Tin tức
Máy bơm tự mồi cho nước sạch & nước thải: Phân loại, vật liệu, dải công suất
- Khi dùng bơm tự mồi: cần hút từ nguồn thấp hơn bơm, đường hút dài/khúc khuỷu, hoặc thay thế giải pháp bơm mồi tay/van chân không hiệu quả kém.
- Quy tắc vàng đường hút: ống dốc lên về phía bơm, hạn chế co 90°, đường kính ống hút ≥ đường kính cửa hút bơm, lắp foot valve/strainer đúng lưu lượng.
- Công thức gọn:
- H_total ≈ H_static + H_suction + H_friction + H_safety(10–15%)
- Kiểm tra NPSH_available ≥ NPSH_required để tránh xâm thực (cavitation).
- 3 mẹo tiết kiệm điện: dùng VFD giữ điểm làm việc quanh BEP, giảm tổn thất cục bộ (co, van), hạ cao độ bơm & rút ngắn ống hút để tăng NPSH_available.
- Checklist vận hành/bảo trì: kiểm tra rò khí đường hút, mồi nước đúng quy trình, kiểm soát rung/ồn, thay phớt/vòng bi theo chu kỳ.
- Ví dụ minh họa dùng máy bơm nước Wilo (dòng máy bơm tự mồi Wilo PU) cho bể bơi, tầng hầm, trạm tạm mùa mưa.
Phạm vi & đối tượng
- Đối tượng: Chủ đầu tư, tư vấn MEP, đội lắp đặt, vận hành nhà máy, quản lý tòa nhà, farm & công trình dân dụng/công nghiệp.
- Phạm vi: Bài tập trung thiết kế–lắp đặt–tối ưu bơm tự mồi (không đi sâu phân loại/vật liệu/dải công suất).
- Ứng dụng điển hình: Hút từ bể ngầm, hố gom tầng hầm, mương/ao; tuần hoàn hồ bơi/tiểu cảnh; trạm tạm chống ngập; tưới tiêu; cấp nước công trường.
Cơ chế tự mồi – hiểu đúng để lắp đúng
Tự mồi là khả năng bơm tự đẩy khí ra khỏi đường hút và buồng bơm trong giai đoạn đầu, tạo chân không cục bộ giúp nước dâng lên và lấp đầy buồng bơm. Mấu chốt:
- Buồng khí + đường hồi nội bộ: khi rôto quay, hỗn hợp khí–nước được cuốn vào, khí tách ra và đẩy ra phía xả; nước tuần hoàn lại để tiếp tục đẩy khí ở chu kỳ kế tiếp.
- Van 1 chiều (check valve/foot valve): ngăn chất lỏng tụt khỏi buồng bơm/đường hút khi dừng máy, giữ điều kiện sẵn sàng tự mồi cho lần khởi động sau.
- Điều kiện để tự mồi ổn định:
- Đường hút không rò khí (mối nối, mặt bích, gioăng),
- Ống hút dốc lên về phía bơm để “bẫy” khí đi đúng hướng,
- Nguồn hút không quá xa/quá nông gây xoáy khí;
- Lưu lượng qua strainer/foot valve không bị bó cổ.
Minh họa ASCII đơn giản:
[Mực nước nguồn]~~~===(Strainer/Foot Valve)===(Ống hút dốc lên)===[Bơm tự mồi]=> Ống đẩy => Hệ thống
Kịch bản ứng dụng điển hình
- Hút xa 15–30 m, chênh cao 3–5 m: đường hút dài, nhiều cút => ưu tiên bơm tự mồi để giảm thời gian chuẩn bị, tăng tính sẵn sàng.
- Tuần hoàn hồ bơi/tiểu cảnh: yêu cầu mồi nhanh, vận hành êm; nhiều dự án dùng máy bơm nước Wilo nhờ độ ổn định áp & độ ồn thấp.
- Tưới nông nghiệp hút từ ao/kênh: mực nước thay đổi, nhiều rác hữu cơ => cần strainer phù hợp, độ hở cánh bơm đủ lớn.
