Tài liệu Luận văn tốt nghiệp - Đề tài: " Thiết kế hệ thống động lực tàu dầu 6500 tấn lắp 01 máy chính G8300ZC32B, công suất 2427(cv), vòng quay 615 (v/p) " - Chương 1 và 2 ppt

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. TỔNG QUAN VỀ TÀU 1.1.1. Loại tàu Tàu dầu sức chở 6500 tấn là loại tàu vỏ thép, có mũi quả lê. Ca bin, buồng nghi khí và khoang máy được lắp đặt ở phía lái. Phần vỏ chính của tàu dưới boong chính được chia cách bởi các vách ngang, vách dọc thành các khoang, các khu vực sau: - Phía hướng lái của tàu được dùng làm buồng máy lái, các két nứơc ngọt, khoang cách ly, và khoang dầu nặng. - Phần lái: được lằp đặt ở buồng máy lái,các két nước ngọt, khoang cách ly và két dầu F.O. - Khu vực buồng máy: được bố trí lắp đặt các thiết bị nâng chính, các bệ sàn máy phụ, buồng điều khiển máy, xưởng sửa chữa và kho chứa.v.v… Két dầu trực nhật, két phục vụ và két lắng dầu bôi trơn được bố trí lắp đặt ở vị trí thích hợp. Đáy đôi gồm két lắng dầu bôi trơn, két dàu Diesel, két dầu bẩn và các két cần thiết khác. - Khu vực hàng: có kết cấu vỏ thép, đáy đôi và 11 két hàng, 01 két nước bẩn, 12 két nước ballatst, 01 két nước ngọt. - Phần hướng mũi: két mũi, hầm xích neo, kho thuỷ thủ trưởng, các kho cần thiết khác, buồng chân vịt mũi được bố trí lắp đặt ở phần mũi tàu. Tàu được thiết kế để chở những hàng cùng với các cơ cấu kết cấu của tàu Bao gồm: Các sản phẩm từ dầu Các hoá chất, IMO loại II và III bao gồm hàng độc hại Các hoà chất, các hàng không phân hoá theo IMO Rau, dầu cá và dầu động vật 9 Các hàng chất lỏng sẽ được chở miễn là sự độc hại, khả năng phản ứng, khả năng gây cháy, áp suất hơi, nhiệt độ, sự chống cự với vật liệu két và các vật chất khác trong phạm vi giới hạn cho phép. 1.1.2. Vùng hoạt động Vùng hoạt động của tàu: Không hạn chế Tàu dầu 6500 DWT được thiết kế thỏa mãn cấp không hạn chế theo quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép của Việt Nam. 1.1.3. Cấp thiết kế Các quy phạm sau sẽ được áp dụng bao gồm cả các thông tư có hiệu lực tại ngày ký kết hợp đồng - Những quy phạm của Đăng Kiểm - Quy phạm hàng hải của nước đăng ký - Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển 1974 với nghị định thư 1978,và sủa đổi 1981, 1983 (GMDSS) sửa đổi 1988, 1989, 1990, 1991, 1992, 1996, 1998 và 2000. - Công ước quốc tế về ô nhiễm môi trường, MARPAL 1973, với nghị định thư 1978, gồm các phần sửa đổi I, II, IV, V. - Quy định IBC, quy định quốc tế về kết cấu và thiết bị của tàu chở hàng hoá chất nguy hiểm với các sửa đổi - Công ước quốc tế về việc xếp dỡ hàng 1966 với các sửa đổi 1971, 1975, 1989. - Công ước quốc tế về đo dung tích tàu (london 1969) - Quy định quốc tế về thông tin liên lạc và truyền thanh 1976, 1979, 1983 với các quy định GMDSS. - Công ước quốc tế về sự ngăn chặn va chạm trên biển 1972 và bản sửa đổi 1981. 