Noi dung luan van thac si 6066 8554

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM - oOo ĐỖ MẬU BÌNH KHÊ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC DẰN TÀU VÀ CẶN LẮNG THỎA MÃN CÔNG ƯỚC BWM 2004 ÁP DỤNG CHO ĐỘI TÀU CƠNG TY VITACO CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC MÃ SỐ: 60 52 01 16 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS-TS.PHAN VĂN QUÂN TP HCM 01- 2018 LUẬN VĂN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS-TS Phan Văn Quân Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Nguyễn Đức Ân Cán chấm nhận xét 2: TS Phạm Ngọc Hòe Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh ngày 31 tháng 01 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Vũ Ngọc Bích Chủ tịch Hội đồng; PGS.TS Nguyễn Đức Ân Ủy viên, phản biện; TS PhạmNgọc Hòe Ủy viên, phản biện; PGS.TS Trần Công Nghị Ủy viên; TS Đỗ Hùng Chiến Ủy viên, thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY PGS TS Vũ Ngọc Bích PGS TS Phan Văn Quân LỜI CẢM ƠN Xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, Phịng Khoa học - cơng nghệ, Ban chủ nhiệm Khoa Kỹ Thuật Tàu Thuỷ Trường ĐH GTVT TP.HCM tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành khóa học Xin cảm ơn anh em lớp, bạn bè, người thân & gia đình động viên suốt trình học Cảm ơn thầy giáo hướng dẫn tận tỉnh giúp đỡ, hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, xin kính chúc thầy cơ, bạn bè gia đình người sức khỏe, hạnh phúc thành đạt sống TP.HCM, Tháng 01 năm 2018 Đỗ Mậu Bình Khê -1- MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục hình ảnh Danh mục bảng biểu Danh mục tài liệu tham khảo 10 TỔNG QUAN Lý chọn đề tài 13 Mục đích nghiên cứu 14 Phương pháp nghiên cứu 15 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 15 Chương I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VIỆC XỬ LÝ NƯỚC DẰN 1.1 Giới thiệu yêu cầu công ước 16 1.2 Lý thuyết nước dằn tàu 22 1.3 Kiểm soát, quản lý nước dằn 30 1.4 Các phương pháp xử lý nước dằn 34 1.5 Kết luận 36 Chương II: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Giới thiệu chung phương án thiết kế có 37 2.2 Đề xuất mơ hình cấu tạo hệ thống 53 2.3 Lựa chọn phương án phù hợp 61 -2- Chương III: THIẾT KẾ MƠ HÌNH VÀ MƠ PHỊNG Q TRÌNH LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG 3.1 Cơ sở lựa chọn phương án thiết kế 66 3.2 Tính chọn thiết bị thiết kế hệ thống 69 3.3 Xây dựng chương trình mơ hệ thống 92 3.4 Mơ q trình làm việc hệ thống 94 3.5 Đánh giá kết mô 95 KẾT LUẬN 96 PHỤ LỤC Phụ lục 1: 10 loại thủy sinh vật & mầm bệnh có hại tiêu biểu Phụ lục 2: Bản vẽ bố trí chung tàu Cơng ty Vitaco Phụ lục 3: Danh sách hãng sản xuất thiết bị xử lý nước dằn Đăng Kiểm chấp nhận Phụ lục 4: Các lượng UV cần thiết để khử loại vi sinh vật Phụ lục 5: Danh sách thiết bị xử lý nước dằn nhà sản xuất Phụ lục 6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống nước dằn tàu Petrolimex 12 -3- DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ABS AIS BWE American Bureau of Shipping Aquatic Invasive Species Ballast Water Exchange BWM BWMP BWMS BWRB BWT BWTE BWTS CFU DNV-GL DWT tonnes) GEF GESAMP of Ballast Water Management Ballast Water Management Plan Ballast Water Management System Ballast Water Record Book Ballast Water Treatment Ballast Water Treatment Equipment Ballast Water Treatment System Colony forming unit Det Norske Veritas - Germanischer Lloyd Deadweight tonnage (typically reported in metric GISIS GT GloBallast HAOP IACS Societies IMO IOPP IPPIC IBWMC Certificate MARPOL MEPC Global Environment Facility Joint Group of Experts on the Scientific Aspects Marine Environmental Protection Global Integrated Shipping Information System Gross tonnage (usually recorded in metric tonnes) GEF-UNDP-IMO GloBallast Partnerships Harmful Aquatic Organisms and Pathogens International Association of Classification International Maritime Organization International Oil Pollution Prevention Certificate International Paint and Printing Ink Council International Ballast Water Management International Convention for the Prevention of Pollution from Ships Marine Environment Protection Committee -4- MOF LR SBT PSC PSCO SOLAS Sea STCW 1978 UNCTAD UNCED UNCLOS UNDB UNEP USCG UV WSC Ministry of Oceans and Fisheries Lloyd’s Register Segregated Ballast Tank Port State Control Port State Control Officer International Convention for the Safety of Life at International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers, 1978, as amended United Nations Conference on Trade and Development United Nations Conference on Environment and Development United Nations Convention on the Law of the Sea United Nations Development Programme United Nations Environment Programme United States Coast Guard Ultra Violet World Shipping Council -5- DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Ngày 08/09/2016, Bà Päivi Luostarinen- Đại sứ đặc Hình 1.1 mệnh tồn quyền, Đại diện cho Chính phủ Phần Lan tới IMO đệ trình văn kiện gia nhập Cơng ước BWM 18 cho Tổng thư ký IMO Kitack Lim Hình 1.2 Hoạt động nhận xả nước dằn tàu trình khai thác tàu Hình 1.3 Sơ đồ Hệ thống nước dằn tàu Hình 1.4 Bố trí vị trí két chứa nước dằn tàu khác tùy theo loại tàu Hình 1.5 Các rào cản để quản lý rủi ro & kiểm sốt nước dằn tàu Hình 2.1 Biểu đồ phạm vi sử dụng phương pháp xử lý nước dằn 24 26 28 31 38 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống xử lý chung cho nước dằn 38 Hình 2.3 Phương pháp xử lý nước dằn phin lọc 39 Hình 2.4 Phương pháp xử lý nước dằn phân ly ly tâm 40 Hình 2.5 Phương pháp xử lý nước dằn nhiệt 42 Hình 2.6 Phương pháp xử lý nước dằn tia UV 43 Hình 2.7 Phương pháp xử lý nước dằn điện phân 46 Hình 2.8 Thiết bị xử lý nước dằn Balclor System 48 Hình 2.9 Thiết bị xử lý nước dằn Ecochlor ballast 49 Hình 2.10 Thiết bị xử lý nước dằn Unitor 50 Hình 2.11 Thiết bị xử lý nước dằn OceanGuard ballast 51 -6- Hình 2.12 Thiết bị xử lý nước dằn Ocean Saver Ballast 52 Hình 2.13 Mơ hình thiết bị xử lý nước dằn phin lọc & tia UV 54 Hình 2.14 Mơ tả hình ảnh lưới lọc thiết bị BWTS 55 Hình 2.15 Mơ tả hình hệ thống làm lưới lọc thiết bị BWTS 55 Hình 2.16 Thiết bị xử lý tia UV 56 Hình 2.17 Hệ thống tự động làm đèn UV 56 Hình 2.18 Phổ ánh sáng xạ tia UV 58 Hình 2.19 DNA trước diệt khuẩn tia cực tím 59 Hình 2.20 DNA sau diệt khuẩn tia cực tím - UV 59 Hình 2.21 Thiết bị xử lý nước UV điển hình 60 Hình 2.22 Sơ đồ đề xuất lên IACS lắp đặt hệ thống xử lý nước dằn Hình 2.23 Sơ đồ đề xuất lắp đặt hệ thống xử lý nước dằn cho tàu có buồng bơm Hình 2.24 Sơ đồ đề xuất lắp đặt hệ thống xử lý nước dằn cho tàu buồng bơm Hình 3.1 Cơ sở tính tốn thiết kế phin lọc Hình 3.2 Qui định IMO kích thước lưới lọc hiệu lọc 63 65 65 71 72 Hình 3.3 Thang qui đổi đơn vị Yoshitake mesh 72 Hình 3.4 Tính độ mở lưới lọc theo bố trí lỗ 73 Hình 3.5 Các loại vật liệu làm phin lọc 