- Trạm tạm mùa mưa: lắp trên skid, ống mềm tháo lắp nhanh, có tủ VFD chống sốc nước khi mưa lớn.
- Tầng hầm chung cư: máy bơm tự mồi Wilo PU cho hố ga chống ngập; nhấn mạnh leak test đường hút & lắp van xả khí ở điểm cao.
Chọn lưu lượng – cột áp nhanh (Sizing 5 bước)
Bước 1 – Xác định lưu lượng Q (m³/h): dựa trên nhu cầu/tiêu chuẩn công trình hoặc thực nghiệm (ví dụ hồ bơi theo chu kỳ lọc).
Bước 2 – Tính cột áp tĩnh & hút:
- H_static: chênh cao (m) giữa mực nước nguồn và điểm xả.
- H_suction: độ hút (m) – phần cao độ bơm so với mực nước nguồn và tổn thất hút.
Bước 3 – Tổn thất ma sát & cục bộ:
- H_friction: tính theo chiều dài ống, hệ số ma sát; cộng thêm tổn thất cục bộ (co, van, lưới lọc).
Bước 4 – Dự phòng an toàn:
- H_safety: 10–15% tổng (tùy độ ổn định vận hành).
Bước 5 – Kiểm tra điểm làm việc & NPSH:
- Chọn điểm làm việc gần BEP (Best Efficiency Point).
- NPSH_available ≥ NPSH_required (theo catalogue bơm) để tránh cavitation.
Công thức tổng quát:
- H_total ≈ H_static + H_suction + H_friction + H_safety(10–15%)
Bảng 1 – Mẫu tính nhanh 5 bước (điền số liệu)
| Hạng mục | Ký hiệu | Công thức/Gợi ý | Ví dụ (điền mẫu) |
|---|---|---|---|
| Lưu lượng yêu cầu | Q | Theo nhu cầu (m³/h) | 36 m³/h |
| Cột áp tĩnh | H_static | m cao độ (nguồn→xả) | 12 m |
| Độ hút | H_suction | m cao độ (nguồn→bơm) | 3 m |
| Tổn thất ma sát | H_friction | 0.1–0.2 m/m × L + tổn thất cục bộ | 8 m |
| Dự phòng | H_safety | 10–15% tổng | 3 m |
| Cột áp tổng | H_total | H_static + H_suction + H_friction + H_safety | 26 m |
| Kiểm tra NPSH | NPSH_avail | (P_atm/γ) + H_ngập − H_vapor − tổn thất hút | ≥ NPSH_req |
Mẹo: Ưu tiên bơm có đường đặc tính cắt qua điểm (Q,H_total) gần BEP, và kiểm tra dải vận hành khi gắn VFD.
Bảng 2 – Quy đổi đơn vị thường dùng
| Đại lượng | Công thức quy đổi | Ghi chú |
|---|---|---|
| 1 bar | ≈ 10 m cột nước | 1 bar ≈ 100 kPa |
| 1 l/s | = 3.6 m³/h | 10 l/s = 36 m³/h |
| 1 m³/h | ≈ 0.278 l/s | 36 m³/h ≈ 10 l/s |
| Công suất thủy lực | P_h = ρ·g·Q·H (W) | Với nước: ρ≈1000 kg/m³; g≈9.81 m/s² |
| Hiệu suất hệ | η = P_h / P_in | P_in là công suất điện vào |
Bố trí đường ống hút & đế bơm
- Ống hút dốc lên về phía bơm (1–2%) để khí di chuyển ra ngoài, không tạo “túi khí”.
- Hạn chế co 90°, nếu bắt buộc dùng: thay bằng 2 co 45° + đoạn thẳng ở giữa.
- Đường kính ống hút ≥ đường kính cửa hút bơm (thường lớn hơn 1 cỡ) để giảm tốc độ, giảm tổn thất.
- Strainer/foot valve: đặt cách đáy ≥ 2–3D (D là đường kính ống) để tránh hút cặn; chọn lưới/van có Cv phù hợp để không “bóp cổ” lưu lượng.
- Đế bơm phẳng, dùng đệm chống rung, canh tâm khớp nối ≤ tiêu chuẩn cho phép; bắt nở/neo chắc, tránh truyền rung sang ống.
