới chắn rác và các phai. Dựa vào việc bố trí trên xác định được chiều dài của trụ pin bằng 3,6m. - Chọn chiều dày của trụ pin bằng 0,6m. - Chiều cao trụ pin lấy cao hơn mực nước lớn nhất bể hút một khoảng cách an toàn a. Cao trình đỉnh trụ pin là Ztp = + a a là khoảng cách an toàn, chọn a = 0,4m. Vậy Ztp = 2,0 + 0,4 = 2,4 m. Như vậy xác định được các kích thước của phần tập trung nước: - Chiều rộng của phần tập trung nước bằng 3,971 m. - Chiều dài của phần tập trung nước Bt: Chiều dài này ảnh hưởng rất lớn đến dòng chảy ở phần mở rộng. Kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm thực tế cho thấy: tỷ số giữa chiều dài tuyến lấy nước Bt và chiều rộng đáy kênh bk bằng 6,2 thì sẽ hình thành khu nước quẩn dưới đáy dòng chảy và khi tỷ số đó giảm tới 4 thì hiện tượng đó sẽ mất. Chiều dài tuyến lấy nước: Bt = n.L1g n là số máy bơm kể cả máy dự trữ, n = 9 máy. L1g là chiều dài một gian thiết kế, L1g = 4,25 m. Bt = 9.4,25=38,25 m. Kiểm tra tỷ số: = = 3,5< 4. Do vậy trên tuyến lấy nước không sinh ra hiện tượng nước quẩn. Mái dốc của bể tập trung nối tiếp với công trình lấy nước trước nhà máy bơm bằng các tường cánh gà nghiêng một góc 45oC với mép trong trụ pin của công trình lấy nước. 2. Phần mở rộng Phần mở rộng có nhiệm vụ nối tiếp kênh dẫn với phần tập trung nước. Góc mở rộng α quyết định rất lớn đến tình trạng dòng chảy trong bể hút. Nghiên cứu cho thấy nếu tăng góc α lên tới 60o sẽ làm cho chiều dài của bể tập trung giảm nhỏ do đó tốc độ dòng chảy giảm đột ngột sinh ra các phễu nước và dòng nước quẩn dưới đáy. Nếu góc α giảm nhỏ thì chiều dài bể tập trung nước tăng lên, tốc độ dòng chảy giảm dần sẽ làm cho bùn cát lắng đọng trước buồng hút. Vì vậy phải chọn góc nhìn chóp mở rộng bể tập trung α phù hợp. Theo kinh nghiệm thì góc mở rộng α phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy trong kênh: Khi Vk = 0,5 – 0,7 m/s thì α = 45o – 40o. Theo thiết kế kênh, tốc độ dòng chảy trong kênh: Vmin = 0,51 m/s, Vmax = 0,76 m/s. Do đó chọn góc α = 40o. Do có sự chênh lệch giữa cao trình đáy kênh dẫn và cao trình đáy công trình lấy nước nên phải làm một đoạn dốc nối tiếp ở đáy phần mở rộng, chọn độ dốc i = 0,2 Chiều dài đoạn dốc : Ld= là cao trình đáy kênh dẫn, = -0,98 m Zđct là cao trình đáy công trình lấy nước bằng cao trình đáy buồng hút Zđct = -2,95 m Ld = = 9,85 m. Phần mở rộng trên bình đồ là một hình thang, đáy nhỏ bằng đáy kênh dẫn, đáy lớn bằng chiều dài công trình lấy nước, chiều cao chính là chiều dài đoạn mở rộng được tính theo công thức: Lm = Trong đó: α là góc mở rộng phu thuộc vào vận tốc độ dòng chảy trong kênh α = 45o. Bt là chiều dài công trình lấy nước, Bt = 38,25 m. bk là chiều rộng đáy kênh dẫn, bk = 11 m. Lm = = 37,43 m. Đáy đoạn dốc được làm bằng bê tông cốt thép M200 dày 60 cm được đục lỗ thoát nước có đường kính 5 cm. Ở dưới có bố trí tầng lọc ngược