Nghiên cứu chế tạo bơm ly tâm hút xa 200M phục vụ nuôi trồng thủy sản ven biển.

I. Xuất phát ý tưởng nghiên cứu bơm lý tâm hút xa 200m

Nghề nuôi trồng thủy sản trên cát đang phát triển mạnh mẽ ở các tỉnh ven biển nước ta. Từ thực tế cho thấy, nghề này đã đem lại hiệu quả kinh tế cao cho các hộ gia đình và đơn vị nuôi trồng thủy sản, làm giàu cho chính họ, giải quyết việc làm cho người lao động và góp phần phát triển kinh tế xã hội ở các địa phương.

Để phát triển nuôi trồng thủy sản trên bãi cát, trước hết cần phải đáp ứng hai điều kiện về công trình như sau:

- Phải xây dựng các ao nuôi trồng thủy sản trên bãi cát;

- Phải xây dựng trạm bơm hút nước biển để cấp nước cho các ao nuôi.

Tuy nhiên khi triển khai, việc xây dựng trạm bơm hút nước biển để cấp nước cho các ao nuôi gặp nhiều vướng mắc về kỹ thuật và đang là vấn đề bức xúc hiện nay.

Ở nước ta, các trạm bơm hút nước biển cấp nước nuôi trồng thủy sản thường áp dụng các loại sau:

1.      Trạm bơm hút nước biển qua kênh dẫn hở.

2.      Trạm bơm hút nước biển từ bể thu, có ống dẫn nước từ biển vào bể thu.

3.      Trạm bơm hút nước biển qua bộ lọc chìm dưới cát.

4.      Trạm bơm hút nước biển có rọc rác đặt ngược.

5.      Trạm bơm chìm hút nước biển từ xa đẩy vào ao chứa.

Mỗi loại bơm nói trên đều có ưu điểm riêng, được lựa chọn áp dụng tùy thuộc vào điều kiện địa hình và tài chính của từng địa phương. Bơm chìm có ưu điểm hơn cả nhưng giá thành lại quá cao, điều kiện quản lý vận hành cũng khắt khe, hơn nữa bơm chìm hay bị cát bồi lắng trong buồng bơm làm kẹt cánh quạt. Nhìn chung các giải pháp nói trên vẫn chưa khắc phục được 3 tồn tại sau:

- Máy bơm hút nước biển bị ngập nước khi thủy triều lên cao (trừ bơm chìm).

- Bị tắc cát trong ống hút dẫn nước từ biển vào máy bơm.

- Hệ thống ống hút bị sóng biển phá hủy do bị sóng va đập và lão hóa.

Các trạm bơm hút nước biển có chiều cao hút địa hình thấp H_HUT = 3-4m, nhưng do bãi cát ven biển có tốc độ thấp nên chiều dài ống hút máy bơm khá lớn L= 150 -200m ( tính từ máy bơm đến trõ hút nước). Với bơm ly tâm thông thường có cột hút chân không thấp [H_CK] =46m, loại bơm này không thỏa mãn yêu cầu hút xa nước biển, có chiều dài ống hút L= 150-200m để cấp nước cho các ao nuôi trồng thủy sản trên bãi cát.

Để hút được nước biển với chiều dài ống hút L= 200m cần máy bơm có cột hút chân không lớn hơn các bơm ly tâm thông thường, yêu cầu máy bơm có cột hút chân không lớn đạt [H_CK] = 8,0 m. Việc sử dụng bơm ly tâm thông thường có cột hút chân không thấp [H_CK]  ≤ 5m chỉ cho phép lắp đặt bơm cách xa mép nước biển L ≤ 150 m (lúc cạn nhất), máy bơm sẽ bị ngập nước biển khi thủy chiều lên cao, bơm sẽ bị phá hủy nhanh chóng do nước biển ăn mòn. Nếu lắp đặt máy bơm ở vị trí cách xa mép nước biển L =200m (lúc cạn nhất) thì máy bơm sẽ không hút được nước biển khi thủy triều hạ thấp. Mặt khác để tránh sóng biển và cát biển phá hủy máy bơm, khi xây dựng công trình trạm phải đưa trạm bơm vào vị trí nội đê ven biển sẽ an toàn hơn khi mưa bão và khi thủy triều dâng cao.

Nếu chúng ta nghiên cứu và chế tạo được bơm ly tâm hút xa có khả hút trực tiếp nước biển với chiều dài ống hút L =200m, khi thủy triều dâng cao máy bơm không bị ngập nước, ống hút luôn luôn có áp lực hút sẽ làm thông tắc cát, ngoài ra, ống hút chôn chìm dưới đất sẽ không bị phá hủy do sóng biển va đập và không bị lão hóa do nhiệt độ môi trường. Như vậy chúng ta sẽ khắc phục được các tồn tại nói trên của bơm hút nước biển phục vụ nuôi trồng thủy sản ven biển.

