Nghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủy

Nghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủyNghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủyNghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủyNghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủyNghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủyNghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủyNghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủyNghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủyNghiên cứu tận dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi phụ tàu thủy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA MÁY TÀU THỦY THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG ĐỀ TÀI Chủ nhiệm đề tài: THS MTR NGUYỄN NGỌC HOÀNG Thành viên tham gia: THS LÊ VĂN TÙNG Hải Phòng, tháng 6/2016 MỤC LỤC Chương Phần mở đầu 1.1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu 1.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.3 Mục tiêu đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Chương Chọn phương án xử lý dầu cặn 2.1 Xử lý dầu cặn phương án lắng gạn tự nhiên phin lọc 2.2 Xử lý dầu cặn phương án dùng máy ly tâm phân ly cặn ‘nanoparticle separator’ Chương Tính toán lựa chọn thiết bị 12 3.1 Tìm hiểu số loại nồi hành 12 3.2 Két trực nhật két lắng dầu cặn 14 3.3 Quạt hút 16 3.4 Tính chọn bầu ngưng tụ 18 3.4.1 Chọn sơ kết cấu 18 3.4.2 Xác định diện tích bề mặt trao nhiệt 19 3.5 Chọn máy lọc phân ly cặn 22 3.5.1 Kết cấu nguyên lý hoạt động 23 3.5.2 Chọn máy lọc 25 3.6 Chọn vòi phun nhiên liệu vào buồng đốt nồi phụ 26 3.7 Thiết bị thổi muội 28 Chương Kết luận kiến nghị 29 4.1 Kết luận 29 4.2 Một số kiến nghị 29 Tài liệu tham khảo 31 PHỤ LỤC I 32 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU HÌNH VẼ Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống xử lý dầu cặn theo phương pháp thông thường Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống xử lý dầu cặn triệt để Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống dầu đốt nồi máy đốt rác tàu Honesty 11 Hình3.1 Nồi phụ liên hợp khí xả loại ống lửa 12 Hình 3.2 Nồi phụ liên hợp dạng ống nước 13 Hình 3.3 Sơ đồ bố trí riêng rẽ nồi phụ nồi khí xả 14 Bảng Một số thông số hâm két 15 Hình 3.4 Sơ đồ bố trí ống hâm két dầu cặn 16 Hình 3.5 Bố trí két lắng két trực nhật dầu cặn 16 Hình 3.6 Quạt hút từ két lắng dầu cặn 18 Hình 3.7 Kết cấu bầu ngưng tụ 20 Hình 3.8 Máy lọc phân ly ly tâm pha ‘Nanoparticle’ hãng Misubishi 23 Hình 3.9 Kết cấu máy lọc Vane Decanter 23 Hình 3.10 Nguyên lý hoạt động máy lọc Vane Decanter 24 Bảng 2: Một số kiểu máy lọc Decanter hành hãng Misubishi 25 Hình 3.11 Một kiểu đốt kiểu cốc xoay dùng cho nòi phụ tàu thủy 26 Hình 3.12 Bộ đốt mồi 27 Hình 3.13 Thiết bị thổi muội 27 CHƯƠNG PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Công nghiệp tàu thủy ngày phát triển số lượng lẫn chất lượng, tàu lớn đại hàng chục vạn chạy vòng quanh giới ngày nhiều Tuy nhiên việc nghiên cứu hoàn thiện nữa, tối ưu từ kết cấu tổng thể đến hệ thống động lực để nâng cao hiệu suất chuyên chở hàng hóa giảm phát thải, giảm ô nhiễm môi trường luôn vấn đề cấp thiết Cũng ngành công nghiệp khác, công nghiệp tàu thủy có rác đồng hành đặc trưng dầu cặn, dầu cặn hình thành song song với trình sử dụng dầu nhờn dầu đốt, dầu cặn sinh từ dầu đốt lớn chiếm khoảng 1% theo trọng lượng dầu sử dụng, có nghĩa hệ động lực tàu thủy tiêu thụ 100 dầu diesel ngày lượng dầu cặn song hành mà cần xử lý xấp xỉ 01 ngày 1.