thiết kế, lắp đặt hệ thống chuẩn bị nhiên liệu dùng dầu thực vật cho động cơ d12

Trang 1 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay nền kinh tế toàn cầu đã phát triển rất nhanh, trong sự phát triển đó ngành động cơ đốt trong đóng vai trò rất quan trọng. Nó không chỉ giảm bớt sức lao động, sự độc hại cho con người mà còn tạo ra ngày càng nhiều sản phẩm có số lượng và chất lượng cao. Hiện nay gần như hầu hết các loại động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Diesel làm nguồn nhiên liệu chính, nguồn nhiên liệu này là sản phẩm có trong dầu mỏ được khai thác trong tự nhiên. Với những nước không có nguồn dầu mỏ q giá mà thiên nhiên đã ban tặng cho phải nhập rất nhiều sản lượng dầu trong một năm. Trong những năm gần đây, giá cả dầu Diesel luôn biến động và tăng rất nhanh, con người đã tìm ra nhiều loại nhiên liệu mới để thay thế cho nhiên liệu diesel, trong đó có nhiên liệu được làm từ dầu thực vật. Ở dầu thực vật có những tính chất khác nhiều so với dầu Diesel, do vậy trong hệ thống chuẩn bò nhiên liệu cho động cơ cần phải lắp thêm một số bộ phận để xử lý các tính chất đó gần giống với tính chất dầu Diesel. Với mục đích trên, em đã được bộ môn Động Lực Khoa Cơ Khí Trường Đại Học Thuỷ sản giao cho thực hiện đề tài tốt nghiệp với nội dung” Thiết kế, lắp đặt Hệ thống chuẩn bò nhiên liệu dùng dầu thực vật cho động cơ D12 “. Nội dung thực hiện gồm 3 chương: Chương1: Khái quát hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ Diesel. Chương 2: Thiết kế, lắp đặt Hệ thống chuẩn bò nhiên liệu dùng dầu thực vật cho động cơ D12 Chương 3: Hạch toán giá thành và kết luận. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 2 Sau hơn 3 tháng tìm tòi nghiên cứu, với sự hướng dẫn tận tình của Thầy Th.S. Phùng Minh Lộc, đến nay đề tài đã hoàn thành. Do bước đầu làm quen công tác nghiên cứu khoa học, trình độ còn hạn chế nên chắc chắn trong đề tài này còn nhiều thiếu sót. Rất mong được sự chỉ bảo của thầy cô và các bạn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy Th.S Phùng Minh Lộc, thầy Hồ Đức Tuấn, cùng các thầy trong Khoa Cơ Khí đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện thực hiện đề tài này. Nha Trang, ngày 20 tháng 0 6 năm 2006 Sinh viên thực hiện LÊ VĂN BÌNH PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 3 Chương 1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL. I.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL: I.1.1. Nhiệm vụ: Hệ thống chuẩn bò nhiên liệu có các nhiệm vụ chính như sau : - Tiếp nhận nhiên liệu ( từ các kho ở trên bờ hoặc từ các tàu tiếp dầu ), dự trữ , bảo quản nhiên liệu; - Cung cấp nhiên liệu cho đôïng cơ chính, động cơ phụ, nồi hơi phụ hoạt động trong mọi điều kiện; - Phân ly và lọc sạch khỏi nước và tạp chất trong nhiên liệu . Hâm nóng nhiên liệu nặng lên nhiệt độ nhất đònh trước khi đưa vào động cơ hoạt động - Ngoài ra còn đảm bảo việc vận chuyển nhiên liệu trong các khoang, két dự trữ để góp phần cân bằng tàu, cũng như chuyển dầu từ dưới tàu lên bờ hoặc sang tàu khác. - Đối với động cơ sử dụng dầu Diesel, là sản phẩm của dầu mỏ, nó có ưu điểm là : năng suất toả nhiệt cao, nên giảm lượng dư trữ trên tàu, tăng được thời gian hoạt động của tàu. Bên cạnh đó, nhiên liệu lỏng tạo kiện thuận lợi cho việc cơ giới hoá và tự động hoá việc cấp dầu. