CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Giới thiệu chung về tàu Hệ thống động lực tàu 700 TEU được thiết kế thoả mãn cấp không hạn chế Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép năm TCVN 6259-3 :2003 và các Công ước Quốc tế có liên quan 1.1.1. Các thiết bị trong buồng máy
Trang 1Mục lục
1.1Giới Thiệu Chung Về Tàu 1
1.1.1 Các thiết bị trong buồng máy 1 1.1.1.1 Máy chính 1 1.1.1.2 Nồi hơi hỗn hợp khí xả - đốt dầu ( kèm theo máy chính) 2
1.1.1.3 Bơm 2
1.1.1.4 Bộ máy lọc HFO kiểu kép 4
1.1.1.5 Bộ cung cấp nhiên liệu cho máy chính 4
1.1.1.6 Két chứa dầu 4
Chương 2 : Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống 6
2.1 Giới thiệu chung về hệ thống cung cấp nhiên liệu và thiết bị 6
2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống cấp nhiên liệu 6
2.1.1.1 Công dụng của hệ thống cung cấp nhiên liệu 6
2.1.1.2 Đặc điểm của hệ thống cung cấp nhiên liệu 6
2.1.2 Đối với hệ thống sử dụng nhiên liệu nặng còn 7
phảicó thêm các thiết bị sau
2.1.2.1 Thiết bị hâm dầu chính (oil heater) 8
2.1.2.2 Ống thông hơi 9
2.1.2.3 Ống tràn 9
2.1.2.4 Ống dầu cao áp 9
2.1.2.5 Van xả nước, khay hứng dầu, két chứa dầu rò rỉ 10
2.1.2.6 Các đường ống, cút nối (Pipe, Jointing) 11
2.1.2.7 Bầu lọc thô ( Coarse filter) 11
2.1.2.8 Các thiết bị đo, cảnh báo 13
2.2 Nguyên lí hoạt động của hệ thống cấp nhiên liệu 700TEU 15
2.3 Tính chọn các thiết bị trong hệ thống 16
Trang 22.3.1 Tính két dầu đốt dự trữ 16
2.3.2 Tính dung tích két dầu đốt trực nhật HFO 18
2.3.3 Tính dung tích két dầu đốt trực nhật DO 19
2.3.4 Tính chọn bơm vận chuyển dầu HFO 19
2.3.6 Tính chọn kích thước ống dẫn dầu 20
2.3.7 Chọn van cho hệ thống 22
2.3.8 Tính toán thiết bị hâm dầu 23
2.3.9 Tính toán bộ lọc 26 2.3.10 Dung tích két dầu tràn 26
2.3.11 Lượng nhiên liệu của bầu hòa trộn ( bầu hơi) 26
Chương 3 : Kết Luận 27
Trang 3Danh mục bảng
Trang
Bảng 2.1 : Bảng tính két dầu đốt dự trữ 17
Bảng 2.2 : Bảng tính dung tích két dầu đốt trực nhật HFO 18
Bảng 2.3 : Bảng tính dung tích két dầu đốt trực nhật DO 19
Bảng 2.4 : Bảng tính chọn bơm vận chuyển dầu HFO 20
Bảng 2.5 : Bảng chọn bơm 20
Bảng 2.7 : Bảng qui phạm TCVN6259-2003 21
Bảng 2.8 : Bảng các kích thước đo theo mm 22
Bảng 2.9 : Bảng chọn bảng kích thước van một chiều 22
Bảng 2.10: Bảng chọn kích thước van ba ngả 23
Bảng 2.11 : Bảng liệt kê các thiết bị của hệ thống cấp nhiên liệu 28
Trang 4
Danh mục hình:
Hình 1.3 Kết cấu bên trong van 3 ngả 11
Trang 5CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Giới thiệu chung về tàu
Hệ thống động lực tàu 700 TEU được thiết kế thoả mãn cấp không hạn chế Quyphạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép năm TCVN 6259-3 :2003 và các Côngước Quốc tế có liên quan
1.1.1 Các thiết bị trong buồng máy
