Giáo trình máy phụ và các hệ thống trên tàu thuỷ (nghề sửa chữa máy tàu thuỷ trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: MÁY PHỤ VÀ CÁC HỆ THỐNG TRÊN TÀU THỦY NGHỀ: SỬA CHỮA MÁY TÀU THỦY TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng năm…… Trường cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Hệ thống máy phụ thiết bị tàu đại yếu tố quan trọng lĩnh vực đảm bảo an tồn cho tàu hành trình Các hệ thống tạo trì điều kiện sống cịn cho thủy thủ đoàn hành khách, tạo điều kiện để giữ hàng hóa trang thiết bị, phục vụ trang thiết bị, chống cháy nổ, v.v Tính kinh tế độ tin cậy khai thác tàu phụ thuộc vào mức độ đại hóa yếu tố kết cấu hệ thống phương tiện điều khiển chúng Để bước hồn thiện giáo trình đào tạo nghề cho học sinh sinh viên nghề “Sửa chữa máy tàu thủy” cập nhật kiến thức kỹ Bản thân tổ chức biên soạn “Giáo trình Máy phụ hệ thống tàu thủy” Đây tài liệu cần thiết cho cán bộ, giáo viên học viên nghiên cứu, giảng dạy, học tập Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận ý kiến đóng góp Q bạn đọc để hồn thiện nội dung giáo trình đáp ứng địi hỏi thực tiễn công tác đào tạo nhà trường Giáo trình thiết kế theo mơ đun thuộc hệ thống mơ đun MĐ 19 chương trình đào tạo nghề Sửa chữa máy tàu thủy cấp trình độ trung cấp nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong mơ đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, mô đun khác nghề Quảng Ngãi, ngày tháng năm Tham gia biên soạn Ngô Minh Việt Chủ biên MỤC LỤC ST T Nội dung Trang Chương 1: Tổng quan máy phụ hệ thống tàu thuỷ Máy phụ tàu thủy Các hệ thống phục vụ Các yêu cầu chung thiết bị hệ thống phục vụ tàu thủy Chương 2: Bơm Khái niệm chung bơm Bơm cánh Bơm Bơm thể tích Chương 3: Thiết bị trao nhiệt Khái niệm chung thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị trao đổi nhiệt chất lỏng với chất lỏng Thiết bị trao đổi nhiệt chất lỏng với chất khí 4.Thiết bị trao đổi nhiệt chất khí với chất khí Chương 4: Thiết bị boong Máy neo tời neo Cần cẩu Thiết bị cứu sinh Lò đốt rác Chương 5: Các hệ thống phục vụ Hệ thóng lái Hệ thống nhiên liệu Hệ thống dầu bôi trơn Hệ thống hút khô Hệ thống nước dằn Hrrj thống nước bẩn Hệ thống nước sinh hoạt làm mát Hệ thống cứu hỏa Hệ thống thơng gió điều hịa khơng khí 10 Hệ thống khí nén 11 Hệ thống chưng cất nước 12 13 14 16 18 19 23 31 33 43 44 48 53 53 56 57 58 60 62 64 65 67 69 72 73 74 76 77 79 83 85 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: MÁY PHỤ VÀ CÁC HỆ THỐNG TRÊN TÀU THỦY Mã mơ đun: MĐ 19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun “ Máy phụ hệ thống tàu thuỷ” học sau môn học: Động Diesel 1, Động Diesel - Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề - Ý nghĩa vai trị mơ đun: Có ý nghĩa vai trị quan trọng việc cung cấp phần kiến thức, kỹ nghề, nghề sửa chữa máy tàu thủy - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Trung cấp nghề Sửa chữa máy tàu thủy Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: A1 Lý thuyết q trình cơng tác động máy thủy lực A2 Nguyên lý làm việc hệ thống tàu thủy A3 Các ứng dụng hệ thống, thiết bị máy thủy lực tàu thủy - Kỹ năng: B1 Tính tốn, xác định vài thơng số động thủy lực B2 Hình thành kỹ vận hành động thủy lực hệ thống tàu thủy đảm bảo an toàn - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Chấp hành quy trình, quy phạm nghề Sửa chữa máy tàu thủy; C2 Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ học viên Chương trình khung nghề Sửa chữa máy tàu thủy Mã MH/ MĐ/HP I MH 01 MH 02 MH 03 Tên môn học, mô đun Các mơn học chung Chính trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng - An MH 04 ninh MH 05 Tin học MH 06 Ngoại ngữ (Anh văn) Số tín 12 1 2 Thời gian học tập (giờ) Trong Thực hành