Nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng họ động cơ CUMMINS làm máy chính cho đội tàu lưới kéo, chương 24 ppt

1 Chương 24: KIẾN NGHỊ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HI ỆU QUẢ SỬ DỤNG HỌ ĐỘNG CƠ CUMMINS LÀM MÁY CHÍNH CHO TÀU L ƯỚI KÉO TỈNH KIÊN GIANG Máy chính đóng vai trò như trái tim của con tàu và có vai trò quy ết định trong việc đảm bảo hiệu quả và tính an toàn của tàu. T ất cả tàu thuyền cơ giới khai thác hải sản của Việt Nam hiện nay được trang bị máy chính là động cơ Diesel trung và cao tốc, công su ất trung bình và nhỏ, có nguồn gốc từ rất nhiều hãng chế tạo khác nhau, trong đó các hãng có số lượng động cơ hiện đang được sử dụng nhiều nhất là: YANMAR, HINO, CUMMINS, MITSUBISHI, NISSAN, ISUZU, YAMAHA, CATERPILLAR, DAEWOO,.v.v M ột số hãng chế tạo của Trung Quốc cũng đang cố gắng giành thị phần máy thủy ở Việt Nam. Mặc dù các cơ quan h ữu quan thuộc Bộ Thủy sản và ở một số địa phương có khuyến cáo ngư dân nên sử dụng động cơ thủy chuyên dùng mới 100% làm máy chính trên tàu cá nh ưng việc sử dụng động cơ cũ, đặc biệt là lo ại có công suất lớn, của hai hãng CUMMINS và HINO là một thực tế phổ biến. Số ưlợng động cơ CUMMINS cũ trên các tàu l ưới kéo ở tỉnh Kiên Giang được đóng mới hoặc cải hoán, nâng cấp v ẫn chiếm tỷ lệ khá cao và đến nay vẫn chưa có dấu hiệu thay đổi của xu hướng này trong tương lai gần. Nh ững giải pháp nhằm nâng cao hệi u quả đầu tư và khai thác động cơ CUMMINS trong khuôn khổ luận văn này đề cập đến là nh ững giải pháp có tính Kỹ thuật, tính Kinh tế và tính CT-XH đối với động cơ CUMMINS làm máy chính trên tàu lưới kéo của tỉnh Kiên Giang, bao gồm : 4.1. GIẢI PHÁP VỀ KỸ 2 THUẬT: 4.1.1. Lập hồ sơ Kỹ thuật : Hồ sơ kỹ thuật là một khái niệm có ngh ĩa khá rộng, công dụng của nó tùy thuộc vào đối tượng được lập h ồ sơ kỹ thuật, mục tiêu và yêu cầu của cơ quan quản lý, khai thác h ồ sơ đó. Với mục đích nâng cao hiệu quả khai thác kỹ thuật, hồ sơ kỹ thuật của động cơ phải chứa đựng những thông tin sau đây: 3 + Đặc tính tốc độ của động cơ. + B ản vẽ kỹ thuật và tình trạng kỹ thuật của các bộ phận cơ bản c ủa động cơ trước khi lắp đặt lên tàu. Đặc tính tốc độ của động cơ, trong đó bao hàm các thông số tính năng cơ bản của động cơ ở những chế độ đặc trưng như : công su ất, mômen và suất tiêu thụ nhiên liệu danh nghĩa, công suất cực đại, mômen cực đại, .v.v sẽ là cơ sở để thiết kế các bộ phận cần cải hoán, quy ết định khả năng và mức độ trích lực; chọn chế độ làm vi ệc hợp lý của liên hợp M-V-CV. B ản vẽ kỹ thuật và tình trạng kỹ thuật của các bộ phận cơ bản c ủa động cơ là cơ sở để bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế các bộ phận m ột cách hợp lý. 4.1.2.Tận dụng công suất của máy chính: Với tổng số 3851 TLK trong toàn tỉnh Kiên Giang, ứng với 910.894 cv, bình quân 236,53 cv/chi ếc, trong đó có 2.220 chiếc có công su ất từ 90 cv trở lên( chiếm 57,65%) đã chứng tỏ việc sử dụng động cơ có công suất lớn đang có xu hướng ngày càng tăng, nhất là sau khi B ộ Thủy sản triển khai CT ĐBXB. Hướng tới, trong tình hình NLTS ven b ờ ngày càng cạn kiệt, chính sách vĩ mô