gồm thứ tự 3 lớp như sau: Lớp 1: sỏi lọc dày 10cm. Lớp 2: cát thô dày 10 cm. Lớp 3: cát mịn dày 5 cm. Đáy phần mở rộng còn lại được lát đá vữa M100 dày 40 cm. Phía dưới là lớp bê tông lót M100 dày 10 cm. Mái của phần mở rộng và đường kênh dẫn được lát bằng các tấm bê tông cốt thép đúc sẵn với kích thước 100 x 100 x 10 cm. 4.6.2 Thiết kế bể tháo. 4.6.2.1. Nhiệm vụ , yêu cầu - Nhiệm vụ +Nối ống đẩy với kênh tháo đảm bảo phân phối lưu lượng vào kênh tháo +Tổn thất ở bể tháo là ít nhất, và phải đảm bảo tiêu hao hết năng lượng trước khi dòng chảy vào kênh. + Ngăn dòng chảy ngược từ bể tháo vào ống đẩy khi máy ngừng làm việcKhi máy bơm đột nhiên ngừng chạy phải ngăn được dòng nước chảy ngược từ bể tháo về ống đẩy. - Yêu cầu của bể tháo +Kết cấu bể tháo phải bền vững và ổn định. +Kích thước và hình dạng bể tháo phải đảm bảo cho dòng chảy thuận lợi về mặt thủy lực và hợp lý về mặt kinh tế. +Tạo điều kiện thuận lợi cho quản lý, thi công và sữa chữa. 4.6.2.2. Vị trí bể tháo + Loại bể tháo: Do bể tháo nối tiếp giữa ống đẩy và kênh tháo nên ta chọn loại bể tháo loại thẳng dòng tức là bể tháo nối với một kênh tháo có trục của kênh trùng với trục của bể tháo. + Vì trí bể tháo: Theo vị trí và cách nối tiếp với nhà máy bơm, có loại xây liền với nhà máy, loại xây gần với nhà máy và loại xây xa nhà máy bơm. Bể tháo xây xa nhà máy bơm áp dụng khi cột nước bơm lớn. Do đó trong trường hợp này tiến hành so sánh phân tích giữa hai phương án: bể tháo xây liền với nhà máy và bể tháo xây gần với nhà máy để lựa chọn cách bố trí thích hợp. ● Phương án bố trí bể tháo xây liền với nhà máy - Ưu điểm: +Đường ống đẩy ngắn, tiết kiệm được nguyên vật liệu làm ống đẩy. +Do đường ống ngắn nên tổn thất trên đường ống đẩy ít hơn. +Có thể lợi dụng tường hạ lưu làm tường bể tháo. +Đường ống đẩy bố trí phía trong tường hạ lưu nên giảm được hiện tượng nứt gãy - Nhược điểm: +Mức độ ổn định thấp, phải có khớp nối chống lún và chống thấm ở chỗ tiếp giáp giữa bể tháo với tường hạ lưu nhà máy. +Nhà máy không được thông thoáng vì phía tường hạ lưu phải làm bằng bê tông cốt thép cao hơn sàn động cơ. +Kết cấu nhà máy phức tạp, có nguy cơ rò rỉ nước từ bể tháo vào trong nhà máy nếu biện pháp phòng thấm không tốt. +Sử dụng khi nhà máy có cột nước thấp và dao động mực nước của nguồn nước thấp hơn miệng ra ống đẩy của tường nhà máy bơm. ● Phương án bố trí bể tháo xây gần nhà máy - Ưu điểm: +Kết cấu nhà máy đơn giản hơn, dễ bố trí, nhà máy được thông thoáng hơn. +Kết cấu bể tháo không nằm trên đất mượn nên việc xử lý móng dễ dàng hơn, tăng độ ổn định cho công trình. +Bảo vệ được nhà máy khi xảy ra sự cố của đường ống hoặc bể xả. +Không cần phải xử lý thấm vào sàn làm việc. - Nhược điểm + Đường ống đẩy dài hơn nên tăng tổn thất trên đường ống đẩy. +Do đường ống dài nên phải bố trí nhiều khớp nối. Đường ống dễ bị nứt do hiện tượng