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu Dầu cặn hình thành đa dạng theo nhiều phương thức khác nhau: xả cặn từ máy lọc dầu đốt, dầu nhờn, xả từ phin lọc tự xả, từ khoang gió quét, từ làm kín cán piston động diesel, rò rỉ từ khay đặt máy việc hình thành trình bảo dưỡng vệ sinh máy chi tiết máy, dầu cặn hình thành để dầu thời hạn sử dụng trộn lẫn nhiều loại dầu không tương thích với Dầu cặn chuyển lên bờ để xử lý, đốt bỏ máy đốt rác Tuy nhiên theo cách việc làm tăng chi phí cho sử dụng nhiên liệu làm giảm hiệu suất chung hệ thống động lực, kết làm tăng phát thải tăng ô nhiễm môi trường Cần có phương án thu gom, xử lý dầu cặn để dùng cho đối tượng dùng nhiệt khác Ngày với hầu hết tàu biển tận dụng nhiệt khí xả động diesel cho nồi kinh tế, nồi phụ đốt dầu thay phiên làm việc ngày đậu bến Điều cho phép nghĩ tới phương án tận dụng dầu cặn cho nồi phụ tàu thủy Đặc điểm chung dầu cặn tàu thủy nhiều cặn rắn, nhiều nước ngậm nước dạng nhũ tương, việc thu gom xử lý chúng trước đưa vào vòi phun buồng đốt nồi điều quan trọng, cần có đủ số lượng két chứa, két trực nhật, thiết bị hâm, thiết bị ngưng tụ phun vào buồng đốt phải thích ứng với đặc điểm Đề án tận dụng dầu cặn cho nồi phụ tàu thủy mở hướng giải dầu cặn nhằm tăng hiệu khai thác tàu biển giảm phát thải, giảm thiểu ô nhiễm môi trường 1.3 Mục tiêu đối tượng nghiên cứu Hiện ô nhiễm môi trường vấn đề thời nóng hổi toàn cầu, ngày tổ chức hàng hải giới có yêu cầu bắt buộc việc tận dụng dầu cặn, vấn đề kinh tế đề án không xem xét đặt lên hàng đầu, trước mắt tàu vừa lớn chạy biển có lượng dầu cặn tích lũy lớn, có bố trí nồi phụ đốt dầu cần xem xét nghiên cứu áp dụng phương án tận dụng dầu cặn cho máy nhiệt thích hợp để tăng tính kinh tế khai thác tàu thủy 1.4 Phương pháp nghiên cứu Kết hợp phân tích lý thuyêt thực tế sử dụng dầu cặn tàu, mạnh dạn đề xuất đề án ‘tận dụng dầu cặn cho nồi phụ đốt dầu tàu thủy’ Đề tài gồm có chương: - Chương 1, phần mở đầu; - Chương 2, Chọn phương án xử lý dầu cặn; - Chương 3, Tính toán chọn thiết bị cần thiết; - Chương 4, Các kết luận kiến nghị CHƯƠNG CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ DẦU CẶN Như ta biết, hành trình dài ngày biển, dầu cặn hình thành thay cho việc xử lý đốt bỏ máy đốt rác, thu gom tích lũy dầu cặn vào cất giữ két chứa dầu cặn ‘oily bilge tank’, két cặn máy lọc FO két cặn máy lọc LO, đặc điểm loại dầu cặn thành phần nước chiếm tỷ lệ lớn Vì để việc thu gom cất giữ có hiệu quả, cần thường xuyên phải xử lý loại bỏ nước Đặc điểm dầu cặn nhiều nước nhiều cặn rắn cần chọn phương án xử lý tốt, việc tách nước lắng trọng lực không hiệu độ chênh lệch trọng lượng riêng không nhiều bị ảnh hưởng yếu tố bên sóng gió nghiêng lắc tàu, nên việc hâm nóng làm bay nước phương án khó thay Việc xử lý tách cặn chọn hai phương án: lắng trọng lực kết hợp với sử dụng phin lọc có độ mịn thích hợp, lắng gạn máy phân ly ly tâm 2.1 Xử lý dầu cặn phương án lắng gạn tự nhiên phin lọc Hình 2.1 sơ đồ mô việc xử lý dầu cặn theo phương pháp thông thường nhiệt hâm lắng gạn tự nhiên Dầu cặn từ két chứa dầu cặn: từ két cặn máy