của nhà n ước khuyến khích KTHS xa bờ, khả năng tiếp cận với các nguồn cung cấp trang thiết bị phục vụ KTHS ngày càng dễ dàng và thông thoáng h ơn,.v.v thì lượng TLK được trang bị động cơ công su ất lớn sẽ càng tăng. Mặt khác, các số liệu thống kê kết quả hoạt động của tàu lưới kéo xa bờ trong những năm qua cho thấy: công su ất máy chính TLK không phải càng lớn là càng hiệu quả mà th ường hiệu quả nhất nằm trong khoảng công suất (400-600) cv. 4 Bản chất của hiện tượng nói trên không phải ở chổ không cần trang b ị máy chính công suất thật lớn cho TLK xa bờ mà do công suất của máy chính chưa được sử dụng có hiệu quả do sự không đồng bộ trong hệ thống trang thiết bị - ngư trường có sản lượng giới hạn - trình độ thợ máy - sự phát triển quá “nóng” của nghề lưới kéo gây ki ệt quệ nguồn lợi. Có thể liệt kê một số yếu tố không đồng bộ dưới đây : 5 - Mặc dù máy chính có công suất danh nghĩa lớn nhưng chưa có s ự phù hợp trong liên hợp M-V-CV nên động cơ vẫn “kéo” không kh ỏe. Nhất là trong điều kiện máy chính TLK thường xuyên phát công su ất lớn thì mức thiệt hại càng tăng dần. - Công vi ệc cải hoán động cơ cũ làm máy chính trên TLK, đặc biệt là động cơ bộ thủy hóa, theo kinh nghiệm như hiện nay, trong đó giá thành và độ tin cậy được coi là những yếu tố có vai trò quy ết định, khó có thể đảm bảo cho động cơ phát đủ công suất thiết k ế. -T ự tiện loại bỏ một số bộ phận của động cơ như AFC, lọc gió, van điều tiết nhiệt độ nước…trong quá trình cải tiến, cũng như vận hành, bảo dưỡng không đúng như: không bảo dưỡng ho ặc bảo dưỡng không đúng thời gian; không sử dụng nước pha cho n ước ngọt làm mát động cơ dẫn đến sớm bị thủng xylanh…. Đây là toàn bộ lỗi do chủ quan của thợ máy và người vận hành và c ũng là nguyên nhân làm tăng tiêu hao nhiên liệu, giảm độ tin cậy c ủa động cơ… cần phải quan tâm triệt để. T ừ những phân tích ở trên có thể nhận xét rằng : nhiều TLK được trang bị máy chính có công suất lớn nhưng chưa được khai thác có hi ệu quả. Một phần đáng kể công suất dư và công suất bị lãng phí của những động cơ này có thể sử dụng để chạy hệ thống l ạnh bảo quản sản phẩm khai thác hoặc cơ giới hóa một số trang thi ết bị khai thác và thiết bị mặt boong. 4.1.3.Cải tiến lại bánh đà : Giải pháp này áp dụng phổ biến trên tất cả các động cơ CUMMINS thủy chuyên dùng lẫn bộ thủy hóa, tùy theo nhu cầu sử 6 dụng về hộp số và chân vịt. Việc thay một bánh đà mới có khối lượng khoảng (1,5-2) lần bánh đà chuẩn (có khi lên đến 180kg) ho ặc tăng đường kính bánh đà đều nhằm mục đích tăng mômen quán tính chuy ển động quay I thông qua một hộp số có tỷ số truyền cao ( có tr ường hợp i = 9) và một chân vịt có đường kính lớn hơn ( lên đến 2,15m). 