10 - Quy phạm USCG (ô nhiễm dầu và vệ sinh) đối với tàu mang cờ hiệu nước ngoài. - Nghị định thư về mớn nước của ISO số 6954, 1984(E) giới hạn độ rung động trên tàu. - Quy định của IMO A.468, 1981 về mức ồn trên tàu 1.1.4. Các thông số cơ bản phần vỏ tàu - Chiều dài toàn bộ: L max = 110 m - Chiều dài giữa hai đường vuông góc: L pp = 102 m - Chiều rộng thiết kế: B = 18.2 m - Chiều cao mạn: D = 8.75 m - Mớn nước thiết kế: T = 6.70 m - Mớn nước kích thước tiết diện cơ cấu: 6.8 m - Hệ số béo thể tích C B = 0,68 - Lượng chiếm nước Disp = 9020 tons 1.1.5. Hệ động lực chính - Máy chính G 8300ZC32B - Số lượng 01 bộ - Công suất tối đa H = 2427 kW - Vòng quay tại công suất tối đa n = 630 RPM - Kiểu truyền động Hộp số - Chong chóng Định bước 1.1.6. Quy phạm áp dụng QCVN 21- 2010/BGTVT – Quy phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép 2010. 11 1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC 1.2.1. Bố trí buồng máy Buồng máy được bố trí từ sườn số 8 (Sn08) đến sườn 32 (Sn32). Trong buồng máy lắp đặt 01 máy chính và các thiết bị phục vụ hệ thống động lực, hệ thống ống toàn tàu. Điều khiển các thiết bị được thực hiện tại chỗ trong buồng máy hoặc từ xa trên buồng lái. Một số bơm chuyên dụng có thể điều khiển từ xa trên boong chính như bơm vận chuyển dầu đốt, bơm nước vệ sinh, sinh hoạt, các quạt thông gió… 1.2.2. Máy chính Máy chính được thiết kế và sản xuất dựa trên quy định chung của ngành hàng hải và nguyên tắc của đăng kiểm. Vật liệu và thiết bị cho máy được sản xuất và các thiết bị van, ống, bích, bulông, êcu, thiết bị đo v.v.được cấp theo đúng tiêu chuẩn công nghiệp của Hàn Quốc và của nhà máy đóng tàu. Máy mang ký hiệu G_8300ZC32B Trung Quốc - Số lượng :01 bộ - Công suất tối đa :2427 (kW) - Vòng quay tại công suất tối đa :630 (RPM) - Dầu nhiên liệu (F.O) :3500 sec R.W.No.1 ở 100 o F - Suất (lượng) tiêu hao nhiên liệu :195g/HP.h + 3% (trị số calo thấp 10200 kcal/kg) - Hệ thống khởi động :khởi động bằng khí nén - Hệ thống đảo chiều :đảo chiều trực tiếp - Khởi động và dừng : Bên cạnh máy, trong buồng điều khiển máy, trên buông lái 12 - Hệ thống điều khiển tốc độ :trên buồng lái, buồng điều khiển máy - Hệ thống làm mát :làm mát bằng nước biển 2 vòng tuần hoàn. Làm mát Piston bằng dậu nhờn (L.O) Loại: Động cơ Diesel tàu thuỷ 4 kỳ, tác dụng đơn, piston một hàng thẳng đứng, một tuabin tăng áp và một bầu làm mát không khí (sinh hàn gió). 1.2.2.1. Thông số cơ bản của máy chính – Số lượng: 01 – Kiểu máy: G_830ZC32B – Nước sản xuất: Trung Quốc – Công suất định mức, [H]: 2427/3800 kW/hp – Vòng quay định mức, [N]: 630 rpm – Số kỳ, [τ]: 4` – Số xy-lanh, [Z]: 8 – Khối lượng động cơ [G] 23000 kg – Chiều dài bao lớn nhất [Le] 6278 mm – Suất tiêu hao nhiên liệu: 195 g/kWh _Hộp số :1 bộ +Kiểu hộp số : MG52-59 +Nước sản xuất : Trung Quốc +Tỷ số truyền ( i = 2,9196 : 1 ) 1.2.2.2. Thiết bị kèm theo máy chính - Bơm LO bôi trơn máy chính :02 cụm - Bơm nước ngọt làm mát :01 cụm - Bơm nước biển làm mát :01 cụm 13 - Bơm làm mát dầu nhờn :01 cụm - Bầu làm mát nước ngọt :01 cụm - Bầu làm mát dầu :01 cụm - Bơm tay LO trước khởi động :01 cụm - Các bầu lọc :01 cụm - Bơm chuyển nhiên liệu thấp áp :01 cụm - Binh chứa khí nén khởi động :02 bình - Bầu tiêu âm :01 cụm - Ống bù hoà giãn nở :01 đoạn 1.2.2.3. Diesel lai máy phát Loại động cơ 4 thì, tác dụng đơn, piston thẳng đứng, làm mát bằng nước, khởi động bằng khí nén, tăng áp bằng tuabin khí xả và làm mát không khí nạp bằng sinh hàn gió. - Số lượng :03 bộ - Công suất :600HPx1200RPM - Dầu nhiên liệu :3500secR.W.No.1tại 100 o C - Bơm dầu F.O (dẫn động bằng động cơ :01 bộ - Điều khiển từ xa: trong buông điều khiển và cục bộ bên máy - Khởi động : khí nén - Làm mát bằng nước biển. Phụ kiện cho mỗi máy - Bơm L.O (dẫn động bằng động cơ) :01 bộ - Sinh hàn L.O :01 bộ - Tuabin tăng áp :01 bộ - Bơm nước ngọt làm mát (dẫn động bằng động cơ) :01 bộ - Sinh hàn nước ngọt: :01 bộ - Bộ điều tốc với động cơ :01 bộ Các thiết bị cần thiết khác cho máy phát theo tiêu chuẩn của nhà chế tạo 14 1.2.2.4. Máy phát điện Máy phát điện chính nối với đông cơ Diêsel sẽ được thiết kế và lắp đặt để đảm bảo đủ tải điện cho các hoạt động của tàu trong khi chạy trên biển dưới điều kiện môi trường như những tiêu chuẩn/gợi ý của nhà sản xuất, để đáp ứng yêu cầu của đăng kiểm. Các yếu tố chi tiết để xác định công suất của máy phát xem nó có thích hợp hay không sẽ dựa trên bảng tính chi tiết cân bằng tải điện. Máy phát diêsel sẽ có đủ công suất để chạy song song (hoà đồng bộ). Máy được nối trực tiếp với máy phát trên bệ chung và được giữ chặt trên bệ bằng tấm căn nhựa tổng hợp. Máy phát: - Loại: không thấm nước, kín nước, tự thông gió, IP23. - Số lượng: 3 bộ - Công suất: 400 kW, dòng điện xoay chiều 450 V, 3 pha, tần số 60 Hz, vòng quay 1200 RPM 1.2.2.5. Thiết bị kèm theo tổ máy phát điện – Bơm LO bôi trơn máy 01 cụm – Bơm nước ngọt làm mát 01 cụm – Bơm nước biển làm mát 01 cụm – Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm – Bầu làm mát nước ngọt 01 cụm – Máy phát điện một chiều 01 cụm – Mô-tơ điện khởi động 01 cụm – Các bầu lọc 01 cụm – Bầu tiêu âm 01 cụm – Ống bù hòa giãn nở 01 cụm 15 1.2.2.6. Tổ máy phát điện sự cố - Loại: động cơ diêsel 4 thì, làm mát bằng không khí - Số lượng :01 bộ - Công suất :khoảng 158HP x 1800RPM x 131kVA - Dòng điện xoay chiều 450 V, 3 pha, tần số 60Hz - Khởi động bằng ắc quy và bằng tay - Loại dầu : DO 1.3.CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC KHÁC 1.3.1. Dung tích các két – Két nhiên liệu dự trữ HFO: 400 m 3 – Két nhiên liệu dự trữ DO: 150 m 3 – Két dầu lắng F.O: 8 m 3 – Két dầu lắng D.O: 5 m 3 – Két dầu F.O trực nhật: 12 m 3 – Két dầu D.O trực nhật: 9 m 3 – Két dầu bẩn F.O: 3 m 3 – Dung tích két dầu bẩn D.O: 1 m 3 – Két dầu dự trữ bôi trơn LO: 16 m 3 –Két dầu nhờn tuần hoàn L.O 8,5 m 3 – Két dầu bôi trơn xilanh 4 m 3 – Két giãn nở nước ngọt: 0,9 m 3 1.3.2. Tổ bơm 1.3.2.1. Bơm nước biển làm mát máy chính –Số lượng: 01 –Kiểu: M.V.C –Lưu lượng: 160 m3/h 16 –Cột áp: 20 m –Kiểu động cơ điện: AC, 3 pha –Công suất động cơ điện: 45 kW – –Tần số: 60 Hz –Điện áp: 440 V –Vòng quay động cơ: 1800 rpm 1.3.2.2. Bơm nước ngọt làm mát máy chính –Số lượng: 02 –Kiểu: M.V.C –Lưu lượng: 60 m3/h –Cột áp: 20 m –Kiểu động cơ điện: AC, 3 pha –Công suất động cơ điện: 25 kW –Tần số: 60 Hz –Điện áp: 440 V –Vòng quay động cơ: 1800 rpm 1.3.2.3. Bơm nước ngọt làm mát máy chính –Số lượng: 02 –Kiểu: M.V.C –Lưu lượng: 60 m3/h –Cột áp: 20 m –Kiểu động cơ điện: AC, 3 pha –Công suất động cơ điện: 25 kW –Tần số: 60 Hz –Điện áp: 440 V 17 –Vòng quay động cơ: 1800 rpm 1.3.2.4. Bơm nước ngọt làm mát máy phụ –Số lượng: 02 –Kiểu: M.V.C –Lưu lượng: 110 m3/h –Cột áp: 0,25 MPa –Kiểu động cơ điện: AC, 3 pha –Công suất động cơ điện: 25 kW –Tần số: 60 Hz –Điện áp: 440 V –Vòng quay động cơ: 1800 rpm 1.3.2.5. Bơm dầu nhờn tuần hoàn –Số lượng: 02 –Kiểu: M.G.V –Lưu lượng: 60 m3/h –Cột áp: 3,9 kG/cm 2 –Kiểu động cơ điện: AC, 3 pha –Công suất động cơ điện: 30 kW –Tần số: 60 Hz –Điện áp: 440 V –Vòng quay động cơ: 1800 rpm 1.3.2.6. Bơm vận chuyển dầu đốt H.F.O – Số lượng: 01 – Kiểu: M.H.V 18 [...]... ϕ ) theo đồ thị Hệ số hình dạng Cho một X1 Hiệu đường trục chỉnh chiều dài tàu λ Hệ số tính theo Pamiel C0 Công suất kéo EPS, (hp) Sức cản toàn phần Rt, (kG) Kết quả 10 11 12 13 5 ,14 5,66 6 ,17 6,78 0,68 0,68 0,68 0,68 9 020 9 020 9 020 9 020 1, 21 3 1, 21 3 1, 21 3 1, 21 3 1, 09 1, 20 1, 309 1, 417 99 95 91 89 1 1 1 1 1, 093 1, 093 1, 093 94,3 90.3 88,3 16 92, 24 22 00 ,26 λ = 0,7 + 0,03 L 1, 093 C0 = C pλ X1 ϕ EPS = Rt =... LC 0 75 EPS V 98 ,2 900, 523 12 48 ,16 7 13 139,9 16 539,3 20 570 ,1 24 339 ,1 2 1 7 6 29 2 .1. 4 Đồ thị R–v, EPS–v R ( Kg) EPS (cv) 25 00 25 000 21 8 75 20 000 20 00 18 63 R 15 00 15 000 EPS 10 000 10 00 5000 500 10 Hình 2 -1 : 11 12 Đồ thị R–v và EPS–v 30 13 2. 2 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ TỐC ĐỘ TÀU CHO THIẾT KẾ CHONG CHÓNG – Công suất của máy chính Ne = 3300 (hp) – Chọn hiệu suất chong chóng ηp = 0,64 – Chọn hiệu suất đường trục ηt... toàn bộ - Chiều dài giữa hai đường vuông góc - Chiều rộng B = 18 .2 m - Chiều cao mạn D = 8.75 m - Mớn nước thiết kế T = 6.70 m - Máy chính G 8300ZC32B - Số lượng 01 bộ - Công suất tối đa H = 24 27 kW - Vòng quay tại công suất tối đa n = 630 RPM - Tỷ số truyền i = 2, 919 6 : 1 - Số vòng quay chong chóng np = 21 6 RPM 2 .1. 2 Công thức Pamiel Lmax = 11 0 m Lpp = 10 2 m 2 .1. 2 .1 Phạm vi áp dụng của Pamiel № 1 Tàu. .. = v.( 1 - ψ ) m/s 3,95 4,35 4,85 5 Lực đẩy chong chóng(P) P= kG 2 613 5 2 613 5 2 613 5 0,53 0,58 0,63 6 Hệ số lực mômen( kn' ) đẩy phần trên theo ' kn = Pe 1 t vp n 4 ρ P 41 4 21 7 58 5 ,13 2 61 35 0,68 7 8 Độ trượt tương đối( λ p ) ' λ p = f (kn ) 0, 324 0,359 0,33 0,34 0,378 3 ,28 3, 32 3,48 3,55 0 ,15 0 ,13 0 , 12 0 ,11 0, 625 0, 623 0,6 0, 52 0,56 0,68 0,63 0,58 0, 61 0,7 42 0,69 Cv 3094 322 7 29 68 % 5,7 9,8 1, 9 Giá... hút 1 bộ Bơm cất 1 bộ Hâm nóng Hệ thống nước ngọt tuần hoàn máy chính 1. 