lọc dầu nhờn dầu đốt, từ két dầu cặn phin lọc tự rửa ‘auto back wash filter’, từ két dầu bôi trơn làm kín cán piston máy két dầu cặn xả từ khoang gió quét, tất chúng hàng ngày kiểm tra hâm nóng bơm lên két lắng dầu cặn Ở chúng hâm nóng hâm lấy từ nồi kinh tế Để việc bay nước đồng thể hóa tốt, bố trí thêm van xục khí nén, định kỳ cấp khí nén 15 phút/lần vào két lắng dầu cặn Hơi dầu nước quạt hút khói bơm chuyển qua bầu ngưng tụ, làm mát nước chúng ngưng tụ tự chảy két ‘bilge primary’ để tách dầu Ở dầu nhẹ lên hàng ngày gạn xả làm dầu rửa xả két chứa dầu cặn Nước lớp két kiểm tra xả két nước la canh khí không ngưng tụ bầu ngưng thoát môi trường theo ống xả khí Dầu xử lý két lắng dầu cặn lắng phần cặn xả két chứa dự trữ dầu cặn gạn xả két trực nhật dầu bẩn để sẵn sàng cho việc đưa vào buồng đốt nồi HLA c h d HLA ầ u FS 13 15 FS 14 Tới máy đốt rác HLA FS 12 11 17 HLA 10 FS 11 Tới nồi 16 11 Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống xử lý dầu cặn theo phương pháp thông thường Quạt hút, Bầu ngưng tụ, Ống thoát khí, Đường nước làm mát, Van xả dầu Két ‘bilge primery’, Van gạn xả dầu, Van xả nước bilge, Két nước la canh, 10 Két chứa dầu cặn, 11 Đường hâm, 12 Két trực nhật dầu bẩn, 13 Van xả dầu, 14 Két lắng dầu cặn, 15 Van xục khí, 16.Từ két trực nhật FO, 17 Từ két trực nhật DO Dầu cặn từ két lắng két trực nhật dầu bẩn trực tiếp đưa tới máy đốt rác đốt hủy bỏ cần thiết Phương pháp xử lý đơn giản thành phần dầu cặn từ két trực nhật dầu cặn nhiều tạp chất, việc tách cặn theo phương pháp lắng trọng lực két lắng dầu cặn, nơi có bố trí xục khí hâm không hiệu Điều làm cho đốt nồi làm việc nặng nhọc làm bám bẩn thiết bị buồng đốt, vách buồng đốt nồi thành phần khí lò có muội làm bẩn bề mặt trao nhiệt 2.2 Xử lý dầu cặn phương án dùng máy ly tâm phân ly cặn ‘nanoparticle separator’ Để khắc phục điều bố trí lối khí lò kiểu zic zắc, triệt để dùng máy lọc cặn hai pha để tách cặn khỏi dầu (hình 2.2) Để làm điều ta bố trí máy tách cặn ‘clarifier’ kiểu Decanter đường dầu từ két lắng dầu cặn tới két trực nhật dầu cặn Trong két lắng, hâm dầu quạt hút khói có nhiệm vụ tách nước cặn bẩn loại bỏ nhờ máy phân ly ly tâm tách cặn trước vào buồng đốt nồi Đây máy phân ly ly tâm tách hạt cặn rắn có độ chênh lệch trọng lượng nhỏ nhờ lực quán tính ly tâm Vì dầu cặn sau xử lý có đặc tính gần tương tự với dầu đốt thông thường Cặn bẩn sau tách nhờ máy phân ly thu gom vào thùng chứa đốt bỏ máy đốt rác HLA 15 13 18 14 HLA FS HLA FS FS 12 17 Tới máy đốt rác HLA FS 10 Tới nồi 11 16 ét nư ớc 11 la can h Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống xử lý dầu cặn triệt để Quạt hút, Bầu ngưng tụ, Ống thoát khí, Đường nước làm mát, Van xả dầu,6 Két‘bilge primery’, Van gạn xả dầu, Van xả nước bilge, Két nước la canh, 10 Két chứa dầu cặn, 11 Đường hâm, 12 Két trực nhật dầu bẩn, 13 Van xả dầu,14 Két lắng dầu cặn, 15 Van xục khí, 16.Từ két trực nhật FO, 17 Từ két trực nhật DO, 18 Máy lọc cặn hai pha Với phương án xử lý dầu cặn cách triệt để, lọc lấy thành phần sinh nhiệt, cặn bẩn nước loại bỏ thành phần dầu cặn đưa vào buồng đốt nồi không khác so với dầu đốt thông thường, thiết bị buồng đốt, bề mặt trao nhiệt không bị ảnh hưởng nhiều tạp chất đồng hành dầu cặn 10 Nắp trước nắp sau chế tạo thép đúc, phủ sơn đặc biệt chống ăn mòn điện hóa kẽm; Mặt sàng chế tạo đồng thiếc dùng cho tàu thủy ký hiệu C4621P; Các ống chế tạo vật liệu hợp kim nhôm-đồng-thiếc ký hiệu C6870-2T, ống có đường kính Φ16, chiều dày ống δ = 1.2mm; Sơ đồ bố trí ống mặt sàng kiểu sole hình 3.7 3.4.2 Xác định diện tích bề mặt trao nhiệt Từ phương trình truyền nhiệt bản: Q = K F Δt ; Q1 = G1 Cp1 ( t1' – t1'' ) ; Và Q2 = G2 Cp2 ( t2'' – t2' ) ; Trong : Q : Lượng nhiệt truyền (W) K : Hệ số truyền nhiệt (W/m2.