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 4 Hiện nay người ta có xu hướng sử dụng nhiên liệu nặng do giá rẻ ( chỉ bằng 35% giá dầu nhẹ ). Nhiên liệu nặng có chất lượng kém, khi sử dụng có thể xảy ra một số vấn đề kỹ thuật sau: - Hệ thống thiết bò phức tạp cồng kềnh: phải có thiết bò phân ly, lọc sạch nước và tạp chất, thiết bò hâm nóng dầu để giảm độ nhớt, phải cho thêm một số hoá chất để trơ hoá lưu huỳnh. - Làm tăng sự ăn mòn và mài mòn xilanh và piston của động cơ; - Chất lượng dầu nhờn giảm nhanh; - Nhiều chi tiết của động cơ thường xuyên bò đóng cấu cặn . Vòi phun hay bò tắc. I.1.2. Yêu cầu đối với hệ thống: Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel phải thoả mãn các yêu cầu sau: - Hệ thống nhiên liệu phải đảm bảo động cơ làm việc bình thường trong mọi điều kiện. Lúc tàu nghiêng 15 0 , chúi 5 0 các thiết bò của hệ thống vẫn đảm bảo cung cấp đầy đủ nhiên liệu cho động cơ trong thời gian dài; - Tất cả các két nhiên liệu, đường ống dẫn nhiên liệu không được bố trí ở trên các thiết bò toả nhiệt như: ống khí xả của động cơ, bầu tiêu âm, động cơ điện…và không đặt cạnh các két nước ngọt, dưới các phòng ở, mỗi két phải có ống thông khí và ống này phải đặt ở trên mặt hở của boong. Ngoài ra còn phải có ống tràn. - Các bơm để chuyển nhiên liệu bao giờ cũng có hai bơm ( một bơm làm việc và một bơm dự phòng ), có sản lượng sao cho bơm đầy két lớn nhất trong thời gian 2 – 4 giờ. Nếu hệ thống dùng nhiên liệu nặng thì nhất thiết phải bố trí thêm két nhiên liệu nhẹ có dung tích không nhỏ hơn 20% dung tích nhiên liệu nặng, dùng để chạy PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 5 cho động cơ trong các trường hợp: Khởi động động cơ, trước khi tắt động cơ và chạy tốc độ thấp. - Nếu dùng nhiên liệu nặng thì phải hâm nhiên liệu trước khi cấp vào động cơ tới nhiệt độ ( 70 – 90 ) 0 C có lúc tới 120 0 C để đảm bảo độ nhớt ( 2 – 6 ) 0 E. Còn khi lắng trong các két phải hâm tới ( 50 – 70 ) 0 C để đảm bảo lắng và phân ly có hiệu quả nhất. - Thể tích két dầu trực nhật hàng ngày bảo đảm cho động cơ chính, động cơ phụ làm việc ở công suất đònh mức: + Không nhỏ hơn 12giờ đối với nhiên liệu nặng. + Không nhỏ hơn 8 giờ đối với nhiên liệu nhẹ. - Ngoài ra hệ thống chuẩn bò nhiên liệu phải dễ bảo quản, làm vệ sinh, đơn giản, giá thành thấp. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 6 I.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL. I.2.1. Hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ Diesel tàu thuỷ. I.2.1.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống chuẩn bò nhiên liệu Diesel (nhẹ). Hình I.1. Sơ đồ hệ thống chuẩn bò nhiên liệu Diesel ( nhẹ ). 