- Nghiệm thu nhanh: leak test (áp lực thấp), kiểm tra hướng quay, độ ồn & rung (dB, mm/s), thử mồi nước và chạy tải bước.
Minh họa ảnh thực tế (gợi ý): cụm máy bơm tự mồi Wilo PU đặt trên bệ thép nóng mạ kẽm, ống hút DN65 dốc lên, có van xả khí ở điểm cao.
Mồi nước & vận hành khởi động an toàn
Quy trình mồi lần đầu (7 bước):
- Khóa nguồn điện, kiểm tra cơ khí (bu lông, khớp nối, strainer sạch).
- Mở nắp châm/mồi nước, đổ đầy buồng bơm & ống hút đến khi tràn không khí.
- Đóng nắp, mở van xả khí ở điểm cao trên ống hút/đỉnh buồng bơm, chờ khí thoát hết.
- Mở van xả (đầu đẩy) 20–30% để tránh quá tải khi khởi động.
- Đóng/mở điện theo nhịp ngắn (3–5 giây) nếu chưa lên nước để tránh quá nhiệt.
- Khi dòng nước ổn định, mở dần van xả đến điểm làm việc.
- Theo dõi V–A, áp suất, nhiệt vỏ ổ bi, độ rung trong 15 phút đầu.
Hộp lỗi nhanh – bơm quay nhưng không lên nước:
- Kiểm tra rò khí (bong bóng tại mối nối), xả khí lại.
- Kiểm tra foot valve kẹt/mất kín.
- Đảm bảo mực nước nguồn đủ sâu, strainer không bị tắc.
- Đảo chiều quay nếu mô-tơ đấu sai.
- Tăng độ ngập cửa hút, lắp thêm van xả khí.
Tối ưu hiệu suất & tiết kiệm điện
- VFD (inverter): giữ áp/lưu lượng ổn định quanh BEP, giảm sốc thủy lực khi đóng/mở van, giảm tiêu thụ điện ở tải bán phần.
- Giảm tổn thất đường ống: tính lại K của phụ kiện, thay co 90° không cần thiết, cân nhắc tăng đường kính ống hút/đẩy ở các đoạn dài.
- Nâng NPSH_available: hạ cao độ bơm, rút ngắn ống hút, tăng kích thước ống hút, loại bỏ cút không cần thiết, lắp air-release valve tại đỉnh.
- Bảo trì dự báo (PdM): theo dõi rung/ồn, nhiệt ổ trục, rò khí để can thiệp sớm.
Bảng 3 – Ước tính tiết kiệm điện 12 tháng (mẫu)
| Tham số | Trước tối ưu | Sau tối ưu (VFD + tối ưu ống) |
|---|---|---|
| Lưu lượng làm việc (m³/h) | 36 | 36 |
| Cột áp hệ thống (m) | 26 | 24 (giảm tổn thất) |
| Hiệu suất tổng η (%) | 58% | 64% |
| Công suất thủy lực (kW) | 2.54 | 2.35 |
| Công suất điện ước tính (kW) | 4.38 | 3.67 |
| Giờ vận hành/năm | 2,000 | 2,000 |
| Điện năng (kWh/năm) | 8,760 | 7,340 |
| Tiết kiệm (kWh/năm) | 1,420 (~16%) |
Số liệu minh họa. Dự án thực tế với máy bơm nước Wilo ghi nhận mức tiết kiệm 12–20% khi cắt giảm tổn thất & dùng VFD.