Tổng Lý /thực tập/ Kiểm số thuyết thí tra nghiệm/ tập 255 94 148 13 30 15 13 15 30 24 45 45 90 21 15 30 21 29 56 II II.1 MH 07 MH 08 MH 09 MH 10 MH 11 II.2 MH 12 MH 13 MĐ 14 MĐ 15 MĐ 16 MH 17 MH 18 MH 19 MH 20 MH 21 MH 22 MH 23 MĐ 24 MĐ 25 MĐ 26 MĐ 27 MĐ 28 MĐ 29 MĐ 30 MĐ 31 MĐ 32 MĐ 33 MĐ 34 MĐ 35 Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Các môn học, mô đun sở 15 240 155 Vẽ kỹ thuật 60 30 Cơ kỹ thuật 60 40 Vật liệu khí 45 35 Dung sai đo lường kỹ 30 20 thuật An tồn lao động bảo vệ 45 30 mơi trường Các môn học, mô đun 56 1425 409 chuyên môn Lý thuyết tàu 45 35 Kỹ giao tiếp 30 20 Vẽ Autocad 45 15 Hàn - Nguội 90 15 Tiện 45 Tiếng Anh chuyên ngành 45 30 Động Diesel tàu thủy 60 40 Máy phụ hệ thống 45 30 tàu thủy Công nghệ sửa chữa 30 24 Điện tàu thủy 60 38 Hệ thống động lực tàu thủy 45 30 Tháo động Diesel tàu thủy 60 Sửa chữa chi tiết tĩnh 45 động Diesel tàu thủy Sửa chữa chi tiết động 45 động Diesel tàu thủy Sửa chữa hệ thống phân phối 45 khí tàu thủy Sửa chữa máy nén khí 30 Sửa chữa hệ thống nhiên liệu 45 Diesel tàu thủy Sửa chữa hệ thống bôi trơn 45 Sửa chữa hệ thống làm mát 45 Sửa chữa hệ thống khởi động 60 10 đảo chiều tàu thủy Sửa chữa máy phân ly dầu1 30 nước Sửa chữa máy lọc dầu 30 Sửa chữa thiết bị điện tàu 45 thủy Lắp ráp tổng thành động 60 10 71 27 16 14 12 922 88 8 28 72 38 12 16 2 3 13 19 12 50 3 35 35 33 20 33 33 32 4 46 24 24 33 46 MĐ 36 MĐ 37 MĐ 38 MĐ 39 MĐ 40 Diesel Vận hành động Diesel tàu thủy Sửa chữa hệ thống lái Sửa chữa hệ thống tời Sửa chữa hệ trục tàu thủy Thực tập Tổng cộng: 30 22 1 83 30 30 30 180 1920 6 15 663 22 22 22 161 1142 2 115 Chương trình chi tiết mô đun Thời gian (giờ) Số TT Tên chương, mục Chương 1: Tổng quan máy phụ hệ thống tàu thuỷ Máy phụ tàu thủy Các hệ thống phục vụ Các yêu cầu chung thiết bị hệ thống phục vụ tàu thủy Chương 2: Bơm Khái niệm chung bơm Bơm cánh Bơm Bơm thể tích Chương 3: Thiết bị trao nhiệt Khái niệm chung thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị trao đổi nhiệt chất lỏng với chất lỏng Thiết bị trao đổi nhiệt chất lỏng với chất khí 4.Thiết bị trao đổi nhiệt chất khí với chất khí Chương 4: Thiết bị boong Máy neo tời neo Cần cẩu Thiết bị cứu sinh Lò đốt rác Chương 5: Các hệ thống phục vụ Hệ thóng lái Hệ thống nhiên liệu Hệ thống dầu bơi trơn thực hành, Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm số thuyết thảo luận, tra tập 2 0,5 0,5 0,5 0,5 10 2 2 2 2 11 3 14 2 2 1 3 1 1 1 1 Hệ thống hút khô Hệ thống nước dằn Hrrj thống nước bẩn Hệ thống nước sinh hoạt làm mát Hệ thống cứu hỏa Hệ thống thơng gió điều hịa khơng khí 10 Hệ thống khí nén 11 Hệ thống chưng cất nước * Kiểm tra Cộng 1,5 1,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1 0,5 45 0,5 30 1 13 Điều kiện thực mô đun: 3.1 Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Phịng học chun mơn có đầy đủ điều kiện giảng dạy học tập mô đun, Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề Sửa chữa máy tàu thủy,… - Học liệu: + Giáo trình, sách tham khảo, vẽ liên quan đến máy phục hệ thống tàu thuỷ, Phần mềm mô kết cấu hoạt động thiết bị hệ thống, Video clip minh hoạ tập giảng + Giáo trình máy phụ tàu thủy + Tài liệu cần tham khảo phát tay + Tham khảo số trang mạng Internet,… + Ảnh, CD ROM cấu tạo hệ thống + Phiếu kiểm tra - Dụng cụ: + Mơ hình cắt loại máy phụ + Động thủy lực, máy thủy lực thực tế xưởng thực hành + Máy chiếu qua đầu, projector, máy vi tính, vẽ mơ hình mẫu 3.4 Các điều kiện khác: Cơ sở bảo dưỡng, sửa chữa tơ có đầy đủ trang thiết bị người học thực tập nâng cao tay nghề Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: + Lý thuyết trình cơng tác động máy thủy lực + Nguyên lý làm việc hệ thống tàu thủy + Các ứng dụng hệ thống, thiết bị máy thủy lực tàu