1.1.1.1 Máy chính
Năm sản xuất: 2004
Số lượng : 01
kiểu : LB8250ZLC-7
Hãng sản xuất : Đông Phong- Trung Quốc
Công suât định mức : 2000 ngựa
Nhiên liệu : - Dầu DO
- Dầu HFO 180cst/50 C( Thuật ngữ quốc tế dầu N “ 15)
Thiết bị gắn trên máy:
Trang 6- Bơm dầu bôi trơn 40 m3/h Số lượng :01
- Bơm LO làm mát vòi phun 1,0 m3/ h x 4,5KG/cm2 Số lượng :01
- Bơm nước biển làm mát 60m3/ h x 23 m.n.c Số lượng: 01
Thiết bị kèm theo máy:
- Bơm nước ngọt làm mát 60m3/ h x 23 m.n.c Số lượng :01
- Bầu làm mát nước ngọt làm mát ME Số lượng :01
- Bình khí nén khởi động 600 lít x 30kG/ cm2 Số lượng :02
- két giảm xung nhiên liệu cấp Số lượng : 01
1.1.1.2 Nồi hơi hỗn hợp khí xả-Đốt dầu (kèm theo máy chính)
- Hăng sản Xuất: Trung Quốc
- Áp suất hơi bão hoà : 7 KG/ cm2
Các thiết bị gắn và kèm theo nồi hơi :
- Bầu ngưng hơi - nước ngưng Số lượng :01
- Bơm nước tuần hoàn nồi hơi Số lượng :02
1.1.1.3 Bơm
Trang 7a Bơm vận chuyển dầu HFO ( có thể dự phòng cho DO).
- Số lượng : 01 Kiểu bơm bánh răng
- Lưu lượng : 5 m3/ h
- Áp suất : 2,5KG/cm2
- Động cơ điện : 1,5 kw x 50Hz x 380 vol
b Tổ bơm vận chuyển dầu DO (có thể dự phòng cho HFO)
- Số lượng 01 Kiểu bơm bánh răng
- Lưu lượng 5 m3/ h
- Áp suất : 2,5KG/cm2
- Động cơ điện : 1,5 kw x 50Hz x 380 vol
c Tổ bơm vận chuyển dầu nhờn
- Số lượng : 01 Kiểu bơm bánh răng
- Lưu lượng : 4 m3/ h
- Áp suất : 2,5KG/cm2
- Động cơ điện : 1,5 kw x 50 Hz x 380vol
d Tổ bơm dầu nhờn dự phòng cho máy chính
- Số lượng : 01 Kiểu bơm bánh răng
- Lưu lượng : 40 m3/ h
- Áp suất : 4,5 KG/cm2
- Động cơ điện : 11kw x 50 hz x 380 vol
f Tổ bơm dầu nhờn dự phòng cho hộp số
- Số lượng : 01 Kiểu bơm bánh răng
- Lưu lượng : 10 m3/ h
- Áp suất : 18 KG/cm2
- Động cơ điện : 7,5kw x 50 hz x 380 vol
g Tổ bơm vận chuyển dầu bẩn
Trang 8- Lưu lượng : 4 m3/ h
1.1.1.4 Bộ máy lọc HFO( kiểu kép)
- Hãng sản xuât: Duy Phương-Trung Quốc
- Kí hiệu : KYDH-204SD-23
Trên B lốc của bộ gồm có các thiết bị chính :
- Máy lọc li tâm HFO 1000lít/hx4Kw Số lượng : 02
- Bơm dầu máy lọc : 2m3/hx1,5Kw Số lượng : 02
- Bơm dầu cặn: 2m3/hx1,5Kw Số lượng : 01
- kích thước block LxBxH = 2400x1250x1800
1.1.1.5 Bộ cung cấp nhiên liệu cho máy chính
- Hãng sản xuât: Duy Phương-Trung Quốc
- Kí hiệu : KHVU-BIII-1.0E-C
Trên B lốc của bộ gồm có các thiết bị chính:
- Bơm tăng áp: 1,1m3/hx1,0Kw Số lượng : 02
- Bơm tuần hoàn: 1,1m3/hx1,0Kw Số lượng : 02
- Phin lọc thô bán tự động kiểu kép Số lượng : 01
- Phin lọc tinh kiểu kép Số lượng : 01
- Két dầu hỗn hợp: 60lít Số lượng : 01
- Tự động kiểm tra độ nhớt – Viscosity – Transdude(VS) Số lượng : 01
Trang 102.1 Giới thiệu chung về hệ thống cung cấp nhiên liệu và thiết bị
2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống cung cấp nhiên liệu.
