Bài giảng khai thác hệ động lực tàu thủy chương 2 các chế độ làm việc ổn định của diesel tàu thủy

CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY • • • • • • • KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ CHẾ ĐỘ HÀNH TRÌNH TOANTẢI CHẾ ĐỘ HÀNH TRÌNH NHỎ TẢI CÁC CHẾ ĐỘ THỬ TÀU CHẾ ĐỘ CHẠY RÀ ĐỘNG CƠ CHẾ ĐỘ KHAI THÁC KINH TẾ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRẠNG THÁI CƠNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ CHÍNH TÀU THỦY 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY • • ❑ ❑ ❑ 2.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ Chế độ làm việc động đặc trưng tổng hợp tiêu, thông số kỹ thuật điều kiện khai thác cụ thể Thông thường, thông số chọn làm thơng số tên gọi giá trị xác lập tên gọi chế độ làm việc Ví dụ: Chế độ làm việc ổn định động đăc trưng thông số công tác không thay đổi theo thời gian (thường mơ men vịng quay) Chế độ làm việc không ổn định chế độ mà thông số công tác động thay đổi theo thời gian (thông số đặc trưng mô men) Chế độ làm việc đặc biệt chế độ làm việc khơng bình thường động cố, tải… 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY 2.2 CÁC CHẾ ĐỘ HÀNH TRÌNH ỔN ĐỊNH TRÊN BIỂN • Chế độ hành trình ổn định biển chế độ làm việc lâu dài động Diesel tàu thủy • Việc lựa chọn thơng số cơng tác (phụ tải, vịng quay) phải dựa tốc độ hành trình tàu, độ an tồn tin cậy tính kinh tế động • Tuỳ thuộc vào điều kiện khai thác, dao động giá trị (𝑃𝑒 ) vào (𝑛) mà lựa chọn công suất khai thác phù hợp • Cơng suất bảo đảm giữ tốc độ hành trình cho trước gọi cơng suất khai thác 𝑵𝒌𝒕 ≈ (𝟎, 𝟖𝟓 ÷ 𝟎, 𝟗𝟓) 𝑵đ𝒎 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY • Thông thường hãng chế tạo động đưa đồ thị, biểu đồ giới hạn vùng khai thác động Đây sở để người khai thác lựa chọn cơng suất khai thác hợp lý • Việc lựa chọn chế độ khai thác phải đảm bảo cho động khơng bị hình thức q tải nào, phụ tải xi lanh, thông số cơng tác xi lanh phải có độ đồng cho phép • Các thơng số hệ thống phục vụ động phải tương ứng với chế độ khai thác bình thường 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY 2.1.1 Khi chiều chìm tàu thay đổi Chiều chìm tàu thay đổi ngun nhân sau đây: • Số lượng hàng hóa chuyên chở, yếu tố chủ yếu • Lượng dự trữ tàu: nhiên liệu, dầu, mỡ, nước • Tỷ trọng nước biển Khi lượng hàng hóa xếp xuống tàu thay đổi làm cho chiều chìm tàu thay đổi sức cản tàu thay đổi (đặc tính chân vịt thay đổi) Thơng số cơng tác động thay đổi 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY • Điểm phối hợp cơng tác động chân vịt trường hợp 𝑩 (đặc tính chân vịt 𝑪𝟐 đặc tính ngồi 𝑴𝟐 ) Đánh giá thông số công tác động điểm B, thông thường dễ xảy tải nhiệt cho động C2 Ne C1 B NB NA C NC A n2 MB n1 MA vC vB vA 2021 LE VAN VANG v CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY 2.1.2 Tàu cơng tác vùng biển nơng • Độ nơng sâu biển tàu hành trình đánh giá tỉ số độ sâu biển chiều chìm tàu Biển nơng 𝑯Τ𝑻 ≤ 𝟏, 𝟓; 𝑯 độ sâu biển; 𝑻 chiều chìm tàu C1 C2 Ne B NB NA C NC A n2 MB n1 MA vC vB vA 2021 LE VAN VANG v CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY • Tàu từ vùng biển sâu sang vùng biểncạn (biển nơng), sức cản tàu thay đổi làm đặc tính chân vịt thay đổi Khi đó: 𝑪𝒔â𝒖 < 𝑪𝒄ạ𝒏 𝑹𝒔â𝒖 < 𝑹𝒄ạ𝒏 • Để đảm bảo chế độ cơng tác hợp lý cho hệ động lực cần phải xác định thông số công tác trường hợp - Khi tàu hoạt động vùngbiển sâu: 𝑁A , 𝑣A , 𝑛2 đặc tính chân vịt 𝐶1 điểm phối hợp công tác điểm 𝑨 - Nếu tàu hoạt động vùng biển nơng đặc tính chân vịt 𝐶2 điểm phối hợp công tác 𝑩, ta tăng nhiên liệu để trì tốc độ tàu 𝑣𝐴 = 𝑣𝐵 = 𝑐𝑜𝑠𝑛𝑡 - Nếu tàu hoạt động vùng biển nơng đặc tính chân vịt 𝐶2 điểm phối hợp công tác điểm A’ ta trì vịng quay khơng đổi nA = nB = cosnt - Cần phải xác định thông số cơng tác điểm 𝑩: 𝑁B , 𝑣B • Đánh giá làm việc hệ động lực xác định thông số công tác điểm 𝑩 điểm 𝑨’ 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY 2.1.3 Lượng nhiên liệu dự trữ tàu có hạn Do nguyên nhân đó, lượng nhiên liệu tàu