Xuất phát từ yêu cầu của sản xuất cần bơm ly tâm hút xa cho các trạm bơm hút nước biển phục vụ nuôi trồng thủy sản có ống hút dài 200m, xuất phát từ sự phù hợp về kỹ thuật  và trình độ dân trí quản lý vận hành các trạm bơm ly tâm, năm 2006 tại chuyến đi công tác ở Hải Linh – Quảng Trị, tác giả đã hình thành ý tưởng: “Nghiên cứu chế tạo bơm ly tâm hút xa 200m phục vụ nuôi trồng thủy sản ven biển”.

2. Tóm tắt quá trình nghiên cứu bơm ly tâm hút xa 200m phục vụ nuôi trồng thủy sản ven biển.

Đầu năm 2006, tác giả đã thực hiện hợp đồng chế tạo và lắp đặt bơm ly tâm phục vụ nuôi trồng thủy sản tại Diễn Châu – Nghệ An có công suất 33kw. Tác giả đã chọn mô hình bơm nước biển từ bể thu, có ống dẫn nước biển vào bể thu dài 200m.

Sau một thời gian vận hành, ống dẫn dài 200m từ biển vào bể thu bị tắc cát, mặt khác khi thủy triều hạ thấp trong ống dẫn có không khí và bị nổi ống dẫn khi thủy triều lên cao làm phá vỡ hệ thống dẫn nước  bằng ống nhựa PVC. Có thể nói rằng tác giả đã thất bại ở mô hình bơm hút nước biển từ bể thu nói trên.

Cuối năm 2006 tác giả đi công tác ở huyện Hải Linh – Quảng Trị đã nhìn thấy trạm bơm hút nước biển từ bể thu có kênh dẫn hở dẫn nước biển vào bể hút trạm bơm dài 150m. Nhược điểm của trạm bơm này là hàng ngày phải dùng máy xúc nạo vét kênh dẫn hở 150m do bị cát san lấp dẫn đến khi thủy triều lên cao, gây tốn kém rất nhiều tiền bạc để nạo vét kênh dẫn. Để khắc phục các nhược điểm nói trên, tại chuyến đi công tác này tác giả đã hình thành ý tưởng: Nghiên cứu chế tạo bơm ly tâm hút xa 200m phục vụ nuôi trồng thủy sản ven biển.

Đến năm 2009 tác giả chính thức được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn giao nhiệm vụ trong đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo bơm ly tâm phục vụ nuôi trồng thủy sản ven biển (với kinh phí hạn hẹp 450 triệu đồng).

Tác giả có ý tưởng nghiên cứu là bơm ly tâm hút xa 200m, nhưng chưa khẳng định được sự thành công nên chỉ chọn tên đề tài là bơm ly tâm phục vụ nuôi trồng thủy sản ven biển, với kinh phí đầu tư nghiên cứu rất hạn hẹp (450triệu) nên đã đầu tư nghiên cứu  chế tạo bơm lý tâm hút xa có công suất 11kw. Kế thừa kết quả thành công của đề tài nghiên cứu chế tạo bơm ly tâm hút sâu (năm 2004), quá trình nghiên cứu bơm ly tâm hút xa cũng có nhiều thuận lợi.

Về bản chất kỹ thuật bơm ly tâm hút xa chính là bơm ly tâm hút sâu có cột hút chân không lớn đạt [H_CH] = 8,0m. Nhưng cái khác là vật liệu chế tạo bơm phải chịu ăn mòn nước biển và ăn mòn do cát đi qua buồng bơm. Cái khác biệt là hệ thống ống hút của bơm ly tâm hút xa phải đảm bảo hút được nước biển ở cách xa 200m, không bị tắc cát, không bị sóng biển phá hủy đường ống do sóng va đập và bị lão hóa do nhiệt độ môi trường và nước biển ăn mòn.

Năm 2012 tác giả đã triển khai hợp đồng kinh tế chế tạo và lắp đặt bơm ly tâm hút xa 200m phục vụ nuôi trồng thủy sản ở Đại học Vinh – Nghệ An. Dự án được Bộ Nông nghiệp PTNT đầu tư 50 tỷ đồng để xây dựng trại thực hành nuôi trồng thủy sản phục vụ sinh viên các ngành nuôi trồng thủy sản của các nước về thực tập. Trại nuôi trồng thủy sản gồm 30 ao nuôi, diện tích mỗi ao nuôi từ 500m² đến 2000m² để nuôi trồng tất cả các loại thủy sản đang được phát triển ở nước ta.

