ĐỒ án môn học THIẾT kế hệ THỐNG ĐỘNG lực tàu THỦY II tàu dầu sức chở 9000 tấn

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II -16-2016 GIỚ THIỆU CHUNG 1.1 GIỚ THIỆU VỀ TÀU 1.1.1 Loại tàu Tàu dầu sức chở 9000 loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang, boong chính, boong dâng lái boong dâng mũi Tàu thiết kế trang bị 01 diesel kỳ kí hiệu 6UEC33LSII có cơng suất 3398 kW Thuộc phân cấp: hàng lỏng 1.1.2 Vùng hoạt động Không hạn chế ( chủ yếu hoạt động vùng Đông Nam Á) 1.1.3 Cấp thiết kế Tàu dầu 9000 thiết kế đảm bảo cấp không hạn chế theo Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép – 2010, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường ban hành Phần hệ thống động lực tính tốn thiết kế thoả mãn tương ứng Cấp không hạn chế theo TCVN 6259 – : 2010 1.1.4 Các thông số phần vỏ tàu – Chiều dài lớn – Chiều dài hai trụ – Chiều rộng lớn – Chiều rộng thiết kế – Chiều cao mạn – Mớn nước thiết kế – Trọng tải tàu Lmax = 113,2 Lpp = 105,70 Bmax = 17,60 B = 17,60 DTK = 9,50 T = 7,20 DWT = 9000 m m m m m m 1.1.5 Hệ động lực – Máy 6UEC33LSII – Số lượng 01 – Công suất H = 3398/(4621) kW/(hp) – Số vòng quay N = 215 – Kiểu truyền động Trực tiếp – Chân vịt Định bước rpm 1.1.6 Quy phạm áp dụng TCVN 6259 : 2010 – Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép, 2010 1.1.7 Công ước quốc tế áp dụng (1) Công ước quốc tế an toàn sinh mạng người biển, 1974 (SOLAS, 74); KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II -26-2016 (2) Công ước quốc tế mạn khô tàu biển, 1966 (LOAD LINES, 66); (3) Công ước quốc tế ngăn ngừa ô nhiễm biển tàu gây ra, 73/78 (MARPOL, 73/78); (4) Qui tắc quốc tế tránh va biển, 1972 (COLREG, 72); (5) Cơng ước đo dung tích tàu biển, 1969 (TONNAGE, 69); (6) Nghị Tổ chức lao động quốc tế (ILO) 1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC 1.2.1 Bố trí buồng máy Trong buồng máy lắp đặt 01 máy thiết bị phục vụ hệ thống động lực, hệ thống ống toàn tàu Điều khiển thiết bị thực chỗ buồng máy Điều khiển máy thực chỗ buồng máy từ xa buồng lái Một số bơm chuyên dụng điều khiển từ xa boong bơm vận chuyển dầu đốt, bơm nước vệ sinh, sinh hoạt, quạt thơng gió Tàu bố trí 01 hệ trục chân vịt nằm mặt phẳng dọc tâm tàu Đường tâm hệ trục song song cách đường chuẩn 2100mm Hệ trục chân vịt bao gồm 01 trục chân vịt 01 đoạn trục trung gian với chiều dài toàn hệ trục chân vịt 8850 mm Hệ trục chân vịt đỡ 03 gối đỡ Trục chân vịt có đường kính φ300 mm, nhà chế tạo cung cấp đồng với máy Gối đỡ ống bao bơi trơn nước tàu nhờ bơm nước biển làm mát máy 1.2.2 Máy Máy có ký hiệu 6UEC33LSII hãng Mitsubishi sản xuất, động diesel kỳ, xy lanh, tác dụng đơn, tăng áp tua bin khí xả , dạng thùng, hàng xy lanh thẳng đứng, khởi động khí nén., đảo chiều hộp số, làm mát gián tiếp vòng tuần hồn, bơi trơn dầu áp lực tuần hồn te khô, điều khiển chỗ từ xa buồng lái 1.2.2.1 Thơng số máy – Số lượng – Kiểu máy – Hãng sản xuất – Cơng suất định mức, [H] – Vịng quay định mức, [N] – Số kỳ, [τ] – Số xy-lanh, [Z] – Đường kính xy-lanh, [D] – Hành trình piston, [S] 01 6UEC33LSII Mitsubishi 3398/4621 215 330 1050 KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM kW/hp rpm mm mm VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II -36-2016 – Suất tiêu hao nhiên liệu, [ge] 190 g/kW.h – Suất tiêu hao dầu nhờn, [gm] 1,1 g/kW.h – Thứ tự nổ 1–5–3–6–2–4 – Tốc độ trung bình piston 9,09 m/s – Khối lượng động [G] 60 tons – Chiều dài bao lớn [Le] 6593 mm – Chiều rộng bệ động [We] 1890 mm – Chiều