Cảng Nha Trang là một đầu mối giao thông quan trọng của tỉnh Khánh Hòa. Hằng năm, lượng hàng hóa luân chuyển ra vào cảng ngày càng tăng dẫn đến lượng tàu ra vào cảng cũng tăng theo. Cảng Nha Trang với mực nước có chiều sâu trung bình nên phần lớn các tàu vào cập cảng là những tàu có trọng lượng trung bình. Đòi hỏi cảng Nha Trang phải có những tàu lai dắt có kích thước phù hợp để lai dắt những tàu ra vào cảng. Trước những yêu cầu cấp thiết đó, để tạo điều kiện tiếp cận với thực tế, làm quen với việc giải quyết những vấn đề cụ thể, sau thời gian học tập em đã được nhà trường giao cho thực hiện đề tài với nội dung: “Thiết kế tàu kéo 600 HP phục vụ công tác lai dắt tại cảng Nha Trang”.
LỜI NĨI ĐẦU Đất nước ta có thuận lợi mặt vị trí địa lý: bờ biển dọc theo chiều dài đất nước, có nhiều cảng nước sâu, tiếp giáp với vùng biển Đông rộng lớn nơi giao hệ thống giao thông đường biển Quốc Tế Hằng năm có khoảng 90% lượng hàng hóa giới vận chuyển đường biển Với lượng tàu thông thương với nước giới ngày tăng Địi hỏi cảng phải có đội tàu lai dắt tàu cập cảng Cảng Nha Trang khơng tránh khỏi địi hỏi Cảng Nha Trang đầu mối giao thông quan trọng tỉnh Khánh Hịa Hằng năm, lượng hàng hóa ln chuyển vào cảng ngày tăng dẫn đến lượng tàu vào cảng tăng theo Cảng Nha Trang với mực nước có chiều sâu trung bình nên phần lớn tàu vào cập cảng tàu có trọng lượng trung bình Địi hỏi cảng Nha Trang phải có tàu lai dắt có kích thước phù hợp để lai dắt tàu vào cảng Trước yêu cầu cấp thiết đó, để tạo điều kiện tiếp cận với thực tế, làm quen với việc giải vấn đề cụ thể, sau thời gian học tập em nhà trường giao cho thực đề tài với nội dung: “Thiết kế tàu kéo 600 HP phục vụ công tác lai dắt cảng Nha Trang” Qua thời gian tìm hiểu, hướng dẫn tận tình thầy giáo Th.S Huỳnh Văn Nhu, với động viên giúp đỡ thầy giáo bạn, em hoàn thành nội dung đề tài Nội dung đề tài gồm ba phần: Chương 1: Đặt vấn đề Chương 2: Yêu cầu kỹ thuật tàu kéo Chương 3: Thiết kế tàu kéo 600 HP phục vụ công tác lai dắt cảng Nha Trang Song với thời gian thực không nhiều với trình độ cịn hạn chế nên đề tài em khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn tất thầy cô bạn động viên giúp đỡ em trình thực đề tài, đặc biệt em xin cảm ơn thầy giáo Th.S Huỳnh Văn Nhu hướng dẫn em tận tình thời gian thực đề tài Nha Trang, tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực Đỗ Tấn Thành Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN 1.1.1 Đặc điểm loại tàu thiết kế - Tàu kéo cảng loại tàu làm dịch vụ cảng Nhiệm vụ chủ yếu tàu lai dắt tàu lớn cập cảng an toàn rời khỏi cảng dễ dàng - Đặc điểm loại tàu sức kéo tàu phải đủ lớn để kéo tàu có trọng tải lớn vào cảng Do cơng suất máy địi hỏi phải đủ lớn để thực việc - Tàu hoạt động vùng cảng, điều kiện hạn hẹp tàu tàu với cầu cảng nên kích thước tàu hạn chế đến mức - Tính quay trở tiêu chuẩn đánh giá khả hoạt động tàu, tàu hoạt động điều kiện chập hẹp nên