thủy + Qua kiểm tra viết trắc nghiệm đạt yêu cầu 60% - Kỹ năng: + Tính tốn, xác định vài thông số động thủy lực + Hình thành kỹ vận hành động thủy lực hệ thống tàu thủy đảm bảo an toàn - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng mơn học + Nghiêm túc q trình học tập + Chấp hành nghiêm túc quy định kỹ thuật, an toàn tiết kiệm bảo dưỡng, sửa chữa; + Có tinh thần trách nhiệm hồn thành công việc đảm bảo chất lượng, thời gian + Cẩn thận, chu đáo công việc, quan tâm đúng, đủ khơng xảy sai sót 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực quy chế đào tạo áp dụng Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp Hình thức Chuẩn đầu Số Thời điểm đánh giá tổ chức kiểm tra đánh giá cột kiểm tra Thường xuyên Viết/ Tự luận/ A1, C1, C2 Sau Thuyết trình Trắc nghiệm/ Báo cáo Định kỳ Viết Tự luận/ A2, B1, C1, C2 Sau 12 thực hành Trắc nghiệm/ thực hành Kết thúc môn Vấn đáp Vấn đáp A1, A2, A3, B1, B2, Sau 45 học thực hành thực hành C1, C2, mơ hình 4.2.3 Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm môn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến chữ số thập phân, sau quy đổi sang điểm chữ điểm số theo thang điểm 10 theo quy định Bộ Lao động Thương binh Xã hội đào tạo theo tín Hướng dẫn thực mơn học 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Sửa chữa máy tàu thủy 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mơ hình, học cụ mô để minh họa tập ứng dụng hệ truyền động dùng điện tử công suất, loại thiết bị điều khiển * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mơ đun tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm phân cơng để phát triển hồn thiện tốt toàn chủ đề thảo luận nhóm - Tham dự đủ kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Tham dự thi kết thúc môn học - Chủ động tổ chức thực tự học Tài liệu tham khảo: [1] Hồng Đình Dũng, Hoàng Văn Tân, Vũ hữu Hải, Nguyễn Thượng Băng Máy Thủy Lực (Tua-bin Nước & Máy Bơm) NXB Xây dựng, 2001 [2] Hồng Thị Bích Ngọc Máy Thuỷ Lực Thể Tích Các Phần Tử Thuỷ Lực Và Cơ Cấu Điều Khiển Trợ Động NXB Khoa học Kỹ thuật, 2007 [3] H D MCGEORGE Marine Auxiliary Machinery, NXB Great Bristain, 1997 10 Hình 5-6: Sơ đồ hệ thống ballast - Van thông biển - Hộp van hút bơm - Bơm ballast - Van thoát mạn - Hộp van đẩy bơm - Hộp van vào két ballast - Các két ballast phải, trái - Két ballast mũi - Két ballast lái 5.2.2 Nguyên lí làm việc: Các két chứa nước ballast, bơm, van hệ thống đường ống hệ thống ballast cần đảm bảo nước két ln chuyển sang két khác Khi tàu chạy khơng người ta bơm nước ngồi tàu vào để tăng độ chìm, giảm chiều cao mạn khơ tàu xuống để tránh lật tàu (dằn tàu) Khi tàu bị nghiêng sang hai bên, chúi mãi, chúi lái xếp hàng không ngoại lực tác động (sóng, gió…) cách cho ln chuyển nước hợp lí gữa két người ta cân lại tàu, đảm bảo độ an toàn cho tàu hành trình biển Hệ thống nước bẩn: 6.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống: Có hai loại nước thải tàu phân chia thành nước xám nước đen Nước thải xám đến từ giặt ủi, nhà tắm nhà bếp Trong nước thải đen đến từ nhà WC Lượng nước thải cao thuộc nước xám Nó trộn với nước đen, gửi tới lò phản ứng sinh học Ban đầu, chất rắn lọc Sau chúng tới bể khác Đó nơi vi khuẩn thêm vào, làm nhiệm vụ ăn thải thải nhỏ làm nước Sau chúng xong việc, chất lỏng bể đủ tinh khiết làm tia cực tím, clo hóa chất khơng có hại cho hệ sinh thái biển Ở giai đoạn cuối, nước phân tích hàm lượng vi khuẩn Trong trường hợp cịn sót lại vi sinh vật gây hại nào, tiếp tục gửi để làm tối đa Nước thải sau q trình cuối chí cịn nước biển Bởi vậy, số bến cảng cho phép đổ nước thải biển khu vực vệ sinh 19km 76 Chất thải rắn lọc trình giữ bể đặc biệt tàu du lịch cập bến cảng Tại xử lý Tất tàu có thùng chứa đặc biệt, giữ đầy nước giúp tàu vị trí ổn định 2.6.