cao [He] 3539 mm – Khoảng cách hai tâm xi lanh liên tiếp 515 mm – Khoảng cách từ tâm xi lanh cuối đến bánh đà 674 mm 1.2.2.2 Thiết bị kèm theo máy – Bơm LO bơi trơn máy – Bơm nước làm mát – Bơm nước biển làm mát – Bầu làm mát dầu nhờn – Bầu làm mát nước – Bơm tay LO trước khởi động – Các bầu lọc – Bơm chuyển nhiên liệu thấp áp – Bình chứa khí nén khởi động – Bầu tiêu âm – Ống bù hòa giãn nở 01 01 01 01 01 01 01 01 02 01 01 cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm bình cụm đoạn 1.2.3 Tổ máy phát điện 1.2.3.1 Diesel lai máy phát Diesel lai máy phát có ký hiệu 6NY16L-HN, diesel kỳ tác dụng đơn, hàng xy-lanh thẳng đứng, tăng áp, làm mát gián tiếp hai vịng tuần hồn, bơi trơn cưỡng Máy phát phải có giấy chứng nhận ngăn ngừa nhiễm khí thải.Hai động bố trí đối xứng qua mặt phẳng dọc tâm tàu – Số lượng – Kiểu máy – Công suất định mức, [Ne] – Vòng quay định mức, [n] – Số kỳ, [τ] – Số xy-lanh, [Z] 02 6Ny16L-HN 265 kW 1800 rpm 04 04 1.2.3.2 Máy phát điện – Số lượng – Cơng suất máy phát – Vịng quay máy phát 02 240 1200 KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM kW rpm VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II -46-2016 – Điện áp – Tần số 440 60 V Hz 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm 1.2.3.3 Thiết bị kèm theo tổ máy phát điện – Bơm LO bôi trơn máy – Bơm nước làm mát – Bơm nước biển làm mát – Bầu làm mát dầu nhờn – Bầu làm mát nước – Máy phát điện chiều – Mô-tơ điện khởi động – Các bầu lọc – Bầu tiêu âm – Ống bù hòa giãn nở 1.3 CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC KHÁC 1.3.1 Két 1.3.1.1 Két dầu đốt dự trữ – Số lượng – Dung tích – Kiểu két 05 01 x 73,2 01 x 15,9 01 x 35,1 02 x 179 Liền vỏ m3 m3 m3 m3 1.3.1.2 Két dầu đốt hàng ngày – Số lượng – Kiểu – Dung tích 02 Rời 01 x 5,5 01 X 4,5 m3 m3 01 Rời 5,5 m3 01 Liền vỏ 15,81 m3 1.3.1.3 Két lắng dầu đốt – Số lượng – Kiểu – Dung tích 1.3.1.4 Két dầu cặn bẩn – Số lượng – Kiểu – Dung tích KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II -56-2016 1.3.1.5 Két dầu bôi trơn dự trữ – Số lượng – Kiểu – Dung tích 01 Rời m3 02 Liền vỏ 02 x 5,5 m3 01 Rời 0,8 m3 01 Liền vỏ 143 m3 1.3.1.6 Két chứa nước sinh hoạt – Số lượng – Kiểu – Dung tích 1.3.1.7 Két nước giãn nở máy – Số lượng – Kiểu – Dung tích 1.3.1.8 Két giữ nước đáy tàu – Số lượng – Kiểu – Dung tích 1.3.2 Tổ bơm 1.3.2.1 Tổ bơm nước chữa cháy – Số lượng – Kiểu – Lưu lượng – Cột áp – Công suất động điện 01 Ly tâm nằm ngang 120/60 m3/h 20/55 mcn 26 kW 1.3.2.2 Tổ bơm dùng chung – Số lượng – Kiểu – Lưu lượng – Cột áp – Công suất động điện 01 Ly tâm nằm ngang tự hút 120/60 m3/h 20/55 mcn 26 kW 1.3.2.3 Tổ bơm nước sinh hoạt – Số lượng – Kiểu – Lưu lượng – Cột áp – Công suất động điện – Vòng quay động 02 Ly tâm nằm ngang m3/h 40 mcn 1,5 kW 3600 rpm KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II -66-2016 1.3.2.4 Tổ bơm vận chuyển dầu đốt a Dầu DO – Số lượng – Kiểu – Lưu lượng – Cột áp – Cơng suất động điện – Vịng quay động b Dầu FO – Số lượng – Kiểu – Lưu lượng – Cột áp – Công suất động điện – Vòng quay động 01 Bánh nằm ngang 1,2 m3/h 0,3 MPa 1,5 kW 1400/1710 rpm 01 Bánh nằm ngang m3/h 0,3 MPa 2,2 kW 1430/1740 rpm 1.3.2.5 Tổ bơm dầu nhờn dự phòng – Số lượng – Kiểu – Lưu lượng – Cột áp – Cơng suất động điện – Vịng quay động 01 Bánh nằm ngang m3/h 0,45 MPa 18,5 kW 970/1180 rpm 1.3.3 Tổ quạt 1.3.3.1 Tổ quạt hút gió buồng máy – Số lượng – Lưu lượng – Cột áp 01 4800 40 m3/h mcn 01 24000 50 m3/h mcn 02 MS92A 48,2 m3/h MPa 1.3.3.2 Tổ quạt thổi gió buồng máy – Số lượng – Lưu lượng – Cột áp 1.3.4 Các thiết bị hệ thống khí nén 1.3.4.1 Tổ máy nén khí – Số lượng – Kí hiệu – Lưu lượng – Cột áp KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II -76-2016 – Cơng suất động điện – Vịng quay động 7,5 1160 kW rpm 02 1000 lít 01 70 lít 1.3.4.2 Bình chứa khơng khí nén khởi động – Số lượng – Dung tích 1.3.4.3 Bình chứa khơng khí nén tạp vụ – Số lượng – Dung tích 1.3.5 Các thiết bị buồng máy khác 1.3.5.1 Cầu thang buồng máy – Tổng số lượng – Cầu thang – Cầu thang cố 05 04 01 1.3.5.2 Cửa thông biển – Tổng số lượng – Cửa thông biển – Cửa thơng biển cố 02 01 01 SỨC CẢN, THIẾT KẾ SƠ BỘ CHONG CHÓNG 2.1 Tính sức cản tàu 2.1.1 Các số liệu – Chiều dài lớn Lmax = 113,2 m – Chiều dài hai trụ Lpp = 105,7 m KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II -86-2016 – Chiều rộng lớn Bmax = 17,60 m – Chiều rộng thiết kế B = 17,60 m – Chiều cao mạn D = 9,50 m – Chiều chìm tồn tải d = 7,20 m – Lượng chiếm nước Disp = 10777 tons – Hệ số béo thể tích CB = 0,785 – Cơng suất tính tốn H = 3398/(4621) kW/(hp) – Số vịng quay chong chóng np = 215 rpm 2.1.2 Công thức Papmiel 2.1.2.1 Phạm vi áp dụng Papmiel Bảng 2.1 Phạm vi áp dụng Papmiel № Đại lượng xác định Tàu thực thiết kế Phạm vi Papmiel Tỷ số kích thước [B/d] 2,444 1,5 – 3,5 Tỷ số kích thước [L/B] 6,006 – 11 Hệ số béo thể tích [CB] 0,785 0,35 – 0,8 Hệ số thon đuôi tàu [ϕ] 1,3 0,33 – 1,5 2.1.2.2 Công thức xác định sức cản Papmiel ∇VS3 EPS = LC , (hp ) (2.1) Trong đó: VS – Tốc độ tàu tương ứng với giá trị EPS cần xác định, (m/s); ∇ – Lượng chiếm nước tàu, (tons); L– Chiều dài tàu thiết kế, (m); C0 – Hệ số tính toán theo Papmiel 2.1.3 Kết xác định sức cản tàu theo Papmiel Bảng 2.2 Kết xác định sức cản tàu theo Papmiel № Đại lượng xác định Cơng thức tính Tốc độ tính tốn VS, Dự kiến thiết kế (knots) Kết KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM 10 11 12 VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II -96-2016 № Đại lượng xác định Cơng thức tính Kết Tốc độ tính tốn VS, Tính theo m/s (m/s) 4,635 5,15 5,665 6,18 Hệ số béo thể tích CB 0,785 0,785 0,785 0,785 Lượng chiếm nước ∇, Theo thiết kế (tons) Hệ số hình dáng ϕ B ϕ =10 C B L Tốc độ tương đối V1 V1 =VS Hệ số tính Cp, theo đồ C = f ( V , ϕ ) p thị Hệ số hình dạng X1 Hiệu chỉnh chiều dài λ=1 tàu λ 10 Theo thiết kế 10777,4 10777,4 10777,4 10777,4 1,307 1,307 1,307 1,307 1,001 1,112 1,223 1,334 102 98 96 94 1 1 1 1 C pλ Hệ số tính theo Pamiel C0 = C0 X1 ϕ 89,22 85,721 83,972 82,222 11 ∇V s Công suất kéo EPS, EPS = (hp) LC 833,11 1189,5 1616,2 2142,9 12 Sức cản toàn phần Rt, R = 75 EPS t Vs (kG) 13481 17322 21397 26006 Cho trục ϕ L đường 2.1.4 Đồ thị R–v, EPS–v Hình 2.1 Đồ thị R–v EPS–v KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 10 6-2016 [hp] 2400 2000 R= EP 26000 f(v ) S= f(v ) [kg] 30000 22000 1600 18000 1200 14000 800 10000 4,635 10 5,15 11 5,665 12 6,18 [knot] [m/s] 400 2.1.2 Xác định sơ tốc độ tàu cho thiết kế chong chóng – Hiệu suất chong chóng (lấy gần đúng) ηp = 0,6 – Hiệu suất đường trục (lấy gần đúng) ηt = 0,97 – Dự trữ cơng suất máy 15%Ne – Cơng suất máy Ne = 4621(hp) – Cơng suất kéo tàu EPS = 0,9.Ne.ηp.