Các bước tính lưu lượng – cột áp cho bơm chìm nước thải trạm gom: hướng dẫn cho kỹ sư MEP

​

(B) Hazen–Williams (thực dụng cho nước trong ống đầy, nhiều người dùng nhanh):

Trong thiết kế trạm gom, dù bạn chọn phương pháp nào, điểm quan trọng vẫn là đúng Q–D–L, và chọn vận tốc hợp lý để hạn chế lắng cặn.

Trong đó H_khac có thể là:

• Phần áp tại điểm xả (nếu xả vào bể kín/đường ống có áp).
• Dự phòng bám cặn/lão hóa đường ống (thường cộng theo % hoặc theo mét cột nước tùy quy mô).
• Chênh áp qua thiết bị đặc thù (nếu có).

6) Bước 4: Chọn đường kính ống đẩy theo tiêu chí vận tốc – tự làm sạch

6.1. Vận tốc tối thiểu chống lắng

• Tránh chọn ống quá lớn khi Q nhỏ.
• Nếu Q dao động rộng, xem xét chiến lược điều khiển để thỉnh thoảng đạt vận tốc “rửa ống”.

6.2. Vận tốc tối đa hạn chế mài mòn và va đập

• Vận tốc nằm trong vùng bạn chấp nhận.
• TDH không quá cao (tránh chọn bơm lớn).
• Rủi ro tắc nghẽn thấp.

7) Bước 5: Dựng đường đặc tính hệ thống (System curve)

System curve là mối quan hệ H_system(Q) = H_static + k * Q^2 (gần đúng) vì tổn thất thường tỷ lệ theo

Khi dựng system curve, bạn:

1. Chọn vài điểm Q (ví dụ 60%, 80%, 100%, 120% Q thiết kế).
2. Tính TDH ở từng Q.
3. Nối các điểm, bạn được đường hệ thống.

Sau đó đặt lên cùng đồ thị với đường đặc tính bơm. Giao điểm là điểm làm việc dự kiến.

Với 2 bơm chạy song song:

• Đường bơm tổng là “dịch phải” so với một bơm (tại cùng H thì Q tăng).
• Hệ thống vẫn là system curve như cũ.
• Giao điểm mới cho chế độ 2 bơm giúp bạn kiểm tra tình huống mực nước cao.

8) Bước 6: Chọn loại thủy lực bơm theo tính chất nước thải

Nước thải trạm gom không giống nước sạch. Nếu chọn sai kiểu cánh, bạn có thể trả giá bằng… lịch gọi thợ thông ống.

8.1. Cánh cắt (cutter/grinder)

Phù hợp khi:

• Nước thải có rác mềm, sợi, khăn giấy.
• Tuyến ống đẩy nhỏ hoặc dài cần hạn chế kẹt.
• Công trình có nguy cơ “dị vật” vào hệ thống.

Ví dụ thực tế:

• Máy bơm chìm nước thải cánh cắt Pentax DTR101 G
• Máy bơm chìm nước thải cánh cắt Pentax DTRT 1000
• Hoặc các mức công suất khác như Máy bơm chìm nước thải cánh cắt Pentax DTRT 400, Máy bơm chìm nước thải cánh cắt Pentax DTRT 750.

Ở phần danh mục, bạn có thể dẫn dắt người đọc sang nhóm máy bơm nước Pentax DTRT cho các trạm gom dân dụng – khách sạn – nhà hàng.

8.2. Cánh hở/vortex/kanal (chống tắc)

Phù hợp khi:

• Nước thải có lẫn rác, nhưng ưu tiên passage lớn.
• Hố gom có bùn cặn.
• Cần vận hành ổn định, ít kẹt.