Khắc phục sự cố theo triệu chứng
Bảng 4 – Triệu chứng → Nguyên nhân gốc → Cách xử lý
| Triệu chứng | Nguyên nhân gốc | Cách xử lý nhanh |
|---|---|---|
| Không tự mồi/đứt mồi | Rò khí ở mối nối; foot valve rò/kẹt; đường hút quá dài | Siết lại mối nối, thay gioăng; vệ sinh/thay foot valve; rút ngắn/đổi layout ống |
| Sủi bọt, giật cục | Túi khí ở điểm cao; air pocket do ống ngang | Lắp van xả khí; chỉnh ống dốc; thay co 90° bằng 2×45° |
| Tiếng rít, rung | Cavitation (NPSH thiếu); strainer tắc | Tăng NPSH_avail (hạ bơm, tăng ống hút); vệ sinh strainer |
| Nhiệt ổ bi cao | Lệch tâm khớp nối; bôi trơn kém | Căn chỉnh lại; kiểm tra mỡ bôi trơn/chế độ bôi trơn |
| Áp không ổn định | VFD cài chưa đúng; van dao động | Tinh chỉnh PID VFD; thêm bình giãn nở/van 1 chiều mềm |
| Không đạt lưu lượng | Bóp cổ tại van/strainer; cánh mòn | Khảo sát Cv của van; thay/cân chỉnh cánh bơm |
| Rò nước buồng bơm | Phớt cơ khí hao mòn | Thay phớt đúng mã; kiểm tra đồng tâm trục |
Tip: Linh kiện phổ biến của máy bơm nước Wilo (gioăng, phớt, vòng bi) dễ tìm; chủ động trữ mức tối thiểu để rút ngắn downtime.
Bảo trì định kỳ 30/60/180 ngày & đại tu năm
- Mỗi 30 ngày: kiểm tra rò khí/nước, siết mối nối, vệ sinh strainer; nghe tiếng lạ; đo dòng/áp.
- Mỗi 60 ngày: kiểm tra độ rơ vòng bi, nhiệt độ vỏ; căn chỉnh khớp nối (dial/laser); kiểm tra rung (mm/s).
- Mỗi 180 ngày: thay mỡ/vòng bi (nếu cần), kiểm tra phớt cơ khí; kiểm nghiệm NPSH_avail (thử nghiệm hiện trường: độ rung/áp khi thay đổi cao độ hút).
- Hàng năm: đại tu nhẹ – tháo kiểm tra cánh, buồng bơm; kiểm tra motor (cách điện, cân bằng).
- Phụ tùng dự phòng: phớt, vòng bi, foot valve, bộ gioăng, bulông neo, một bộ cánh dự phòng.
Checklist 1 trang (tóm tắt):
- Rò khí/nước? – Siết & thay gioăng
- Strainer sạch? – Vệ sinh
- Vòng bi nóng/rơ? – Bổ sung mỡ/Thay
- Rung/ồn vượt chuẩn? – Căn chỉnh/Thay khớp nối
- NPSH_avail đủ? – Hạ bơm/Tăng ống hút/Loại co 90° thừa
- VFD/PID ổn? – Tinh chỉnh, log dữ liệu 7 ngày
Phụ kiện & cấu hình gợi ý theo bài toán
- Giảm rung–ồn: đế cao su, khớp nối mềm, ống nối bù giãn nở.
- Bảo vệ hút: strainer/foot valve đủ Cv, van xả khí đỉnh, ống hút có priming port.
- Tủ VFD & cảm biến: áp suất/lưu lượng, bảo vệ khô nước, chống quá dòng.
- Skid module: khung thép mạ kẽm, máy bơm tự mồi Wilo PU (ví dụ PU-400E/PU-1500E) hoặc tương đương Pentax/Ebara/Foras, đồng hồ áp–lưu lượng – “plug & run”.
ROI/TCO cho chủ đầu tư
TCO 3 năm (mẫu):
- TCO = CAPEX + (kWh/năm × giá điện × 3) + Bảo trì + Chi phí dừng máy
ROI khi tối ưu:
- Thay đổi layout ống hút (giảm H_friction 1–2 m) + VFD → giảm 12–20% điện.
- Giảm downtime nhờ tự mồi ổn định & phụ tùng dự phòng → tăng hệ số sẵn sàng.
