Chµo mõng ngµy thµnh lËp Trêng 01/4/1956-01/4/2007 HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN XẢ DẦU OIL DISCHARGE MONITOR AND CONTROL SYSTEM ThS NGUYỄN TIẾN DŨNG Khoa Điện - ĐTTB, Trường ĐHHH Tóm tắt : Bài báo giới thiệu đặc điểm, tính kỹ thuật hệ thống giám sát xả dầu khả ứng dụng tàu chở dầu đóng Việt Nam Abstract: This paper introduces the characteristic and feature of oil discharge monitoring and controlling system as well as its applied capacity on tankets newly-built in Vietnam ship building industry Giới thiệu Ngày nay, việc bảo vệ môi trường, bảo vệ môi trường biển mối quan tâm đặc biệt toàn giới Hệ thống giám sát xả dầu, hệ thống giám sát điều khiển lượng dầu xả biển theo đường nước rửa hầm hàng tàu chở dầu thiết kế để đáp ứng nhiệm vụ cấp bách Dựa vào việc xác định vị trí tàu nhờ GPS (Global Position System) tốc độ tàu (ship's log), qua việc đo lưu lượng nước xả mạn nồng độ dầu có nước mà hệ thống giám sát điều khiển lượng dầu xả biển hải lý hành trình thoả mãn yêu cầu nghị MEPC 108 IMO Ngồi ra, hệ thống cịn có khả tự kiểm tra báo hỏng nội ghi nhật ký định kỳ (thời gian lớn 10 phút) tất hỏng hóc xuất Cấu trúc hệ thống Một hãng hàng đầu thiết kế hệ thống VAF INSTRUMENTS B.V Hệ thống có cấu trúc sau lắp xuống tàu VINASHIN SEE (tàu chở dầu có trọng tải 13.500 DWT đóng C.T.Đ.T Bạch Đằng) : Khối MCU (Main Control Unit) đảm bảo hệ thống thực chế độ STANDBY, SET UP, FLUSH, IDLE, SAMPLE, AUTORMATIC WINDOW WASH, MANUAL WINDOW WASH, MANUAL FLUSH, SHUTDOWN, EXTRA SETUP, CLEAN BALLAST DISCHARGE nhờ việc sử dụng bàn phím LCD MCU xử lý tính tốn in nhật ký liệu số lít dầu xả biển hải lý hành trình, tổng số lít dầu xả biển chuyến hành trình, điều khiển van xả mạn theo nồng độ dầu có nước thải, nhờ việc tính tốn tín hiệu vào vị trí tàu, tốc độ tàu, nồng độ dầu có nước thải lưu lượng định mức bơm Tín hiệu vị trí tàu nhận từ GPS qua tin NMEA0183 với chuẩn truyền thông RS 422 MCU thiết kế để chấp nhận tín hiệu xung điện áp tương tự tín hiệu tốc độ tàu 100, 200 400 xung hải lý Khối EPU (Electro-pneumatic unit) cung cấp gió điều khiển chế độ lấy mẫu Đây nơi xử lý thông tin từ lấy mẫu tiếp nhận lệnh điều khiển từ MCU nhờ RS422 Khối EPU, ngồi việc điều khiển q trình tự động tay tráng rửa đường ống, tráng rửa cửa sổ lấy mẫu, lấy mẫu thử lấy mẫu nước xả cịn nơi xử lý tín hiệu dòng chảy lấy mẫu, nồng độ lấy mẫu, lưu lượng nước xả ngồi, kiểm tra hỏng hóc phần tử cảm biến để đưa MCU Bộ lấy mẫu SKID có hai đường nước vào, nước dùng để tráng rửa, thử nước lấy mẫu, áp lực phải đảm bảo từ 4-6 bar Bộ lấy mẫu, ngồi việc có khả tự bảo dưỡng theo chương trình, phải đo nồng độ dầu có nước với tốc độ dòng chảy lấy mẫu với trợ giúp bơm lấy mẫu v bm Tạp chí khoa học công nghệ hàng hải Số 9-4/2007 66 Chào mừng ngày thành lập Trường 