lún không đều. Do vậy phải có biện pháp bảo vệ đường ống bằng cách đắp đất tránh ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh. Phía dưới phải bố trí các mố đỡ… + Nhà trạm chiếm diện tích lớn, lãng phí. Khối lượng bê tông cốt thép của đường ống và công trình xử lý lớn. So sánh lựa chọn phương án Từ các ưu nhược điểm của hai phương án trên kết hợp với tài liệu về tình hình địa chất khu vực xây dựng công trình cho thấy: Với địa chất tại khu vực xây dựng trạm bơm không tốt, để tránh kết cấu bể tháo nằm trên đất mượn, dễ gây lún không đều nên bố trí bể tháo gần nhà máy. Phương án bố trí bể tháo xây liền với nhà máy có khối lượng xử lý nền móng bể tháo để chống lún lớn. Mặt khác Vân Đình là trạm bơm lớn nên cần xây bể tháo xa nhà máy Vậy lựa chọn phương án bố trí bể tháo xây gần nhà máy, đặt bể tháo cách tường nhà máy một đoạn là 6 m. Sơ đồ bố trí cụ thể như sau: Hình 4-1 Sơ đồ bố trí tổng thể công trình đầu mối trạm bơm. 4.6.2.3.Phương án ngăn dòng chảy ngược Để ngăn nước chảy ngược từ bể tháo về bể hút khi máy bơm ngừng làm việc chọn biện pháp ngăn nước bằng nắp đậy ở miệng ống đẩy. Máy bơm HTĐ 8400-5,2 có đường kính ống đẩy D = 0,9 m < 1m, dùng nắp đậy có bản lề ở phía trên có lắp thêm đối trọng để giảm lực mở và lực đóng nắp đậy. Để tránh hiện tượng tạo thành chân không trong ống đẩy lức ngừng máy bơm cần đặt ống thông khí từ ống đẩy lên vị trí lỗ ở trước nắp ống đẩy, xuyên qua tường bể tháo để đưa không khí vào. Đường kính ống thông khí xác định theo nguyên lý phá chân không, sơ bộ có thể lấy: d = D (4-46) D là đường kính của ống đẩy, D = 0,9 m. d = (0,18 - 0,15) m. Chọn đường kính ống thông khí là d = 0,15m. Đỉnh lỗ thông khí đặt thấp hơn mặt tường bể tháo một khoảng 20 cm và có lưới che khỏi rác rưởi rơi vào làm tắc ống. 4.6.2.4. T rụ pin bể tháo Trụ pin bể tháo có tác dụng hướng dòng chảy từ bể xả máy bơm vào kênh tháo. Các thiết bị cần thiết phải bố trí trên trụ pin bể tháo là 2 khe phai, cầu công tác. - Chiều dày trụ pin: dp = 0,6m - Cao trình đỉnh trụ pin lấy theo công thức: Zđtpbx = Zbk tháo= 5,84 m 4.6.2.4. Tính toán thủy lực bể tháo Kết cấu bể tháo gồm 2 phần - Giếng tiêu năng - Phần chuyển tiếp thu hẹp vào kênh ● Giếng tiêu năng - Đường kính miệng ra ống đẩy Để giảm tốc độ nước ra khỏi ống đẩy, đường kính miệng ra lấy theo kinh nghiệm như sau: Do = (1,1 – 1,2)D (4-47) Trong đó : Do là đường kính miệng ra. D là đường kính ống đẩy, D = 0,9 m. Do = (1,1 1,2).0,9 = (0,991,08) m. Chọn Do = 1 m - Vận tốc cửa ra ống đẩy Vra = (m/s) (4-48) Do là đường kính miệng ra ống đẩy, Do = 1 m. Q là lưu lượng tính toán ống đẩy ứng với mực nước nhỏ nhất ở bể tháo. Zbtmin=3,54 m Trong trường hợp này, lấy lưu lượng ứng với trường hợp bể hút có mực nước lớn nhất = +2,0 m, bể tháo có mực nước nhỏ nhất = +3,02m, tức là Q ứng với cột nước bơm Hmin = 3,2 m tra trên đường đặc tính máy