CHƯƠNG VI THIẾT BỊ TẬN DỤNG NHIỆT THÔNG DỤNG TRÊN TÀU THỦY 1 @ 3.1. Hệ thống thiết bị tận dụng trên tàu thủy Hệ thống tận dụng nhiệt của động cơ chính đặt trên tàu rất đa dạng, nó tận dụng nhiệt ở 2 nguồn chủ yếu là do nhiệt khí xả và n ớc mát mang ra. Thông dụng hiện nay đang dùng rộng rãi trên tàu thủy là: Tuabin khí xả, nồi hơi kinh tế, thiết bị ch ng cất n ớc ngọt, Ngoài ra có thể có các thiết bị sau: Thiết bị hâm n ớc, hâm dầu, bộ s ởi không khí, máy lạnh hấp thu. 3.1.1. Hệ thống thiết bị tận dụng nhiệt khí xả: 1. Tận dụng nhiệt khí xả bằng tua bin tăng áp: Hình 3.1. Minh hoạ các hệ thống tăng áp điển hình 1- Bầu góp khí xả. 3- Máy nén do tua bin lai. 6- Máy nén do động cơ lai. 2- Tua bin khí xả. 4- Sinh hàn khí tăng áp. 5- Bầu góp khí nạp. DIESEL ENGINE 3 2 1 4 5 a) Động cơ tăng áp bằng tua bin khí xả. DIESEL ENGINE 6 b) Hệ thống tăng áp hỗn hợp mắc song song. DIESEL ENGINE c) Hệ thống tăng áp hỗn hợp mắc nối tiếp. 2 Tuabin khí xả là ứng dụng phổ biến tận dụng năng l ợng khí xả. Đây là ph ơng án duy nhất vừa mang lại hiệu quả kinh tế vừa cải thiện chế độ làm việc của động cơ. Khi động cơ chính làm việc ở chế độ nhỏ tải thì tuabin hoạt động không hiệu quả, nên th ờng phải lắp đồng thời cùng với nó quạt gió độc lập (do động cơ điện lai) hoặc do chính động cơ lai. Quạt gió chỉ hoạt động ở chế độ nhỏ tải. Trong khai thác cần chú ý tránh thay đổi tải động cơ đột ngột, đảm bảo động cơ cháy tốt tránh bám muội trên cánh tuabin, và định kì vệ sinh phin lọc gió. 2) Tận dụng nhiệt khí xả ở nồi hơi kinh tế. Hầu hết các tàu biển hiện nay đ ợc lắp đặt nồi hơi kinh tế để tận dụng nguồn nhiệt từ khí xả sinh hơi lúc tàu hành trình nhằm phục vụ mục đích hâm sấy. Đặc biệt là các tàu có công suất máy chính lớn thì năng l ợng hơi sinh ra có thể đ ợc sử dụng để lai tổ hợp tua bin - máy phát điện, nhằm cung cấp một phần hay toàn bộ điện năng cho con tàu lúc hành trình. Về kết cấu th ờng có hai loại: Loại nồi hơi kinh tế riêng kết nối với nồi hơi phụ thông qua hệ thống đ ờng ống, và loại nồi hơi liên hợp ở trong cùng một khối, trong đó có cụm ống riêng để dẫn khí xả đi qua và cụm ống khác là nồi hơi phụ. Vì nồi hơi kinh tế nằm trên đ ờng dẫn khí xả ra môi tr ờng nên trong khai thác cần phải chú ý những điểm sau: - Định kì vệ sinh phía khí xả để giảm đối áp trên đ ờng xả trong giá trị giới hạn. - Tránh khai thác ở chế độ nhỏ tải gây ra hiện t ợng ăn mòn điểm s ơng - Tránh hiện t ợng mất n ớc gây biến dạng, cháy ống khi động cơ hoạt động ở tải cao. 3 Hình 3.2. Sơ đồ hệ thống hơi tận dụng dùng phát điện năng trên tàu thủy 1. Trống phân li 7. Két cascade 13. Bơm chân không 2. Nồi hơi kinh tế 8. Bơm cấp n ớc nồi hơi 14. Bơm n ớc ng ng 3. Bơn tuần hoàn 9. Bầu hâm n ớc A. Bộ hâm n ớc tiết kiệm 4. Tua bin hơi 10. Hộp van phân phối B. Bộ sinh hơi 5. Bầu ng ng của tua bin hơi 11. Hộp van hơi hồi C. Bộ sấy hơi 6. Bầu ng ng hơi hâm sấy 