Chương 1 : Giới thiệu chung 1.1.Giới thiệu chung về tàu 1.1.1.Loại tàu, công dụng Tàu dầu sức chở 104.000 tấn là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang. Tàu chở dầu với phòng máy và khu vực sinh hoạt ở phía sau, phần còn lại được bổ trí các khoang chứa dầu. Các lọai hàng: dầu thô và các sản phẩm dầu khí (đen và trắng) và mốt số loại hóa chất. Ba loại hàng có sự phân biệt có thể được vận chuyển đồng thời.
Trang 1MỤC LỤC
Đề mục trang
Chương 1: Giới thiệu chung………
1.1 giới thiệu chung về tàu………
1.1.1 Loại tàu, công dụng………
1.1.2 Vùng hoạt động………
1.1.3 Cấp thiết kế………
1.1.4 Các thông số cơ bản phần vỏ tàu………
1.1.5 Hệ động lực chính………
1.1.6 Quy phạm áp dụng………
1.2.Chức năng, yêu cầu,của hệ thông………
1.3 Những quy định,quy phạm liên quan đến hệ thống………
Chương 2: Tính toán thiết kế hệ thông………
2.1 Nguyên lý hoạt động………
2.2 Tính toán các thiết bị và xây dựng hệ thống………
2.2.1 Tính toán két………
2.2.1.1.Két dự trữ nhiên liệu………
2.2.1.2 Két chứa dầu diesel………
2.2.1.3 Két nhiên liệu trực nhật………
2.2.1.4 Két dầu tràn………
2.2.2 Tính toán bơm………
2.2.2.1 Bơm trực nhật………
2.2.2.2 bơm vận chuyển nhiên liệu………
2.2.3 Tính toán đường ống………
Chương 3:Kết luận……….
3.1.Thống kê trang bị………
3.2 Thống kê van………
Trang 2Đề tài
TÍNH TOÁN LỰA CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN DẦU ĐỐT TÀU DẦU 104000 TẤN
*Tài liệu tham khảo:
1 Thiết kế trang trí động lực tàu thủy.
Tác giả: Đặng Hộ – Nhà xuất bản Giao thông vận tải 1986
3 Sổ tay kĩ thuật đóng tàu.
4 Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép - Phần máy tàu.
Đăng kiểm Việt Nam – Hà Nội 2003.
7 Quy phạm phân cấp tàu biển vỏ thép 2003
8 Tiêu chuẩn Việt Nam 6259 - 3:1997
Chương 1 : Giới thiệu chung 1.1.Giới thiệu chung về tàu
1.1.1.Loại tàu, công dụng
Tàu dầu sức chở 104.000 tấn là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang Tàu chở dầu với phòng máy và khu vực sinh hoạt ở phía sau, phần còn lại được bổ trí các khoang chứa dầu
Các lọai hàng: dầu thô và các sản phẩm dầu khí (đen và trắng) và mốt số loại hóa chất Ba loại hàng có sự phân biệt có thể được vận chuyển đồng thời
1.1.2.Vùng hoạt động
Không bị giới hạn: trên toàn thế giới trong điều kiện môi trương xung quanh acc để yêu cầu lớp aplicable hoặc được yêu cầu dưới đây:
Hướng dẫn: Mùa hè: Không khí 45 độ C
Nước 32 độ C
Mùa đông: Không khí -10 độ C
Nước 5 độ C
1.1.3.Cấp thiết kế
Tàu chở dầu 104.000 tấn được thiết kế thoả mãncác yêu cầu của Quy tắc ABS cho các lớp sau đây
Trang 3+ A1 (E), "DẦU CARRIER"; SH; + AMS; + ACCU
với ký hiệu VEC
Con tàu được xây dựng cho "Kiểm tra dưới nước Liêu của Drydocking" (UWILD)
và "Hệ thống khí trơ"
1.1.4.Các thông số cơ bản phần vỏ tàu
1.1.5.Hệ động lực chính
Con tàu này sẽ được trang bị với một tốc độ chậm, động cơ đảo ngược diesel loại 6S60 MC-C
CMCR - 13.560 KW ở 105 RPM
Cùng với chân vịt cố định
Vỏ hệ thống đẩy đảm bảo tốc độ trung bình của tàu trong điều kiện thử nghiệm như sau:
Abt 15,3 kn MCR - 13.560 kW ở 105 RPM
Abt 14,9 kn MCR - 12.200 kW 102 RPM
Abt 15,0 kn NCR - 12.200 kW 102 RPM
1.1.6.Quy phạm áp dụng
Của tàu thiết kế, xây dựng và vỏ thực hiện sau mới nhất (có hiệu lực trong ngày ký hợp đồng) quốc gia và quốc tế quy định:
- Hàng hải Việt Nam Nội quy (đối với lá cờ Việt Nam)