bơm xác định Q = 2,7 m3/s. Thay các giá trị vào công thức (4-48) ta có: Vra = = 3,4 (m/s). - Độ sâu ngập nhỏ nhất của mép trên miệng ra của miệng ra ống đẩy bảo đảm dòng chảy ra ngập lặng hngmin = (3 4) (m) (4-49) hngmin = (3 4)= (1,77 2,36) m. Chọn hngmin = 2 m. - Chiều sâu nhỏ nhất trong giếng tiêu năng của bể tháo  hgmin = Do + hngmin + P (4-50) Trong đó P là khoảng cách từ mép dưới miệng ra ống đẩy đến đáy bể tháo, chọn P = 0,20m. Vậy : hgmin = 1+ 2 + 0,20 = 3,2 m. - Chiều cao thềm ra của giếng tiêu năng ht = hgmin - hmin hmin là chiều sâu nhỏ nhất trong kênh, hmin = 1 m. ht = 3,2-1=2,2 (m). - Chiều sâu lớn nhất của giếng tiêu năng hgmax = ht + hmax hmax là chiều sâu lớn nhất trong kênh, hmax = 3,1 m. hgmax = 2,2+3,1=5,3 (m). - Độ sâu ngập lớn nhất của mép trên miệng ra ống đẩy  hngmax = hgmax – Do – P hngmax = 5,3-1 – 0,20 = 4,1 m. - Chiều cao dự trữ từ mực nước lớn nhất trong bể đến mép trên tường bể tháo : tương ứng với lưu lượng của trạm Q = 19 chọn độ cao an toàn a = 0,5 m. Vậy chiều cao phía trong của tường bể tháo là : Hb = hgmax + a Hb = 4,1+0,5=4,6 m. - Chiều dài của giếng tiêu năng Theo công thức thực nghiệm : Lg = Khngmax Với K là hệ số phụ thuộc vào dạng của thềm ra khỏi giếng tiêu năng, hình dạng tiết diện của miệng ra ống đẩy, hình dạng và chiều cao của thềm. Với tỷ số = = = 2,2 Tra bảng 11-1 Giáo trình trạm bơm và máy bơm xác định được hệ số K ứng với thềm nghiêng K = 5,8. Vậy Lg = 5,8 .4,1 = 23,78 m. - Khoảng cách giữa các tâm miệng ra ống đẩy: B = D0 + 2b + d Trong đó : b là khoảng cách từ mép ống đẩy đến trụ pin, chọn b = 0,4m. d là chiều dày trụ pin ở bể tháo, d = 0,6 m. Vậy B = 1 + 2.0,4 + 0,6 = 2,4 m. -Tổng chiều rộng phía trong bể tháo với đường kính ống đẩy bằng nhau: Bb = (n – 1)B + Do + 2b Với n là số đường ống đẩy nối với bể tháo, n = 9 B là khoảng cách giữa các tâm miệng ra ống đẩy, B = 2,4 m. b là khoảng cách từ mép ống đẩy đến mép bể, với loại van có bản lề chốt phía trên: b = 0,4 m. Vậy Bb = (9 – 1).2,4 + 1+ 2.0,4 = 21 m. -Chiều dài của thềm Chiều dài của thềm được xác định theo công thức:Lt = mt . ht Thềm nghiêng mt = 2. Lt = 2. 2,2=4,4 (m) -Cao trình đáy giếng tiêu năng Zđgtn =Zb tmin - hgmin Zbtmin : cao trình mực nước bể tháo nhỏ nhất, Zbtmin = 3,34 Vậy : Zđgtn =3,34-3,2=0,14 m -Phần chuyển tiếp thu hẹp vào kênh Phần chuyển tiếp thu hẹp có dạng hình thang có đáy nhỏ là chiều rộng đáy kênh tháo bk, đáy lớn là chiều rộng tổng cộng phía trong của bể tháo Bb và chiều cao chính là chiều dài đoạn thu hẹp Chiều dài đoạn chuyển tiếp (đoạn thu hẹp) Lth = Trong đó là góc thu hẹp, chọn = 40o. Thay các giá trị vào ta có :Lth = = 37,43 m. - Chiều dài đoạn kênh cần bảo vệ mái và đáy kênh sau bể tháo, khi bơm nước vào bể đối xứng lấy theo thực nghiệm  lbv = (4 – 5)hmax lbv = ( 4 – 5).3,1 = (12,4 – 15,5) m. Chọn lbv = 13 m. ● Cấu tạo đáy kênh Đáy kênh