12. Van tự động điều chỉnh cấp n ớc nồi Phục vụ hâm sấy Máy phát điện Hơi hâm sấy trở về 2 1 10 4 5 6 7 8 9 3 11 A B C 12 13 14 4 N ớc ở trong trống phân li đ ợc bơm tuần hoàn đ a lên bộ hâm n ớc tiết kiệm A, sau đó đi vào bộ sinh hơi B. Tại đây n ớc đ ợc đun sôi rồi quay trở lại trống phân li. Trong trống phân li n ớc ở nhiệt độ cao sôi sinh hơi, phần hơi phân tách ở phía trên trống qua van hơi chính. Tại đây một số nhánh đ a hơi đi phục vụ hâm sấy, một nhánh khác đi vào bộ sấy hơi C. Hơi sấy trở thành hơi quá nhiệt có thông số áp suất, nhiệt độ cao đ ợc đ a đến tuabin hơi để lai máy phát điện cung cấp một phần hoặc toàn bộ điện năng cho con tàu. Hơi hồi sau khi hâm sấy và sau khi sinh công trong tuabin đ ợc ng ng tụ ở bình ng ng 5 & 6. N ớc ng ng tụ đ ợc đ a về két cascade sau đó cấp trở lại nồi hơi bằng bơn cấp n ớc nồi 8 sau khi qua bầu hâm n ớc. Việc điều chỉnh l u l ợng n ớc cấp cho nồi hơi đ ợc thực hiện bởi van tự động 12. Khi động cơ chính ngừng hoạt động thì nồi hơi phụ đảm nhận việc cấp hơi cho tuabin và phục vụ hâm sấy. Hoặc có thể tạm ngừng hoạt động tuabin hơi trong thời gian đậu biển. 3.1.2. Hệ thống thiết bị tận dụng nhiệt n ớc làm mát: 1) Tận dụng nhiệt n ớc làm mát cho hệ thống ch ng cất n ớc ngọt. N ớc sau khi làm mát động cơ ra khỏi máy chính mang một l ợng nhiệt khá lớn (chỉ sau nhiệt l ợng do khí xả mang ra ngoài môi tr ờng), nên cần có biện pháp tận dụng. Hiện nay trên các tàu lớn, chạy biển dài ngày th ờng đ ợc lắp đặt hệ thống ch ng cất n ớc ngọt. Bằng việc sản xuất n ớc ngọt hàng ngày khi chạy biển cho phép tiết kiệm không gian và tải trọng chứa n ớc phục vụ chuyến hành trình. Hệ thống ch ng cất đ ợc chế tạo dựa trên nguyên lý: Cho n ớc biển sôi ở nhiệt độ thấp khoảng 47 53 o C (hay bầu cất áp suất thấp). Sau đó ng ng tụ các hạt hơi kích th ớc nhỏ có nồng độ muối thấp thành n ớc ch ng cất phục vụ sinh hoạt của thuyền viên và máy móc trên con tàu. 5 6 Hình 3.3. Sơ đồ hệ thống chng cất nớc ngọt hãng ALFA LAVAL Nhiệt kế Kính nhìn Chân không kế áp kế Giỏ lọc Cảm biến nồng độ muối Van chặn Van một chiều Van lò xo Van an toàn Van điện từ Mặt thay đổi tiết diện (Orifice) Lu lợng kế ống thay đổi tiết diện Sơ đồ hệ thống ch ng cất nớc ngọt hãng SASAKURA,(Japan) Sản l ợng 20 tấn/ ngày Tàu: M/V VIRGINIA FOREST 7 . CHƯƠNG VI THIẾT BỊ TẬN DỤNG NHIỆT THÔNG DỤNG TRÊN TÀU THỦY 1 @ 3.1. Hệ thống thiết bị tận dụng trên tàu thủy Hệ thống tận dụng nhiệt của động cơ chính đặt trên tàu rất đa dạng, nó tận dụng nhiệt. do nhiệt khí xả và n ớc mát mang ra. Thông dụng hiện nay đang dùng rộng rãi trên tàu thủy là: Tuabin khí xả, nồi hơi kinh tế, thiết bị ch ng cất n ớc ngọt, Ngoài ra có thể có các thiết bị sau:. Ngoài ra có thể có các thiết bị sau: Thiết bị hâm n ớc, hâm dầu, bộ s ởi không khí, máy lạnh hấp thu. 3.1.1. Hệ thống thiết bị tận dụng nhiệt khí xả: 1. Tận dụng nhiệt khí xả bằng tua bin tăng áp: Hình