độ) F : Diện tích bề mặt trao nhiệt (m2) Δt : Độ chênh nhiệt độ trung bình chất nóng chất lạnh (oC) G : Lưu lượng chất nóng, lạnh qua bề mặt trao nhiệt (kG/h) Cp : Nhiệt dung riêng trung bình đẳng áp chất nóng, lạnh (J/kG.độ) t : Nhiệt độ chất nóng chất lạnh (oC) Ký hiệu số chất nóng, chất lạnh; ' chất vào, '' chất 19 Hình 3.7 Kết cấu bầu ngưng tụ - Lượng nhiệt truyền Theo khả sản sinh bầu hâm dầu két lắng dầu cặn lưu lượng quạt hút ta có lưu lượng qua bầu ngưng là: G1 = x 60 = 300kg/h; Nhiệt độ vào bầu ngưng t1’ = 100oC; Nhiệt độ bầu ngưng t1” = 75oC; Tra bảng B.9 Nhiệt động kỹ thuật truyền nhiệt – Nguyễn Mạnh Thường tài liệu liên quan, ta nhiệt dung riêng đẳng áp nước bão hòa ẩm C1p = 1.996 kJ/kgK; Do Q1 = 300 1.996 25 = 14970kJ/h; Giả thiết nước biển vào có nhiệt độ t2’ = 32oC; Nhiệt độ nước biển ta chọn t2” = 36 oC; Nhiệt dung riêng đẳng áp nước nhiệt độ C2p = 4.187 kJ/kgK; Ta có Q2 = 4.187 G2; Nhiệt lượng chất nóng nhả chất lạnh hấp thu hết đó: Q2 = Q1 = 14970kJ/h; Hay 4.187.4.G2 = 14970 → G2 ; Từ ta tính lưu lượng nước làm mát cần thiết qua bầu ngưng là: G2 = 14970 : 16.748 = 894 kg/h 20 Lưu lượng nước làm mát phải đảm bảo đủ lớn để không làm lắng cặn bám hàu hà lên bề mặt trao nhiệt, đồng thời làm tăng khả truyền nhiệt phá vỡ lớp biên chảy tầng, không vượt 2m/s tốc độ nước gây xói mòn, sơ chọn lưu lượng nước tuần hoàn 1m3/h - Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình t t = t = (t1 't ' ' )  (t1 ' 't ' ) ; t1 't ' ' 2,3 lg t1 ' 't ' t1’=100 t2”=38o ∆t t1”=75 t2’=32 (100  38)  (75  32) ; 100  38 2,3 lg 75  32 t = 51.9 - Hệ số truyền nhiệt K K tính gần theo công thức sau: K=   i  i  1 ; Trong đó: δ = 1.2mm; Hệ số dẫn nhiệt hợp kim đồng nhôm ‘copperalloy’ nhiệt độ 20oC λ = 1.0 x 102 W/m.K; Hệ số tỏa nhiệt nước biển bão hòa, sau áp dụng cách tính toán dựa theo chuẩn đồng dạng ta có: α1 = 105W/m2K; α2 = 13W/m2K; Từ ta có: K= ; 12.10 4   105 1.10 2 13 21 K = 11W/m2K Diện tích bề mặt trao nhiệt F Từ lượng nhiệt truyền Q = 14970 kJ/h = 3577.8 W, Thay vào công thức F = Q/K t = 3577.8/11.324.9 = 1m2 So sánh với bầu bay loại thực tế ta thấy diện tích bề mặt trao nhiệt F = 1m2 hợp lý Từ chọn chiều dài ống từ mặt sàng đến mặt sàng 635mm; Đường kính ống Φ16mm; Thì ta tính số ống cần bố trí mặt sàng 32 ống; Bố trí vách ngăn hướng dòng cho dòng chuyển động ngang chéo bên ống Chọn lưu lượng nước biển tuần hoàn qua cụm ống Tổng diện tích mặt cắt ngang cụm ống Fc = π.d2/4 32 = 3.14.0.0162.32 = 0.00643m2; Nghiệm lại lưu tốc dòng nước qua cụm ống v = G2/Fc = 1.0/0.00643.3600 = 0.043m/s; Lưu tốc nước nhỏ để tránh lắng cát bám hàu hà vmin>2.5ft/s=0.762m/s, ta chọn lưu lượng nước biển tuần hoàn qua bầu ngưng là: G2 = Fc.vmin = 0.00643.0.762 = 4.9m3 3.5 Chọn máy lọc phân ly cặn Trong trình xử lý dầu thải đốt hủy bỏ máy đốt rác, thấy thành phần có phần cặn cứng, đốt tạo