1. Động cơ Diesel chính (máy chính); 2. Nồi hơi phụ độc lập; 3. Lọc thô; 4. Bơm cấp -(điện); 5. Két nhiên liệu hàng ngày dùng cho động cơ chính; 7. Két nhiên liệu hàng ngày dùng cho động cơ phụ; 8. Bơm chuyển-tay; 9. Bơm chuyển- điện; 10. Lọc thô; 11. Ống chuyển nhiên liệu khỏi tàu; 12. Ống nhận nhiên liệu; 13. Lọc thô; 14. Két dự trữ nhiên liệu; 15. Thiết bò phân ly; 16. Động cơ Diesel phụ ( máy phụ) ; 17. Két tháo ; 18. Lọc thô kép PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 7 *Nguyên lý hoạt động: Với sơ đồ trên tất cả máy chính 1, máy phụ 16 và nồi hơi phụ độc lập 2 đều sử dụng chung một loại nhiên liệu đó là nhiên liệu Diesel nhẹ. Khi nhận nhiên liệu nó tự chảy qua ống nhận 12, qua lọc thô 13 vào các két dự trữ 14. Từ két dự trữ 14 nhiên liệu đươc bơm chuyển –điện 9 hoặc bơm tay 8 hút và cấp qua lọc thô 10, vào các két hàng ngày của nồi hơi độc lập 5, của máy chính 6, của máy phụ 7. Trong sơ đồ trên các két nhiên liệu được bố trí trên cao. Từ các két nhiên liệu hàng ngày này nó sẽ tự chảy tương ứng qua các van chăn đóng mở nhanh được dẫn động từ xa, đi đến các động cơ Diesel phụ 16 và qua lọc kép 18 đến các động cơ Diesel chính 1. Nhiên liệu được cấp đến nồi hơi độc lập nhờ bơm cấp-điện 4, qua lọc 3. Thiết bò phân ly 15 được dùng để làm sạch nhiên liệu (tách nước, tạp chất cơ học và nhũ tương ra khỏi nhiên liệu ) từ két dự trữ 14 để cấp các két hàng ngày 5,6,7. Nhiên liệu rò rỉ từ các động cơ Diesel và từ đáy két hàng ngày được đưa về két tháo 17. Từ két tháo, nhiên liệu được thiết bò phân ly 15 làm sạch và chuyển trở về các két hàng ngày hoặc khi cần nó được bơm 9 chuyển trực tiếp trở lại các két hàng ngày mà không qua thiết bò phân ly . Khi cần lấy nhiên liệu ra khỏi két hàng ngày người ta có thể sử dụng bơm 9 chuyển nhiên liệu qua ống 11. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 8 I.2.1.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống chuẩn bò nhiên liệu Diesel (nặng). Hình 1.2. Sơ đồ hệ thống chuẩn bò nhiên liệu nặng động cơ Diesel. 1. Động cơ phụ; 2. Động cơ chính; 3. Bầu hâm nóng; 4. Bơm cấp nhiên liệu; 5. Phin lọc kép; 6. Két trực nhật; 7. Đường ống xả dầu bẩn; 8. Két lắng; 9. Nồi hơi ; 10. Đường ống dẫn dầu lên bờ, sang taù khác ; 11. Ống nạp trên boong ; 12. Phễu lọc ; 13. Két dự trữ nhiên liệu nặng; 14. Két dự trữ nhiên liệu nhẹ; 15. Phin lọc ; 16. Bơm diện ; 17. Bơm tay ; 18. Két trực nhật của dầu nhẹ; 19. Máy phân ly PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 9 *Nguyên lý hoạt động: Nhiên liệu được nạp thông qua ống nạp 11 trên boong, qua phễu lọc 12 vào két dư trữ 13 ( nếu là nhiên liệu nặng ) hoặc két 14 (nếu là nhiên liệu nhẹ). Nhiên liệu nặng được bơm điện 16 hoặc bơm tay 17 hút qua phin lọc 15 , đẩy vào két lắng 8, hoặc vào két trực nhật cho nồi hơi 9. Từ két lắng nhiên liệu tự chảy xuống máy phân ly 19 và được đưa vào két trực nhật 6. Dầu bẩn từ két lắng 8 được xả ra ngoài qua van và đường ống 7 vào két dầu bẩn. Nhiên liệu nặng từ két trực nhật chảy qua phin lọc kép 5 đến bơm cấp nhiên liệu 4 , sau đó được nén qua bầu hâm nóng 3, hâm nóng tới nhiệt độ (80 ÷90) 0 C và cấp vào bơm cao áp của động cơ chính 2. Két trực nhật 18 nhận trực tiếp dầu nhẹ từ két dự trữ qua bơm 16 hoặc qua máy phân ly để cung cấp dầu nhẹ cho các động cơ phụ 1 và động cơ chính 2 hoạt động trong trường hợp khởi động,trước khi dừng, đảo chiều hoặc chạy non tải.