Trang 25 1.4 CÔNG TÁC SONG SONG CỦA CÁC MÁY PHÁT ĐIỆN Nguồn điện cung cấp cho các phụ tải trong các hệ thống điện năng tàu thuỷ có thể được lấy từ những nguồn độc lập hoặc từ một nguồn c
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *********♦********* ĐỖ MINH HẢI NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÁT - DẪN ĐIỆN TRÊN TÀU THUỶ LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHÀNH: ĐIỀU KHIỂN TỰ DỘNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Văn Hoà HÀ NỘI 2008 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205231111000000 PHẦN TRẠM PHÁT ĐIỆN TẦU THUỶ 1.1 ĐỘNG CƠ LAI DIESEL 1.1.1 Đặc điểm thông số động lai Diesel Trên tầu thuỷ người ta thường sử dụng động truyền động cho máy phát loại động Diesel Việc sử dụng loại động đốt chiếm tỷ lệ cao tính ưu việt chúng: Hiệu suất có ích cao, động Diesel đại hiệu suất có ích đạt 40 – 45 % hiệu suất thiết bị động lực tua bin đạt 22 – 28 %, thiết bị máy nước không 16 %, thiết bị tua bin khí khoảng 30% Nếu hai động đốt đốt ngồi cơng suất động đốt gọn nhẹ nhiều (vì khơng cần thiết bị phụ khác động đốt nồi buồng cháy, máy nén, thiết bị ngưng hơi…) Tính có động cao, khởi động nhanh ln trạng thái sẵn sàng khởi động, điều chỉnh kịp thời theo phụ tải Dễ tự động hố điều khiển từ xa Ít gây nguy hiểm cho người vận hành (ít có khả gây hoả hoạn nổ vỡ thiết bị) Nhiệt độ xung quanh tương đối thấp tạo điều kiện tốt cho thợ máy làm việc Không tốn nhiên liệu dừng động Không cần nhiều người vận hành sửa chữa Hiện nay, động Diesel lai máy phát chế tạo với kết cấu nhỏ gọn đảm bảo công suất làm việc ũng điều kiện làm việc, điều ĐỖ MINH HẢI có tiến công nghệ gia công kim loại Để nâng cao công suất động cơ, ngày tầu thuỷ sử dụng động tăng áp, lượng khơng khí cưỡng vào xi lanh động trình nạp, tương ứng với việc tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình Trong động tăng áp, người ta áp dụng phương pháp tăng áp suất khơng khí nạp giảm nhiệt độ khơng khí nạp Nhằm mục đích kéo dài tuổi cơng tác cho động cơ, hệ thống bôi trơn hệ thống làm mát bước cải tiến, đặc biệt với hệ thống bơi trơn ngồi hai phương pháp bơi trơn tuần hồn cưỡng áp suất thấp bơi trơn áp suất cao số động Diesel tầu thuỷ đại người ta trang bị hệ thống bôi trơn xi lanh phù hợp với phụ tải động làm việc với áp suất không lớn Điều hạn chế lượng dầu thừa chế độ phụ tải nhỏ nên hạn chế cháy hình thành cốc rãnh xéc măng, đỉnh piston Bên cạnh thành tựu đạt vấn đề trên, loạt vấn đề khác quan tâm đạt thành tựu đáng kể như: vấn đề làm giảm ô nhiễm môi trường, vấn đề điều khiển, bảo vệ tự động kiểm tra Trong vấn đề điều khiển đạt bước đột phá lớn nhờ tiến vượt bậc ngành điện tử, tin học 1.1.1.1 Động có Diesel bao gồm chi tiết sau: a, Các chi tiết cố định động Diesel Bệ máy Xi lanh Nắp xi lanh ĐỖ MINH HẢI Những phần liên kết chặt chẽ với thành khối thống cứng vững, điểm tựa cho động hoạt động Phần tĩnh chiếm khoảng 70% trọng lượng động b, Các chi tiết phần động động Diesel Piston Xec măng Biên Trục khuỷu bánh đà c, Các hệ thống phục vụ cho Diesel Hệ thống phân phối khí Hệ thống cung cấp nhiên liệu Hệ thống làm mát Hệ thống xoa trơn Hệ thống khởi động, đảo chiều Hệ thống tăng áp (với loại động có tăng áp) 1.1.1.2 Những thơng số Diesel Diesel máy khác Bao xuất xưởng nhà chế tạo cung cấp cho người sử dụng đại lượng thông số danh định Nhằm mục đích giúp người sử dụng