ηt Kết quả: EPS = 2125,48 (hp) Tương ứng (gần đúng) đồ thị sức cản có: Rt = 25599,99 (kG) Vs = 11,92 (knots) 2.2 TÍNH CHONG CHĨNG 2.2.1 Chọn vật liệu Chọn vật liệu chế tạo chong chóng đồng KHBsC1 (măng gan - đồng thiếc) 2.2.2 Tính hệ số dịng theo, dòng hút KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II ĐỒ ÁN MÔN HỌC - 64 6-2016 5.4.9 Khu vực lân cận vòng quay cộng hưởng n ν' k = (0,85 ÷ 1,15)nν k ' ⇒ nν k = (0,85 ÷ 1,15).277 = 235 ÷ 319 rpm Kết luận: Trong trình vận hành, khai thác để tránh trường hợp động làm việc khơng an tồn cần phải tránh cho động làm việc dải tốc độ 5.4.10.Tổng ứng suất xoắn trục cộng hưởng 5.4.10.1 Ứng suất xoắn cộng hưởng τ i ,i +1 = δ i ,i +1 A1R (kG / cm ) e0 Wi ,i +1 τi,i+1- ứng suất lớn mặt cắt nguy hiểm đoạn truc thứ i,i+1 Trong : +δi,i+1- mơn men đàn hồi khơng thứ ngun δi,i+1 = δ10-11 = 0,0908 +e0- độ mềm chuẩn đo e0 = 2,457.10- (kG-1.cm-1) + Môđun chống xoắn mặt cắt trục: Wi ,i +1 = π d 16 - Đối với trục trung gian: + d = d1 =25 cm + Wi ,i +1(TG ) = + τ i ,i +1(TG ) = 3,14.253 = 3066, cm3 16 0,0908 0,00181 = 21,814 (kG/cm2) 2, 457.10−9.3066, - Đối với trục chong chóng: + d = d2 = 30 cm + Wi ,i +1( cc ) 3,14.303 = = 5298, 75 cm3 16 + τ i ,i +1( cc ) = 0,0908 0,00181 = 12,624 (kG/cm2) 2, 457.10−9.5298, 75 KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 65 6-2016 5.4.10.2 Ứng suất mô men xoắn trung bình τ TB = 71620 N e max nν k Wi ,i +1 n max Trong đó: Nemax_ cơng suất lớn trục, Nemax = 3802,4 (Cv) nmax _ vòng quay lớn trục, nmax = 315 (rpm) nvk _ vòng quay cộng hưởng , (rpm) nvk = 277 + Với trục trung gian τ TB (TG ) = 71620 3802, 277 = 21,8 02 3066, 315 (kG/cm2) + Với trục chong chóng τ TB (CC ) = 71620 3802, 277 = 27,998 2387, 77 315 (kG/cm2) 5.4.10.3 Tổng ứng suất trục lúc cộng hưởng + Với trục trung gian : τs(TG) = τ TB (TG ) +τ i ,i +1(TG ) = 21,802 + 21,814 = 43,616 (kG/cm2) +Với trục chong chóng : τs(cc) = τ TB (CC ) + τ i ,i +1(CC ) = 27,998 + 12,624 = 40,622 (kG/cm2) 5.4.11.Ứng suất cho phép trục Xét λ= nvk 277 = = 0,88 < 0,9 nmax 315 Theo quy phạm TCVN 6259-2003 , ứng suất cho phép trục : [τ ] = TS + 160 Ck CD (3 − 2λ ) 18 Trong đó: Ts : Giới hạn bền kéo danh nghĩa vật liệu vật liệu làm trục Ts = 540 (N/mm2) Ck : Hệ số liên quan đến kiểu hình dáng trục khuỷu Tra bảng 3/8.1 quy phạm TCVN 6259-2003: Ck = 0,55 CD : Hệ số liên quan đến cỡ trục xác định theo công thức sau CD = 0,35+0,93.d-0.2 Với d: Đường kính trục + Với trục trung gian : d = d1 = 25 cm = 250 mm CD = 0,5 KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II [ τ1 ] - 66 6-2016 = 15,52 N/mm = 155,2 kG/cm + Với trục chong chóng : d = d2 = 30 cm = 300 mm CD = 0,35 [τ ] = 10,864 N/mm2 = 108,64 kG/cm2 5.4.12.Kết luận Từ kết tính tốn ta thấy ứng suất cho phép ln lớn ứng suất làm việc hệ trục cấp điều hoà khác trục làm việc vòng quay cộng chấn τs(TG) = 43,616 kG/cm2 < [ τ1 ] = 155,2 kG/cm2 τs(cc) = 40,622 kG/cm2 < [τ ] = 108,64 kG/cm2 Vậy hệ trục làm việc an toàn cộng chấn KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 67 6-2016 CÁC HỆ THỐNG PHỤ VÀ PHỤC VỤ 6.1 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ 6.1.1 Số liệu ban đầu _ Số lượng động Z = _ Cơng suất động N = 4000 hp _ Vịng quay động n = 620 _ Số lượng động phụ Zp = _ Công suất động phụ Np = 326 _ Vòng quay động phụ np = 1200 rpm rpm hp 6.1.2 Luật áp dụng Quy phạm phân cấp đóng biển vỏ thép - 2003: Phần 3: Hệ thống máy tàu – TCVN 6259-3: 2003 [1] Quy phạm phân cấp đóng biển vỏ thép - 2003: Phần 5: Phòng, phát chữa cháy nổ – TCVN 6259-5: 2003 [2] Quy phạm hệ thống ngăn ngừa ô nhiễm biển tàu – TCVN 6276 : 2003 [3] 6.1.3 Cấp thiết kế Hệ thống thiết bị phụ phục vụ tính tốn thiết kế thỏa mãn tương ứng cấp Biển hạn chế III theo Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép – 2003 Quy phạm liên quan’ Công