74 Hình 3.6 Đồ thị tra độ sụt áp theo lưu lượng dòng chảy 75 Hình 3.7 Cấu tạo phin lọc tự động rửa 77 Hình 3.8 Cấu tạo đèn UV 80 Hình 3.9 Phổ đầu hai loại đèn UV 83 -7- Hình 3.10 Cấu hình cơng nghệ cho hệ thống xử lý nước ballast 84 Hình 3.11 Xử lý nước dằn giai đoạn bơm nước dằn lên tàu 85 Hình 3.12 Xử lý nước dằn giai đoạn xả nước dằn ngồi 85 Hình 3.13 Hệ thống xử lý nước dằn hoạt động chế độ Bypass 86 Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý thiết bị hệ thống xử lý nước dằn tàu P12 89 Hình 3.15 Sơ đồ bố trí đường ống & thiết bị hệ thống xử lý nước dằn tàu P12 90 Hình 3.16 Giới thiệu hình ứng dụng phần mềm Pumpsin 94 Hình 3.17 Mơ chương trình hệ thống chạy Ballast 95 Hình 3.18 Mơ chương trình hệ thống chạy De-Ballast 95 Hình 3.19 Mơ chương trình hệ thống tổng thể 96 -8- Maker: Qingdao Headway Technology Co., Ltd / China Control Unit Control Unit is responsible for regulating the entire system including collection of various signals from the sensors, Management of alarm signals and controls of system startup and shutdown It contains all procedures for the system operation, displays the system working condition, including the working condition of various parts as well as data and status reported by real time inspection from various sensors Filter OceanGuard® adopts full auto-back flushing filter, which can realize the simultaneous operation of filtration and back flush The filtration precision is 50μm It can remove organisms larger than 50μm in ballast water to prevent micro organisms and sediments entering ballast tank Filter Treatment Capacity：100m3/h—5000m3/h Filtration Precision：50 μm Automatic back-flush Low input pressure Flexible for retrofit EUT EUT Unit is the core of OceanGuard® BWMS Each single unit has the treatment capacity from 1003000m3/h The Unit comprises of two parts: Electrocatalysis Unit and Ultrasound Unit The Electrocatalysis Unit is able to produce large numbers of hydroxyl radicals and other highly active oxidizing substances to kill all organisms in ballast water within several nanoseconds The whole sterilization process is completed inside the EUT Unit During the treatment process, the Ultrasound Unit can clean the surface of Electrocatalysis Unit regularly to keep the long-term treatment effectiveness of the electrocatalysis material PHỤ LỤC 6: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG NƯỚC DẰN TÀU PETROLIMEX 12 SƠ ĐỒ 01: HỆ THỐNG NƯỚC DẰN TÀU P12 HIỆN CÓ SƠ ĐỒ 02: CHẾ ĐỘ BƠM DẰN (BALLASTING) CHƯA LẮP ĐẶT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC DẰN Trường hợp sử dụng cho bơm Ballast trái & phải:  Mở van WB-01, WB-02 & WB-03 đóng van WB-04 & WB-05, WB-12, WB-13 nước dằn Ballast hút qua Seacheast đến hộp lược WB-06 & WB-07 qua bơm Ballast số & mở van WB-08, WB-09, WB-10, WB-11, WB-15, WB-16 đưa nước dằn vào két WBT No 6(P/S) thông qua van WB- 30 & WB-31  Tương tự cho két Ballast No.5(P/S) thông qua van WB- 28 & WB29 Két Ballast No.4(P/S) thông qua van WB- 26 & WB-27 Két Ballast No.3(P/S) thông qua van WB- 24 & WB-25 Két Ballast No.2(P/S) thông qua van WB- 22 & WB-23 Két Ballast No.1(P/S) thông qua van WB- 20 & WB-21 Két FPT thông qua van WB- 36 & WB-17, WB-18 Van chặn hệ trái vào phải WB-14 & WB-19 đóng Trường hợp sử dụng cho bơm Ballast trái: (bên phải tương tự)  Mở van WB-01, WB-02 đóng van WB-03, WB-04, WB-05, WB-09, WB-11, WB-11, WB-12 nước dằn Ballast hút