- Công ước quốc tế về an toàn của cuộc sống trên biển, năm 1974, bao gồm Nghị định thư năm 1978 đã được sửa đổi
Trang 4- Ước quốc tế về dòng tải năm 1966, được sửa đổi
- Công ước quốc tế về đo dung tích tàu biển năm 1969
- Công ước quốc tế để ngăn ngừa ô nhiễm từ tàu biển năm 1973 đã được sửa đổi và Nghị định thư năm 1978
- Công ước về Quy chế quốc tế phòng ngừa đâm va trên biển năm 1972 đã được sửa đổi
- Viễn thông Quốc tế và Quy chế thanh, 1974, 1982 và sửa đổi
USCG Nội quy và Quy định đối với tàu biển nước ngoài hoạt động trong các Waters điều hướng của Hoa Kỳ (Xuất bản # 515),
- OPA90 Nội quy và Quy chế áp dụng đối với loại tàu cho tàu nước ngoài
- Kênh đào Suez Navigation Nội quy, bao gồm cả đo lường trọng tải
- OCIMF, và công ty dầu khí khuyến nghị mới nhất cho đa tạp chở dầu và Thiết bị hội (bao gồm cả các ống dẫn hơi)
- OCIMF và công ty dầu khí mới nhất của các khuyến nghị và yêu cầu cho các thiết bị sử dụng trong việc neo tàu tại phao neo điểm duy nhất
- Hướng dẫn tiêu chuẩn ISO 6954 cho các mức độ rung trong nhà ở
- Mã số trên trình độ tiếng ồn trên tàu Hội đồng quản trị IMO Res 468
- IMO Nghị quyết A272 đã được sửa đổi theo Nghị quyết A.330 (IX) về tiếp cận an toàn và làm việc trong dằn lớn và két hàng
- Nghị quyết IMO MSC.35 (63) thông qua Hướng dẫn sắp xếp kéo khẩn cấp trên tàu chở dầu
1.2.Chức năng, nhiệm vụ, yêu cầu của hệ thống
Hệ thống vận chuyển dầu đốt có nhiệm vụ dự trữ và cung cấp dầu đốt,đảm bảo cho trang trí động lực làm việc trong suốt thời gian hành trình
Trang 5 Dự trữ và cung cấp dầu đốt đảm bảo cho hệ động lực làm việc bình thường trong suốt thời gian hành trình qui định
Hệ thống vận chuyển dầu đốt có quan hệ mật thiết với động cơ và loại nhiên liệu sử dụng do đó hệ thống có một số chức năng nhất định sau:
Cấp nhiên liệu: đưa nhiên liệu từ các kho trên bờ xuống tàu hoặc từ các phương tiện khác sang
Dự trữ dầu đốt: dự trữ dầu đốt trong các khoang két, bể chứa, đáy đôi trên tàu
Vận chuyển và cung cấp dầu đốt: vận chuyển dầu từ các khoang, két này đến khoang, két khác, cung cấp nhiên liệu cho động cơ và các thiết bị tiêu thụ
Lọc dầu: hâm nóng, phân ly, và lọc sạch các tạp chất cơ học, nước ra khỏi dầu
Ghi số lượng: đo, kiểm tra mức dầu dự trữ và lượng dầu tiêu thụ
Vấn đề an toàn: thông hơi, phòng hoả hoạn, cháy nổ trong hệ thống
Đảm bảo môi trường: gom dầu bẩn, dầu thải về két chứa dầu riêng
Ngoài ra, tuỳ thuộc vào động cơ, loại nhiên liệu sử dụng và yêu cầu, công dụng của trang trí động lực của từng loại tàu mà còn có thêm các yêu cầu khác
1.3 những quy định, quy phạm liên quan đến hệ thống
* Để đảm bảo các chức năng nhiệm vụ như trên, hệ thống nhiên liệu phải đảm bảo được các yêu cầu cơ bản sau đây:
Hệ thống nhiên liệu phải đảm bảo cho động cơ làm việc liên tục bình thường trong mọi trường hợp khai thác của tàu Lúc lắc ngang 150 và chúi dọc 50, các thiết bị của hệ thống vẫn đảm bảo cung cấp đầy đủ nhiên liệu cho động cơ và các thiết bị tiêu thụ hoạt động lâu dài
Tất cả các két nhiên liệu, các đường ống dẫn nhiên liệu không được
bố trí phía trên ống dẫn khí xả, cạnh bầu tiêu âm của động cơ, trên bảng phân phối điện phía dưới buồng ngủ Nếu đường ống dẫn nhiên liệu buộc phải bố trí qua buồng ngủ thì phải là ống liền.Tuyệt đối