ước Quốc tế 6.2 HỆ THỐNG DẦU ĐỐT 6.2.1 Lượng dầu đốt dự trữ trực nhật Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Cơng suất tính tốn Diesel N hp Theo lý lịch máy Số lượng Diesel Z tổ Theo thiết kế Cơng suất tính tốn Diesel phụ Np hp Theo lý lịch máy № Công thức - Nguồn gốc KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Kết 4000 326 VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 68 6-2016 № Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Cơng thức - Nguồn gốc Kết Số lượng Diesel phụ Zp tổ Theo thiết kế Suất tiêu hao dầu đốt Diesel ge g/hp.h Theo lý lịch máy có kể đến tình trạng kỹ thuật 140 Suất tiêu hao dầu đốt Diesel phụ gep g/hp.h Theo lý lịch máy có kể đến tình trạng kỹ thuật 142 Hệ số hoạt động đồng thời Diesel phụ k _ Theo thiết kế 0,5 Thời gian hoạt động liên tục phương tiện t h Theo tính 360 Hệ số dự trữ dầu đốt k1 _ Chọn 1,2 10 Hệ số xét đến điều kiện môi trường mà phương tiện khai thác k2 _ Chọn 1,12 11 Hệ số dung tích két chứa k3 _ Chọn 1,1 12 Tỷ trọng trung bình dầu đốt điều kiện khai thác g t/m3 13 Lượng dầu đốt cần thiết cho hành trình B t B= 14 Tổng dung tích cần thiết két chứa dự trữ V m3 V= 15 Thời gian cấp dầu liên tục két dầu đốt hàng ngày th h Chọn theo ca máy 16 Hệ số dung tích dự trữ két dầu đốt hàng ngày k4 _ Chọn Lấy giá trị trung bình (g e NZ + g ep N p Z p k )τ ( k1k ) −1 10 B k γ KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM 0,85 293,35 379 1,25 VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 69 6-2016 № 17 Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Dung tích két dầu đốt hàng ngày Vh m3 Công thức - Nguồn gốc ( g NZ + g e Vh = ( k 4τ h ) ep −1 N pZ pk) γ 10 Kết 7,13 Kết luận: Tàu trang bị két chứa dầu đốt: m3 _ Tổng dung tích V = 379 _ Két dầu đốt dự trữ (02 két) Vdt = 356,5 m3 _ Két lắng dầu đốt Vl = 15 m3 _ Két dầu đốt hàng ngày Vhn1 = 7,5 m3 6.2.2 Bơm vận chuyển Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Dung tích két dầu đốt hàng ngày Vh m3 Đã tính chọn ( Mục 6.2.1) 7,5 Thời gian cần thiết để bơm đầy két tb h Chọn 0,5 Lưu lượng bơm vận chuyển Q m3/h Q= № Công thức - Nguồn gốc Vh τb Kết 15 Kết luận: Tàu trang bị bơm giới vận chuyển dầu đốt: _ Số lượng 02 _ Kiểu Bánh nằm ngang _ Ký hiệu TLG–3N _ Lưu lượng Q = m3/h _ Cột áp H = 2,5 kG/cm2 6.2.3 Nguyên lý hệ thống 6.2.3.1 Nhiệm yêu cầu Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ dự trữ, cung cấp nhiên liệu đảm bảo cho hệ động lực làm việc suốt trình hành hải Hệ thống nhiên liệu có chức KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 70 6-2016 năng: lấy nhiên liệu từ bờ xuống tàu, dự trữ nhiên liệu tàu, cung cấp nhiên liệu cho động động phụ hoạt động Hệ thống nhiên liệu phải đảm bảo cho động làm việc bình thường trường hợp Các thiết bị hệ thống đảm bảo cung cấp đầy đủ cho động hoạt động thời gian dài Bố trí két, đường ống, thiết bị hệ thống phải tuân thủ nghiêm ngặt quy định quy phạm công ước; phải tiện lợi cho lắp đặt, thao tác, sử dụng, sửa chữa phải đảm bảo tính kinh tế 6.2.3.2 Nguyên lý hoạt động a Vận chuyển dầu đốt Dầu đốt dự trữ sáu két dầu đốt dự trữ đáy đôi Cấp dầu đốt vào két dự trữ bơm phương tiện cấp thông qua đầu ống cấp dầu dẫn lên boong Két dầu đốt dự trữ có bố trí đầu ống đo có van tự đóng, đầu ống thơng có lưới phịng hoả có kết cấu kiểu ngăn khơng cho nước dị lọt vào điều kiện thời tiết xấu Trong két dầu đốt dự trữ có bố trí hai miệng hút lấy dầu ra, miệng đặt thấp để hút vét dầu cặn nước đọng, miệng đặt cao để lấy dầu