thuận tiện kiểm tra tình trạng máy trình vận hành khai thác Các thơng số định mức Diesel: + Công suất định mức động + Tốc độ quay định mức động + Số xi lanh + Nhiên liệu: dầu nhẹ DO + Nhiệt độ nước làm mát + Áp suất dầu bôi trơn ĐỖ MINH HẢI 1.1.2 Khởi động động Diesel 1.1.2.1 Phương thức khởi động Diesel Trên tầu thuỷ để khởi động Diesel người ta thường sử dụng hai phương thức khởi động sau: + Khởi động Diesel gió + Khởi động Diesel nguồn điện ăc quy Hiện nay, người ta thường sử dụng phương thức khởi động gió phương thức có nhiều ưu điểm đem lại hiệu cao trình khởi động Khởi động Ac quy áp dụng cho loại động có cơng suất bé 1.1.2.2 Vị trí khởi động Diesel Để khởi động Diesel lai máy phát người ta thường có hai vị trí khởi động (khởi động chỗ khởi động từ xa) Nhưng mức độ tự động hoá tầu ngày cao, nên người ta thường áp dụng phương pháp khởi động từ xa + Khởi động đầu máy: Đây chế độ khởi động không thông qua hệ thống điều khiển trung gian mà thực trực tiếp vào van gió nhiên liệu vị trí thường dùng chạy thử máy sau sửa chữa, bảo dưỡng trường hợp khởi động cố với hệ thống điều khiển từ xa gặp hư hỏng + Khởi động buồng điều khiển: Đây vị trí sử dụng thường xuyên chế độ vân hành bình thường Phương pháp thông qua thiết bị trung gian để thực việc điều khiển khởi động cho Diesel Hệ thống hoạt động tin cậy, khả điều khiển linh hoạt, đơn giản Mặt khác hệ thống điều khiển từ xa có ưu nhược điểm sau: * Ưu điểm ĐỖ MINH HẢI + Giảm bớt số người phục vụ tầu + Rút ngắn thời gian thao tác vận hành hệ thống xử lý trung tâm đảm nhận chức trung gian + Thực lệnh xác, ổn định nhanh chóng Đảm bảo q trình điều chỉnh tốc độ láng (không nhẩy bậc) giảm ứng suất xung lực trình điều chỉnh tốc độ + Cải thiện điều kiện làm việc cho thợ máy + Nâng cao độ tin cậy tính an tồn cao q trình khai thác vận hành + Có thể thực khai thác tối ưu theo dõi từ xa tình trạng kỹ thuật máy + Cho phép hình thành trung tâm điều khiển tiến tới tạo điều kiện tự động hố hồn tồn việc điều khiển điều chỉnh * Nhược điểm + Hệ thống phức tạp, đòi hỏi nhiều kinh phí + Người khai thác phải có trình độ chun mơn cao 1.1.3 Bảo vệ động Diesel 1.1.3.1 Bảo vệ Diesel Để thực điều khiển động Diesel đạt hiệu cao an toàn, hệ thống điều khiển có nhiều thiết bị phải hồn thành chức khác nhau, hệ thống có nhiều thơng số cần phải quan tâm, theo dõi xử lý (từ vài chục đến vài tram thơng số) Tất thống số cần bảo vệ Trong loạt thông số có thơng số quan trọng liện quan tới tính an tồn hệ thống động lực có thơng số quan trọng Nhưng tất thơng số theo dõi kiểm tra ĐỖ MINH HẢI thường xuyên Để thiết bị bảo vệ hoạt động cách an toàn tin cậy cần phải đảm bảo yêu cầu sau: + Số lượng thông số kiểm tra phải đạt giá trị tối thiểu để hệ thống đơn giản, mặt khác số lượng thơng số cần phải đủ để đánh giá trạng thái đối tượng Diesel + Hoạt động xác, khơng nhầm lẫn, khơng bỏ sót + Hệ thống cần phải phát tín hiệu âm ánh sáng thông số kiểm tra vượt giới hạn cho phép hệ thống hoạt động bảo vệ, hệ thống nguồn cung cấp chuyển sang nguồn cung cấp cố + Tuỳ theo thiết kế tín hiệu ánh sáng phải rõ nguyên nhân cố Khi nhận biết cố ánh sáng nhấp nháy (hoặc sáng rõ), người nhận biết cố (ấn nút khẳng định cố) ánh sáng sáng bình thường tắt loại trừ cố ấn nút Reset 1.1.3.2 Những thông số bảo vệ Diesel Trong q trình khai thác Diesel, đại lượng thơng số kiểm tra, đo lường, theo dõi cập nhật Trong đại