địi hỏi tính quay trở phải cao Khi thiết kế cần phải tìm cánh để nâng cao tính quay trở cho tàu - Vùng hoạt động chủ yếu khu vực cảng nên lượng dự trữ nhiên liệu, nước lương thực thực phẩm … dự trữ mức thấp Thông thường từ – ngày Các trang thiết bị tàu giảm tới mức - Tầm nhìn thuyền trưởng phải đạt mức cao nhất, việc bố trí cabin thiết bị phải đảm bảo khả bao quát thuyền trưởng - Việc lựa chọn lắp đặt máy phải phù hợp với kích thước tàu không gian buồng máy lợi cho sức đẩy tàu - Khơng gian vịm phải đủ để lắp đặt chân vịt đảm bảo cho chân vịt hoạt động điều kiện tốt 1.1.2 Đặc điểm vị trí vùng biển - Khánh Hịa tỉnh nằm vùng Nam Trung Bộ trải dài từ vĩ độ 110 50’00’’N đến vĩ độ 12054’00’’N, có bờ biển dài 385 km chạy suốt từ Đèo Cả (giáp với Phú Yên) đến tận Cam Ranh (giáp với Ninh Thuận) điểm cực đơng Khánh Hịa điểm cực đông Tổ quốc - Biển Khánh Hịa có 200 đảo lớn nhỏ phân bố ven bờ đầm vịnh Trong đó, đảo ven bờ lớn đảo Hịn Tre với diện tích 36 km đảo lớn nằm vịnh Hòn Lớn (ở vịnh Vân Phong - Bến Giỏi) với diện tích 44 km2 - Khánh Hịa có nhiều bán đảo lớn nhỏ khác bán đảo Hịn Hèo với diện tích 146 km2, bán đảo Cam Ranh với diện tích 106 km bán đảo Hịn Gốm với diện tích 83 km2… - Bên cạnh đó, Khánh Hịa cịn có vịnh lớn vịnh Vân Phong - Bến Giỏi với diện tích 503 km2, độ sâu 30 m; vịnh Nha Trang với diện tích 249 km2, độ sâu 16 m vịnh Cam Ranh với diện tích 185 km 2, độ sâu 25 m - Khánh Hòa thuộc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, độ ẩm từ (70 ÷ 80) %; lượng mưa trung bình từ (1300 ÷ 1700) mm Nhiệt độ trung bình hàng năm 26,4 0C; mùa có nhiệt độ cao kéo dài từ tháng 05 đến tháng 09 mùa có nhiệt độ thấp từ tháng 12 đến tháng 02 năm sau - Ở Khánh Hịa khơng có mùa đơng rõ rệt, có mùa mùa khô kéo dài từ tháng 01 đến tháng 08 mùa mưa từ tháng 09 đến tháng 12; tháng lượng mưa đạt đến 1000 mm Nhiệt độ nước biển tầng mặt có giá trị cực đại 31,30C giá trị cực tiểu 23,40C - Với vị trí địa lý thuận lợi nên năm có lượng lớn tàu thuyền cập cảng Khánh Hịa để trao đổi hàng hóa, đặc biệt cảng Nha Trang 1.1.3 Tình hình chung cảng Nha Trang - Cảng Nha Trang có đội tàu lai dắt gồm có Tàu có cơng suất lớn tàu CNT1000 có chiều rộng 8m, chiều dài 30m, máy, chân vịt, có cơng suất 1000 HP, thủy thủ đoàn tối đa 12 người Tàu có cơng suất nhỏ tàu CNT800, có chiều rộng 5,5m, chiều dài 21,5m, gồm máy máy có cơng suất 400 HP, trục chân vịt, tàu có cơng suất 800 HP, thủy thủ đồn tối đa 10 người Tàu có cơng suất nhỏ tàu CNT700 có chiều rộng 4,5m, chiều dài 17m, gồm máy máy có cơng suất 350 HP, trục chân vịt, tàu có cơng suất 700 HP, thủy thủ đoàn tối đa 10 người - Tàu chủ yếu lai dắt tàu cập cảng Nha Trang lai dắt tàu cơng trình nổi, xà lan đến vùng khác tỉnh Cam Ranh, Ninh Hòa Thỉnh thoảng hoạt động xa cảng kéo tàu vào cảng Sài Gòn nhà máy sửa chữa Các tàu lai dắt tàu 80m gặp sóng gió 80m 1.2 PHÂN LOẠI TÀU KÉO Tàu làm nhiệm vụ kéo đẩy gọi chung vào nhóm