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống: - Khoang xử lý sinh học hiếu khí: Khoang hiếu khí (aerotank) thiết kế gồm bể chứa có hệ ống dẫn, đĩa phân phối khí giá thể vật liệu nhựa Plastic Ô xy đưa vào ngăn hiếu khí theo chiều từ đáy bể lên nhờ máy nén khí hoạt động 24/24giờ Các vi khuẩn xử lý sinh học công nghiệp bổ xung vào bể chứa nước thải, thiết bị sục khí tăng lượng xy giúp hệ vi sinh hoạt động mạnh, sử dụng chất hữu nước thải (chất thải, amoniac…) chất dinh dưỡng để chúng tăng sinh chế xử lý nước thải theo nguyên tắc sinh học Nước thải sau qua cơng đoạn xử lý lọc sinh học hiếu khí, giảm tới 75-85% nồng độ COD, BOD Tiếp theo nước thải chảy qua khoang lắng cặn - Khoang lắng: Nước thải từ bể hiếu khí tiếp tục qua ống dẫn sang khoang lắng Vi sinh có mặt tiếp tục xử lý chất hữu lại khoang lắng Khoang lắng nơi nước thải lưu trữ Trong trình trữ, chất hữu hình nước thải hình thành cụm tủa, dần lắng xuống đáy, phần nước khoang lắng có nồng độ COD giảm 70-75% Phần cặn bùn lắng (bùn vi sinh “hoạt tính”) đưa trở lại khoang hiếu khí nhờ thiết bị hoàn lưu bùn Khối bùn lắng đáy khoang lắng xả định kỳ vào trạm tiếp nhận gom dẫn két chứa Lượng nước bên chảy qua khoang lọc 77 - Khoang lọc: Cơng đoạn phận có nhiệm vụ khử mùi, màu lọc tạp chất lại nước thải sau trình lắng Trong thiết bị lọc có lớp vật liệu lọc như: sỏi, cát thạch anh, than hoạt tính… Khi nước thải qua lớp vật liệu lọc, phần hữu hình cặn lơ lửng giữ lại bề mặt lớp vật liệu lọc Nước thải đầu khỏi thiết bị lọc nước trong, đưa vào khoang khử trùng Sau thời gian làm việc tổn thất áp lực ngăn lọc tăng cao, cần phải tiến hành rửa ngược Nước rửa sử dụng nước sau rửa nước đưa khoang hiếu khí để tiếp tục xử lý lần - Khoang khử trùng: Là công đoạn xử lý cuối hệ thống xử lý nước thải Tại đây, nước thải khử trùng triệt để chlorine trước thải bên tới nguồn tiếp nhận Hệ thống nước sinh hoạt làm mát: 7.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống Hệ thống nước sinh hoạt làm mát bao gồm hệ thống nước hệ thống nước mặn làm mát, có nhiệm vụ cung cấp nước sinh hoạt nước mặn làm mát động tàu Trên tàu nước dùng cho sinh hoạt thuyền viên bổ sung cho hệ thống động lực tàu 7.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống: 7.2.1 Sơ đồ hệ thống nước sinh hoạt Hình 5-7: Sơ đồ hệ thống nước sinh hoạt - Rơle áp suất - Môtơ điện - Bộ khởi động cho bơm - Van chặn - Van chiều - Két nước - Bơm nước - Đường khí nén - Bình Hydrophor 10 - Ống thuỷ 11 - Đường nước sinh hoạt 12 - Van xả đáy Bơm nước (4) động điện (5) lai dẫn có nhiệm vụ bơm nước từ két chứa (7) lên bình hydrophor (9) Áp suất bình hydrophor tạo nhờ gió 78 nén cung cấp vào qua đường (8) từ chai gió Khi cần sử dụng nước cần mở van chặn (11), nước bình (9) chảy tác dụng áp suất khơng khí nén bình Rơ le áp suất (1) cảm biến áp suất bình (9), nước bình (9) giảm xuống làm giảm áp suất bình, rơ le (1) cảm biến độ sụt áp suất đó, chuyển hóa thành tín hiệu điện gửi vào khởi động tự động bơm (2) để gửi tín hiệu đóng mạch điện động điện (5) làm bơm (4) hoạt động, cấp thêm nước cho bình (9) 7.2.2 Sơ đồ hệ thống nước mặn làm mát: Hình 5-8: Sơ đồ hệ thống nước mặn làm mát - Rơle áp suất - Môtơ điện - Bộ khởi động cho bơm - Van chặn - Van chiều – Van thông biển - Bơm nước - Đường khí nén - Bình Hydrophor 10 - Ống thuỷ 11 - Đường nước sinh hoạt 12 - Van xả đáy Về bản, nguyên lí kết cấu nguyên lí hoạt động hệ thống nước biển vệ sinh tương tự hệ thống nước sinh hoạt, tức sử dụng bình tích (bình huydrophor) để cấp nước đến vị trí cần dùng Tuy nhiên, hệ thống nước biển vệ sinh nước biển khơng phải chứa két chứa mà bơm lấy trực tiếp từ ngồi mạn thơng qua hộp van thông biển Hệ thống cứu hỏa: 8.