tro xỉ bám vào vách buồng đốt, đưa dầu đốt buồng đốt nồi làm bám cáu muội lên bề mặt trao nhiệt, cần có phương án xử lý thích hợp Nếu dùng buồng đốt phụ hay tạo đường zíc zắc cho khói lò tổn thất nhiệt lớn Một máy làm dầu cặn pha xả cặn liên tục kiểu Decanter, tách bỏ phần lớn cặn cứng khỏi dầu cặn giải ổn thỏa vấn đề Sau dầu cặn hâm nóng xử lý tách nước từ két lắng có nhiệt độ thích hợp, dầu đưa qua máy lọc tách cặn, dầu sau tách cặn vào két trực nhật dầu cặn, để từ vào buồng đốt nồi hơi, cặn bẩn xả vào két chứa từ 22 thu gom vào khay đốt bỏ máy đốt rác Sau đây, xin giới thiệu bạn đọc máy lọc Decanter – sản phẩm hãng Misubishi Hình 3.8 Máy lọc phân ly ly tâm pha ‘Nanoparticle’ hãng Misubishi 3.5.1 Kết cấu nguyên lý hoạt động a Kết cấu Hình 3.9 Kết cấu máy lọc Vane Decanter 23 - The vane – Type Decanter gồm có phận chính: Trống lọc, băng xoắn vít để liên tục xả cặn hộp bánh truyền động để thay đổi tốc độ cho trống vít xoắn tải cặn - Trong khoang phân ly có nhiều cánh phân ly bố trí để đảm bảo hiệu làm tốt - Một băng xoắn vít bố trí tiếp xúc bên trống lọc để gạt cặn - Dầu bẩn cấp vào trống quay qua ống cấp phát tán khoang cấp trục từ phía trục truyền đối diện phần xoắn vít - Cặn bẩn hình thành dạng dòng xoắn dọc theo băng vít khỏi cụm cánh tác dụng lực quán tính ly tâm - Sự phân ly dầu bẩn diễn cụm cánh dầu đẩy khỏi trống lọc phía đầu cuối máy (đầu tự do) - Trong đó, hạt cặn phân ly khoang cánh, trượt bề mặt cánh tới ngoại vi trống, đọng lại vùng lắng cặn-vách trống Tại đó, băng vít (screw blade) chuyển động theo đường xoắn ốc theo chiều ngược lại cặn chuyển tới khoang hình nón trống băng vít quay tốc độ thấp tốc độ quay trống b Nguyên lý hoạt động Hình 3.10 Nguyên lý hoạt động máy lọc Vane Decanter To decant = 24 Rót liên tục không ngừng tách cặn Rót chất lỏng từ thùng đến thùng Về nguyên tắc, làm việc giống nguyên lý máy lọc ly tâm bình thường dùng lực quán tính ly tâm để tách cặn Các hạt cặn bị phân ly ly tâm lên bề mặt cánh di chuyển phía ngoại vi bám vào vách trống bị gạt Screw blade Decanter gồm phận: - Thân (housing) - Trống quay bố trí cánh vít tải cặn - Hộp bánh Dầu bẩn vào trống dạng dòng xoắn đẩy qua cụm cánh Các cánh có tác dụng định hình chất lỏng khoang phân ly làm cho khoảng lắng hạt cặn ngắn lại, giảm thời gian lắng cặn, làm tăng chất lượng phân ly Ở đó, hạt cặn bám vào bề mặt cánh di chuyển phía ngoại biên trống, lắng lại mặt thân Đầu tiên, cặn bẩn gạt sang khoang chứa cặn băng tải xoắn vít (Screw blade) lắp biên trống Sau đó, vào khoang hình nón chuyển băng chuyền xoắn vít (Screw conveyor) phận có tốc độ quay nhỏ tốc độ quay trống Vùng bãi đáp cặn – không ngập chất lỏng, hình thành phần nối tiếp khoang hình nón Ở đó, cặn lỏng tách khỏi cặn rắn đẩy xả qua đường xả cặn 3.5.2 Chọn máy lọc Suất tiêu hao nhiên liệu nồi phụ xấp xỉ 1.1 tấn/ngày, diện tích két trực nhật đủ lớn cho 05 ngày đậu bến ta chọn máy lọc kiểu DS-10V, có sản lượng 400l/h, công suất động điện lai 1,5 kW Bảng 2: Một số kiểu máy lọc Decanter hành hãng Misubishi Model Capacity (l/h) Bowl speed (rpm) Motor (kW) KVZ20M-V1 KVZ20M-V2 KVZ25M-V1 1800 2200 3000 5100 5100 4500 7.5 7.5 5.5 25 Demension L x W x H (m) 1.4 - 0.7 - 0.9 1.4 - 0.7 - 0.9 1.8 - 1.2 - 0.7 Weight (Ton) 0.6 0.6 0.8 KVZ25M-V2 DS – 10V DZ20 4000 400 1000 4500 7000 