không đủ để đưa tàu cảng giữ nguyên thông số công tác tàu hành trình Để đưa tàu cảng an tồn cần phải thực sau: • Đo đạc xác định lại lượng nhiên liệu thực tế lại tàu • Xác định lại thông số công tác hợp lý điều kiện vA A C NA,nA,vA,GA 2021 B NC,nC,vC,GC LE VAN VANG 10 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY G C1 MA A GA nA GB B nB vB vA v • Giả sử quãng đường lại 𝐒; lượng nhiên liệu cịn lại thực tế tàulà 𝐁 -Thơng số công tác động 𝐀: NA , vA , nA , GA -Thông số công tác động C: NC , vC , nC , GC 2021 LE VAN VANG 11 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY • Lượng nhiên liệu tiêu thụ tàu tiếp tục chạy với tốc độ 𝒗𝑨 𝑩𝑨 = 𝑮𝑨 𝒕 = 𝑮𝒂 𝑺𝑨𝑪 Τ𝒗𝑨 𝑮𝑨 = 𝑵𝑨 𝒈𝒆 • Lượng nhiên liệu tiêu thụ giảm tốc độ tàu xuống 𝒗𝑪 𝑩𝑪 = 𝑮𝑪 𝒕 = 𝑮𝑪 𝑺𝑪𝑩 Τ𝒗𝑪 𝑮𝑪 = 𝑵𝑪 𝒈𝒆 - Nếu 𝑩𝑪 ≤ 𝟎, 𝟗𝟓𝑩, cho tàu hoạt động bình thường theo chế độ chọn - Nếu 𝑩𝑪 > 𝟎, 𝟗𝟓𝑩 ta phải thay đổi chế độ công tác, giảm tốc độ tàu đến 𝑣𝐶′ với 𝐺𝐶′ , 𝑛𝐶′ đạt 𝑩′𝑪 ≤ 𝟎, 𝟗𝟓𝑩 • Để xác định tiêu thụ nhiên liệu 𝐺𝐴 , 𝐺𝐶 𝑘𝑔/ℎ sử dụng phương pháp tính tốn tra đồ thị 𝑮𝑨 𝒗𝑨 = 𝑮𝑪 𝒗𝑪 𝟑 𝒗𝑪 ֜𝑮𝑪 = 𝑮𝑨 𝒗𝑨 𝟑 ቮ 𝒗𝑨 > 𝒗𝑪 2021 LE VAN VANG 12 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY 2.1.4 Khi máy phát điện đồng trục làm việc • Để tận dụng khả phát công suất động điều kiện khai thác khác số tàu lắp đặt máy phát đồng trục máy lai (Shaft Generator) • Máy phát đồng trục nhằm cung cấp điện cho tàu điều kiện khai thác ổn định 2021 LE VAN VANG 13 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY Để đưa máy phát đồng trục vào làm việc phải thỏa mãn hai điều kiện bản: • Vịng quay ổn định giá trị định (thơng thường theo thiết kế) • Cơng suất máy phải đủ lớn để cung cấp cho máy phát (có lượng dư cơng suất ∆𝑁) Ne C1 C2 B NA ΔN NB A NS nA 2021 LE VAN VANG n 14 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY 2.1.5 Động làm việc điều kiện sóng gió • Khi động làm việc điều kiện sóng gió, vịng quay phụ tải ln thay đổi (vì có thay đổi lực đẩy mơ men quay chân vịt) Sự thay đổi gây trạng thái mặt biển, hướng lực gió • Động làm việc trường hợp ln có thay đổi phụ tải nhiệt theo thời gian • Khi cơng tác điều kiện sóng gió động dễ xảy q tải mơ men, tải vòng quay, tải nhiệt Để đảm bảo an tồn cơng tác cho động thơng thường phải giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình 2021 LE VAN VANG 15 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY • Tốc độ tàu cơng tác điều kiện sóng gió giảm lượng ∆𝑣 phụ thuộc vào cấp gió WoB hướng gió  • Phương pháp xác định thơng số công tác sau: - Giả sử công tác 𝑨 𝐶1 , 𝑀𝐾𝑇 điều kiện khai thác thay đổi sóng gió lên điểm phối hợp cơng tác động chân vịt 𝑩 𝐶2 , 𝑀′𝐾𝑇 - Xác định điểm công tác B đánh giá làm việc động 2021 LE VAN VANG 16 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY C2 Ne C1 B NB NA C NC A n2 MB n1 MA vC vB vA v C1: đặc tính chân vịt tàu chạy ngược sóng gió C2: đặc tính chân vịt tàu chạy yên sóng gió 2021 LE VAN VANG 17 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY Bài tập-thảo luận tuần4 I CÁ NHÂN TỪNG SINH VIÊN Khi tàu hoạt động điều kiện khai thác khác nhau, người khai thác cần quan tâm đến vấn đề gì, cho ví dụ Bài tập A ship on an outward uses 30 000 litres of fuel oil and travel at 15 knots Due to a leak in the tanks only 20 000 litres of fuel oil is available for the return voyage Calculate the speed the ship must travel to arrive with 3800 litres remaining in the tank 2021 LE VAN VANG 18 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY II BÀI THEO NHĨM (nhóm thảo luận online, nhóm trưởng gửi báo cáo ) Khi tàu hoạt động điều kiện khác thác khác nhau, thơng số động cần quan tâm: • Nhóm 1: Khi tàu chạy khơng chở hàng • Nhóm 2: Khi tàu chạy chở đầy hàng • Nhóm 3: Khi tàu chạy vùng biển nơng • Nhóm 4: Khi tàu chạy xi sóng gió • Nhóm 5: Khi tàu chạy ngược sóng gió • Nhóm 6: Khi tàu chạy có máy phát đồng trục làm việc 2021 LE VAN VANG 19 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH CỦA DIESEL TÀU THỦY THANK YOU ! 2021 LE VAN VANG 20