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống: Nhiệm vụ phương pháp cứu hoả Hệ thống cứu hoả trang bị tàu nhằm để đảm bảo an toàn cho người, tàu hàng hố có hoả hoạn xảy Hệ thống gồm hai phần: Phần báo động phần dập lửa Phần báo động có chức phát vị trí đám cháy phát tín hiệu âm thanh, ánh sáng báo động Phần dập lửa có chức dập tắt đám cháy Các phương pháp cứu hoả tàu thuỷ tương ứng với hệ thống cứu hoả trang bị tàu bao gồm: 79 - Hệ thông cứu hoả dùng nước - Hệ thống cứu hoả dùng CO2 - Hệ thống bình chữa cháy xách tay - Hệ thống khí trơ (Inert gas system) dùng tàu dầu, tàu chở hố chất Tuỳ theo kết cấu kích thước tàu mà người ta trang bị hệ thống cứu hoả dùng nước kết hợp với hệ thống CO2 hệ thống bình chữa cháy xách tay, có hệ thống bình chữa cháy xách tay 8.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống: 8.2.1 Hệ thống cứu hoả dùng nước a Nguyên lý chung: Đối với hệ thống chữa cháy nước biển bơm cứa hỏa đặt buồng máy, vị trí thấp mớn nước để khơng phải mồi bơm, ống hút nối với van thông biển Trên tàu có phải có bơm cứu hỏa bơm dự cứu hỏa dự phòng Một đầu ống mềm vòi rồng nối với ống phun đầu nối với họng cứu hỏa Họng cứu hỏa lắp đặt bồng máy, hành lang, ca-bin, hầm hàng, mặt boong v v tất chúng thường sơn màu đỏ Các vòi rồng với đường ống mềm đựng hộp sắt có cửa kính vỏ sơn màu đỏ Đường ống hệ thống cứu hỏa làm thép liền, van, vòi làm đồng b Sơ đồ hệ thống cứu hỏa nước Hình 5-9: Sơ đồ hệ thống cứu hoả nước biển Nguyên lý hoạt động Hệ thống gồm bơm cứu hoả lấy nước từ mạn tàu cấp vào hệ thống cứu hoả Hệ thống ống cứu hoả dẫn nước boong tàu, lên hành lang buồng ở, thượng tầng, buồng máy, kho vật tư Khi có hỏa hoạn xẩy vị trí tàu ta mở van thơng biển, chạy bơm cứu hỏa, mở van chặn chính, nước biển chờ sẵn họng van cứu hỏa, ta việc nối vũi rồng vào khớp nối gần nơi xẩy đám cháy, mở van cứu hỏa trước vũi rồng phun nước vào đám cháy 80 8.2.2 Hệ thống cứu hỏa dùng CO2 Hệ thống cứu hỏa CO2 thường lắp đặt khơng gian kín buồng máy hầm hàng Khi có hỏa hoạn xẩy hệ thống báo động báo động để người không gian chạy ngồi sau đóng kín hết cửa lại xả khí CO2 vào để giập lửa a Sơ đồ hệ thống Sau sơ đồ nguyên lí hệ thống cứu hỏa CO2 Hệ thống bao gồm bình chứa CO2 chính, bình CO2 khởi động, hệ thống đường ống, van chặn, van an toàn, thiết bị báo, báo động kích hoạt hệ thống b Nguyên lí làm việc Khi xảy đám cháy thủy thủ tàu cần giật dây giật hộp điều khiển (8), dây giật mở van chai CO2 khởi động (6), đưa khí CO2 có áp suất cao vào xilanh điều khiển (5) làm cho piston điều khiển bị đẩy trượt xuống Piston điều khiển trượt xuống kéo theo dây giật kích hoạt mở van khí chai CO2 (10), xả CO2 vào đám cháy để giập lửa Hình 5-10: Sơ đồ hệ thống cứu hoả dùng CO2 Thiết bị báo động Bình CO2 khởi động Van an tồn Bộ báo động Dây giật mở van Hộp điều khiển Van chặn tới hầm hàng Đưong khí CO2 tới buồng máy Xilanh piston điều khiển 10 Bình CO2 Hệ thống thơng gió điều hồ khơng khí: 9.1 Nhiệm vụ u cầu hệ thống 9.1.1 Nhiệm vụ: a Hệ thống thơng gió Hệ thống thay đổi khơng khí cách đưa khí trời vào hút khí thải, nóng, khí khơng lành ngồi, áp dụng cho buồng sinh hoạt, buồng làm việc, buồng công cộng, hầm hàng, kho vv… b Điều hồ khơng khí 81 Hệ thống tự động đưa khơng khí lành vào tàu, lọc khơng khí, hạ nhiệt độ để làm mát khơng khí làm ấm có yêu cầu sau phân phối đến nơi sử dụng hiểu chung hệ thống điều hịa khơng khí (air conditioning) Hệ thống dùng cho việc điều hòa khơng khí buồng sinh hoạt nhằm cải thiện điều kiện sinh hoạt cho người có mặt tàu Những năm gần hệ thống dùng điều hòa cho khoang hàng, khoang thực phẩm, khoang tương tự có địi hỏi điều hịa 9.1.2 u cầu hệ thống: Duy trì độ ẩm thích hợp nơi cabin Loại bỏ độ ẩm qụá mức khỏi khơng khí số mùa định Cung cấp lượng thơng gió ổn định đủ theo ụ cầụ Loại bỏ có hiệụ qụả khỏi khơng khí vi sinh vật, bụi, tro mụội vật lạ khác Làm mát hiệụ qụả khơng khí phòng vào số mùa định Sưởi ấm giúp sưởi ấm phịng vào mùa đơng Các thiết bị hệ thống đhkk tàu thủy 9.