2.1.1.1 Công dụng của hệ thống cung cấp nhiên liệu.
- Hệ thống cung cấp nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu, đảm bảo cho trang trí động lực làm việc trong suốt thời gian hành trình Cụ thể:
- Cấp nhiên liệu: đưa nhiên liệu từ các két trực nhật vào máy chính, 2 máy đèn
- Vận chuyển và cung cấp nhiên liệu: 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
- Xử lý nhiên liệu: hâm nóng, lọc sạch các tạp chất cơ học, nước ra khỏi nhiên liệu
- Cảnh báo, đo: đo đạc, 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
2.1.1.2 Đặc điểm của hệ thống cung cấp nhiên liệu.
- Hệ thống cung cấp 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 cung cấp 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 không 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
Trang 11- 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
2.1.2.Đối với hệ thống sử dụng nhiên liệu nặng còn phải có thêm các thiết
bị sau - Bầu hâm dầu , kết cấu bọc cách nhiệt trên các ống , két.
- Buồng hoà trộn nhiên liệu:Đảm bảo sự hoà trộn nhiên liệu tốt nhất trong quá trình chuyển tiếp nhiên liệu DO sang HFO và ngược lại
- Ống dẫn nhiên liệu nên dùng ống thép liền hoặc ống đồng không hàn, chỗnối
ống phải đảm bảo kín khít
Trang 12- Trước và sau bộ lọc, bơm, hâm dầu phải lắp thiết bị tự động điều chỉnh, đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ…
2.1.2.1 Thiết bị hâm dầu chính (Oil heater ).
+ Số lượng : 01
+ Kiểu : Sử dụng hơi nước quá nhiệt
+ Chức năng : gia nhiệt thêm cho dầu, làm giảm độ nhớt tăng khả năng lưư thông, lọc sạch và phun sương trong động cơ, giảm sức cản trên ống ,van, trước khi được cấp vào động cơ
+ Kết cấu : Thiết bị cơ bản gồm: đường hơi vào, đường hơi nước ngưng tụ ra, ống trao nhiệt ,đường dầu vào, đường dầu ra, các vách ngăn để tăng quãng đường hay thời gian trao nhiệt của hơi
+ Nguyên lý :-Hơi nước từ thiết bị sinh hơi (nồi hơi) sẽđược dẫn vào cửa của bầu hâm và đi vào bầu hâm Đồng thời dầu cũng được bơm cấp vào trong bầu hâm qua cửa cấp dầu Tại các bề mặt trao đổi nhiệt, hơi nước cónhiệt độ cao trao nhiệt cho dầu bằng 2 hình thức: truyền
Hình 1.1 Bầu hâm dầu nhiệt và khúc xạ nhiệt Nhiệt độ dầu tăng lên, làm độ nhớt giảm và được đẩy ra đường ống cấp vào bơm cao áp
- Hơi nước sau khi trao nhiệt sẽ ngưng tụ lại và được thải ra ngoài qua ống xả
nước ngưng tụ
- Sự điều chỉnh độ nhớt 1 cách tự động: dầu sau khi ra khỏi bộ hâm sấy sẽ
đi qua thiết bị cảm biến độ nhớt, thiết bị này sẽ cảm biến độ nhớt của dầu và so sánh với giá trị đặt trước Nếu độ nhớt đúng bằng giả trị đặt trứoc thì dầu sẽ
Trang 13được cấp vào trong bơm cao áp Nếu độ nhớt của dầu lớn hoặc nhỏ hơn giá trị đặt trứoc thì cảm biến sẽ truyền tín hiệu này tới bộ điều chỉnh độ nhớt VC, lập tức sẽ có tín hiệu điều khiển tác động vào van điện từ đặt trứoc đường hơi vào Tuỳ theo độ mở của van mà lượng hơi nước sẽ vào là ít hay nhiều, độ nhớttheo đó mà tùy chỉnh theo.