Ví dụ:

• Máy bơm chìm nước thải cánh hở Pentax DCT 310
• Máy bơm chìm nước thải cánh hở Pentax DCT 560
• Máy bơm chìm nước thải cánh hở Pentax DCT 1000

8.3. Dòng bơm cho ứng dụng vừa và nhỏ

Với trạm gom nhỏ (hố gom nhà dân, shop, cụm vệ sinh), bạn thường thấy các nhóm như:

• máy bơm Pentax DP: ví dụ Máy bơm chìm nước thải Pentax DP 40 G 0.25 HP – 220V, Máy bơm chìm nước thải Pentax DP60G, Máy bơm chìm nước thải Pentax DP80 G, Máy bơm chìm nước thải Pentax DP100 G.
• máy bơm Pentax DX: ví dụ Máy bơm chìm nước thải Pentax DX80/2 G, Máy bơm chìm nước thải Pentax DX100/2 G, Máy bơm chìm nước thải Pentax DXT 80/2, Máy bơm chìm nước thải Pentax DXT 100/2.

Với ứng dụng có bùn/cặn, bạn có thể gặp các nhóm:

• máy bơm Pentax DB: Máy bơm chìm nước thải Penax DB 100, Máy bơm chìm nước thải Penax DB 100 G, Máy bơm chìm nước thải Penax DB150, Máy bơm chìm nước thải Penax DB150G, Máy bơm chìm nước thải Penax DBT100, Máy bơm chìm nước thải Penax DBT150.
• máy bơm Pentax DG: Máy bơm chìm nước thải Pentax DG 80/2G, Máy bơm chìm nước thải Pentax DG 100/2G, Máy bơm chìm nước thải Pentax DGT 80/2, Máy bơm chìm nước thải Pentax DGT100/2.
• máy bơm Pentax DH: Máy bơm chìm nước thải Pentax DH 80 G, Máy bơm chìm nước thải Pentax DH100G, Máy bơm chìm nước thải Pentax DHT80, Máy bơm chìm nước thải Pentax DHT100.

Ngoài ra, nếu bạn đang hệ thống hóa nhóm bơm theo series, vẫn có thể nhắc tự nhiên:

• máy bơm Pentax DM (trong nhiều danh mục thường dùng cho dải ứng dụng riêng),
• và máy bơm Pentax DC (nhóm này thường được nhắc như một “dòng” trong bơm chìm nước thải, tùy cách phân loại danh mục của từng hệ thống).

Trong các dự án có yêu cầu đa thương hiệu, bạn cũng sẽ gặp bơm chìm nước thải Ebara. Khi so sánh giải pháp, cách làm đúng là vẫn xuất phát từ Q–H–chống tắc–độ bền, thay vì xuất phát từ “model quen”.

9) Bước 7: Tính thể tích hữu ích hố gom để hạn chế đóng cắt

Một trạm gom “đúng Q–H” nhưng bơm đóng cắt liên tục vẫn bị xem là thiết kế chưa hoàn chỉnh.

9.1. Khái niệm thể tích hữu ích

Thể tích hữu ích là phần thể tích nước giữa hai mực:

• Start level: mực khởi động bơm.
• Stop level: mực dừng bơm.

V_huu_ich = A_ho * (h_start – h_stop)

Trong đó A_ho là diện tích mặt cắt ngang hữu ích của hố gom.

9.2. Liên hệ với số lần khởi động

Giả sử trong giai đoạn tải thấp, lưu lượng vào hố gom là Q_in. Khi bơm chạy với lưu lượng Q_pump tốc độ “rút” là Q_pump – Q_in. Thời gian chạy gần đúng:

t_run = V_huu_ich / (Q_pump – Q_in)

Khi bơm dừng, nước lại dâng lên với tốc độ Q_in:

t_fill = V_huu_ich / Q_in

Một chu kỳ:

t_cycle = t_run + t_fill

Số lần khởi động mỗi giờ:

N_per_hour = 3600 / t_cycle

Từ đây, bạn “chỉnh” V hữu ích (tức chênh mực nước hoặc kích thước hố) để N không quá lớn, đồng thời vẫn đảm bảo không tràn ở giờ cao điểm.

9.3. Mẹo vận hành cho trạm gom nhỏ

Với trạm gom nhỏ dùng các dòng như Máy bơm chìm nước thải Pentax DP 40 G 0.25 HP – 220V hoặc Máy bơm chìm nước thải Pentax DP60G, nhiều công trình gặp lỗi do:

• Hố gom quá nhỏ → bơm bật/tắt liên tục.
• Phao đặt quá sát nhau.
• Đường ống đẩy có hồi lưu (check valve kém) → nước tụt về hố gom → bơm chạy lại.

