Trạm bơm mùa khô: 7 yếu tố cần kiểm tra khi mực nước xuống thấp

Mùa khô khiến mực nước sông, hồ và kênh dẫn suy giảm, làm điều kiện hút của trạm bơm thay đổi đáng kể. Nếu không điều chỉnh chế độ vận hành phù hợp, hệ thống có thể giảm lưu lượng, hút khí, xuất hiện xâm thực hoặc không còn đảm bảo khả năng cấp nước theo yêu cầu.

Vì sao trạm bơm khó vận hành hơn vào mùa khô?

Trạm bơm có thể vận hành ổn định trong mùa nhiều nước nhưng gặp vấn đề khi bước vào mùa khô. Nguyên nhân không chỉ nằm ở lượng nước nguồn giảm mà còn liên quan tới mực nước bể hút, điều kiện hút của máy bơm và khả năng nước được bổ sung vào trạm.

Trong mùa khô thường xuất hiện đồng thời nhiều yếu tố:

• lưu lượng nước về sông, hồ hoặc kênh giảm
• mực nước nguồn xuống thấp
• chiều cao hút của máy bơm tăng
• lượng nước về bể hút giảm
• nhu cầu tưới hoặc cấp nước vẫn cao
• rác và bồi lắng tại cửa lấy nước ảnh hưởng dòng chảy
• nguy cơ xâm thực và hút khí tăng.

Vì vậy, vận hành trạm bơm mùa khô không nên chỉ dựa vào việc bật đủ số tổ máy theo công suất thiết kế. Cần kiểm tra toàn bộ chuỗi từ nguồn nước đến cửa hút của máy bơm.

7 yếu tố cần kiểm tra khi vận hành trạm bơm mùa khô

Khi nguồn nước suy giảm, từng thay đổi nhỏ tại kênh dẫn, bể hút hoặc cửa hút đều có thể ảnh hưởng tới khả năng làm việc của máy bơm. Dưới đây là 7 yếu tố cần được theo dõi trước và trong quá trình vận hành.

1. Mực nước nguồn

Mực nước sông, hồ hoặc kênh dẫn là thông số cần kiểm tra đầu tiên. Không nên chỉ ghi nhận một giá trị tại thời điểm vận hành mà cần theo dõi:

• mực nước hiện tại;
• tốc độ hạ mực nước;
• chênh lệch so với ngày hoặc tuần trước;
• khả năng bổ sung nước;
• dự báo nguồn nước trong thời gian tới.

Nếu mực nước đang giảm nhanh, việc vận hành nhiều tổ máy cùng lúc có thể khiến điều kiện lấy nước xấu đi nhanh hơn dự kiến. Đặc biệt với các trạm lấy nước trực tiếp từ sông hoặc hồ, cần xác định rõ cao trình nguồn nước thấp nhất mà hệ thống vẫn có thể vận hành an toàn.

2. Mực nước bể hút

Mực nước bể hút ảnh hưởng trực tiếp tới điều kiện hút của máy bơm. Khi mực nước bể hút giảm, chiều cao hút tăng và áp suất tại cửa hút có thể giảm. Nếu xuống quá thấp, máy bơm có thể xuất hiện:

• giảm lưu lượng;
• hút khí;
• rung;
• tiếng kêu lạo xạo;
• xâm thực.

Vì vậy cần xác định rõ:

• mực nước bể hút hiện tại;
• mực nước nhỏ nhất thiết kế;
• độ ngập cửa hút;
• biên độ dao động khi từng tổ máy khởi động.

Nếu một tổ máy chạy làm mực nước bể hút giảm nhẹ nhưng ba tổ chạy đồng thời khiến mực nước tụt nhanh, vấn đề không nằm ở riêng máy bơm mà ở khả năng bổ sung nước cho toàn trạm.

3. Điều kiện NPSH của máy bơm

Mùa khô là giai đoạn cần đặc biệt chú ý đến NPSH vì mực nước phía hút thường thấp hơn bình thường.

Có thể hình dung đơn giản: Mực nước nguồn giảm → chiều cao hút tăng → NPSHA giảm → khoảng dự phòng NPSH giảm → nguy cơ xâm thực tăng.

Nếu máy bơm bắt đầu rung hoặc xuất hiện tiếng lạo xạo khi mực nước xuống thấp, cần kiểm tra điều kiện NPSH thay vì chỉ kiểm tra ổ bi hoặc motor.