Trang 6không bố trí các ống nhiên liệu đi qua các két nước ngọt dùng cho sinh hoạt, két nước nồi hơi Các đường ống và các van phải được bố trí sao cho dễ kiểm tra
Nhiên liệu thường được chứa trong các khoang két, không gian đáy đôi Giữa các khoang két phải có van thông, van chặn, phải lắp các cửa ngăn thao tác được
Tất cả các khoang két phải đều có ống dẫn, ống tràn, thiết bị đo và kiểm tra, ống thông hơi, ống xả nhiên liệu Tiết diện của ống tràn phải lớn hơn hoặc bằng ống nạp
Với ống thông hơi, trong bất kì trường hợp nào đường kính ống cũng không được nhỏ hơn 50 mm Đầu ống thông hơi được dẫn lên boong
hở tại nơi thông gió tốt nhất
Hệ thống phải có các ống nạp, phải lắp thiết bị cách li và bao ống, đồng thời được đậy kín nắp khi đã đầy nhiên liệu Trên đường ống nạp nên lắp kính quan sát để theo dõi việc nạp nhiên liệu
Đối với các ống xả nhiên liệu, phải có đường kính không được nhỏ hơn 25mm, có lắp van xả, nhiên liệu xả phải được đưa về két dầu bẩn
Trong hệ thống ngoài cụm van thao tác, bơm cấp, và bơm vận chuyển nhiên liệu phải có thiết bị điều khiển ở trên boong hoặc điều khiển từ
xa
Giữa các két, khoang nhiên liệu phải có khả năng thông với nhau và
có van cấp hoặc ngừng cấp nhiên liệu cho hệ thống
Với hệ thống động lực có nhiều động cơ, tốt nhất là mỗi động cơ có một hệ thống cung cấp nhiên liệu độc lập nhưng vẫn có sự liên động lẫn nhau
Hệ thống phải đựơc trang bị hệ thống phân ly, lọc sạch nhiên liệu trong các trường hợp sau:
Có cấp thiết kế không hạn chế
Nhiên liệu dự trữ chưa qua phân ly
Nhiên liệu được dự trữ trong các khoang có thể được dùng làm khoang dằn hoặc đáy đôi
* Đối với hệ thống sử dụng nhiên liệu nặng còn phải có thêm các thiết bị sau:
Trang 7Bộ hâm nhiệt, thiết bị gia nhiệt cho nhiên liệu.
Phải dùng hai máy phân ly ghép nối tiếp hoặc phải sử dụng máy phân ly có khả năng lọc sạch được tạp chất cơ học và nước trong nhiên liệu
Lượng nhiên liệu nhẹ trong hệ thống được dự trữ 20% tổng lượng nhiên liệu dự trữ
Nếu dùng hơi bão hoà được hâm nóng, áp suất không được lớn hơn 3KG/cm2, nhiệt độ nhiên liệu được hâm nóng phải thấp hơn nhiệt độ bắt lửa 150 C
Ống dẫn nhiên liệu nên dùng ống thép liền hoặc ống đồng không hàn, chỗ nối ống phải đảm bảo kín khít Với ống dẫn nhiên liệu nóng, phải có lớp bọc cách nhiệt
Trước và sau bộ lọc, máy phân ly, … phải lắp thiết bị tự động điều chỉnh, đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ…
* Ngoài ra còn phải thoả mãn theo qui định của đăng kiểm Việt Nam về
hệ thống đường ống nhiên liệu:
Ống thông hơi:
Ống thông hơi của các két trực nhật và két lắng dầu đốt phải được lắp đặt sao cho nước mưa hoặc nước biển không thể chảy vào két, ngay cả trong trường hợp ống bị vỡ
Trường hợp ống thông hơi của các két trên được dẫn lên hộp hơi dầu (mist box) trên ống khói thì không cần bổ sung biện pháp nào
Trường hợp ống thông hơi của các két trên được dẫn lên boong thời tiết thì có thể áp dụng biện pháp sau để tránh nước vào két và tránh hơi dầu lọt vào ER Lưu ý trong trường hợp ống uốn vòng phải trang bị kính quan sát mức nước trong ống
Đầu ống thông hơi phải dẫn đến nơi an toàn về cháy nổ, xa các nguồn lửa và lưu ý đến khả năng luợng hơi thoát ra khi chuyển dầu vào két
Phải lắp lưới chặn lửa bằng vật liệu chống ăn mòn ở đầu ống thông hơi của các két dầu đốt
Ống tràn:
Trang 8Ống tràn phải đủ ngắn và đủ nghiêng.