Chỉ cần cải thiện check valve và tăng khoảng chênh mực phao hợp lý, độ bền hệ thống tăng rõ rệt.

10) Bước 8: Kiểm tra các điều kiện “ngoài Q–H” nhưng quyết định thành công

10.1. Điều kiện chống tắc và passage

• Nếu rủi ro rác sợi cao: ưu tiên cánh cắt (nhóm DTR/DTRT).
• Nếu bùn/cặn: ưu tiên cánh hở/vortex, passage lớn.

10.2. Nhiệt và làm mát động cơ

Bơm chìm thường cần mức ngập tối thiểu để làm mát. Nếu trạm gom có thể chạy “khô” do phao đặt sai, động cơ dễ quá nhiệt.

10.3. Va đập thủy lực và xả khí

Tuyến force main có thể có điểm cao tạo túi khí. Túi khí làm giảm tiết diện dòng chảy và gây dao động áp. Các giải pháp thường gồm:

• Bố trí van xả khí tại điểm cao.
• Giảm số cút gấp khúc không cần thiết.
• Điều khiển mềm (biến tần) hoặc van đóng mở êm (tùy quy mô).

10.4. Kiểm tra điểm làm việc so với vùng tối ưu

• Tránh để bơm chạy quá xa điểm hiệu suất tốt (nếu có dữ liệu).
• Tránh để bơm bị “dead head” (Q gần 0) do van đóng hoặc tắc ống.
• Tránh để bơm chạy quá dư Q khiến vận tốc quá cao và mài mòn.

11) Ví dụ tính nhanh Q–H cho một trạm gom điển hình

11.1. Bài toán giả định

• Trạm gom nhận nước thải từ khu vệ sinh và pantry, có dao động theo giờ.
• Chọn cấu hình 2 bơm (1 duty + 1 standby), có chế độ chạy song song khi high level.
• Tuyến ống đẩy: dài 85 m, có 6 cút 90°, 1 van một chiều, 1 van chặn, xả vào hố ga ở cao độ cao hơn.

11.2. Chọn Q mục tiêu

Giả sử Q thiết kế cho 1 bơm khi chạy đơn là 12 m³/h (≈ 3.33 L/s). Khi high level, 2 bơm chạy song song có thể lên khoảng 20–24 m³/h tùy đường bơm.

11.3. Tính Hstatic

• Chênh cao từ mực nước làm việc trong hố gom đến điểm xả: 10 m
  • → H static ​ =10 m

11.4. Tính vận tốc và tổn thất

Chọn thử ống DN80 (đường kính trong ~ 0.076–0.08 m tùy vật liệu). Tính gần đúng với D = 0.078 m:

• Q = 12 m³/h = 0.00333 m³/s
• Diện tích A = πD²/4 ≈ 0.00478 m²
• v = Q/A ≈ 0.697 m/s

Vận tốc này ở mức “tạm ổn” chống lắng nếu nước thải không quá nặng cặn; nếu có nguy cơ lắng, bạn cân nhắc DN65 để tăng v.

Tổn thất dọc đường theo Darcy (ước lượng f = 0.02–0.03, lấy 0.025):

H_f = 0.025 * (L / D) * (v^2 / (2 * g))

Bạn sẽ ra một giá trị vài mét cột nước (thường không quá lớn ở vận tốc ~0.7 m/s).

Tổn thất cục bộ:

• 6 cút 90° + 1 check valve + 1 van chặn → ΣK có thể từ ~8 đến >15 tùy loại.

H_m = SigmaK * (v^2 / (2 * g))

Với v ~ 0.7 m/s, 𝑣 2 / 2 𝑔 ~ 0.025 m. Nếu ΣK = 12 thì Hm ~ 0.3 m (không lớn). Nhưng nếu tuyến ngắn hơn và phụ kiện nhiều hơn, Hm có thể trở thành phần đáng kể.

11.5. TDH và chọn bơm

Giả sử tổng Hf + Hm + dự phòng ~ 3–5 m, cộng Hstatic 10 m
→ TDH tại Q=12 m³/h ~ 13–15 m.