đưa sử dụng Vận chuyển dầu đốt từ két dầu đốt dự trữ lên két lắng dầu đốt két dầu đốt hàng ngày 02 bơm vận chuyển truyền động điện Dầu đốt cấp lên két bơm vận chuyển dầu đốt qua bầu lọc thô hệ thống van, đường ống Dầu tràn từ két dầu đốt hàng ngày đưa trở lại két lắng dầu đốt, dầu tràn từ két lắng dầu đốt đưa trở két dự trữ qua đường ống dẫn dầu tràn có gắn kính quan sát b Cấp dầu cho động Dầu từ két dầu đốt hàng ngày cấp cho động qua hệ thống van đóng nhanh, van ngắt đường ống dẫn tới động Dầu thừa sau cơng tác từ vịi phun, bơm cao áp diesel phụ dẫn quay trở két dầu đốt hàng ngày qua đường ống riêng c Dầu rơi vãi, dầu tràn Dầu cặn két dầu đốt dự trữ hút vét đưa tàu bơm tay piston qua miệng cấp phát dầu đặt boong Dầu rị rỉ từ khay hứng dẫn két giữ dầu cặn KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 71 6-2016 6.3 HỆ THỐNG DẦU BƠI TRƠN 6.3.1 Lượng dầu bơi trơn dự trữ № Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Cơng suất tính tốn Diesel N hp Theo lý lịch máy Số lượng Diesel Z tổ Theo thiết kế Cơng suất tính tốn Diesel phụ Np hp Theo lý lịch máy Số lượng Diesel phụ Zp tổ Theo thiết kế Suất tiêu hao dầu bơi trơn máy gm g/hp.h Theo lý lịch máy 0,81 Suất tiêu hao dầu bôi trơn máy phụ gmp g/hp.h Theo lý lịch máy 1,15 Hệ số hoạt động đồng thời Diesel phụ k _ Theo thiết kế Hệ số dự trữ dầu bôi trơn k1 _ Chọn 1,25 Hệ số sử dụng dầu bôi trơn k2 _ Chọn 1,2 10 Hệ số dung tích két k3 _ Chọn 1,15 11 Tỷ trọng dầu bơi trơn gm kg/lít Chọn theo loại dầu 0,92 12 Thời gian hoạt động liên tục phương tiện t h Theo nhiệm vụ thư 360 13 Lượng dầu bơi trơn tiêu hao hành trình Bm kg Bm = 14 Lượng dầu bôi trơn hệ thống tuần hồn máy W lít Theo lý lịch máy 2100 Wp lít Theo lý lịch máy 2300 15 Lượng dầu bôi trơn hệ thống tuần Công thức - Nguồn gốc (g m NZ + g mp N p Z p k ) ( k1k2τ ) −1.103 KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Kết 4000 326 0,5 1952 VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 72 6-2016 № Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Cơng thức - Nguồn gốc Kết hoàn máy phụ 16 Chu kỳ thay dầu máy T h Theo lý lịch máy 380 17 Chu kỳ thay dầu máy phụ Tp h Theo lý lịch máy 350 18 Dung tích két dầu bơi trơn dự trữ Vm lít B  τ τ Vm =  m + W + W p k3 γ  Tp  m T  7448 Kết luận: Tàu trang bị két chứa dầu bơi trơn có: _ Tổng dung tích V = 7,448 m3 6.3.2 Nguyên lý hệ thống 6.3.2.1 Nhiệm yêu cầu Nhiệm vụ: làm nhiệm vụ bôi trơn làm mát bề mặt ma sát Mỗi động phái có hệ thống bơi trơn độc lập thiết bị hệ thống phải có thiết bị dự phịng với hệ thống Dầu bơi trơn phải đảm bảo tính chất: độ nhớt, nhiệt độ bắt lửa, nhiệt độ đông đặc phạm vi quy định nhà thiết kế 6.3.2.2 Nguyên lý hoạt động Diesel diesel lai máy phát điện có hệ thống bơi trơn tuần hồn áp lực riêng a) Máy Bơm dầu bơi trơn tuần hồn diesel hút dầu cac-te qua bầu lọc, qua bầu làm mát dầu nhờn sau đưa tới bơi trơn bề mặt ma sát cụm chi tiết động theo hệ thống quy định nhà chế tạo Sau bôi trơn làm mát bề mặt ma sát, dầu nhờn tự chảy cac-te thực vịng tuần hồn khép kín Đối với máy chính, trước khởi động diesel, dùng bơm tay dầu nhờn gắn diesel hút dầu từ cac-te đưa lên theo hệ thống quy định nhà chế tạo để xoa trơn trước bề mặt ma sát Sau bước công việc tiến hành khởi động diesel KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 73 6-2016 Toàn chi tiết, thiết bị hệ thống bơm dầu nhờn, van, bầu làm mát dầu nhờn, đường ống nhà chế tạo diesel lắp đặt sẵn máy Việc bổ xung lượng dầu hao hụt hệ thống thay dầu thực cách