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống: 9.2.1 Hệ thống thơng gió: Trên tàu áp dụng hai hình thức thơng gió: thơng gió tự nhiên thơng cưỡng Thơng gió theo cách đầu nhờ miệng lấy gió đặt boong cao hứng gió dẫn theo ống vào nơi cần Các thiết bị đơn giản thực nhiệm vụ khó khăn, chuyển cột áp động gió thành chênh lệch áp lực tĩnh, cần cho chuyển động dòng khí kênh dẫn Để sử dụng lượng gió hiệu nhất, miệng lấy gió chế tạo dạng xoay 360° Gió thổi theo hướng mũi tên hình vào miệng phểu hứng gió, sau theo ống vào phòng định Ống xả khí hệ thống kéo lên miệng xả, gồm chi tiết 7, 8, đặt buồng cần thơng Nhờ ống hướng phía trước tàu chạy, vận tốc dịng khí sau qua ống tăng lên, theo dịng khí vừa từ buồng đưa lên theo mũi tên vị trí ngồi khí qua đường vịi phun 82 Thơng gió cưỡng nhờ hệ thống quạt ly tâm hướng trục, làm nhiệm vụ hút gió lành từ khí vào tàu đẩy khí qua sử dụng từ khoang tàu 9.2.2 Hệ thống điều hịa khơng khí: Các tàu làm việc vùng biển thuộc vùng nhiệt đới cần thiết phải trang bị hệ thống điều hồ khơng khí Nhiệt độ phịng tàu làm việc nên nằm phạm vi 24 ± 2°C, độ ẩm tương đối không khí phịng nên 40 – 60%, điều kiện nhiệt độ bên cao, 32°C, độ ẩm tương đối khơng khí thường cao, 80% Hệ thống dùng cho tàu hoạt động vùng lạnh nhiệt độ môi trường xuống -20°C nhiệt độ phịng sau điều hịa khơng thấp 21 - 22°C Hệ thống điều hòa tàu tổ chức theo hệ thống thông dụng sau: Hệ thống dùng quanh năm, hệ thống mùa hè, hệ thống mùa đông Tùy thuộc khu vực cần điều hòa tổ chức hệ thống điều hòa trung tâm điều hòa cục 83 Theo kết cấu hệ thống dẫn khí phân biệt hệ thống kênh, cung cấp không khí sau điều hịa cho nơi tiêu thụ xác định hệ thống hai kênh (double duct system), kênh mang khơng khí sau làm ấm, kênh mang khí sau làm mát song nhiệt độ hai kênh phải điều khiển Căn vào vận tốc khơng khí di chuyển kênh chia hệ thống hữu thành ba nhóm nhỏ: vận tốc thấp từ đến 10m/s; nhóm vận tốc trung bình 10 – 16 m/s nhóm vận tốc cao 16 – 30 m/s Vận tốc cao trongớng dẫn khí thường kéo theo tiếng ồn lớn song kích thước ống giảm đáng kể Vận tốc khí thấp yêu cầu phải tăng kích thước mặt cắt ngang ống dẫn Hệ thống làm việc quanh năm phải giải lúc hai việc: cung cấp khí ấm khí mát Hệ thống mùa hè làm mát làm khô khơng khí, cịn hệ thống mùa động làm ngược lại Hệ thống tập trung xử lý khơng khí trung tâm sau theo đường ống riêng, nhờ quạt đẩy đến vị trí sử dụng khí sau điều hòa Hệ thống cục sử dụng thiết bị điều hịa đơn lẻ, cung cấp khí điều hịa cho đơn vị sử dụng định Sử dụng máy điều hịa khơng khí làm mát phịng cụ thể thuộc ví dụ điều hịa cục Hệ thống kênh, hai kênh số lượng đường ống dẫn khí đến nơi tiêu thụ Hệ thống kênh đơn giản song hệ thống hai kênh thuận lợi tạo bầu khơng khí theo ý muốn cá nhân Máy điều hịa khơng khí dùng tàu tổ chức sơ đồ sau Các vị trí hình mang tên gọi sau: – khí lành bên ngồi, – khí hồi, – cửa, – buồng trộn, – bầu lọc, – quạt, – máy lạnh, – hút ẩm, – lị sấy, 10, 11 – xả khí 84 Sơ đồ bố trí hệ thống điều hịa kênh có dạng hình Những thiết bị sơ đồ mang tên gọi: – lọc, – máy làm lạnh, – sấy, – ống, – thiết bị kiểm tra tiếng ồn, – van nước, – van, – van điều hòa, – máy nén, 10 – van tự động, 11 – ngưng tụ, 12 – van giãn nhiệt, 13 – bơm nước biển, 14 – khởi động quạt, 15 – khởi động máy nén, 6- khởi động bơm nước biển Trên hình 10 hình 11 ký tự FA – khơng khí từ ngồi fresh air, R – khí luân chuyển hệ thống, recirculation Hệ thống hai kênh tổ chức theo sơ đồ nêu hình 11 Có thể thấy hai hình 10 11, thiết bị hệ thống không khác nhau, hệ thống ống hệ thống kể sau gồm hai, hệ thống trước có Tên gọi thiết bị sau: – lọc, – máy làm lạnh, – sấy nhiệt độ thấp, – sấy nhiệt độ cao, – ống, – thiết bị kiểm tra tiếng ồn, kiểm tra nhiệt độ, – van nước, – van đường khí ấm, – van , 10 – van tự động, 11 – máy nén khí, 12 – van , 13 – ngưng tụ, 14 – van giãn nhiệt, 15 – bơm nước biển, 16 – khởi động quạt, 17 – khởi động máy nén, 8- khởi động bơm nước biển 10 Hệ thống khí nén: 10.