tháo được làm bằng BTCT M200 dày 0,6 m phía dưới có lớp vữa lót M200 dày 10 cm. 4.8. Tính toán, thiết kế sơ bộ các hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy. 4.8.1 Hệ thống thông gió trong nhà máy. 4.8.2.1 Nhiệm vụ: Khi động cơ làm việc, nhiệt độ của động cơ toả ra làm cho nhiệt độ trong nhà máy tăng lên, có khi lên tới 50oC hay hơn nữa, do đó hiệu suất của động cơ giảm đi rõ rệt, kết quả quan trắc sự giảm hiệu suất của động cơ do ảnh hưởng của nhiệt độ như ở bảng sau: Bảng 4.12: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất của động cơ Nhiệt độ xung quanh động cơ điện (oC) Hiệu suất động cơ giảm (%) 35 40 45 50 0 5 12,5 25,0 Theo kết quả quan sát ở bảng trên thì phải đảm bảo nhiệt độ trong nhà không cao hơn nhiệt độ ngoài trời +5oC, nhiệt độ 35oC là thích hợp nhất . Muốn hiệu suất của động cơ cao thì phải giữ nhiệt độ trong nhà máy nhỏ hơn 35oC. Như vậy nhiệm vụ của hệ thống thông gió là đảm bảo nhiệt độ trong nhà máy không cao hơn nhiệt độ ngoài trời +5oC, giữ cho nhiệt độ trong nhà máy không vượt quá 35oC. Trong tính toán hong gió, chọn nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất đo lúc 13 giờ làm nhiệt độ tính toán, cụ thể chọn t = 30oC. 4.8.2.2 Tính toán hệ thống thông gió 1. Tính lượng không khí cần phải thông gió trong một giờ Wc Lượng không khí cần phải thông gió trong một giờ được xác định theo công thức: Wc = (m3/h). Trong đó C là tỷ nhiệt của không khí, C = 0,24 KCal/kg cho 1oC t1 là nhiệt độ cho phép lớn nhất của không khí trong buồng, t1 = 35oC; t2 là nhiệt độ không khí bên ngoài đưa vào, t2 = 30oC; γk là trọng lượng riêng của không khí đưa vào nhà máy, được xác định theo công thức: = = 1,165 (kg/m3). Qth là lượng nhiệt thừa toả ra trong một giờ của một gian nhà máy được tính theo công thức: Qth = ΣQt – ΣQtt (kcal/h) (4-73) Trong đó: ΣQt là tổng lượng nhiệt toả ra trong một gian nhà máy gồm nhiệt toả ra từ động cơ, của dây dẫn điện, tường nhà máy (phía có mặt trời). ΣQtt là tổng lượng nhiệt tổn thất ra xung quanh nhà máy chủ yếu thông qua tường, qua cửa sổ (phía không có mặt trời). ● Tính tổng lượng nhiệt toả ra trong một gian nhà máy: Tổng lượng nhiệt toả ra trong một gian nhà máy được xác định theo công thức: ΣQt = Qđc + Qđ + Qt (4-74) Trong đó: Qđc là lượng nhiệt do động cơ điện toả ra cần làm mát, được tính theo công thức: Qđc = 860.NH.bn (kcal/h) Với 860 là hệ số đương lượng nhiệt của động cơ 1kWh; NH là công suất định mức của động cơ, NH = 170 kW; hđc là hiệu suất của động cơ, hđc = 93%; b là hệ số phụ tải của động cơ, được xác định theo công thức: b = . là công suất lớn nhất của động cơ ứng với tần suất thiết kế, =157,8kW; Vậy b = = 0,93 n là số động cơ làm việc trong một gian nhà máy, n = 1; Qđc = 860.170..0,93.1 = 1023 (kcal/h). - Qđ là lượng nhiệt do các dây dẫn điện, thanh cái, dây cáp điện tỏa ra, tính toán theo công