lấy dầu từ két dầu nhờn dự trữ rót đổ qua miệng lấy dầu thân động máy phụ Đối với máy chính, bổ sung dầu nhờn vào hệ thống việc mở van cấp nhánh ống từ két dầu nhờn dự trữ dẫn tới đường ống trước cửa hút bơm dầu nhờn Bơm dầu nhờn cố máy lắp đặt song song với bơm dầu nhờn Trong trường hợp cố đưa bơm cố vào làm việc đóng cắt van phân phối cho nhánh ống b) Diesel lai máy phát Diesel lai máy phát điện bôi trơn dầu nhờn áp lực tuần hồn kín kiểu cacle ướt, toàn bơm, van, ống nhà chế tạo gắn sẵn máy Việc bổ sung thay dầu cho hệ thống cách lấy dầu từ két dầu nhờn dự trữ đổ qua miệng rót dầu thân máy 6.4 HỆ THỐNG KHƠNG KHÍ NÉN 6.4.1 Dung tích bình chứa khơng khí nén № Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết Cơng suất máy Ne c hp Theo lý lịch máy 4000 Công suất máy phụ Ne p hp Theo lý lịch máy 326 Số lần yêu cầu khởi động liên tục n lần Máy Máy phụ 12 Áp suất khởi động lớn Pmax kG/cm2 Máy Máy phụ 30 25 Áp suất khởi động nhỏ Pmin kG/cm2 Máy Máy phụ 15 Lượng tiêu thụ khơng khí mã lực q lít/hp Máy Máy phụ 0,85 Số động i Máy Máy phụ Dung tích bình chứa khí nén máy Ve lít i.n.q N ec Pmax − Pmin KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM 2720 VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 74 6-2016 № Hạng mục tính Dung tích bình chứa khí nén máy phụ Ký hiệu Đơn vị Vp lít Cơng thức - Nguồn gốc Kết i.n.q N ep Pmax − Pmin 208 Kết luận: Tàu trang bị bình chứa khí nén máy có: = m3 _ Tổng dung tích V _ Số lượng 02 x 1,5 _ Áp suất P = 30 kG/cm2 _ Tổng dung tích V = 0,25 m3 _ Số lượng 01 x 0,25 _ Áp suất P m3 Bình chứa khí nén máy phụ có : = m3 25 kG/cm2 6.4.2 Tính chọn máy nén Ký hiệu Đơn vị Dung tích bình chứa khơng khí nén máy Vc m3 Theo tính tốn Dung tích bình chứa khơng nén máy phụ Vp m3 Theo tính tốn 0,25 Áp suất khởi động lớn máy Pcmax kG/cm2 Theo lý lịch máy 30 Áp suất khởi động nhỏ máy Pcmin kG/cm2 Theo lý lịch máy 15 Hiệu số áp suất khởi động máy Pc kG/cm2 Pmaxc - Pminc 15 Áp suất khởi động lớn máy phụ Ppmax kG/cm2 Theo lý lịch máy 25 Áp suất khởi động nhỏ máy phụ Ppmin kG/cm2 Theo lý lịch máy Hiệu số áp suất khởi động máy phụ Pp kG/cm2 Pmaxp - Pminp Thời gian nạp khơng khí vào bình T h № Hạng mục tính Cơng thức - Nguồn gốc Theo quy phạm KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Kết 16 VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 75 6-2016 № Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị 10 Lưu lượng tối thiểu máy nén Q m3/h Công thức - Nguồn gốc (Vc − V p ) Pc − P p T Kết 2,75 Kết luận: Tàu trang bị máy nén khí có: _ Số lượng n = 02 _ Lưu lượng Q = 48,2 m3/h _ Áp suất P = 30 kG/cm2 _ Động điện 7,5kW x 1160 v/ph Máy nén cố: _ Số lượng n = 01 _ Lưu lượng Q = 6,3 m3/h _ Áp suất P = 30 kG/cm2 _ Động điện 2,0kW x 1800 v/ph 6.4.3 Ngun lý hoạt động Khơng khí nén tạo từ máy nén khí độc lập sau qua bầu làm mát khí nén, qua bầu tách dầu nạp vào bình chứa khơng khí nén để khởi động máy với áp suất khởi động 30 kG/cm2 Từ bình chứa khí nén, khơng khí dẫn động đến mơ tơ khí nén để khởi động máy Từ bình chứa khí nén phụ, khơng khí nén giảm áp xuống áp suất thích hợp dẫn tới thiết bị khác để phục vụ là: Thổi cửa thơng biển, thổi cịi, tới van điều khiển khí, tới két nước máy lọc để tạo áp lực cho máy cấp nước số thiết bị khác Đường ống chết tạo thép ống liền chịu áp lực riêng cao, ống nối bích hàn 6.5 HỆ THỐNG LÀM MÁT 6.5.1 Dung tích két nước giãn nở № Hạng mục tính Cơng suất tính tốn Diesel Ký hiệu N Đơn vị hp Công thức - Nguồn gốc Theo lý lịch máy KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM Kết 4000 VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II ĐỒ ÁN MÔN HỌC - 76 6-2016 № Hạng mục tính Lượng tiêu hao nước làm mát Hệ số dung tích két Thời gian hai lần bơm lên két Dung tích két giãn nở Ký hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc C=24.10-6 Ne.ge.i Kết Vp lít/hp.h 13,4 K – Chọn 0,032 T h Chọn 0,5 Vgn lít Vb =V p ∑N e T K 857,6 Kết luận: Tàu trang bị két giãn nở có: m3 _ Dung tích Vgn = 6.5.2 Đường kính ống nối cửa thơng biển № Hạng mục tính Lưu lượng bơm cứu hoả Ký hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết Q1 m3/h Theo lý lịch bơm 30 Q2 m3/h Theo lý lịch máy 80 Q3 m3/h Theo lý lịch bơm 55 QT m3/h QT = ∑Qi Lưu lượng bơm nước biển làm mát máy máy phụ Lưu lượng bơm hút khô dằn Tổng lưu lượng nước biển Vận tốc đường ống chung V m/s Chọn D mm D= Đường kính 165 i =1 ống nối hai cửa thông biển 4.QT 10 3600.π V 170,86 Kết luận: KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II ĐỒ ÁN MÔN HỌC - 77 6-2016 Kích thước ống cửa thơng biển theo quy phạm: _ Đường kính ống D = 191 mm _ Chiều dày ống mm t = 5,3 6.5.3 Cửa thơng biển Ký № Hạng mục tính Hệ số tăng diện tích hiệu Diện tích tối thiểu cửa thơng biển Đường kính lỗ khoét cửa thông biển Số lỗ khoét cửa thông biển KF Đơn vị _ Công thức - Nguồn gốc Kết Chọn 2,5 D2 F =π.K F F mm mm Chọn Z lỗ Z = 71594 20 4.F π.d o2 228 Kết luận: Chọn cửa thông biển với : _ Tiết diện F = 0,8 m3 _ Đường kính lỗ khoét cửa thông = 20 mm _ Số lỗ khoét cửa thông Z = 250 lỗ 6.5.4 Nguyên lý hệ thống 6.5.4.1 Hệ thống làm mát máy Máy làm mát theo kiểu gián tiếp qua vịng tuần hồn: a) Vịng ngồi Nước ngồi tàu bơm làm mát vịng ngồi gắn máy hút qua cửa thông biển, van bầu lọc đưa đến làm mát bầu làm mát dầu nhờn, bầu làm mát nước máy xả ngồi mạn Một phần nước biển làm mát máy trước ngồi trích nhánh đưa vào làm mát ổ đỡ chặn, bạc trục chong chóng b) Vịng KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II - 78 6-2016 Nước bơm nước làm mát máy lai đưa đến làm mát máy Sau làm mát xong nước đưa bầu làm mát nước Tại bầu làm mát nước nhả nhiệt cho nước biển làm mát Việc bổ sung nước nhờ bơm nước sinh hoạt đưa tới két nước giãn nở 6.5.4.2 Hệ thống làm mát Diesel máy phát Diesel máy phát làm mát theo kiểu gián tiếp qua vòng tuần hồn: a) Vịng ngồi Nước ngồi tàu bơm làm mát vịng ngồi gắn máy hút qua cửa thơng biển, van bầu lọc đưa đến làm mát bầu làm mát nước , bầu làm mát dầu nhờn Diesel xả mạn b) Vòng Nước di chuyển vòng tuần hồn kín làm mát máy, bầu làm mát dầu nhờn xong lại bầu làm mát nước Tại bầu làm mát nước nhả nhiệt cho nước làm mát Việc bổ sung nước nhờ két nước giãn nở gắn sẵn máy 6.5.4.3 Hệ thống làm mát máy nén khí Máy nén khí làm mát nhờ bơm nước biển gắn sẵn máy nén khí hút nước qua cửa thông biển, van bầu lọc, đưa đến làm mát phận máy khí xả mạn KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ... đổi hệ thống thành hệ thống không thứ nguyên nhiều khối lượng KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II. .. KHOA MÁY TÀU BIỂN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM VŨ VĂN NAM LỚP MTT53–ĐH1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II ĐỒ ÁN MÔN HỌC - 13 6-2016 № Đại lượng xác định Cơng thức tính Hệ số lực đẩy... THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC TÀU THỦY II ĐỒ ÁN MÔN HỌC - 47 6-2016 ecc = i-2 ecc Trong : i: Tỷ số truyền hệ thống i = 1: 2,1 Kết ecc = 8,295.10-8 (kG-1.cm-1) b Đoạn trục từ xi lanh cuối đến bánh