Bài giảng khai thác hệ động lực tàu thủy chương 3 2 các chế độ làm việc không ổn định và đặc biệt của động cơ (tiếp theo)

CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ • • • • • • 2021 CHẾ ĐỘ KHỞI ĐỘNG CHẾ ĐỘ THAY ĐỔI TỐC ĐỘ TÀU CÁC CHẾ ĐỘ HÃM HỆ ĐỘNG LỰC CHẾ ĐỘ THAY ĐỔI CHIỀU CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU CHẾ ĐỘ SẤY NÓNG VÀ DỪNG ĐỘNG CƠ CÁC CHẾ ĐỘ ĐẶC BIỆT LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ 3.1 CHẾ ĐỘ KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ 3.2 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KHI THAY ĐỔI TỐC ĐỘ TÀU 3.2.1 Tăng tốc tàu • Trường hợp động khơng có tác động điều tốc • Trường hợp động có tác động điều tốc 3.2.2 Giảm tốc tàu • Trường hợp động khơng có tác động điều tốc • Trường hợp động có tác động điều tốc 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ M M(v1, ω) M M(ha 2, ω) M(C0, ω) b a M(hmax, ω) a c b M(C0, ω) b’ M(ha 2, ω) Ur1 Ur2 M(v2, ω) M(ha 1, ω) M(ha 1, ω) 1 M(v2, ω) M(v1, ω) ω1 ω ω2 ω Khơng có tác động điều tốc 2021 ω1 ω ω2 ω Có tác động điều tốc LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ 3.2.2 Giảm tốc độ tàu Trường hợp động khơng có tác động điều tốc • Q trình giảm tốc tàu chế độ tăng tốc, người khai thác giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình • Q trình xảy ngược lại với trình tăng tốc Đồng thời hai trường hợp động không trang bị điều tốc có trang bị điều tốc xảy có khác 2021 M M(C0, ω) b’ M(ha 1, ω) M(v2, ω) M(ha 2, ω) LE VAN VANG ω2 b a ω1 ω CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ Trường hợp động có tác động điều tốc • Xét giảm tốc tàu từ 𝒗𝟐 đến 𝒗𝟏 ứng với thay đổi điểm phối hợp công tác từ điểm đến điểm Ngay sau giảm tay ga nhiên liệu, mômen quay động giảm nhanh đạt cực tiểu a’ sau thay đổi đến b -g-2 • Mơ men quay chân vịt 𝑴𝒔 thay đổi từ - b - g - 2021 M M(C0, ω) b’ M(ha 1, ω) M(v2, ω) Ur1 Ur2 M(ha 2, ω) LE VAN VANG ω2 b a’ ω1 ω CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ Kết luận • Khi tăng giảm tốc độ tàu động trang bị điều tốc động không trang bị điều tốc xảy cân mômen quay động cơ, mômen quay chân vịt mơmen cản tàu • Điều kiện làm việc động trang bị điều tốc nặng nề so với động không trang bị điều tốc • Để hạn chế làm việc nặng nề cho động giảm bớt cân lượng động – chân vịt – vỏ tàu nên chọn chương trình điều khiển cấp nhiều nhiên liệu theo thời gian 𝒉 𝒕 đặc tính điều chỉnh 𝑼𝒓 cho phù hợp 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ 3.3 CHẾ ĐỘ HÃM HỆ ĐỘNG LỰC • Hãm hệ động lực sử dụng trình ma nơ điều động tàu, nhằm rút ngắn thời gian đảo chiều quay động dừng tàu thay đổi chiều chuyển động tàu 3.3.1 Các phương pháp hãm hệ động lực • Hãm khí (ma sát): phanh hệ trục,phanh bánh đà - Thời gian hãm nhanh n(v/ph) - Dễ gây biến dạng hệ trục A • Hãm gió nén - Khơng làm biến dạng hệ trục, chi tiết động B - Thời gian hãm dài F 2021 LE VAN VANG D C t(s) CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ 3.3.2 Hãm hệ động lực gió nén • Q trình giảm gió nén thực từ ngừng cấp nhiên liệu vào động thay đổi cấu cam phân phối (khí nhiên liệu) theo chiều ngược lại động quay theo chiều cũ • Khi thực hãm động gió nén khơng khí nén đưa vào xi lanh động thông qua xupáp khởi động kỳ nén • Hiệu q trình hãm phụ thuộc vào yếu tố sau: - Kết cấu van khởi động động - Áp suất không khí nén đưa vào xilanh động - Giá trị