Nên đối chiếu:

• NPSHA của hệ thống;
• NPSHR của máy bơm tại lưu lượng đang vận hành;
• khoảng NPSH Margin;
• lưu lượng thực tế của máy.

Không nên chỉ dựa vào điều kiện thiết kế ban đầu vì mực nước và tổn thất hệ thống thực tế có thể đã thay đổi sau nhiều năm vận hành.

4. Lưu lượng nước về bể hút

Đây là yếu tố thường bị bỏ qua khi vận hành trạm bơm mùa khô. Không chỉ cần biết máy bơm có thể bơm bao nhiêu, mà còn phải xác định: Nước đang về bể hút với lưu lượng bao nhiêu?

Nếu: Q bơm > Q nước về thì mực nước bể hút sẽ tiếp tục giảm. Khi đó: Mực nước giảm → chiều cao hút tăng → điều kiện NPSH xấu đi → nguy cơ xâm thực tăng.

Nếu tiếp tục duy trì nhiều tổ máy, bể hút có thể xuống tới mức không còn đảm bảo điều kiện vận hành.Do đó cần theo dõi mối quan hệ: Lưu lượng nước về – Tổng lưu lượng bơm – Mực nước bể hút thay vì chỉ theo dõi lưu lượng từng máy.

5. Kênh dẫn và công trình lấy nước

Trong mùa khô, nguồn nước đã thấp nên bất kỳ tổn thất nào trên tuyến dẫn cũng có thể ảnh hưởng rõ hơn tới lượng nước vào trạm.

Cần kiểm tra:

• kênh dẫn nước
• cửa lấy nước
• cửa điều tiết
• lưới chắn rác
• rọ hút
• khu vực bồi lắng
• bèo, rác hoặc vật cản dòng.

Một đoạn kênh bị bồi hoặc lưới chắn rác bị tắc có thể khiến lượng nước về bể hút thấp hơn nhiều so với khả năng của nguồn nước phía ngoài.

Khi đó nếu chỉ tăng công suất bơm, mực nước bể hút sẽ càng giảm nhanh. Đặc biệt sau mùa mưa hoặc các đợt lũ lớn, cần kiểm tra khả năng bồi lắng tại cửa lấy nước và đầu kênh dẫn trước khi bước vào mùa khô.

6. Số tổ máy đang vận hành

Mùa khô không phải lúc nào cũng nên vận hành tối đa số tổ máy. Nếu lượng nước bổ sung không đủ, bật thêm bơm có thể làm tổng lưu lượng hút vượt khả năng cấp nước của bể hút.

Cần đánh giá theo điều kiện thực tế:

Tình trạng nguồn nước	Hướng vận hành
Nguồn ổn định	vận hành theo kế hoạch
Nước về bắt đầu giảm	tăng tần suất theo dõi
Mực bể hút giảm nhanh	xem xét giảm lưu lượng hoặc số tổ
Gần mực nước nhỏ nhất	ưu tiên nhu cầu cấp nước quan trọng
Bơm rung hoặc kêu	kiểm tra NPSH và đường hút
Không đủ độ ngập	không tiếp tục tăng số tổ

Mục tiêu là cân bằng giữa nhu cầu cấp nước và khả năng nguồn nước thực tế. Không nên áp dụng nguyên tắc “thiếu nước thì bật thêm bơm” nếu nước về bể hút không đáp ứng được tổng lưu lượng hút.

7. Thông số vận hành của máy bơm

Trong mùa khô, các thông số của bơm cần được theo dõi sát hơn vì thay đổi điều kiện hút có thể làm máy vận hành khác so với mùa nhiều nước.

Các thông số nên kiểm tra gồm:

• lưu lượng
• áp suất hút
• áp suất đẩy
• dòng điện motor
• độ rung
• nhiệt độ ổ bi
• tiếng ồn
• tình trạng mồi nước.

Nếu xuất hiện đồng thời:

• tiếng lạo xạo
• rung tăng
• lưu lượng giảm
• áp suất hút thấp

thì cần ưu tiên kiểm tra nguy cơ xâm thực. Ngược lại, nếu bơm rung nhưng lưu lượng và áp suất vẫn ổn định thì cần tiếp tục kiểm tra các yếu tố cơ khí như căn tâm, ổ bi hoặc móng máy.