Đường ống 10 dùng để chuyển dầu lên bờ hoặc sang các tàu khác. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 10 I.2.2. Hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ Diesel ôtô và tónh tại cỡ nhỏ. I.2.1.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ Diesel ôtô. Hình I.3. Sơ đồ hệ thống chuẩn bò nhiên liệu Diesel ôtô. 1. Miệng két dầu; 2. Két dầu; 3. Nút xã dầu; 4. Van; 5,8. Lọc nhiên liệu; 6. Van an toàn; 7. Bơm chuyển nhiên liệu; 9. Dầu đến BCA; *Nguyên lý hoạt động: Đối với động cơ ôtô, việc tiếp nhận nhiên liệu rất dễ dàng và thường xuyên, bên cạnh đó để đảm bảo gọn nhẹ, đơn giản nên người ta thường lắp đặt két dầu 2 tương đối nhỏ. Nhiên liệu được đổ trực tiếp vào két dầu. Trước khi đến bơm chuyển nhiên liệu 7, nhiên liệu đi qua lọc thô 5, van an toàn 6 làm việc khi áp suất dầu lớn hơn áp suất cho phép, sau bơm chuyển nhiên liệu 7 người ta lắp thêm một lọc tinh 8. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com [...]... 33 Chương 2 THIẾT KẾ, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU DÙNG DẦU THỰC VẬT CHO ĐỘNG CƠ D12 II.1 SO SÁNH ĐỘ CÁC TÍNH CHẤT QUAN TRỌNG CỦA DẦU THỰC VẬT SO VỚI DẦU DIESEL II.1.1 Yêu cầu đối với nhiên liệu dùng cho động cơ Diesel Qúa trình đốt cháy nhiên liệu ở động cơ Diesel hiện nay chỉ cho phép diễn ra trong một thời gian rất ngắn, vài phần trăm đến vài phần ngàn của 1 giây Do vậy nhiên liệu được phun... hệ thốn g chuẩn bò nhiên liệu động cơ Diesel tónh tại cỡ nhỏ Hình I.4 Sơ đồ hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ tónh tại cỡ nhỏ 1 Miệng két dầu; nhiên liệu; 2 Két dầu; 3 Nút xả dầu; 4 Van chặn; 5 Lọc 6 Dầu đến BCA; *Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hoạt động của hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ tónh tại cỡ nhỏ rất đơn giản, nhiên liệu được chứa trong két dầu 2 đặt trên cao, lợi dụng thế năng, nhiên. .. năng, nhiên liệu tự chảy qua lọc 5 Van chặn 4 được khoá lại khi độïng cơ ngừng hoat động I.2.3 Hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ D12 Động cơ D12 là loại động cơ nhỏ, hệ thống nhiên liệu đơn giản, dễ sử dụng, bảo quản và sửa chữa PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang 12 Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ D12 1 Miệng két nhiên liệu ; 2 Két nhiên liệu; 3... hoạt động: Nhiên liệu được đưa vào két nhiên liệu 2 thông qua miệng két 1, két nhiên liệu 2 được đặt trên cao, lợi dụng thế năng nên không cần dùng bơm chuyển nhiên liệu vẫn có thể tự chảy đến lọc tinh 5, van 4 được đóng chặt khi tắt máy I.3 CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL I.3.1 Thùng nhiên liệu (két nhiên liệu) : Bao gồm thùng nhiên liệu hàng ngày và thùng nhiên liệu. .. trò số Centan và tính bay hơi của dầu thực vật rất kém so với dầu Diesel II.2 CÁC VẤN ĐỀ CẦN PHẢI XỬ LÝ DẦU THỰC VẬT TRONG HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU II.2.1 Một số vấn đề cần phải xử lý dầu thực vật và chọn loại dầu thực vật làm nhiên liệu thay thế Qua hai bảng so sánh ( bảng 2-1 và 2-2 ) và mục II.1.4, ta thấy độ nhớt và tỷ trọng của dầu thực vật lớn hơn nhiều so với dầu Diesel, vì vậy ở dạng thô và... sánh khối lượng riêng của dầu Diesel với dầu thực vật Thông số Nhiệt độ ( 0C ) Tỷ trọng Loại dầu Dầu Diesel 20 0,87 Dầu Dừa 15 0,86- 0,9 Dầu Nành 15 0,92 Dầu Phụng 15 0,93-0,95 II.1.4 So sánh trò số Cetan và tính bay hơi của dầu Diesel với dầu thực vật Do điều kiện khách quan, ta chưa thể xác đònh được các thông số về tính bay hơi, trò số Cetan của dầu thực vật Các loại dầu thực vật có độ sôi rất cao,... Két nhiên liệu bẩn; 4 Ống dẫn nhiên liệu sạch; 5 Ống dẫn nhiên liệu sạch; 6 Két tháo; 7 Bơm chuyển; 8 Ống tràn; *Nguyên lý làm liệc: Bơm 7 là bơm kép, nó vừa cấp nhiên liệu cho máy phân ly, vừa chuyển nhiên liệu sạch đến két nhiên liệu hàng ngày Trước khi cấp vào máy phân ly 1, nhiên liệu được bơm 7 chuyển qua bộ sấy 2 để sấy nóng Cặn bẩn, do kết quả phân ly được tập trung vào két nhiên liệu bẩn 3 Nhiên. .. loại dầu lam nhiên liệu thay thế Lúc này ta chỉ chọn loại dầu làm nhiên liậu thay thế dầu Diesel dựa vào độ nhớt và tỷ trọng của 3 loại dầu đã đo được Dựa vào bảng so sánh ở phần trên Ta thấy, dầu Dừa có độ nhớt và tỷ trọng nhỏ hơn 2 loại dầu thực vật còn lại Do vậy khả năng biến đổi độ nhớt và tỷ trọng của dầu Dừa gần giống dầu Diesel là dễ dàng hơn hai loại dầu thực vật còn lại Ta chọn dầu Dừa làm nhiên. .. pittông-xilanh của động cơ Do vậy cần phải tăng cường biện pháp làm sạch nhiên liệu Trong hệ thống nhiên liệu nặng người ta tiến hành rửa và làm sạch nhiên liệu trong 2 máy phân ly, được mắc nối tiếp nhau Trong máy phân ly thứ I ( loại máy 3 pha ), nhiên liệu và nước nóng được cấp vào đó, làm việc như một bộ lọc, đảm bảo cho việc rửa nhiên liệu bằng nước, loại bỏ nước và cặn bẩn ra khỏi nhiên liệu Còn máy... trong, nó làm sạch nhiên liệu ở khâu cuối cùng Trước khi đi qua máy phân ly, nhiên liệu được bộ sấy bằng hơi 6 sấy đến ( 55 – 70 )0C Nước nóng để rửa nhiên liệu có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của nhiên liệu ( 3 – 5 )0C I.3.7 Bộ sấy I.3.7.1 Sự cần thiết phải sử dụng bộ sấy Những động cơ làm việc trong điều kiện khi hậu lạnh, dùng nhiên liệu nặng, nhất thiết cần phải sửng dụng bộ sấy Vì nhiên liệu trong những . nội dung” Thiết kế, lắp đặt Hệ thống chuẩn bò nhiên liệu dùng dầu thực vật cho động cơ D12 “. Nội dung thực hiện gồm 3 chương: Chương1: Khái quát hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ Diesel QUÁT VỀ HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL. I.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL: I.1.1. Nhiệm vụ: Hệ thống chuẩn bò nhiên liệu có. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG CHUẨN BỊ NHIÊN LIỆU CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL. I.2.1. Hệ thống chuẩn bò nhiên liệu động cơ Diesel tàu thuỷ. I.2.1.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống chuẩn bò nhiên liệu Diesel