5200 5.5 1.5 5.5 1.8 - 1.2 - 0.7 1.0 – 0.5 – 1.0 1.4 - 1.0 - 0.6 0.8 0.2 0.6 3.6 Chọn vòi phun nhiên liệu vào buồng đốt nồi phụ Vòi phun nhiên liệu cho nồi phụ có nhiều loại: từ vòi phun áp lực trì áp suất phun 18-20kG/cm2 để tạo sương, đến vòi phun khí nén hơi, đảm bảo chế độ phun sương vào buồng đốt nhờ áp suất khí nén Với đặc điểm nhiên liệu dầu cặn tận dụng có lẫn tạp chất, có độ nhớt cao, ta chọn vòi phun kiểu cốc xoay hình 3.11 Hình 3.11 Một kiểu đốt kiểu cốc xoay dùng cho nòi phụ tàu thủy Nắp động điện, Hộp đấu dây, Trục quay, Bánh dẫn hướng, Vành hướng dầu, Đai ốc hãm, Cốc xoay, Ống cấp gió có cánh hướng, Ống cấp dầu, 10 Ống cáp gió, 11 Ống bao trục, 12 Vòng bi làm kín, 13 Nắp buồng đốt, 14 Bộ nối ống dầu, 15 Tay khóa, 16 Ống cấp gió Bộ đốt nồi phụ kiểu cốc xoay lai dây đai để giảm cố cho mô tơ trường hợp kẹt dính phần quay bất thường Bộ đốt gồm có: cốc xoay, hộp gió, đốt mồi thiết bị an toàn buồng đốt (Mắt lửa, rơ le nhiệt, van điện từ) 26 Dầu đốt cấp vào đốt cốc xoay tốc độ cao 5000v/phút Nhiên liệu phát tán miệng cốc xoay nhờ lực quán tính ly tâm, gây vòng quay cao Màng dầu mỏng hình thành miệng cốc bị xé nhỏ tạo sương nhờ khí tốc độ cao vào với góc độ thích hợp, nhờ mà tạo sương góc phun hình thành Khí nạp buồng đốt hướng dòng cấp vào tuần hoàn qua ống phun gió sở, dễ dàng hòa trộn với hạt nhiên liệu Hình 3.12 Bộ đốt mồi Đầu nối dây, Khâu nối, Ống bao, Nến đánh lửa, Bộ gá, Ống dẫn hướng, Vít chỉnh, Ống dầu, Vòi phun, 10 Đầu phun sương Quá trình cháy hình thành nhờ vòi phun đốt mồi dùng dầu DO, tia lửa nến đánh lửa tạo (hình 3.12) Sự tạo sương hình thành chu vi miệng cốc xoay, áp suất cấp nhiên liệu không cần cao, hạt sương nhiên liệu nhỏ Điều làm cho trình cháy hoàn toàn chế độ tải thấp, hệ số dư thừa không khí đảm bảo Để đảm bảo chế độ phun sương tốt cho đốt cần điều chỉnh khe hở A hình 3.11 khoảng từ – 0.5mm Nếu A ≈ 0.5mm, hạt sương to thô gây tượng bám bon; Nếu A ≈ 0, dầu bám lên vành vòi phun gió, gây tượng nhỏ giọt 27 3.7 Thiết bị thổi muội Sử dụng dầu cặn cho nồi phụ sau xử lý qua máy lọc tách cặn xem không cặn dư muội bám lên bề mặt trao nhiệt, chọn máy lọc hai pha tách cặn loại ‘nanoseparator’ Bố trí thiết bị thổi muội vị trí thích hợp cho bề mặt trao nhiệt ống nước đứng với việc dùng bão hòa áp suất phun khoảng 6kG/cm2 cho hiệu trao nhiệt tốt tăng tính tin cậy trình làm việc Hình 3.10 giới thiệu sơ đồ bố trí ống thổi muội cho nồi phụ kiểu ống nước với vòi phun thổi muội hơi, bố trí chu vi nồi góc 0o, 180o 270o, vòi phun bố trí hàng lỗ phun đường kính Φ8, khoan lỗ góc khác nhau, hàng lỗ cách 90mm Suất tiêu hao cho vòi phun khoảng 35kg/phút áp suất 6kG/cm2; Việc thổi muội tiến hành hàng ngày theo mức độ bám muội Hình 3.13 Thiết bị thổi muội 28 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sử dụng dầu cặn cho việc đốt nồi thay đốt hủy bỏ máy đốt rác, làm tăng hiệu suất hệ thống động lực tàu thủy, làm giảm tải cho máy đốt rác, điều thu lớn làm giảm phát thải khí đốt môi trường, điều thực đa số tàu vừa lớn chạy biển hiệu thu lớn Một hệ thống xử lý dầu cặn thông thường bố trí thêm máy lọc tách cặn hai pha ‘nanoparticle separator’ giá thành không cao cho phép giải triệt để thành phần tạp chất dầu cặn, thứ gây bám muội lên bề mặt trao nhiệt nồi Điều lại độ nhớt dầu cặn cao gây khó