vòng quay động bắt đầu hãm 2021 LE VAN VANG CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ Van khởi động ĐCT Nén Trục khuỷu ĐCT Khí hãm 2 a Nén Nổ Nổ ĐCD ĐCD Hút Xả ĐCT Cam phân phối Xả Van xả Hút 1 Van hút ĐCT b c Pha cấp khí theo cam phân phối mở xu páp khởi động a.khởi động tiến; b hãm động cơ, c khởi động lùi Bắt đầu mở; 2.Kết thúc đóng 2021 LE VAN VANG 10 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ Đây trình làm việc không ổn định hệ động lực tàu thủy • Không cân mô men động mơ men cản (𝑀𝑞 𝑀𝑐 ) • Khơng cân lực đẩy chân vịt lực cản (𝑇 𝑅) • Khơng cân cơng suất tua bin máy nén (𝑁𝑇𝐵 𝑁𝑀𝑁 ) • Không cân lực tác dụng lên phần từ phản ứng phần tử hệ thống điều chỉnh • Chế độ nhiệt động khơng ổn định 2021 LE VAN VANG 15 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ 3.5 CHẾ ĐỘ SẤY NÓNG VÀ DỪNG ĐỘNG CƠ • Động làm việc chế độ khơng ổn định sấy nóng động ma nơ làm nguội động dừng động cơ, đặc trưng thay đổi ứng suất nhiệt theo thời gian • Các chi tiết nhóm piston - xi lanh biến dạng, khe hở lắp ghép, thông số công tác nhiệt độ dầu, nước thay đổi • Vận hành động chế độ phải tuân theo hướng dẫn nhà máy chế tạo quy tắc vận hành 2021 LE VAN VANG 16 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ 3.5.1 Chế độ sấy nóng động • Sau khởi động động cơ, để đảm bảo làm việc tin cậy động chế độ khác nhau, cần phải sấy nóng động (có thể chạy khơng tải sau tăng tải dần) • Trạng thái nhiệt động coi ổn định nhiệt độ chi tiết chính, 𝑻𝒍𝒎 , 𝑻𝒅𝒏 khơng thay đổi theo thời gian, khoảng thời gian đến động đạt trạng thái nhiệt ổn định gọi thời gian sấy nóng • Khai thác hệ động lực trường hợp cần ý sau: - Nên sấy nóng dần tăng dần vòng quay động - 𝑇𝑙𝑚 , 𝑇𝑑𝑛 thông số quan trọng chế độ - Nhiệt độ dầu bôi trơn khỏi động tiêu chuẩn để đánh giá khoảng thời gian sấy nóng động - Trước khởi động động phải hâm nóng động cơ: 𝑻𝒍𝒎 ≈ 𝟓𝟎℃, 𝑻𝒅𝒏 ≈ 𝟐𝟓 ÷ 𝟑𝟐℃ 2021 LE VAN VANG 17 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ • • • • • 3.5.2 Chế độ dừng động Trong khai thác thường xảy hai trường hợp dừng động cơ: - Dừng đột ngột - Dừng từ từ theo kế hoạch Dừng đột ngột làm thay đổi nhanh trạng thái nhiệt động cơ, đặc biệt nhiệt độ nhóm piston, xi lanh Dừng từ từ theo quy trình: - Giảm dần tốc độ, phụ tải động - Điều chỉnh chế độ làm mát, bôi trơn hợp lý Nên kéo dài thời gian giảm tải động từ định mức đến dừng khoảng 30 đến 60 phút có chế độ làm mát thích hợp Sau dừng động cơ, tránh tăng nhiệt độ cao chi tiết cần tiếp tục bơm dầu bôi trơn làm mát khoảng 30 phút quay trục khuỷu 10 phút 2021 LE VAN VANG 18 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ • • • • 3.6 CÔNG TÁC CỦA HỆ ĐỘNG LỰC TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẶC BIỆT 3.6.1 Chế độ làm việc động vài xi lanh bị cố Trong q trình cơng tác hệ động lực, trường hợp đặc biệt vài xi lanh bị cố mà không cho phép dừng tàu Nguyên nhân do: - Kẹt nhóm plunger-barrel bơm cao áp - Kẹt vòi phun, vỡ đường ống cao áp - Hỏng hóc nhóm piston biên Trong trường hợp phải tiến hành ngắt nhiên liệu xi lanh bị cố, xi lanh khác tiếp tục làm việc có hai trường hợp xảy sau: - Tháo nhóm piston biên xi lanh bị cố - Khơng tháo nhóm piston biên Xác định thông số công tác hợp lý hệ động lực khai thác động trường hợp 2021 LE VAN VANG 19 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ Tháo nhóm piston biên áp dụng trường hợp piston xi lanh