Thiết kế mạng lưới xử lý nước cấp cho một thành phố với lưu lượng 72000 m3 ngày đêm giai đoạn từ năm 2010 đến 2025

Chương 4 Tính toán thủy lực mạng lưới Thành phố ABC dùng nước nhiều nhất là lúc 8 - 9h, chiếm 6,25 % Qngd tức là 6,25% × 66613,2 = 4163,325 (m3/h) = 1157 l/s Vào giờ này trạm bơm cấp II cung cấp vào mạng 5,32% × 66613,2 = 3547 (m3/h) = 985 l/s Đài nước cung cấp nước vào mạng lưới lúc 8 - 9h là 0,93% × 66613,2 = 620 (m3/h) = 172 l/s 1. Lưu lượng dọc đường Qdđ + Qdđđc 626,8 + 481,5 = = 0,0939 (l/s) 11.800 ∑L Qdđ: Q dọc đường trong giờ dung nước lớn nhất = 2256,55 (m3/ngđ) = 626,8 (l/s) Qdđch: tổng lưu lượng dọc đường chung của lưu lượng tưới, công nghiệp địa phương, công trình công cộng, rò rỉ và dự phòng phân bố trên toàn mạng lưới. qđv: Q đơn vị. qđv = Bảng thống kê lưu lượng các nút Nút 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Đoạn ống 1–2 2–3 3–6 1–4 4–5 5–6 1–7 7-8 8–9 9 - 12 9 – 10 10 – 11 2–5 2–8 3 – 12 12 – 11 Chiều dài (m) 725 1525 375 175 425 1100 375 925 400 1075 1400 475 225 875 350 1375 Qđv (l/m.s) 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 0,0939 Qdđ đoạn ống (l/s) 68.0775 143.1975 35.2125 16.4325 39.9075 103.29 35.2125 86.8575 37.56 100.9425 131.46 44.6025 21.1275 82.1625 32.865 129.1125 11 Qdđ đưa về nút (l/s.m) 59.86 157.28 105.6 28.16 82.16 69.25 61.03 103.29 134.98 88.03 86.86 131.46 Qtt tại nút (l/s) 0,525 3 2,1 0,525 1,05 1,68 40,6 0,525 qnút (l/s) 60 157 106 28 85 71 61 104 136 90 127 132 2. Tính toán chiều cao dài nước, cột áp công tác của máy bơm cấp II, cột áp máy bơm chữa cháy: 2.1 Trường hợp tính trong giờ dùng nước lớn nhất Tính tổn thất áp lực đến các điểm 6 và 11 theo 4 tuyến cấp nước ∑ h1− 4 −5− 6 = 1,04 + 3,42 + 7,15 = 11,61 (m) ∑h 1− 2 − 3 − 6 ∑h = 1,89 + 7,1 + 2,5 = 11,49 1− 2 − 3 −12 −11 ∑h (m) = 1,89 + 7,1 + 2,9 + 8,47 = 20,36 1− 7 − 8 − 9 −10 −11 (m) = 0,97 + 3,74 + 0,9 + 9,06 + 5,98 = 20,65 (m) Vậy điểm 11 chính là điểm bất lợi nhất. 2.1.1 Xác định chiều cao của đài nước trong trường hợp dùng nước lớn nhất 11 H đ = ( Z11 − Z d ) + H ct + ∑ h1÷11 + ∑ hdđ = 0 + 18,6 + 20,65 + 1,112 = 40,36 (m) Trong đó: Z11 và Zđ: là cốt mặt đất xây ngôi nhà tại điểm 11 và cốt mặt đất nơi đặt đài. Vì địa hình bằng phẳng, nên Z11 - Zđ = 0 11 H ct = 18,6 m (3 tầng) ∑h ∑h 1÷1 d = 20,65 m: tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ điểm 1 đến điểm 11. : Tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ đài nước đến điểm 1, kể cả tổn thất trong đường ống lên xuống đài. Chọn l = 200 m, Qđ = 172 l/s , d = 4000 mm, v = 1,29 m/s, 1000i = 5,56 ∑h d = 200 × 5,56 = 1,112(m) 1000 Vậy Hđ = 0 + 18,6 + 20,65 + 1,112 = 40,36 (m) 12 2.1.2 Áp lực đẩy của máy bơm trong trường hợp dùng nước lớn nhất H b = ( Z đ − Z b ) + H đ + hđ + ∑ hb−đ Trong đó: H hđ = 0 = 4,1 (m): chiều cao mực nước trong đài (tính từ đáy đến mực nước cao nhất trong đài) 2 ∑ hb−đ : tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ bơm đến đài Lưu lượng trạm bơm: 1156,5 l/s, d = 1000 mm, v = 1,47 m/s, 1000i = 2,29; l = 200 m 200 × 2,29 ∑ h b−đ = 1000 = 0,458(m) Hb = 0 + 40,36 + 4,1 + 0,458 = 44,97 (m) 2.2 Trường hợp có cháy trong giờ dùng nước lớn nhất Lưu lượng nước tính toán trong trường hợp này là: Qhmax + Qcc = 1156,5 + 60 = 1216,5 ≈ 1217 (l/s) Chọn 2 đám cháy xảy ra đồng thời với tiêu chuẩn nước chữa cháy cho mỗi đám là 30 l/s cho mạng lưới tính toán. Áp lực công tác của máy bơm chữa cháy cc cc cc cc H b = ( Z n − Z b ) + H td + ∑ h cc = 0 + 15 + 28,64 = 43,64 (m) Trong đó: cc cc cc cc Z n và Z b : cốt mặt đất của ngôi nhà xảy ra có cháy và cốt trục máy bơm chữa cháy ( Z n - Z b = 0) H ct = 15 m: áp lực tự do cần thiết tại ngôi nhà xa nhất trên mạng lưới khi xảy ra đám cháy ∑h cc : tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ trạm bơm đến ngôi nhà xảy ra cháy ở vị trí xa nhất của mạng lưới ∑h cc 1− 7 − 8 − 9 −10 −11 = 1,05 + 4,12 + 1,02 + 10,77 + 9,49 = 26,45 (m) hTB-1 = S.Q2 = 0,19 (m) Áp lực toàn phần của máy bơm tp H b = H b − hn + hnb 13 = 44,92 + 2 + 5 = 51,92 ≈ 52 (m). Trong đó: Hb: áp lực đẩy của máy bơm Hb: áp lực đẩy của máy bơm hnb = 5m: tổn thất áp lực trên đường ống hút của máy bơm và trong thân bơm, cho trường hợp có cháy hn = 2m: chiều cao hút hình học tính từ mực nước thấp nhất trong bể chứa nước sạch tại thời điểm tính toán đến trục máy bơm. tp Với: Qb = 504 m3/h, H b = 51 m, chọn máy bơm Omega 200 - 420A. 3. Tính toán đường ống dẫn nước áp lực cao để đảm bảo ấp nước an toàn khi có sự cố Khi có sự cố xảy ra vẫn phải đảm bảo cấp 70% lượng nước uống sinh hoạt và 100% nước cấp cho khu công nghiệp tập trung. Số đường ống dẫn song song là m = 2 Đường ống được chia ra làn 5 đoạn, n = 5 Trong giờ dùng nước lớn nhất Qb = 4163,3 m3/h = 1156,5 l/s Qcn = 40,05 m3/h = 11,125 l/s Lượng nước cần cung cấp trong trường hợp có sự cố QH = [0,7 × (Qb – Qcn)]+ Qcn =[0,7 × ( 1156,5 – 11,125)] + 11,125 = 812,86 (l/s) Gọi α là hệ số biểu thị mức độ tăng của sức kháng trong ống dẫn khi có sự cố α =1+ 3 3 = 1 + = 1,6 n 5 QH '' = 1 1 × Qb = × 1156,5 = 914,26(l / s ) > 812,86(l / s ) α 1,6 14 QH’ > QH: đạt yêu cầu. Chương 5 Tính toán áp lực tự do cho các nút trên mạng lưới 1. Trong giờ dung nước lớn nhất 1.1 Tính toán cho chiều nước 1 – 4 – 5 – 6 – 3 – 12 – 11 Số hiệu điểm nút 1 Cốt mặt đất (m) 0 Cốt đo áp (m) 0 Đoạn ống Tổn thất áp lực (m) 38,21 39,25 1–4 4 1,04 4–5 5 34,79 0 27,64 5–6 30,14 3 – 12 32,75 2,9 0 27,24 12 – 11 11 30,25 2,5 0 12 37,4 7,15 6–3 3 40,82 3,42 0 6 Áp lực tự do (m) 41,86 29,85 8,47 0 18,77 21,38 1.2 Tính toán cho chiều nước 1 – 7 – 8 – 9 – 10 – 11 Số hiệu điểm nút 1 Tên đoạn ống Cốt mặt đất (m) 0 Cốt đo áp (m) 39,25 1–7 7 0 38,29 34,54 0 33,64 8–9 36,25 9,06 0 24,58 10– 11 11 37,15 0,9 9 – 10 10 40,89 3,74 0 9 Áp lực tự do (m) 41,86 0,97 7–8 8 Tổn thất áp lực (m) 27,19 5,98 0 18,6 15 21,21 2. Trong giờ dùng nước có cháy: 2.1 Tính Toán Cho Chiều Nước 1 – 4 – 5 – 6 – 3 – 12 – 11 Số hiệu điểm nút 1 Tên đoạn ống Cốt mặt đất (m) 0 Cốt đo áp (m) 49,11 1–4 4 49,91 4–5 43,83 5–6 31,5 6–3 0 38,34 38.04 3,29 0 35,05 12 – 11 11 31,2 6,84 3 – 12 12 43,53 12,33 0 3 47,61 4,08 0 6 Áp lực tự do (m) 48,81 1,2 0 5 Tổn thất áp lực (m) 34,75 12,45 0 22,6 22,3 2.2 Tính toán cho chiều nước 1 – 7 – 8 – 9 – 10 –11 Số hiệu điểm nút 1 Cốt đo áp (m) 0 Tên đoạn ống Cốt mặt đất (m) 49,11 1–7 7 0 43,94 43,64 1,02 0 42,92 9 – 10 42,62 10,77 0 32,45 0 22,66 10 – 11 11 47,76 4,12 0 10 48,81 48,06 8–9 9 Áp lực tự do (m) 1,05 7–8 8 Tổn thất áp lực (m) 31,85 9,49 16 22,36