dễ cho vòi phun thông thường xem xét thông qua việc sử dụng vòi phun nhiên liệu kiểu cốc xoay có tốc độ cao, tạo sương nhờ gió cấp vào có tốc độ góc phun thích hợp Cần thiết bố trí thêm thiết bị thổi muội để giải thành phần tạp chất nhỏ mịn mùn xốp tách phin lọc máy lọc phân ly nhờ lực quán tính ly tâm 4.2 Một số kiến nghị - Hiện chưa có yêu cầu bắt buộc tổ chức hàng hải giới việc tận dụng dầu cặn cần tính toán toán kinh tế để đưa phạm vi áp dụng cho cỡ tàu theo tuyến hành trình trang thiết bị bố trí buồng máy đặc biệt tàu có bố trí nồi phụ - Lựa chọn máy lọc hai pha trục nằm ngang loại có lưu lượng nhỏ để giảm đầu tư ban đầu giảm tiêu hao lượng sử dụng Két thải cặn máy lọc cần nghiên cứu để đễ dàng lấy cặn cho vào khay hay thùng chứa để tiện dụng cho việc đốt hủy bỏ máy đốt rác - Có thể bố trí phin lọc có độ mịn thích hợp đường xả dầu từ két lắng két trực nhật để xử lý tách cặn theo phương án này, két cặn cần bố 29 trí cao két trực nhật két chứa để tách cặn hàng ngày qua phin lọc phương án tự chảy - Cần có hướng dẫn sử dụng tỉ mỉ cho hệ thống dầu đốt nồi hơi, cho vận hành bảo dưỡng nồi hơi, đặc biệt việc xử lý dầu cặn, xử lý dầu cặn tốt giảm khác biệt so với dầu đốt thông thường ` 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO OSAKA BOILER MFG CO., LTD-Instruction Manual for vertical composit boiler type OEVC2-2007 SHOWA INDUSTRIAL CO., LTD- Instruction Manual for shell & tube type heat exchanger-2007,2009 NSS ENDEAVOR FINISH PLAN-Piping diagram of each system in engine room OSAKA BOILER MFG CO., LTD-Instruction Manual for vertical oil fired boiler model OEV-2009 NSS HONESTY FINISH PLAN-Engine room general piping diagrams & tanks Nguyễn Mạnh Thường-Nhiệt Kỹ Thuật Truyền Nhiệt-Nhà xuất Hàng Hải-2014 MITSUBISHI KAKOKI KAISHA, CO., LTD-Nanoparticle separator 31 PHỤ LỤC I 32 33 [...]... phương án sử dụng nồi hơi hiện hành đều không bị ảnh hưởng bởi việc sử dụng dầu cặn cho buồng đốt nồi hơi phụ, do vậy chúng ta có thể áp dụng cho tất cả các tàu có số lượng dầu cặn đủ lớn Tuy nhiên để đạt hiệu suất cao, dễ bảo dưỡng và sử dụng thì nồi hơi loại ống nước đứng vẫn có ưu thế hơn, do đó cần cân nhắc khi lựa chọn trong đóng mới Hình 3.3 Sơ đồ bố trí riêng rẽ nồi hơi phụ và nồi hơi khí xả 3.2... Hình3.1 Nồi hơi phụ liên hợp khí xả loại ống lửa 1 Trống hơi, 2 Khoang nước, 3 Ống lửa của nồi hơi kinh tế, 4 Ống khói của nồi hơi phụ, 5 Ống lửa của nồi hơi phụ, 6 Thiết bị buồng đốt của nồi hơi phụ, 7 Buồng đốt nồi hơi phụ, 8 Khí đốt của nồi hơi phụ, 9 Khí đốt từ động cơ diesel, 10 Ống khói máy chính 12 Nồi hơi phụ liên hợp dạng ống nước đứng như trên hình 3.2 có hiệu quả truyền nhiệt tốt, khí cháy...Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống dầu đốt nồi hơi và máy đốt rác tàu Honesty 11 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ 3.1 Tìm hiểu một số loại nồi hơi hiện hành Nồi hơi phụ liên hợp khí xả dạng ống lửa như trên hình 3.1, loại này bố trí nồi hơi kinh tế tận dụng nhiệt khí xả từ động cơ chính diesel và nồi hơi phụ đốt dầu trong cùng một thân Khí xả từ buồng đốt nồi hơi phụ và khí xả từ động cơ chính... riêng, cho nên việc vệ sinh bảo dưỡng riêng rẽ bề mặt trao nhiệt cho nồi hơi phụ hay nồi hơi kinh tế không bị ảnh hưởng Tuy nhiên việc vệ sinh bằng khí nén hay hơi nước cho nồi hơi