khơng thể tiếp tục hoạt động Nếu tháo nhóm piston biên gây hậu sau: • Gây chuyển động khơng đồng động • Xuất hiện tượng chấn động ngang thân máy • Gây rung động chấn động vỏ tàu • Làm thay đổi vòng quay cộng hưởng 2021 N LE VAN VANG Ni N’i Ne N’e Nm n 20 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ • Điểm cơng tác thay đổi từ A đến A’ Đánh giá điểm công tác động chân vịt: • Động thường bị tải nhiệt, cần phải giảm tay ga nhiên liệu • Đặc biệt với động tăng áp tua bin khí xả kiểu xung lượng gây tiếng ồn phía cửa hút máy nén dao động vòng quay gây nên làm việc không ổn định tổ hợp tua bin tăng áp động 2021 N C1 A NA A’ NA’ NA’’ A’’ nA’’ nA’ nA LE VAN VANG n 21 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ • • • • 3.6.2 Chế độ làm việc động tua bin tăng áp bị cố Hầu hết tất động diesel tàu thủy tăng áp tua bin khí xả Trong q trình khai thác hệ động lực xảy trường hợp tua bin tăng áp cho động bị cố Khi bị cố tua bin tăng áp cố tồn tua bin tăng áp Trong trường hợp động làm việc với áp suất khí trời áp suất hệ thống tăng áp cố Khi động phải làm việc điều kiện gây nên hậuquả sau: - Động tổ hợp tua bin máy nén tăng áp làm việc rung động, có tiếng ồn lớn - Giảm lượng khí nạp vàp xi lanh động - Tăng sức cản đường nạp, phản áp đường xả làm cho trình cháy xi lanh động 2021 LE VAN VANG 22 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ • Khả phát cơng suất động trường hợp xác định gần 𝑷′𝑲 𝑵′𝒆 = 𝑵𝒆 𝑷𝑲 C1 A NA - 𝑃′𝐾 : Áp suất khí hệ thống tăng áp cố - 𝑃𝐾 : Áp suất tăng áp động hoạt động bình thường • Điểm phối hợp cơng tác độngcơ chân vịt chế độ định mức A • Khi tua bin tăng áp bị cố, điểm phối hợp công tác động chân vịt đạt A’ 2021 N LE VAN VANG A’ NA’ NA’’ A’’ nA’’ nA’ nA n 23 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHƠNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ • Tuy nhiên, thực tế phối hợp làm việc A’ động dễ bị tải, nên phải giảm lượng nhiên liệu cung cấp cho động Thực tế phải khai thác động A’’ để đảm bảo cho động làm việc an tồn • Nhà chế tạo thường đưa hướng dẫn cụ thể khai thác động trường hợp 2021 N C1 A NA A’ NA’ NA’’ A’’ nA’’ nA’ nA LE VAN VANG n 24 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ Tăng áp cho động kỳ Tăng áp cho động kỳ 2021 LE VAN VANG 25 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ 3.6.3 Chế độ làm việc động số trường hợp đặc biệt khác • Động làm việc điều kiện băng giá • Động làm việc tải 2021 LE VAN VANG 26 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ Bài tập-thảo luận tuần I CÁ NHÂN TỪNG SINH VIÊN Khi tăng giảm tốc độ tàu động trang bị điều tốc cần lưu ý để tránh cho động làm việc an toàn Khi động làm việc chế độ sấy nóng dừng cần lưu ý động làm việc an tồn Khi vận hành hệ động lực chế độ phải ngừng làm việc xi lanh, thao tác thông số phải quan tâm hàng đầu II BÀI THEO NHÓM ❑ Nếu tàu lắp đặt máy động cho theo nhóm, đưa phương án xử lý tua bin tăng áp cho động bị cố ( giả thiết phải phù hợp với loại động cơ) 2021 LE VAN VANG 27 CHƯƠNG CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHÔNG ỔN ĐỊNH VÀ ĐẶC BIỆT CỦA ĐỘNG CƠ CHUYÊN ĐỀ THẢO LUẬN Tài liệu cho theo nhóm trang học trực tuyến course.ut.edu.vn tuần ❑ Các nhóm chuẩn bị nội dung theo chủ đề ❑ Thảo luận theo nội dung chuyên đề theo nhóm ❑ Báo cáo chuyên đề theo nhóm (đại diện nhóm) 2021 LE VAN VANG 28 THANK YOU ! 2021 LE VAN VANG 29