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống: Trên tàu thủy, khí nén sử dụng với nhiều mục đích, khởi động máy chính, máy phát điện, dùng để điều khiển động vệ sinh thiết bị… Máy nén khí thiết bị dùng để tăng áp suất cho khí nén Nó có nhiệm vụ nén khơng khí từ áp 85 suất mơi trường vào chai gió Máy nén khí sử dụng tàu biển thường máy nén kiểu piston Sau giới thiệu sơ kết cấu nguyên lí làm việc máy nén khí kiểu piston 10.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống 10.2.1 Các chi tiết tĩnh: Bệ máy: Là phần vỏ phía máy nén, chế tạo gang, thường có kết cấu hình hộp chữ nhật Trên bệ máy có ổ đỡ để lắp đặt trục khuỷu máy nén Bệ máy với thân máy tạo cac-te chứa dầu nhờn bôi trơn Thân máy: Thân máy lắp với bệ máy bu-lông, thân máy bệ máy có đệm lót làm kín Phía thân máy gia công thành xilanh máy nén Xilanh máy nén bôi trơn phương pháp vung tóe dầu nhờn chứa cac-te máy nén Nắp máy nén: Nắp máy nén đậy kín phía xilanh máy nén, với xilanh đỉnh piston tạo thành buồng cơng tác máy nén Trên nắp máy nén có van xả (clape xả) van hút (clape hút) để xả hút khơng khí ra, vào xilanh 10.2.2 Các chi tiết động: Piston: Piston chuyển động tịnh tiến bên xilanh làm tăng, giảm thể tích cơng tác máy nén để tạo hiệu ứng nén, hút khơng khí Piston máy nén thường chế tạo gang, phần đầu piston có xẻ rãnh xec măng để lắp xéc măng làm kín cho buồng cơng tác Phía rãnh xec măng có kht lỗ để lắp chốt piston Thanh truyền: Thanh truyền chi tiết kết nối piston với trục khuỷu máy nén, có chức biến chuyển động quay trục khuỷu thành chuyển động tịnh tiến piston Thanh truyền chia làm phần: Đầu nhỏ, thân đầu to truyền Đầu nhỏ truyền đúc liền gắn với piston thơng qua chốt piston, cịn đầu to truyền chế tạo làm nửa gắn với trục khuỷu bu lông truyền Cả đầu to đầu nhỏ truyền lót bạc lót để giảm mài mịn Trục khuỷu: Trục khuỷu chi tiết kết nối với trục động lai, có chức tạo chuyển động tịnh tiến cho piston xilanh để tạo hành trình hút, đẩy cho piston thơng qua truyền Trục khuỷu đặt ổ đỡ bệ máy, gồm có phần cổ trục, cổ khuỷu má khuỷu 86 Hình 5-11: Máy nén khí kiểu piston Máy nén piston có cấp có nhiều cấp Đối với máy nén nhiều cấp cấp nén phải làm mát cho khí nén để giảm thể tích khơng khí nén Đặc điểm loại máy nén tạo áp suất cao (vì có khả giảm thể tích nhiều), suất máy nén (lưu lượng khí nén m3/h) đạt nhỏ (vì kích thước xylanh khơng gian nén bị hạn chế) dịng khí nén khơng liên tục Do máy nén loại phải có bình chứa khí nén để từ khí nén lấy liên tục Nguyên lí làm việc: Giả sử piston từ nắp xilanh xuống, lúc thể tích buồng cơng tác máy nén tăng lên, làm cho áp suất buồng công tác giảm xuống tạo chênh lệch áp suất xilanh ngồi mơi trường Lúc áp suất ngồi mơi trường đủ thắng sức căng lị xo đóng clape hút, làm cho clape hút mở không khí hút vào xilanh Sau đó, piston đổi chiều chuyển động từ lên nắp xilanh, thể tích công tác giảm xuống làm tăng áp suất beeb xilanh, piston lên tới vị trí áp suất xilanh tăng lên cao áp suất chia gió clape xả mở khơng khí nén vào chai gió nén Piston lại tiếp tục đổi chiều chuyển động trình làm việc máy nén tiếp diễn 11 Hệ thống chưng cất nước ngọt: 11.1 Nhiệm vụ yêu cầu hệ thống: Nhiệm vụ máy chưng cất nước chưng cất nước biển thành nước cách cho bay nước biển môi trường áp suất thấp, nước sinh để phục vụ nhu cầu sinh hoạt tàu 11.