3.3 . 12 Điều hòa buồng điều khiển máy Loại Hộp R404A trực tiếp giãn nở, làm mát bằng nước biển 24 Số lượng 1 bộ Công suất 12 ,000 Kcal/h 1. 3.4 Bầu lọc và thiết bị đo lưu lượng 1. 3.4 .1 Bầu lọc Bầu lọc F.O cho máy chính và máy phụ Số lượng 1 bộ cho mỗi máy Loại tự động làm sạch và kiểm tra Bầu lọc L.O máy chính Số lượng 1 bộ Loại tự động. .. 1 bộ Công suất 10 00 l x 30 kG/cm2 1. 3.3.6 Bộ sấy không khí Loại được làm lạnh Số lượng 1 bộ Công suất 40 m3/h x 8 Kg/cm2 22 1. 3.3.7 Hệ thống lọc dầu 1. 3 .2. 7 .1 Giới thiệu chung Máy lọc dầu được lắp đặt để lọc dầu (F.O), dầu bôi trơn (L.O) cho máy chính, máy đèn trong buồng máy Một bộ máy lọc H.F.O sẽ được sử dụng như máy lọc D.O Các máy lọc sẽ được lắp đủ công suất hút từ két lắng F.O và két lắng L.O... chuyển động tịnh tiến của tàu xét về mặt lực đẩy Hệ số hút được tính theo công thức Papmiel: t = 0,7ψ = 0,7.0 ,23 3 t = 0 ,16 3 2. 3.5.3 Xác định lực đẩy cần thiết của chong chóng(P) R P P = x (1 − t ) = e 1 t Trong đó: - Pe = R là lực đẩy có ích của chong chóng x - R = 21 8 75 (kG) là sức cản của tàu - x = 1 là số lượng chong chóng - t = 0 ,16 3 là hệ số hút Vậy ta có: 21 8 75 P = 1. (1 − 0 ,16 3) = 2 613 5 (kG) 35 2. 3.6... 0,68 .10 2 .18 ,2. 6,7=8457,76(m3) V là thể tích ngâm nước của tàu + D = 4,69 m là đường kính sơ bộ của chong chóng + Fr = Trong đó: - v là chuẩn đồng dạng động học g L v = 6, 32 m/s là vận tốc tiến của tàu + g = 9. 81 m/ s 2 là gia tốc trọng trường + L = 10 2 m là chiều dài thiết kế của tàu Vậy: 6, 32 Fr = 9, 81. 1 02 = 0 ,20 3 Vậy: ψ = 0 ,16 5 δ x ψ = 0 ,16 5 0, 6 81 3 V - 0 ,1( Fr – 0 ,2 ) D 3 8457, 76 - 0 ,1( 0 ,20 3... Hệ thống điều khiển an toàn 1. 3.3.4 Máy nén khí Máy nén khí chính: –Loại máy nén 2 cấp, dẫn động bằng động cơ điện, làm mát bằng không khí –Số lượng 2 bộ Công suất 80 m3/h x 30 kG/cm2 21 Thiết bị khởi động và dừng tự động được lắp cho máy nén khí chính được kích hoạt bằng áp lực của chai gió chính –Một nguồn điện của máy nén khí được cấp từ máy phát sự cố Máy nén khí phụ: – Loại dẫn động bằng động. .. đôi 1. 3 .2. 7 .2 Máy lọc dầu H.F.O Loại máy lọc li tâm, tự làm sạch, hoạt động tự động Số lượng Công suất 2 bộ 1, 750 l/h tại 3500 sec R.W No1 ở 10 0 0C Bơm cấp loại gắn liền trên thiết bị Một bộ máy lọc dầu H.F.O sẽ được dùng như máy lọc dầu D.O Phụ kiện được cung cấp theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất 1. 3 .2. 7 .2 Máy lọc dầu L.O Loại máy lọc ly tâm, tự làm sạch, điều khiển tự động Số lượng 2 bộ Công suất 1, 650 . 0,68 - Lượng chiếm nước Disp = 9 020 tons 1. 1.5. Hệ động lực chính - Máy chính G 8300ZC32B - Số lượng 01 bộ - Công suất tối đa H = 24 27 kW - Vòng quay tại công. Mớn nước thiết kế T = 6.70 m - Máy chính G 8300ZC32B - Số lượng 01 bộ - Công suất tối đa H = 24 27 kW - Vòng quay tại công suất tối đa n = 630 RPM - Tỷ số