Bảng 5 – Mẫu tính TCO/ROI (điền tham số)
| Hạng mục | Ký hiệu | Giá trị |
|---|---|---|
| CAPEX hệ bơm | CAPEX | 150,000,000 |
| Điện năng trước tối ưu (kWh/năm) | E₀ | 8,760 |
| Điện năng sau tối ưu (kWh/năm) | E₁ | 7,340 |
| Giá điện (đ/kWh) | p | 2,500 |
| Bảo trì/năm (đ) | M | 8,000,000 |
| Downtime/năm (đ) | D | 5,000,000 |
| TCO 3 năm trước tối ưu | CAPEX + 3×(E₀×p) + 3×M + 3×D | |
| TCO 3 năm sau tối ưu | CAPEX + 3×(E₁×p) + 3×M + 3×D | |
| Tiết kiệm 3 năm (đ) | 3×(E₀−E₁)×p | |
| ROI (%) | Tiết kiệm 3 năm / CAPEX × 100% |
Điền số liệu thực tế của dự án để xuất báo cáo tài chính.
Case study ngắn
Case 1 – Tầng hầm chung cư:
- Bài toán: Hố ga thường ngập khi mưa lớn, bơm lâu lên nước.
- Giải pháp: Đổi layout ống hút dốc lên; lắp van xả khí đỉnh; chọn máy bơm tự mồi Wilo PU tích hợp port mồi; thêm VFD.
- Kết quả: Thời gian mồi giảm từ ~6’ xuống ~90”, dòng khởi động mềm, tiếng ồn giảm cảm nhận ~20–25%.
Case 2 – Trạm tạm mùa mưa:
- Bài toán: Di động, lắp nhanh, nguồn nước bẩn nhẹ.
- Giải pháp: Skid gọn; ống mềm DN65; strainer inox; VFD chống sốc; cảm biến chống khô.
- Kết quả: Lưu lượng ổn định khi mực nước biến thiên; hạn chế cavitation; giảm hỏng phớt.
Case 3 – Hồ bơi khách sạn:
- Bài toán: Yêu cầu êm & ổn định chu kỳ lọc.
- Giải pháp: Máy bơm nước Wilo tự mồi + tủ VFD; tối ưu co/van; đồng hồ lưu lượng để giữ điểm BEP.
- Kết quả: Tiết kiệm ~15–18% điện/năm; áp đẩy ổn định, giảm phản hồi tiêu cực từ khách.
An toàn, tiêu chuẩn & pháp lý (VN)
- Điện – IP – IE: dùng động cơ IP phù hợp môi trường ẩm; ưu tiên IE2/IE3; tiếp địa chuẩn.
- Che chắn: bảo vệ khớp nối/coupling, lưới chắn khu vực bơm.
- Van & ống: chịu áp phù hợp H_total; dán nhãn hướng dòng.
- Tiêu chuẩn tham chiếu: lắp đặt, an toàn vận hành theo TCVN & EN/ISO áp dụng; kiểm tra hồ sơ nghiệm thu, nhật ký bảo trì.
FAQ (định dạng snippet)
- Bơm tự mồi khác gì bơm thường khi đặt cao hơn mực nước?
- Bơm tự mồi có buồng tách khí và cơ chế đẩy khí ra ngoài, giúp mồi nhanh khi đường hút chứa không khí; bơm thường cần mồi tay/van hỗ trợ mới hút được.
- Ống hút bao xa là “quá dài”?
- Không có con số cố định; phụ thuộc tổn thất ma sát & cục bộ. Nếu H_friction lớn và NPSH_avail thấp, cần tăng đường kính ống, rút ngắn đoạn, giảm co/van.
- Có nên dùng VFD cho bơm tự mồi nhỏ?
- Nếu hệ thường chạy bán tải, lưu lượng/thời gian thay đổi nhiều, VFD giúp tiết kiệm đáng kể và giảm sốc nước. Với tải hằng định, cân nhắc chi phí–lợi ích.
- Khi nào chọn strainer + foot valve lớn hơn 1 cỡ ống?
- Khi tốc độ qua lưới quá cao gây tụt áp/cavitation; tăng 1 cỡ giúp giảm tổn thất và bền phớt/cánh hơn.
- Linh kiện thay thế của máy bơm nước Wilo có phổ biến không?
- Thông dụng: gioăng, phớt, vòng bi, khớp nối… thường có sẵn; chủ động trữ mức tối thiểu để giảm downtime.