7 Theo đánh giá của các thuyền trưởng đi trên các tàu có áp d ụng giải pháp này thì tàu có lực đẩy khỏe hơn, nhất là khi kéo l ưới và hành trình trong điều kiện sóng to gió lớn và tương ứng l ượng tiêu hao nhiên liệu cũng ít hơn khoảng 10%. Tuy nhiên c ải tiến này cũng gây ra những vấn đề không tốt như : - Ở chế độ hành trình không tải hoặc nhẹ tải tốc độ di chuyển c ủa tàu sẽ giảm, nhất là khi di chuyển ngư trường, do đó thời gian tiêu tốn nhiều h ơn. - Ở chế độ hành trình trong luồng cạn ( như vào các cửa sông) chân v ịt thường xuyên bị “thiếu nước", tiêu hao nhiên liệu sẽ lớn hơn khi ch ưa cải tiến. - Có th ể suất tiêu hao nhiên liệu ở chế độ nặng tải có lợi chút ít nh ưng trục khuỷu và trục chân vịt thường xuyên quá tải về mômen làm giảm s ức bền của nó. Do đó xét về mặt tổng quát thì giải pháp này không nên quá l ạm dụng mà phải hạn chế ở một khối lượng tăng thêm chỉ khoảng (1,4-1,5) l ần khối lượng chuẩn (trường hợp tăng đường kính ít áp d ụng do điều kiện chế tạo bị hạn chế ) thì động cơ ít bị sự cố hơn, nh ất là trục động cơ và trục chân vịt. 4.1.4.Cải hoán hệ thống làm mát : Giải pháp cải hoán hệ thống làm mát chỉ áp dụng đối với ĐCBTH. Hầu hết động cơ bộ khi nhập vào với mục đích trang bị cho tàu cá đều có hệ thống làm mát kiểu nước-không khí, trong đó nước làm mát động cơ còn không khí làm mát nước. Đây là kiểu 8 làm mát tối ưu và phổ biến nhất hiện nay ở động cơ bộ, nó cho phép duy trì nhi ệt độ nước làm mát khoảng (75-85) 0 C với hệ thống thông th ường, thậm chí trên 100 0 C với hệ thống làm mát dưới áp l ực hoặc sử dụng môi chất làm mát có nhiệt độ sôi cao. Khả năng này không nh ững có tác dụng giảm suất tiêu thụ nhiên liệu do hạn ch ế nhiệt truyền từ môi chất công tác sang môi ch ất làm mát mà còn hạn chế ứng suất nhiệt do giảm chênh l ệch nhiệt độ giữa bề mặt vách tiếp xúc với khí nóng và bề mặt vách tiếp xúc với môi chất làm mát. Tuy nhiên, hệ thống làm mát ki ểu này không phù hợp đối với động cơ thủy vì buồng máy tàu th ủy thường nằm dưới mực nước biển và chỉ thông với 9 môi trường khí quyển bên ngoài bằng các cửa với tiết diện lưu thông h ạn chế. Bởi vậy, nếu dùng không khí để làm mát trực tiếp động cơ hoặc làm mát môi chất làm mát khác thì nhiệt độ buồng máy sẽ tăng cao, không những chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe và khả năng làm việc của thợ máy mà còn ảnh hưởng tiêu cực đến các trang thi ết bị khác trong buồng máy. Công vi ệc cải hoán hệ thống làm mát cho ĐCBTH ở Kiên Giang hi ện nay được tiến hành hoàn toàn theo kinh nghiệm, trong đó giá thành và sự tiện dụng được coi là những tiêu chí quan trọng nhất. Tất cả động cơ Cummins trang bị trên tàu lưới kéo của tỉnh Kiên Giang đều áp dụng phương án làm mát gián tiếp bằng nước ng ọt ( Hình 4.3). Đây là hệ thống làm mát mà trong đó nước ngọt tuần hoàn trong vòng kín làm mát động cơ, còn nước biển tuần hoàn trong vòng h ở làm mát nước ngọt. Ph ương án làm mát gián tiếp có cấu tạo phức tạp do đòi hỏi phải có bình sinh hàn nước-nước và thêm bơm nước ngọt. Điều này không ch ỉ làm tăng chi phí đầu tư mà còn liên quan đến độ tin c ậy của động cơ trong điều kiện trình độ công nghệ của các cơ sở cải hoán động cơ không đồng đều và thiết bị bổ sung thường được “ độ, chế” lại hoặc chọn mua trên thị trường theo kinh nghiệm như hiện nay. Tuy nhiên n ếu được thiết kế, chế tạo và vận hành đúng k ỹ thuật thì phương án làm mát gián tiếp hoàn toàn tin cậy. Điều n ầy càng có ý nghĩa hơn trong thực tế hiện nay như sau: + Nh ững hiểu biết cơ bản về lý thuyết động cơ Diesel thủy của thợ máy tàu cá còn rất hạn chế. Năng lực chuyên môn của họ 10 thường được tích lũy theo thời gian thông qua kinh nghiệmhành ngh ề. Tuy nhiên, chính những kinh nghiệm thiếu nền tảng lý thuy ết lại có thể phản tác dụng trong những trường hợp họ phải đối m ặt với những đối tượng mang tính kỹ thuật mới và có yêu cầu cao h ơn về kỹ thuật khai thác. [...]