thức: Qđ = 2160.i2.n (kcal/h) Trong đó: n là số động cơ làm việc trong một gian máy, n = 1 máy; i là cường độ trung bình của dòng điện qua 1 mm2 tiết diện dây dẫn (A/mm2); i có thể xác định theo công thức: i = Với Ilv là cường độ dây dẫn làm việc của động cơ, được xác định theo công thức: Ilv = (A) là công suất lớn nhất của động cơ tương ứng với cột nước trường hợp kiểm tra, theo kết quả tính toán ở phần trước= 157,8 kW. Uđc là điện áp của động cơ, Uđc = 380V; hđc là hiệu suất của động cơ, hđc = 0,93 cosj là hệ số công suất, cosj = 0,8 Ilv = = 322,2 A. S là tiết diện của dây dẫn, chọn loại dây có S = 70 mm2. Vậy: i = = 4,6(A/mm2). Thay các giá trị i = 4,6 A/mm2 và n = 1 máy Qđ = 2160.4,62.1 = 45705 (kcal/h). ● Tính toán tổng lượng nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh: Lượng nhiệt này do tường gạch tỏa ra ở phía có mặt trời chiếu nóng. Nhiệt độ của tường lấy cao hơn nhiệt độ của không khí và bức xạ mặt trời là 10oC nên nhiệt độ của tường là 45oC. Lượng nhiệt tỏa ra được xác định theo công thức: Qt = KtFt(ttường – ttr) (kcal/h) (4-79) Trong đó: Kt là hệ số truyền nhiệt qua tường của 1oC, tính ra (kcal/m2) trong một giờ, tra bảng trang 181 giáo trình máy bơm và trạm bơm thì tương ứng với tường gạch dày 25 cm hệ số Kt = 1,4. Ft là diện tích tường của một gian nhà máy phía không bị chiếu nóng, được xác định theo công thức sau: Ft = (L1g.Hđc) - Fcs (4-80) Với : L1g là chiều dài thiết kế một gian nhà máy, L1g = 4,25 m Hđc là chiều cao tầng động cơ, Hđc = 6,57 m; Fcs là diện tích cửa sổ một gian nhà máy phía không bị chiếu nóng, được xác định như sau: Fcs = 2.1+2,5.2=7 (m2); Ft = 4,25.6,97-7=25,41 (m2). ttường là nhiệt độ mặt ngoài của tường, ttường = 45oC; ttr là nhiệt độ không khí phía trong nhà máy, ttr = 35oC; Vậy lượng nhiệt tường gạch tỏa ra: Qt = 1,4.25,41.(45 - 35) = 356 (kcal/h). Khi đó tổng lượng nhiệt tỏa ra trong một gian nhà máy: ΣQt = 1023+45705+356=5949 (kcal/h). ● Tính tổng lượng nhiệt tổn thất xung quanh nhà máy: Lượng nhiệt tổn thất xung quanh nhà máy bao gồm lượng nhiệt tổn thất qua tường và tổn thất qua cửa sổ: ΣQtt = Qqt + Qqc Trong đó: Qqt là lượng nhiệt tổn thất qua tường gạch của một gian nhà máy phía không bị chiếu nóng, được xác định theo công thức: Qqt = KtFt(ttr – tng) Với Kt là hệ số truyền nhiệt qua tường của 1oC, Kt = 1,4. Ft là diện tích tường gạch của một gian nhà máy phía không bị chiếu nóng, Ft = 25,41 m2. ttr là nhiệt độ không khí phía trong nhà máy, ttr = 35oC. tng là nhiệt độ không khí phía ngoài nhà máy, tng = 30oC. Qqt = 1,4.25,41.(35-30) = 177,9 (kcal/h). Qqc là lượng nhiệt tổn thất qua cửa sổ của một gian nhà máy tính cho một phía, được xác định theo công thức: Qqc = KcsFcs(ttr – tng) Với Kcs là hệ số truyền nhiệt qua cửa sổ của 1oC, tính ra (kcal/m2) trong 1 giờ, tra bảng trang 181 giáo trình máy bơm và trạm bơm thì Kcs = 5 Fcs là diện tích cửa sổ của một gian nhà máy tính cho một phía, Fcs = 7 m2. ttr là nhiệt độ không khí phía trong nhà máy, ttr = 35oC; tng là nhiệt độ không khí phía ngoài nhà máy, tng = 30oC; Qqc = 5.7.