qua Seacheast đến hộp lược WB-06 qua bơm Ballast số mở van WB-08, WB-10, WB14, WB-19, WB-15, WB-16 đưa nước dằn vào két WBT No 6(P/S) thông qua van WB- 30 & WB-31  Tương tự cho két lại SƠ ĐỒ 03: CHỀ ĐỘ BƠM XẢ DẰN (DE-BALLAST) CHƯA LẮP ĐẶT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC DẰN Trường hợp sử dụng cho bơm Ballast trái & phải:  Nước dằn hút từ két thông qua bơm Ballast số & đóng van WB-14, WB-15, WB-16 mở van WB-04, WB-05, WB-08, WB-09, WB10, WB-11 từ két WBT No 6(P/S) thông qua van WB-30, WB-31 mở thải van thoát mạn WB-12, WB-13  Tương tự cho két Ballast No.5(P/S) thông qua van WB- 28 & WB29 Két Ballast No.4(P/S) thông qua van WB- 26 & WB-27 Két Ballast No.3(P/S) thông qua van WB- 24 & WB-25 Két Ballast No.2(P/S) thông qua van WB- 22 & WB-23 Két Ballast No.1(P/S) thông qua van WB- 20 & WB-21 Két FPT thông qua van WB- 36 & WB-17, WB-18  Van chặn hệ trái phải WB-14 & WB-19 đóng Trường hợp sử dụng cho bơm Ballast trái: (bên phải tương tự)  Nước dằn hút từ két thông qua bơm Ballast số đóng van WB05, WB-11, WB-14, WB-15, WB-16 mở van WB-04, WB-08, WB-10, WB-19 từ két WBT No 6(P/S) thông qua van WB-30, WB-31 mở thải van thoát mạn WB-12, van WB-13 đóng  Tương tự cho két lại SƠ ĐỒ 04: CHẾ ĐỘ BƠM DẰN (BALLASTING) ĐÃ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC DẰN Trường hợp sử dụng cho bơm Ballast trái & phải:  Mở van WB-01, WB-02 & WB-03 đóng van WB-04 & WB-05, WB-12, WB-13, nước dằn Ballast hút qua Seacheast đến hộp lược WB-06 & WB-07 qua bơm Ballast số & mở van WB-08, WB-09, WB-10, WB-11, WB-A, WB-B vào phin lọc xử lý nước tới UV qua Flow meter tới van WB-15, WB-16 mở đưa nước dằn vào két WBT No 6(P/S) thông qua van WB- 30 & WB-31  Tương tự cho két Ballast No.5(P/S) thông qua van WB- 28 & WB29 Két Ballast No.4(P/S) thông qua van WB- 26 & WB-27 Két Ballast No.3(P/S) thông qua van WB- 24 & WB-25 Két Ballast No.2(P/S) thông qua van WB- 22 & WB-23 Két Ballast No.1(P/S) thông qua van WB- 20 & WB-21 Két FPT thông qua van WB- 36 & WB-17, WB-18  Van chặn hệ trái vào phải WB-14 & WB-19 đóng Trường hợp sử dụng cho bơm Ballast trái: (bên phải tương tự)  Mở van WB-01, WB-02 đóng van WB-03, WB-04, WB-05, WB-09, WB-11, WB-11, WB-12, WB-13 nước dằn Ballast hút qua Seacheast đến hộp lược WB-06 qua bơm Ballast số mở van WB-08, WB-10, WB-14, WB-A, WB-B vào phin lọc xử lý nước tới UV qua Flow meter tới van WB-15, WB-16 mở đưa nước dằn vào két WBT No 6(P/S) thông qua van WB- 30 & WB-31  Tương tự cho két lại SƠ ĐỒ 05: CHỀ ĐỘ BƠM XẢ DẰN (DE-BALLAST) ĐÃ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC DẰN Trường hợp sử dụng cho bơm Ballast trái & phải:  Nước dằn hút từ két thông qua bơm Ballast số & đóng van WB-14 mở van WB-04 WB-05, WB-08, WB-09, WB-10, WB-11 từ két WBT No 6(P/S) thông qua van WB-30, WB-31 mở thải van thoát mạn WB-12, WB-13  Tương tự cho két Ballast No.5(P/S) thông qua van WB- 28 & WB29 Két Ballast No.4(P/S) thông qua van WB- 26 & WB-27 Két Ballast No.3(P/S) thông qua van WB- 24 & WB-25 Két Ballast No.2(P/S) thông qua van WB- 22 & WB-23 Két Ballast No.1(P/S) thông qua van WB- 20 & WB-21 Két FPT thông qua van WB- 36 & WB-17, WB-18 Trường hợp sử dụng cho bơm Ballast trái: (bên phải tương tự)  Nước dằn hút từ két thơng qua bơm Ballast số đóng van WB05, WB-11, WB-14, mở van WB-04, WB-08, WB-10, WB-19 từ két WBT No 6(P/S) thông qua van WB-30, WB-31 mở thải van mạn WB-12, van WB-13 đóng  Tương tự cho két lại