Các sự cố thường gặp tại trạm bơm mùa khô

Nguồn nước thấp có thể làm xuất hiện nhiều vấn đề cùng lúc. Việc nhận biết đúng hiện tượng sẽ giúp xác định nhanh khu vực cần kiểm tra và tránh tháo máy bơm khi nguyên nhân thực tế nằm ở hệ thống lấy nước.

Hiện tượng	Nguyên nhân cần kiểm tra
Bơm không đủ nước	nguồn nước, kênh dẫn
Lưu lượng giảm	mực hút thấp, đường hút bị cản
Bơm kêu lạo xạo	nguy cơ xâm thực
Bơm hút khí	độ ngập thấp, vortex
Mực bể hút giảm nhanh	Q bơm lớn hơn Q nước về
Máy rung tăng	thủy lực hoặc cơ khí
Rác tập trung cửa hút	lưới chắn rác, cửa lấy nước
Dòng điện motor thay đổi	điểm vận hành thay đổi

Điểm quan trọng là không tách riêng máy bơm khỏi toàn bộ hệ thống. Một máy bơm tốt vẫn có thể vận hành không ổn định nếu nguồn nước hoặc đường hút không đảm bảo.

Checklist kiểm tra trạm bơm trước mùa khô

Kiểm tra trước mùa khô giúp phát hiện sớm những điểm có thể ảnh hưởng tới việc lấy nước khi mực nước xuống thấp. Nên thực hiện trước khi nguồn nước giảm sâu để còn thời gian xử lý các hạng mục cần thiết.

Cần rà soát:

• mực nước nguồn và lịch sử mùa khô
• cao trình mực nước bể hút nhỏ nhất
• cảm biến và thiết bị đo mực nước
• kênh dẫn nước
• bồi lắng tại cửa lấy nước
• lưới chắn rác
• cửa van và thiết bị đóng mở
• đường ống hút
• rò khí
• tình trạng cánh bơm
• độ rung
• áp suất hút
• lưu lượng
• hệ thống điện và cảnh báo
• chế độ vận hành từng tổ máy.

Nếu trạm có nhiều máy bơm, nên xây dựng trước các kịch bản:

• vận hành đủ tổ
• giảm một tổ
• vận hành luân phiên
• vận hành theo khung giờ
• ưu tiên các nhu cầu cấp nước quan trọng.

Làm sao vận hành trạm bơm mùa khô ổn định hơn?

Vận hành ổn định không có nghĩa là cố duy trì công suất lớn nhất. Quan trọng hơn là giữ hệ thống trong vùng làm việc phù hợp với lượng nước thực tế đang có.

Một số nguyên tắc nên áp dụng:

• theo dõi mực nước liên tục
• không để bơm vận hành dưới ngưỡng hút an toàn
• kiểm tra NPSH khi nguồn nước giảm
• làm sạch cửa hút và lưới chắn rác
• xử lý bồi lắng tại vị trí ảnh hưởng trực tiếp dòng nước
• điều chỉnh số tổ máy theo khả năng nước về
• theo dõi rung và tiếng ồn
• ghi lại dữ liệu từng mùa để xây dựng ngưỡng vận hành thực tế.

Đặc biệt nên lưu dữ liệu theo mối quan hệ: Mực nước nguồn – Mực bể hút – Số tổ máy – Lưu lượng – Áp suất hút – Độ rung. Sau một thời gian, dữ liệu này sẽ giúp đơn vị vận hành xác định khá rõ ngưỡng nào bắt đầu làm hệ thống hoạt động không ổn định.

Kết luận

Trạm bơm mùa khô thường phải làm việc trong điều kiện nguồn nước suy giảm trong khi nhu cầu cấp nước vẫn cao. Vì vậy, vận hành hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào công suất máy bơm mà còn liên quan tới toàn bộ hệ thống lấy và dẫn nước. Khi mực nước bắt đầu xuống thấp, cần điều chỉnh sớm trước khi xuất hiện tình trạng hút khí, xâm thực hoặc giảm lưu lượng nghiêm trọng.

PENSTOCK cung cấp các giải pháp cơ khí thủy công, thiết bị trạm bơm, cửa lấy nước, hệ thống chắn rác và thiết bị điều tiết phục vụ các công trình thủy lợi, cấp nước và tiêu thoát nước.