tàu kéo Có thể phân tàu nhóm thành kiểu tàu theo chức năng: tàu kéo biển gọi tàu kéo biển, tàu kéo vùng nội địa hay tàu kéo sông tàu làm nhiệm vụ đẩy gọi tàu đẩy 1.2.1 Tàu kéo chạy biển Tàu kéo chạy biển đa dạng, thực nhiều nhiệm vụ khác Trong thực tế, tàu nhóm thiết kế cho cơng việc định mang tên gọi qui ước không trùng Tàu kéo biển chuyên kéo phương tiện biển xa biển gần coi tàu viễn dương tàu cận hải, giống cách gọi dùng cho tàu vận tải Tàu kéo kiêm công tác cứu hỏa dùng phổ biến đội tàu kéo biển Tàu không làm nhiệm vụ kéo mà cịn kiêm nghề gọi tàu đa mục đích Tàu kéo đa mục đích ngày phát triển nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng nước chưa mức chun mơn hóa cao Trong trường hợp tàu kéo làm việc cảng biển xếp vào nhóm tàu kéo biển 1.2.1.1 Tàu kéo đa mục đích Tàu kéo đa mục đích hay hiểu theo cách khác, tàu đa dụng phát triển nhiều nước Tàu có khả kéo tàu, giúp tàu lớn quay trở cảng Tàu thường trang bị hệ thống chữa cháy công suất cao làm cho tàu trở thành phương tiện chữa cháy có cố hỏa hoạn biển, cảng Các tàu trang bị phương tiện cứu hộ để tàu nhanh chóng biến thành phương tiện cứu hộ biển Đặc trưng tàu đa dụng sau: - Chiều dài tàu từ 29m đến 45m - Công suất máy từ 1500 HP đến 3000 HP - Vận tốc tàu thông thường nằm phạm vi 12 – 14 HL/h Điều cần nêu, sức kéo đơn vị tính cho trường hợp thử bến (polar pull) 13 -15KG/HP Tàu đa dụng trang bị phương tiện bốc dỡ hàng khoang chứa hàng tàu Dưới giới thiệu tàu kéo đa dụng đóng nước có cơng nghiệp đóng tàu phát triển Tên tàu Bonn Aventure Icuerr Zaberdast Cocbern Arzanach Kwweetex Arbil Keverne Vikingban k Stere Nandkim i.plusnin Britonia Noord Parachaki Tamaran Atlant Lecrsar Elkaballo Kbs Mounir Nước sản L,m B,m H, m T, m D, T UK 28,26 7,96 - - - ‘’ ‘’ Australia UK ‘’ Germany ‘’ 32,31 36,58 38,10 41,10 32,0 37,7 37,5 8,53 9,60 9,45 9,60 8,94 9,75 8,53 3,96 5,03 4,42 4,31 4,3 4,19 3,05 3,6 3,58 543 450 Ha lan 30,2 7,5 4,0 3,4 - Finlandia UK Nga UK Ha lan UK T.B.N Nga UK “ Finlandia Nhật 55 34,15 43 43,43 43,47 35,66 38,1 47,55 40,23 38,7 55,3 45,0 11,5 9,45 10,0 9,6 10,05 9,45 10.05 11 9.45 9.75 11.52 10 5.5 4.88 4.95 5.5 4.57 4.56 5.79 4.49 3.96 5.78 5.15 5.3 4.51 4.03 4.1 4.74 4.04 4.35 4.39 1278 718 1128 1054 xuất Khajashio maru Tames Tais maru Hlgoland Pamir “ 60,0 11.4 5.1 4.43 1970 Hà lan Nhật Germany Thụy 47,5 50,0 62,0 10 10.4 12.4 5.9 5.2 4.5 4.5 4.1 - điển Na uy Germany “ 72 12.44 5.65 4.08 2032 56,8 52,5 58,5 10.55 11 10.25 5.6 5.52 - 4.57 3.9 3.86 - L/B L/H B/T H/T Công Vận tốc suất HP HL/h 3.57 7.14 - - 2x730 - 3.8 3.81 8.15 7.26 2.8 - 1.3 - 3.58 3.87 4.4 7.43 8.76 8.95 2.71 2.38 1.2 1.17 2x745 1500 1500 1500 2x785 1620 1650 12.7 12.1 13 12.9 12 12.9 4.03 7.55 2.21 1.18 2x825 12 Stere 4.78 10 2.55 1.22 1700 13.5 Nandkim i.plusnin Britonia Noord Parachaki Tamaran Atlant Le corsar Elkaballo Kbs Mounir Khajashio 3.61 4.3 4.52 4.32 3.78 3.79 4.33 4.26 3.97 4.79 