lượng thơng số có đại lượng thơng số kiểm tra đạt đến giá trị đặt (ngưỡng) tín hiệu đại lượng thông số gửi tới trung tâm xử lý thơng tin xử lý gửi đến thiết bị chấp hành thực việc báo động Với đại lượng thông số quan trọng trước thực lệnh dừng máy chế độ Emergency Stop bao giơ có hai nấc báo động người vận hành biết Nếu khơng có can thiệp xử lý để khắc phục tình trạng hệ thống hoạt động bảo vệ Các đại lượng thông số chủ yếu Diesel a, Hệ thống bôi trơn ĐỖ MINH HẢI Áp suất dầu bôi trơn (P/Kg/cm 2) Nhiệt độ dầu bôi trơn Áp lực dầu bôi trơn tuốc bin tăng áp Nhiệt độ dầu bôi trơn tuốc bin Mức dầu bôi trơn tuốc bin b, Hệ thống làm mát Áp lực nước làm mát xi lanh Nhiệt độ nước làm mát xi lanh Áp lực nước làm mát piston Nhiệt độ nước làm mát piston Áp lực nước làm mát vòi phun Nhiệt độ nước làm mát vòi phun Áp lực nước biển c, Hệ thống nhiên liệu Áp lực nhiên liệu trước bơm cao áp Mức nhiên liệu Nhiệt độ nhiên liệu Độ nhớt d, Hệ thống khí Nhiệt độ khí xả Nhiệt độ khí nén Áp lực gió khởi động Áp lực gió điều khiển e, Các thông số khác Nồng độ dầu cacte Tải Diesel Tốc độ Diesel ĐỖ MINH HẢI 1.2 MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ KHÔNG CHỔI THAN Do trạm phát điện tầu thuỷ có cơng suất khơng lớn (khoảng vài nghìn KVA) ngày máy phát điện đồng không chổi than trang bị hầu hết đội tầu biển Loại máy có kích thước trọng lượng gọn nhẹ, khâu kỹ thuật để nâng cao độ tin cậy nâng cao tính ổn định giải Mặt khác, khơng có chổi than nên giảm thiểu yêu cầu vệ sinh bảo dưỡng sửa chữa Ngày với phát triển không ngừng ngành khoa học kỹ thuật nên vấn đề bảo vệ, điều khiển máy phát không dừng lại thiết bị đơn công tắc tơ, rơ le, mà kỹ thuật vi xử lý, kỹ thuật số ứng dụng lĩnh vực đem lại hiệu cao Vì hệ thống lượng điện tầu thuỷ vào hoàn thiện cách triệt để theo hướng phát triển ngành sau: + Tự động hoá phần trang thiết bị đến tự động hố tồn phần trạm phát điện tầu thuỷ + Tăng độ bền vững tính kinh tế trạm phát điện, hệ thống lượng điện cách nâng cao mức độ tự động hoá tầu thuỷ + Cải tiến tính chất khai thác điện cách làm ổn định thông số máy phát điện điện áp, tần số, công suất máy phát + Hồn chỉnh máy móc, khí cụ, thiết bị đo lường kiểm tra tập trung từ xa + Nghiên cứu phát minh nguồn lượng phương pháp biến đổi nguồn lượng thành lượng điện Đây ĐỖ MINH HẢI nhiệm vụ mục tiêu mà ngành khoa học đặt kỷ 21 Ngồi trạm phát điện cịn có đặc trưng riêng: + Do phải công tác biển nên phải chịu độ ẩm cao, nồng độ muối dầu, hố chất cao + Trong q trình hành trình tâu, môi trường làm việc luông thay đổi, từ nước sang nước khác Trạm phát điện tầu thuỷ phải chịu thay đổi biên độ nhiệt độ môi trường lớn + Trạm phát điện phải làm việc trạng thái nghiêng lệch + Trạm phát phải chịu rung lắc, va đập mạnh sóng biển Mặt khác, trạm phát điện làm việc độc lập, thiết bị thay hạn chế Dẫn đến cố xẩy gặp nhiều khó khăn mà trạm phát điện tầu thuỷ cần phải thoả mãn số yêu cầu bản, nhằm mục đích đảm bảo nguồn điện tầu ln ổn đinh để nâng cao chất lượng khai thác tầu: + Đảm bảo cung cấp điện cách liên tục cho tất trang thiết bị tầu + Hệ thống phải có độ tin cậy cao thiết bị bảo vệ phải làm việc xác điều kiện độ nghiêng, chấn động rung lăc đập, mơi trường ẩm, nồng độ muốn, dầu, hố chất cao + Có cấu trúc cho thiết bị phải an toàn, chắn, dễ dàng phát hư hỏng + Đơn giản, thuận tiện vận hành sử dụng đảm bảo đầy đủ chức hệ thống ĐỖ MINH HẢI