kinh tế hơi khó khăn Bên cạnh đó, như ta đã biết hệ số tỏa nhiệt của khí cháy đến vách ống kém hơn so với nước, hơn nữa tính an toàn trong khai thác không cao Hình3.1 Nồi hơi phụ liên hợp khí xả loại ống lửa 1 Trống hơi, 2... nhiệt sẽ lớn Một máy làm sạch dầu cặn 2 pha xả cặn liên tục kiểu Decanter, tách bỏ phần lớn cặn cứng ra khỏi dầu cặn sẽ giải quyết ổn thỏa vấn đề trên Sau khi dầu cặn được hâm nóng xử lý tách nước từ trong két lắng đang có nhiệt độ thích hợp, dầu sẽ được đưa qua máy lọc tách cặn, dầu sạch sau khi tách cặn sẽ đi vào két trực nhật dầu cặn, để từ đó vào buồng đốt nồi hơi, còn cặn bẩn được xả ra vào két chứa... NGHỊ 4.1 Kết luận Sử dụng dầu cặn cho việc đốt nồi hơi thay vì đốt hủy bỏ trong máy đốt rác, sẽ làm tăng hiệu suất hệ thống động lực tàu thủy, làm giảm tải cho máy đốt rác, nhưng điều chúng ta thu được lớn nhất là làm giảm phát thải khí đốt ra môi trường, nếu điều này được thực hiện trên đa số các tàu vừa và lớn chạy biển thì hiệu quả thu được sẽ rất lớn Một hệ thống xử lý dầu cặn thông thường được... buồng đốt nồi hơi phụ Vòi phun nhiên liệu cho nồi hơi phụ có nhiều loại: từ vòi phun áp lực duy trì áp suất phun 18-20kG/cm2 để tạo sương, đến vòi phun khí nén hoặc hơi, đảm bảo chế độ phun sương vào buồng đốt nhờ áp suất khí nén hoặc hơi Với đặc điểm của nhiên liệu là dầu cặn tận dụng có lẫn tạp chất, có độ nhớt cao, ta chọn bộ vòi phun kiểu cốc xoay như trên hình 3.11 Hình 3.11 Một kiểu bộ đốt kiểu... giới về việc tận dụng dầu cặn do đó cần tính toán bài toán kinh tế để đưa ra phạm vi áp dụng cho cỡ tàu theo tuyến hành trình cũng như các trang thiết bị bố trí trong buồng máy đặc biệt là các tàu có bố trí nồi hơi phụ - Lựa chọn máy lọc hai pha trục nằm ngang loại có lưu lượng nhỏ để giảm đầu tư ban đầu cũng như giảm tiêu hao năng lượng trong sử dụng Két thải cặn của máy lọc này cần nghiên cứu để đễ... nữa việc vệ sinh bề mặt ngoài các ống nước bằng khí nén hoặc hơi khá dễ dàng, do việc thổi vuông góc với đường sinh các ống nên giảm được lực bám dính Bên cạnh đó việc bố trí vệ sinh thổi muội cho cụm ống cũng dễ thực hiện hơn Hình 3.2 Nồi hơi phụ liên hợp dạng ống nước Nồi hơi liên hợp phụ - khí xả bố trí riêng rẽ như trên hình 3.3 sẽ rất an toàn và tin cậy trong sử dụng nồi hơi, đặc biệt là việc. .. 3.5 Chọn máy lọc phân ly cặn Trong quá trình xử lý dầu thải và đốt hủy bỏ trong máy đốt rác, chúng ta thấy trong thành phần của nó có một phần cặn cứng, khi đốt tạo ra tro xỉ bám vào vách buồng đốt, nếu đưa dầu này đốt trong buồng đốt nồi hơi thì có thể làm bám cáu muội lên bề mặt trao nhiệt, vì vậy cần có phương án xử lý thích hợp Nếu dùng buồng đốt phụ hay tạo đường đi zíc zắc cho khói lò thì tổn thất ... kinh tế khai thác tàu thủy 1.4 Phương pháp nghiên cứu Kết hợp phân tích lý thuyêt thực tế sử dụng dầu cặn tàu, mạnh dạn đề xuất đề án tận dụng dầu cặn cho nồi phụ đốt dầu tàu thủy Đề tài gồm... Hình3.1 Nồi phụ liên hợp khí xả loại ống lửa Trống hơi, Khoang nước, Ống lửa nồi kinh tế, Ống khói nồi phụ, Ống lửa nồi phụ, Thiết bị buồng đốt nồi phụ, Buồng đốt nồi phụ, Khí đốt nồi phụ, Khí đốt. .. phương án tận dụng dầu cặn cho nồi phụ tàu thủy Đặc điểm chung dầu cặn tàu thủy nhiều cặn rắn, nhiều nước ngậm nước dạng nhũ tương, việc thu gom xử lý chúng trước đưa vào vòi phun buồng đốt nồi điều