... thủy với vai trò máy chính trên tàu cá, mặc dù giá thành động cơ bộ thấp hơn, phụ tùng thay thế nhiều và rẻ hơn Bởi vậy, những giải pháp có tác dụng giảm tiêu hao nhiên liệu sẽ rất có ý nghĩa trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng ĐCBTH làm máy chính tàu cá Trên cơ sở phân tích ưu, khuyết điểm của các phương án làm mát động cơ tàu cá trình bày ở trên và yêu cầu nâng cao hiệu quả khai thác kỹ thuật ĐCBTH... hoán động cơ và thợ máy đều cố gắng hạn chế nhiệt độ nước ngọt ra khỏi động cơ trong trường hợp làm mát gián tiếp để động cơ được “mát” hơn Phần lớn những hậu quả của sự h iếu hiểu t biết nói trên đều không thể hiện rõ ràng, khó nhận biết và sẽ tích lũy dần theo thời gian 12 + Suất tiêu thụ nhiên liệu của động cơ bộ thường lớn hơn so với động cơ thủy do tốc độ quay cao hơn Bên cạnh đó, việc lựa chọn động. .. động cơ, kích thước chân vịt theo kinh nghiệm như hiện nay không có gì đảm bảo cho sự làm việc phù hợp của liên hợp M-V-CV Giải pháp bù đắp cho sự “không phù hợp” đó là trang bị động cơ có công suất lớn hơn nhiều so với yêu cầu và điều đó càng làm tăng 13 tổng chi phí nhiên liệu cho một chuyến biển Đây cũng là một trong những lý do khiến động cơ bộ không thể áp đảo được máy thủy với vai trò máy chính. .. 4.3: Sơ đồ hệ thống làm mát gián tiếp bằng nước ngọt 1.Rọ chắn rác; 2 Bơm nước biển; 3 Bơm nước ngọt; 4 Bình làm mát dầu bôi trơn; 5 Ống góp nước làm mát; 6 Ống dẫn nước ngọt; 7 Bình dãn nở; 8,10 Ống dẫn nước biển; 9.Bình sinh hàn nướcnướ c Qua tìm hiểu thực tế cho thấy không có thợ máy nào được hỏi có thể giải thích đúng lý do nhiệt độ nước biển ra khỏi động cơ trong trường hợp làm mát trực tiếp phải... hiện nay, có thể thấy phương án làm mát gián tiếp bằng nước ngọt được coi là tối ưu hơn cả Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu của phương án này sẽ cao hơn so với phương án làm mát trực tiếp thông dụng, nhưng theo tính toán sơ bộ, phần chi phí gia tăng khoảng 14.000.000 đồng chiếm tỷ lệ không đáng kể so với tổng vốn đầu tư đóng mới cả con tàu và rất nhỏ so với chi phí nhiên liệu cho một chuyến biển . 1 Chương 24: KIẾN NGHỊ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HI ỆU QUẢ SỬ DỤNG HỌ ĐỘNG CƠ CUMMINS LÀM MÁY CHÍNH CHO TÀU L ƯỚI KÉO TỈNH KIÊN GIANG Máy chính đóng vai trò như trái tim của con tàu và có. trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng ĐCBTH làm máy chính tàu cá. Trên c ơ sở phân tích ưu, khuyết điểm của các phương án làm mát động cơ tàu cá trình bày ở trên và yêu cầu nâng cao hi ệu quả khai. bị cho tàu cá đều có hệ thống làm mát kiểu nước-không khí, trong đó nước làm mát động cơ còn không khí làm mát nước. Đây là kiểu 8 làm mát tối ưu và phổ biến nhất hiện nay ở động cơ bộ, nó cho phép