- 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
2.1.2.3 Ống tràn:
- Ống tràn phải đủ ngắn và đủ nghiêng, đường kính phải đủ lớn
- Phải trang bị van một chiều cho đường ống tràn.Không bố trí bất kì van nào khác trên đường ống tràn ngoài van 1 chiều đã nói ở trên
2.1.2.4 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
2.1.2.5 Van xả nước, khay hứng dầu, két chứa dầu rò rỉ:
- Van xả nước cặn của các két trực nhật là loại van tự đóng
Trang 14- Phải trang bị các khay hứng dầu có đủ chiều cao cho các thiết bị thường xuyên phải tháo lắp hoặc chỉnh định như: các bơm dầu đốt; các bầu lọc dầu ; 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 két thải (drain tank)
- Phải trang bị thiết bị xử lý dầu cho drain tank
- Phải trang bị van an toàn cho các bầu hâm dầu
a Các loại van (Valve)
+ Van 1 chiều( Non return valve)
Trang 15- Kết cấu: cơ bản gồm các bộ phận:
Thân van, tay quay trục van , cánh van bên trong
Hình1.2: Van 3 ngả Hình1.3: Kết cấu bên trong van 3 ngả
2.1.2.6 Các đường ống, cút nối (Pipe , Jointing )
+Đường ống dầu HFO có bọc cách nhiệt
+Đường ống dầu DO không bọc cách nhiệt
+Chức năng: Vận chuyển dầu đi trong hệ thống tới nơi tiêu thụ, dẫn dầu thừa hồi trở về két, dẫn dầu bẩn, nước, cặn,… đi tới két dầu bẩn
2.1.2.7.Bầu lọc thô (Coarse filter)
a.Bầu lọc thô (Coarse filter
+ Số lượng : 02
+ Bố trí : Song song Có dự phòng
+ Chức năng: tham gia lọc các tạp chất cơ học còn sót lại trong quá trình xản suất, đảm bảo động cơ được sủ dụng nhiên liệu sạch, phin lọc được lắp thêm nam châm
để hút được các mạt sắt mịn mà phin thường không lọc được
+ Vật liệu: giấy, kim loại chống ăn mòn + Nguyên lý: Dựa trên hiện tượng thẩm thấu của dầu qua màng lọc, tạp chất bị giữ
Trang 16lại, dầu sạch sẽ đi qua Nếu sủ dụng nam châm để hút thô có thể hút được các mạt sắt nhỏ mịn do có từ tính Khi thiết kế cần chọn khả năng thông qua của bầu lọc bằng khoảng 2 lần số lượng nhiên liệu đi qua bầu lọc Bầu lọc thô dặt giữa thùng nhiên liệu và bơm vận chuyển Các phiến tròn 5 và phiến hình sao 6 xếp xen kẽ nhau Phiến tròn xung quanh có 6 lỗ hình ô van, các phiến hình sao
Do các phiến xếp xen kẽ nhau nên tạo các khe hở Nhiên liệu sau khi vào khônggian của vỏ 11 sẽ đi qua các khe hở Những tạp chất thì bị giữ lại Nhiên liệu sạch đi theo các lỗ ô van trên phiến tròn đi lên nắp bầu lọc và đi tới bơm
chuyển nhiên liệu qua đầu nối 8
Trang 17+Kết cấu :Giống bầu lọc thô chỉ khác ở chỗ: số mặt lọc trên 1 đơn vị diện tích là nhiều hơn so với lọc thô.Nhờ đó, lọc tinh có thể lọc được hầu hết các
tạp chất còn sót lại sau khi lọc thô
Hình1.7:Bầu lọc tinh1- Êcu, 2- Cốc lọc, 3,4- Phiến lọc, 5,8- Đường nối ống, 6- Êcu, 7- Nắp, 9- Bao lụa,10- Lưới lọc, 11,15- Lò xo, 12- Êcu, 13- Đĩa, 14- GujôngNguyên lý: bầu lọc tinh: Các phiến 4 làm bằng sợi bông mịn hơn các phin lọc 3 Các phiến 4 và 3 xếp xen kẽ nhau rồi lồng ra ngoài bao lụa 16 và lưới lọc 10 Nhiên liệu sau khi ra khỏi bầu hâm dầu được chuyển vào bầu lọc qua đầu nối 8 Nhiên liệu sẽ thấm qua phiến 3,4 và rồi qua bao lụa 16, lưới lọc 10 vào không gian lưới lọc Dầu sạch từ lõi lọc theo đường ống 9 tới đầu nối 8 rồi đi tới bơm cao áp
2.1.2.8.Các thiết bị đo,cảnh báo.