01/4/1956-01/4/2007 Bộ đo lưu lượng nước xả mạn DPT (Differential pressure transmiter) với hai cửa vào đo chênh lệch áp suất đoạn ống xả, qua khuyếch đại khí xử lý điện, tín hiệu tỷ lệ với lưu lượng xả mạn Các tham số DPT cập nhật tự động đặt tay Hình : Sơ đồ cấu trúc hệ thống giám sát xả dầu Đặc điểm hệ thống Hệ thống giám sát điều khiển xả dầu hệ thống có tính đặc biệt thoả mãn yêu cầu IMO vấn đề bảo vệ mơi trường biển, có tính giám sát hành vi người vận hành Hệ thống có kết cấu gọn nhẹ, đa tính chặt chẽ nhờ sử dụng kỹ thuật vi xử lý kỹ thuật truyền thơng Đây hệ thống điện - khí - thuỷ lực, để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, thông số thời gian đáp ứng giám sát không 4s, thời gian đáp ứng lấy mẫu không 36s tổng thời gian đáp ứng hệ thống không 40s, sở để tính chiều dài tối đa đường ống lấy mẫu sau : Lmax T3 Q , Trong A 60 60 T3 : thời gian đáp ứng hệ thống; h Q : lưu lượng lấy mẫu m ; A : tiết diện ống lấy mẫu m Với thiết kế hệ thống, tiết diện ống lấy mẫu h 0.5 m 1.33 10 4 m ; lưu lượng lấy mẫu ; chiều dài lớn ống lấy mẫu : Lmax 36 0.5 37.5 m 1.33 104 60 60 Để đảm bảo hệ thống có tính ứng dụng cao, đo có dải làm việc rộng sau : T¹p chÝ khoa học công nghệ hàng hải Số 9-4/2007 67 Chào mừng ngµy thµnh lËp Trêng 01/4/1956-01/4/2007 - Bộ DPT cho tín hiệu chuẩn từ 4-20mA phù hợp với bơm có lưu lượng định mức từ 1-32000 (T/h) - Hệ số đo lưu lượng lấy mẫu thay đổi phù hợp với thực tế Như hệ thống yêu cầu, đặt 3081 (pulse/lite) - Hệ số đo nồng độ dầu lấy mẫu thay đổi phù hợp với thực tế Như hệ thống yêu cầu, đặt 550 - Hệ số Ship's log đặt 100, 200, 400 (pulse/nm) - Lượng dầu xả biển MCU tính toán sau : R R : lượng dầu xả biển litres nm C Q , : V 1000 ; C: nồng độ dầu nước (ppm); h Q : lưu lượng xả mạn m ; V : vận tốc tầu (Knots) Và tổng lượng dầu xả chuyến : OD R V T litres , : OD : tổng lượng dầu xả (litres); T : thời gian xả Kết luận Hệ thống giám sát xả dầu hãng VAF INSTRUMENTS B.V DNV, CCS, ABS, NK chấp nhận lắp ráp tàu biển, cơng cụ đắc lực giúp quan chức giám sát xả dầu, góp phần hạn chế nhiễm môi trường biển, hệ thống mà IMO bắt buộc phải lắp xuống tàu biển Qua phân tích đặc điểm tính kỹ thuật hệ thống ta thấy rõ tính ưu việt kỹ thuật vi xử lý, vi điều khiển, truyền thông ứng dụng mạnh mẽ tàu biển thời gian gần Định hướng nghiên cứu thiết kế, ứng dụng sử dụng kỹ thuật vi xử lý, vi điều khiển truyền thông điều cần thiết TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Oil discharge monitor and control system technical manual - 2005 [2] Tiêu chuẩn định hình thiết bị điện tàu thuỷ - Tổng cơng ty Công nghiệp Tàu thuỷ Việt Nam - 2003 [3] Hồ sơ kỹ thuật đóng phần điện tàu VINASHIN SEE - TCTC Đóng tàu Bạch Đằng 2006 Người phản biện: ThS Kiu ỡnh Bỡnh Tạp chí khoa học công nghệ hàng hải Số 9-4/2007 68