Tháng 5- 2013 trạm bơm ly tâm hút xa 200m của Đại học Vinh đã được lắp đặt xong và đưa vào sử dụng. Trạm bơm được lắp đặt ở phía trong nội đo ven biển, ống hút nhựa HDPE có đường kính trong D= 170mm xuyên qua đê biển, xuyên qua hàng cây phi lao chắn cát, xuyên ngầm dưới bãi cát ven biển đi tới bể hút lấy nước, tại mực nước biển Cost = 0, bể hút lấy cách xa trạm bơm 200m. Trạm bơm được lắp đặt 2 tổ máy bơm ly tâm hút xa 11kw và 15kw có lưu lượng Q = 150 -200m³/h, ban đầu vận hành máy bơm không lên nước, ban quản lý dự án của nhà trường rất quan tâm lo lắng sự thành bại của trạm bơm này. Nếu máy bơm không lên nước thì toàn bộ dự án 50 tỷ đồng bị đắp chiếu, chờ xử lý phương án khác. Sau một số biện pháp kỹ thuật máy bơm đã vận hành lên nước bình thường đem lại niềm tin cho nhà trường về tương lai thành công của dự án. Sau khoảng 01 tháng, khi vận hành trạm bơm trở lại thì máy bơm ban đầu lên nước đầy ống xả sau đó giảm dần, chảy sủi bọt và chỉ còn nửa vời. Tác giả đã trực tiếp đến hiện trường xử lý kĩ thuật đảm bảo máy bơm làm việc ổn định từ tháng 9 – 2013 đến nay, phục vụ tốt các kế hoạch nuôi trồng thủy sản ở các ao nuôi của nhà trường.

Qua kiểm tra thực tế tại trạm bơm nuôi trồng thủy sản Đại học Vinh, tác giả đã phát hiện ống hút của máy bơm ly tâm hút xa không đạt kích thước trong lòng D= 200mm mà chỉ đạt D= 170mm nên lưu lượng máy bơm không đạt như mong muốn.

Trên cơ sở thành công chế tạo và lắp đặt bơm ly tâm hút xa 200m ở Đại học Vinh, thành công các sản phẩm bơm ly tâm hút xa đã chế tạo và lắp đặt, tác giả đã đưa ra loại bơm ly tâm hút xa 200m có thông số thiết kế sau:

Danh mục bơm ly tâm hút xa 200m phục vụ nuôi trông thủy sản

Giải thích ký hiệu: -CHX chỉ bơm Hút Xa của tác giả tên Công

-200, 250,300...: Chỉ đường kính lối vào bơm , đơn vị đo mm

-11,15,33...: là công suất động cơ kéo bơm, đơn vị đo Kw

3. Ưu điểm sử dụng bơm ly tâm hút 200m phục vụ nuôi trồng thủy sản ven biển

- Bơm ly tâm hút xa được lắp đặt ở các trạm bơm hút nước biển nơi có chiều dài ống hút lớn L = 200m nên hạn chế các thiệt hại do nước biển, do sóng biển và bão cát phá hủy máy bơm.

- Do lắp đặt máy bơm cách xa mép nước biển 200m (lúc cạn nhất) nên bơm ly tâm hút xa sẽ không bị ngập nước khi thủy triều lên cao, bơm vẫn hút được nước khi thủy triều hạ thấp về mức cho phép.

- Do lắp đặt bơm cách xa mép nước biển 200m (lúc cạn nhất) nên có thể lắp bơm hút xa ở phía trong nội đô ven biển, bơm sẽ không bị sóng biển và bão cát phá hủy vào mùa mưa bão.

- Bơm ly tâm hút xa có trục ngắn dễ lắp ráp, sử dụng, sửa chữa, cánh quạt  ở trên cao nên không bị kẹt cánh quạt do bồi lắng cát trong buông bơm.

- Bơm ly tâm hút xa có sức hút chân không lớn [H_CK] = 8,0m, nên ống hút không bị tắc cát trong quá trình vận hành.

-  Bơm ly tâm hút xa có kết cấu nhà trạm đơn giản, giống như các trạm bơm nội đê bình thường, dễ thi công , giá thành xây dựng thấp, thi công nhanh phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta.

- Sử dụng bơm ly tâm hút xa của Viện có độ bền cao và ổn định, phần bơm được bảo hành từ 12 đến 36 tháng.

4. Cung cấp đồng bộ bơm ly tâm hút xa 200m và phụ kiện.

Bơm ly tâm hút xa 200 m là sản phẩm khoa học do Viện Khoa học Thủy lợi miền Trung và Tây Nguyên nghiên cứu chế tạo, bảo hành từ 12 đến 24 tháng. Viện tư vấn báo giá và cung cấp đồng bộ máy bơm, tủ điện, đường ống và phụ kiện, thuận lợi cho lắp ráp và bảo hành.

Thông tin chi tiết xin liên hệ trực tiếp tác giả đề tài:

TS. Trần Văn Công

Phó Viện trưởng Viện Khoa học Thủy lợi miền Trung và Tây Nguyên

Văn phòng bơm Hà Nội: 156- Phố Kim Hoa – Phường Phương Liên – Đống Đa – Hà Nội.

ĐT: 0934.361.914 – 04 3563 7410

Fax: 04 3572 0402