Khi bạn đi chọn bơm, hãy nhìn đường bơm sao cho tại Q làm việc nó cho ra H tương ứng. Với nước thải có rác, thay vì chỉ nhìn con số Q–H, bạn còn phải chọn đúng kiểu cánh. Nếu công trình có nguy cơ nghẹt cao, nhóm cánh cắt như Máy bơm chìm nước thải cánh cắt Pentax DTRT 400 hoặc Máy bơm chìm nước thải cánh cắt Pentax DTRT 550 thường được ưu tiên hơn so với bơm passage nhỏ.

Ở các trạm gom nhỏ hơn, Q thấp và H thấp, bạn có thể bắt gặp lựa chọn đơn giản như Máy bơm chìm nước thải Pentax DP60G hoặc nhóm máy bơm Pentax DX như Máy bơm chìm nước thải Pentax DX80/2 G tùy cấu hình xả.

12) Kiểm tra thực địa và nghiệm thu: làm sao biết bạn tính đúng?

Một thiết kế tốt phải “khớp” khi vận hành. Khi nghiệm thu:

• Đo thời gian bơm hạ từ start xuống stop để suy ra Q thực tế (nếu biết thể tích hữu ích).
• Dùng đồng hồ áp tại đầu đẩy (nếu có) để đối chiếu với H dự kiến.
• Quan sát dòng chảy tại hố ga xả: có khí, có giật cục, có hồi lưu không.
• Kiểm tra mùi/đọng cặn trong ống (sau vài tuần) để đánh giá vận tốc tự làm sạch.

Nếu thấy bơm chạy “dài bất thường”, thường là do:

• TDH thực tế lớn hơn tính (quên K, quên điểm cao, ống bẹp, thi công sai D).
• Check valve kém, hồi lưu.
• Tắc cục bộ do rác hoặc do bùn cặn.

Nếu thấy bơm bật/tắt liên tục:

• V hữu ích quá nhỏ.
• Phao đặt sai.
• Lưu lượng bơm quá dư so với Q vào.

13) Gợi ý cách trình bày hồ sơ tính cho kỹ sư MEP (để team dễ kiểm tra)

Một bộ tính Q–H cho trạm gom nên trình bày theo cấu trúc:

1. Mô tả nguồn thải và kịch bản vận hành (1 bơm / 2 bơm).
2. Qavg, Qpeak, Qdesign (kèm giả thiết hệ số).
3. Sơ đồ tuyến ống đẩy: chiều dài, cao độ, phụ kiện.
4. Tính Hstatic.
5. Tính Hf và Hm tại các điểm Q (60–80–100–120%).
6. Bảng TDH theo Q và dựng system curve.
7. Chọn bơm theo giao điểm, kiểm tra điều kiện chống tắc.
8. Tính thể tích hữu ích hố gom để giới hạn số lần khởi động.
9. Ghi chú vận hành: luân phiên, high level chạy song song, cảnh báo.

Trong phần danh mục thiết bị, bạn có thể lồng ghép các cụm từ theo nhóm sản phẩm để người đọc dễ định hướng:

• máy bơm Pentax DP, máy bơm Pentax DX, máy bơm Pentax DB, máy bơm Pentax DG, máy bơm Pentax DH, máy bơm Pentax DM, máy bơm Pentax DC, máy bơm nước Pentax DTRT,
• hoặc giải pháp theo thương hiệu như bơm chìm nước thải Ebara, bơm chìm nước thải Pentax,
• và khi cần mở rộng sang các hạng mục khác trong hệ thống: máy bơm nước Ebara, máy bơm nước Pentax.

14) Kết luận

Tính lưu lượng – cột áp cho trạm gom không chỉ là vài dòng công thức. Đó là quá trình ghép đúng ba mảnh: Q đúng theo kịch bản tải, TDH đúng theo tuyến ống thực tế, và bơm đúng theo tính chất nước thải. Khi bạn làm đúng quy trình:

• Trạm gom không tràn ở giờ cao điểm.
• Bơm không chạy quá tải, không đóng cắt liên tục.
• Tuyến ống đẩy ít lắng cặn, giảm nguy cơ tắc.
• Hệ thống ổn định lâu dài và dễ bảo trì.