a Đồng hồ đo lưu lượng
Hình 1.8: Đồng hồ đo lưu lượng 1-thiết bị đếm xung.(thường
có dạng cánh) 2-đồng hồ lưư lượng
-Công dụng: cho biết lưu lượng của dầu chảy trong ống,nếu lưư lượng quá cao,
hoặc quá thấp thì hệ thống đã có trục trặc Từ đó người vận hành có thể phán đoán và xử lý
2
1
Trang 18+ Kết cấu thựcHình 1.9: Kết cấu thực1.Nam châm
2.Roto3.cuộn dây
+ Nguyên lý : Động năng của dòng chảy sẽ tác động lên cánh roto quay, trên cánh roto có gắn các nam châm, khi roto 2 quay nam châm 1 sẽ quay theo và sinh ra từ trường biến thiên qua cuôn dây 3, sinh ra dòng điện cẩm ứng Dựa vào độ lớn của dòng điện cảm ứng này sẽ có thiết bị chuyển sang tín hiệu lưu lưọng của dòng chảy
b.Ngoài ra còn 1 số thiết bị khác như:
-Đồng hồ đo áp suất dầu -Đồng hồ đo nhiệt độ dầu
Hình1.10:Đồng hồ đo áp suất dầu Hình1.11:Đồng hồ đo nhiệt độ dầu
2.2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp nhiên liệu tàu 700TEU
U
1
2 3
Trang 19Khi động cơ bắt đầu khởi động,nhiên liệu là dầu DO,khi động cơ đã đi vào ổn định thì nhiên liệu của đông cơ là dầu HFO.Ban đầu dầu DO từ két trực nhật theo đường ống tới bầu hòa trộn Do chỉ có dầu DO trong buồng hoà trộn nên không xảy ra sự hoà trộn Còn với dầu FO, khi máy chạy ổn định thì nhiên liệu
là dầu FO.Dầu FO được đi qua ống 5->6->7->8->9->11 (dầu qua thiết bị lọc
và bơm).Một phần dầu được đi thiết bị làm mát bằng không khí rồi quay lai ống
số 5, phần còn lại được đi qua ống 14 rồi qua thiết bị lọc, dầu bẩn sẽ cho đến két dầu bẩn hoăc được đưa đến khay và đươc đưa ra ngoài dầu sạch được đi qua ống 16->17->18->19 (qua thiết bị đo vận tốc và thiết bị để đo lượng tiêu thụ dầu Sau đó dầu được đưa đến ống 20 rồi tới bầu hòa trộn(tách hơi) Tại đâymột phần sẽ được xả đi,một phần sẽ được đưa đến ống 36(nếu là dầu DO) và được nối với két trực nhật chứa dầu HFO trong trường hợp dầu tràn sẽ được đưa đến đó.Từ bầu hòa trộn dầu sẽ được đưa đến thiết bị bầu ngưng qua hệ thống ống 25->26->27->28->33->34->35.Dầu hâm được đi qua thiết bị bầu ngưng để tăng nhiệt độ của dầu->tăng độ nhớt của dầu.Sau đó dầu được đi qua
bộ cảm biến độ nhớt.Sau đó được đi qua bộ lọc tinh,tại đây dầu được loại bỏ tối đa tạp chất, rồi tới bơm cao áp của máy chính Tại đây bơm cao áp nếu không sử dụng hết sẽ được đưa đến két dầu tràn.Dầu thừa trong hệ thống máy chính nếu ở dạng hơi được đưa lên bầu hơi (bầu hòa trộn),nếu ở dạng lỏng được đưa đến két trực nhật chứa dầu HFO Nếu lượng hồi về nhiều thì dầu có thể hồi cả về két trực nhật.Trên các két trực nhật có đặt các kính thuỷ để theo dõi lượng dầu bên trong để người vận hành có thể quan sát được
cách xoay van ba ngả trước lưới lọc thô, đường ống DO đóng lại ,ống HFO mở
ra Đường nhiên liệu DO được ngắt, đường HFO được sử dụng.Trong quá trìnhchuyển tiếp n
- Sau khi ME chạy ổn định, tiến hành chuyển sang sử dụng nhiên liệu HFO bằng ày,ME sử dụng cả DO và HFO do đó sẽ xảy ra sự hoà trộn nhiên liệu ở