4.5 5.26 7.82 8.76 7.9 7.8 8.35 8.21 8.97 9.79 9.56 8.75 11.3 2.34 2.44 2.12 2.34 2.53 2.28 2.58 1.21 1.34 1.16 1.13 1.33 1.17 1.13 2x900 1000 2000 1000 1048 2x1050 2x1100 2315 2x1200 2520 2x1600 3200 12 13 14 15 13 14 14.4 14.5 13 15 15.8 15.3 Hecules Alcmdar atlantic Tên tàu Bonn Aventure Icuerr Zaberdast Cocbern Arzanach Kwweetex Arbil Keverne Vikingban k maru Tames Tais maru Hlgoland Pamir Hecules Alcmdar atlantic 4.75 4.8 5.79 5.38 4.77 5.7 9.32 11.1 10.5 13.8 10.05 9.38 10.6 2.22 2.31 3.4 2.22 2.82 2.66 1.14 1.11 1.44 1.11 1.19 1.44 1.43 2x1625 2x1750 4x970 2x2100 4x1100 2x2500 2x2500 14.5 16.6 17.5 16.5 17 Tàu kéo coi tàu viễn dương Trong thực tế, tàu kéo có khả làm việc vùng biển không hạn chế, thời gian chuyến biển thường dài, có trường hợp đến 15 – 20 ngày đêm Tầm hoạt động tàu kéo 15.000 hải lý Tàu thiết kế để làm việc nặng biển kéo tàu, kéo giàn khoan, cơng trình Tàu phải đảm bảo mặt an toàn, đảm bảo ổn định để làm việc điều kiện thời tiết trở nên xấu điều xảy chuyến Cơng suất máy tàu nhóm thường vượt 4.000 HP Vận tốc chạy tự tàu có lúc cịn nhanh tàu vận tải kiểu cũ, đạt đến 16 – 17 Hl/h Các tàu trang bị phương tiện cứu sinh, cứu nạn phương tiện chữa cháy đủ mạnh Các tàu kể sau thường coi tàu kéo kiêm cứu hộ, nhiệm vụ cứu hộ có lấn lướt vai trò kéo Tàu kéo – cứu hộ đời trang bị máy công suất đến 8.000 – 10.000 HP, tầm hoạt động đến 20.000 hải lý Tàu mang tên Zvarter Zee đóng Netherlands năm sáu mươi trang bị máy công suất 9.000 HP, tầm làm việc lên đến 19.800 hải lý Cuối thập kỷ sáu mươi từ Germany người ta hạ thủy tàu kéo kiêm tàu cứu hộ với máy cơng suất 16.000 HP, dự tính chạy với vận tốc chóng mặt ngành kéo 22 hải lý / Hình 1.1 Tàu kéo kiêm cứu hộ có tên gọi Alice I Moran đóng vào năm bảy mươi 1.2.1.2 Tàu kéo cỡ nhỏ Tàu cỡ nhỏ hoạt động vùng ven biển vừa kéo biển tham gia kéo tuyến pha sơng – biển Tàu Sadko hình trang bị máy cơng suất 750 HP Tàu nhóm thường có mạn khơ lớn, đặc biệt mạn khơ phần mũi lớn mức bình thường Tàu có tính biển tốt, bị nước tràn boong Tính ổn định hướng tàu phải cao tàu kéo cảng Đặc trưng chung tàu cỡ nhỏ này: Cơng suất máy khoảng 220 – 750 HP, chiều dài tàu khoảng 20 – 30m Sức kéo tang từ 3,5 T đến T Vận tốc tàu không 10 – 11 HL/h Hình 1.2 Tàu kéo biển Sadko, lắp máy công suất 750 HP Tàu kéo chạy biển nhỏ ký hiệu MB-301 trang bị máy 225 HP, chân vịt ống đạo lưu trích dẫn giới thiệu hình đây, hình 1.3 Trong hình – lầu lái đặc trưng tàu kéo, – forepeak, – thùng xích, – phòng bốn người, – buồng phát điện, – phòng người, - phòng ăn, – két nhiên liệu, – buồng máy, 10 – két nước ngọt, 11 – buồng máy lái Mặt cắt dọc qua tàu cho phép nhìn nhận rõ profile tàu kéo đặc trưng Lầu lái thông lệ nằm trước mặt cắt tàu, chiếm vị trí cao đẹp tàu Tỷ lệ chiều dài lầu lái chiều dài tàu thường lớn, 25 % Mũi tàu cao hẳn phần lại boong, mạn chắn sóng phía mũi thường cao đủ chống va đập thường xuyên sóng biển, nước phủ 10