Phải trang bị van một chiều cho đường ống tràn, không nên dùng van một chiều kiểu trục vít
Với két bố trí bên trên đường Load line thì không cần lắp van
1 chiều
Không bố trí bất kì van nào khác trên đường ống tràn ngoài van 1 chiều đã nói ở trên
Không nối đường ống tràn với đường xả cặn nước
Van xả nước, khay hứng dầu, két chứa dầu rò rỉ:
Van xả nước cặn của các két trực nhật và két lắng phải là loại van tự đóng
Phải trang bị các khay hứng dầu có đủ chiều cao cho các thiết
bị thường xuyên phải tháo lắp hoặc chỉnh định như: thiết bị đốt của nồi hơi; các bơm dầu đốt; các phin lọc dầu đốt; két trực nhật và két lắng
Dầu rò rỉ từ các khay hứng dầu và dầu xả ra từ các van xả cặn phải dẫn về drain tank
Phải trang bị thiết bị xử lý dầu cho drain tank
Phải trang bị van an toàn cho các bầu hâm dầu đốt, đường xả của van an toàn phải dẫn về drain tank
Ống dầu cao áp:
Ống dầu nối giữa bơm cao áp và vòi phun phải là loại 2 lớp, dầu rò trong vỏ dẫn tới thiết bị thu gom, phải trang bị thiết bị báo động khi có dầu rò trong ống
Chương 2 : Tính toán thiết kế hệ thống 2.1 Nguyên lý hoạt động
- Dầu được bơm từ khoang theo đường ống số 022 vào (1) đường ống số
020 qua van bướm FO-TR4 vào đường ống số 019 và đi theo 2 ngã 1 ngã qua van đóng nhanh,góc,kiểu vít vào két TK No 45DO, dưới tác dụng của
Trang 9bơm răng (90) ngã còn lại đi qua van bướm FO-TR3 qua van cổng FO-TR10 qua thiết bị lọc đơn qua van một chiều thẳng kiểu vít tiếp đó 1 nhánh chảy xuống khoang chứa dầu nhánh còn lại đi theo đường số 020 và lặp lại quá trình (1)
- Dầu được bơm từ khoang theo đường ống số 001 qua van tràn FO-TR02, qua kính báo mức FO-TR28 lên bể tràn Đồng thời cặn dầu từ các két dữ trữ, các két chứa dầu và dầu ở khay hứng dầu cũng được bơm lên bể tràn TK No 11S để lắng cặn bẩn, cụ thể như sau :
+Cặn dầu ở két TK No 30PS FO theo đường ống số 004 qua nắp quan sát lên bể trànTK No 11S , cặn dầu ở két TK No 31PS FO theo ống 005 chảy vào ống 004 qua kính bào mức FO-TR28 lên bể tràn TK No 11S
+Dầu ở két TK No 30SB FO theo đường số 003 chảy vào đường 002 và chảy theo đường số 001 lên bể tràn TK No 11S , dầu bẩn ở két TK No 31SB
FO theo đường số 002 vào đường số 001 qua kính bào mức FO-TR28 lên bể tràn TK No 11S
+Dầu ở két TK 44DO theo đường số 008 vào đường 006 vào đường 001 qua kính bào mức FO-TR28 lên bể tràn TK No 11S, cặn dầu ở két TK No 45DO theo đường số 006 vào đường 001 qua kính báo mức FO-Tr28 lên bể tràn TK No 11S Cặn dầu ở các két TK No 32 FO, TK No 33 FO,TK No 34 FO,TK No 35 FO theo đường số 007 vào đường 006 vào đường 001 qua kính bào mức FO-TR28 lên bể tràn TK No 11S