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống: 11.2.1 Sơ đồ cấu tạo: 87 Khối chưng cất nước ngọt, bao gồm trao đổi nhiệt dạng ti-tan cho dàn bay bầu ngưng tụ, vỏ máy chưng cất, bơm phun tia, bơm nước ngọt, cảm biến kiểm sốt nước khung đỡ Hình 5-12: Nguyên lí kết cấu máy chưng cất nước 11.2.2 Nguyên lí làm việc: Nước biển hệ thống nước biển làm mát cấp vào máy chưng cất qua cửa (4) bầu ngưng tụ (9) Nước qua truyền nhiệt bầu ngưng khỏi bầu ngưng qua cửa số (5), từ lượng nhỏ nước biển ngồi, số cịn lại vào dàn bay (10) thông qua đường ống dẫn (1), dàn bay hơi, nước bay nhiệt độ khoảng 40-60 ° C qua trao đổi nhiệt nhận nhiệt nước làm mát máy Nhiệt độ bay nước tương đương với độ chân không máy chưng cất khoảng từ 85-95%, trì bơm phun tia ( H 2.93) Hơi nước bốc dẫn theo hình “chữ U” (7), để giọt nước biển theo dòng bị loại bỏ tác dụng lực li tâm lực trọng trường, hạt nước biển nặng rơi xuống khoang chứa nước biển 11ở bên sau xả ngồi Hơi nước tiếp tục đến bầu ngưng (9), chúng qua trao đổi nhiệt bầu ngưng, trao nhiệt cho nước biển làm mát ngưng tụ thành nước Nước sau bơm nước hút ngồi, độ mặn nước kiểm soát thiết bị kiểm soát độ mặn Nước làm mát xơ mi M.E sau khỏi động dẫn vào DBH 10 thông qua cửa 2, trao nhiệt cho nước biển qua cửa Bơm phun tia lắp đặt cách riêng biệt công chất công tác nước biển 88 CÂU HỎI ÔN TẬP Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống lái? Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống lái? Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống nhiên liệu? Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống nhiên liệu? Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống dầu bôi trơn? Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống dầu bôi trơn? Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống hút khơ? Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống hút khô? Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống nước dằn? 10 Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống nước dằn? 11 Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống nước bẩn? 12 Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống nước bẩn? 13 Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống nước sinh hoạt làm mát? 14 Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống nước sinh hoạt làm mát? 15 Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống cứu hỏa? 16 Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống cứu hỏa? 17 Trình bày nhiệm vụ u cầu hệ thống thơng gió điều hồ khơng khí? 89 18 Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống thơng gió điều hồ khơng khí? 19 Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống khí nén? 20 Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống khí nén? 21 Trình bày nhiệm vụ yêu cầu hệ thống chưng cất nước ngọt? 22 Giải thích sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống chưng cất nước ngọt? TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồng Đình Dũng, Hoàng Văn Tân, Vũ hữu Hải, Nguyễn Thượng Băng Máy Thủy Lực (Tua-bin Nước & Máy Bơm) NXB Xây dựng, 2001 [2] Hồng Thị Bích Ngọc Máy Thuỷ Lực Thể Tích Các Phần Tử Thuỷ Lực Và Cơ Cấu Điều Khiển Trợ Động NXB Khoa học Kỹ thuật, 2007 [3] H D MCGEORGE Marine Auxiliary Machinery, NXB Great Bristain, 1997 [4] Bruce E.Larock, Roland W.Jeppson, Gary Z.Watters Hydraulics of pipeline systems, NXB CRC Press, 1999 [5] Các sách máy phụ tàu thủy trang trí hệ thống động lực tàu thuỷ [6] Các Quy phạm công ước quốc tế có liên quan [7] Nguyễn Đức Ca, Máy phụ tàu thủy, NXB GDVN, 2013, Hà Nội 90