(35-30) = 175 (kcal/h). Vậy tổng lượng nhiệt tổn thất xung quanh nhà máy là: ΣQtt = 177,9+175=353 (kcal/h). Khi đó lượng nhiệt thừa tỏa ra trong một giờ của một gian nhà máy là: Qth = 5949-353 =5596 (kcal/h). Lượng không khí cần phải thông gió trong một giờ: Wc = = 4003(m3/h). 2. Tính toán lượng không khí thông gió tự nhiên trong một giờ Wtn Lượng không khí do gió đưa vào nhà máy trong một giờ được xác định theo công thức: Wtn = Vgió.Fcs.3600 (m3/h) Trong đó: Vgió là tốc độ gió trung bình, tương ứng với vận tốc gió trung bình của tháng nóng nhất, Vgió = 2 m/s; Fcs diện tích cửa sổ một gian nhà máy để thông gió tính cho một phía, Fcs = 2,5.2 = 5 m2. Wtn = 2.5.3600 = 36000 (m3/h). So sánh lượng không khí cần phải thông gió trong một giờ Wc = 4003 m3/h và lượng không khí thông gió tự nhiên Wtn = 39600 m3/h nhận thấy: Wtn/Wc = 39600/4003 = 9,9 >1 Như vậy bảo đảm đủ gió cho nhà máy, nên không cần phải bố trí thêm thiết bị thông gió. 4.8.2. Hệ thống bơm dầu. Những ổ trục của động cơ và các ổ trục của máy bơm làm kim loại đều phải làm trơn bằng dầu hoặc mỡ. Do đó cần phải bố trí một hệ thống bơm đưa dầu vào làm trơn các ổ trục đó. Hệ thống bơm dầu gồm có bể dầu sạch, bể dầu bẩn, thiết bị lọc dầu, hệ thống đường ống, máy bơm dầu và các thiết bị kiểm tra. Thời hạn dùng dầu làm trơn từ 500 đến 800 giờ, đối với hệ thống điều chỉnh thì thời hạn dùng dầu từ 1000 đến 1500 giờ làm việc. 4.8.3 Hệ thống bơm nước chữa cháy. Trong nhà máy để phòng hỏa và cứu hỏa, ngoài những bình hóa chất chữa cháy còn bố trí thêm hệ thống máy bơm chữa cháy. Lưu lượng máy bơm thường lấy loại 10l/s, cột nước tạo ra phải cao hơn nóc nhà khoảng 15 m. Như vậy cột nước bơm có thể sơ bộ lấy: Hb = H + 15. Với H là chiều cao nhà máy, H = 16,46 m m. Vậy Hb = 16,46 + 15 = 31,46 m. Tương ứng với lưu lượng Q =10m3/s và cột nước bơm Hb =31,46 m tra sổ tra cứu máy bơm chọn loại máy bơm ly tâm một cấp trục ngang LT45-31do nhà máy chế tạo bơm Hải Dương sản xuất. Có các thông số kỹ thuật như sau:. Bảng 4-13: Các thông số kỹ thuật của máy bơm LT45-31T Loại máy bơm Q (m3/h) H (m) n (v/p) Nđc (kW) (m) Dh (mm) Dx (mm) LT45-40T 30-60 35-23 2900 3-6,8 7,5 80 50 Chọn 1 máy LT45-40T Hầm nước dự trữ bố trí dưới gian sữa chữa. Cao trình sàn trên lấy cao hơn cao trình sàn bơm một khoảng bằng 50 cm để đảm bảo lượng nước rò rỉ từ máy bơm chính không ngập động cơ của máy bơm cứu hoả. Hầm lấy nước từ bể hút bảo đảm luôn có nước cung cấp cho máy bơm thông qua ống và van Φ200. Ống Φ100 dẫn nước đến hai vòi phun nước cứu hỏa bên ngoài nhà máy: - Một vòi đặt ở đầu hồi trái nhà máy để phun nước cứu hỏa cho nhà quản lý và trạm biến áp. - Một vòi đặt