+ Dầu bẩn ở khay hứng theo đường 021 lên bể tràn TK No 11S
=> Trên đây là quá trình vận chuyển dầu bẩn lên két lắng
-Tiếp theo là nguyên lý vận chuyển dầu sạch từ két lắng về các bể dự trữ, các bể dự trữ ngoài tác dụng dự trữ dầu để sử dụng thì còn có tác dụng lắng lại cặn 1 lần nữa.cụ thể nguyên lý vận chuyển như sau :
Dưới tác dụng của bơm (89) dầu sạch ở phần phía trên của bể tràn qua van một chiều,góc,kiểu vít FO-TR1 (2) theo đường số 009 qua van
chặn,thẳng,kiểu vít FO-TR7 qua thiết bị lọc đơn FO-TR8 qua van một chiều,thẳng,kiểu vít FO-TR9 theo đường ống 023 giữa ống 023 có 1 nhánh theo đường ống 015 lại chia thành 2 nhánh 1 nhánh qua van 1 chiều góc kiểu vít FO-TR13 vào két TK No 35 FO nhánh còn lại theo đường số 016 qua van 1 chiều góc kiểu vít vào két TK No 32 FO cuối đường ống 023 dầu chảy vào đường ống số 010 chia thành 2 nhánh 1 nhánh theo van bướm FO-TR19 và FO-TR16 qua van đóng nhanh,góc vào két nhiên liệu dự trữ TK No 31PS FO , nhánh còn lại qua van bướm FO-TR25 và FO-TR23 tiếp đó qua van đóng nhanh,góc vào két nhiên liệu dự trữ TK No 31 SB FO
Trên đường ống số 010 ở giữa van bướm FO-TR19 và FO-TR16 sẽ có 2 nhánh ống 1 nhánh theo ống số 012 qua van bướm FO-TR21 tiếp đó qua van
Trang 10đóng nhanh,góc vào két nhiên liệu TK No 30PS FO, 1 nhánh qua van bướm FO-TR18 theo đường ống số 014 chảy vào đường ống số 009 tiếp tục quá trình (2)
Trên đường ống số 010 ở giữa van bướm FO-TR25 và FO-TR23 chia thành
2 nhánh 1 nhánh theo đường ống số 011 qua van đóng nhanh,góc FO-TR27 vào két dầu nhiên liệu dự trữ TK No 30SB FO , nhánh còn lại theo đường ống số 013 qua van bướm FO-TR22 vào đường số 014 tiếp đó vào đường số
009 tiếp tục thực hiện quá trình (2)
2.2.tính toán các thiết bị và xây dựng hệ thống
Các thông số cho tàu 104000 tấn : Động cơ chính Ne=13560 Kw
Chọn ge=120.10 Máy phát điện Ne=925 KwA
Chọn ge=170.10 Bơm vận chuyển (89) và (90) có lưu lượng Q= 40 (m/h) 2.2.1 Tính toán két
2.2.1.1 Két dự trữ nhiên liệu
Lượng nhiên liệu dự trữ: lượng nhiên liệu dự trữ có quan hệ mật thiết với khả năng hành trình của tàu và suất tiêu hao nhiên liệu của trang trí động lực, được tính như sau:
W W t.T ht W bp (t)
Trong đó:
t
W – suất tiêu hao nhiên liệu của hệ động lực trong 1h:
W t Ne i.g ei=( Ne1.ge1 + Ne2.ge2).Tht
=Wt1 + Wt2
Wbp- lượng nhiên liệu thừa dưới két Wbp= (13)%Wt.Tht (t)
ht
T - thời gian hành trình của tàu (h): T ht =15.24=360 (h)
Wt1=ΣNeNe1.ge1
Wt1=13560 120.10 =1627,2 (kg)
Wbp1=0,02Wt.Tht=11715,8 (kg)
W1=597508 (kg)
2 2
t N g
W
Wt2=925.170 10 =157,25 (kg)
Wbp12=0,02Wt2.Tht= 1132,2 (kg)
W2=57742 (kg)
Wt= Wt1 + Wt2=1784,45 (kg)