ở đầu hồi phải nhà máy để phun nước cứu hỏa cho động cơ và các thiết bị trong nhà máy. Máy bơm được bố trí ở gian bơm, phía dưới gian sữa chữa. 4.8.4 Hệ thống tiêu nước trong nhà máy. 1.Nhiệm vụ Hệ thống tiêu nước trong nhà máy dùng để tiêu nước trong buồng hút khi cần sữa chữa máy bơm và các thiết bị. Mặt khác trong quá trình quản lý và vận hành máy bơm có hiện tượng nước thấm qua tường nhà máy vào sàn bơm hay nước rò rỉ qua các van, các vòng đệm và khớp nối của ống đẩy máy bơm làm ướt sàn bơm gây khó khăn cho quá trình quản lý. Nhiệm vụ của hệ thống tiêu nước là tiêu lượng nước thấm và rò rỉ này để sàn bơm được khô ráo, thuận tiện cho quá trình quản lý máy bơm. 2. Bố trí hệ thống tiêu nước ● Trường hợp tính toán Khi cần sữa chữa máy bơm, buồng hút phải tiêu cạn nước trong buồng hút. Trường hợp bất lợi nhất là lúc mực nước bể hút lớn nhất. Vậy chọn = +2.0 làm trường hợp tính toán. ● Tính toán lưu lượng tiêu và cột nước của máy bơm tiêu - Tính toán lưu lượng của máy bơm tiêu Thường lưu lượng lớn nhất của máy bơm tiêu là lưu lượng cần tháo cạn buồng hút của một máy bơm khi mực nước rò rỉ qua khe cửa van ống hút. Lưu lượng của các máy bơm tiêu được xác định theo công thức: Qt = + q (m3/h) Trong đó: W là thể tích nước ở buồng hút và trong đường ống máy bơm khi mực nước bể hút là lớn nhất (m3). t là thời gian bơm tiêu, thường lấy t = 6- 8 h, chọn t = 6h. q : Lưu lượng rò rỉ qua các khe phai của cửa van ở buông hút và ống đẩy + Tính W Thể tích này được chia làm bốn phần và được xác định gần đúng như sau: W = W1 + W2 + W3 + W4 Trong đó: W1 là thể tích nước trước buồng hút tính từ mép trong khe phai đến mép ngoài tường thượng lưu. Phần thể tích này tính như thể tích của hình hộp chữ nhật: W1 = S.H S là diện tích mặt dưới của hình hộp có chiều dài bằng chiều rộng của buồng hút L = Bbh=4,05 m. Có chiều rộng bằng khoảng cách từ mép khe phai đến mép tường thượng lưu, b = 0,9 m. Nên S = 4,05.0,9=3,645 (m2). H là chiều cao của hình hộp được tính từ mực nước bể hút lớn nhất đến đáy buồng hút, H = 4,95 m. W1 = 3,645.4,95=18,04 m3. W2 là thể tích nước ở buồng hút cớ thể tíc gần bằng thể tích hình hộp giới hạn bởi 4 đường mép ngoài tường thượng lưu mép trong tường hạ lưu ,đáy buồng hút và mép dưới sàn bơm: W2 =4,03.3,44.5,5=76,25 m3. W3: Thể tích khối nước được tính gần bằng thể tích hình hộp giới hạn bởi mép trong tường thượng lưu mép trong tường hạ lưu đáy sàn bơm và đáy sàn động cơ W3 = 2,35.4,7.4,05=44,7 m3. W4 là thể tích nước ở trong đường ống dẫn nước từ nhà máy đến bể xả tính bằng thể tích ống trụ tròn đường kính bằng đường kính ống đẩy d=0,9 m và chiều cao hình trụ H bằng chiều dài đường ống từ nhà máy ra bể xả H=9 m. Thể tích W4 = .H = .9= 5,7 m3 Vậy thể tích nước ở buồng hút và cổ bơm khi mực nước bể hút lớn nhất: W = 18,04+76,25+44,7+5,7=144,7 m t là thời gian bơm tiêu, thường lấy