GIÁO TRÌNH THIẾT bị TRAO đổi NHIỆT

Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT TÀU THỦY 1.1 Khái niệm thiết bị trao đổi nhiệt 1.1.1 Khái niệm về thiết bị trao đổi nhiệt tàu thủy Thiết bị trao đổi nhiệt tàu thủy thiết bị lắp đặt tàu thủy dùng để truyền nhiệt từ chất mang nhiệt có nhiệt độ cao sang chất mang nhiệt có nhiệt độ thấp Thiết bị trao đổi nhiệt lắp đặt tàu thủy chủ yếu thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt, nghĩa chất mang nhiệt ngăn cách với qua bề mặt rắn 1.1.2 Công dụng thiết bị trao đổi nhiệt tàu thủy  Hâm nóng nhiên liệu nặng (dầu HFO) trước cấp vào cho động điêzen nồi  Hâm nước cấp cho nồi  Sấy nóng không khí trước cấp vào buồng đốt nồi  Làm mát dầu bôi trơn cho động thiết bị máy móc phụ  Làm mát nước tuần hoàn làm mát cho động  Làm mát gió tăng áp cho động điêzen  Làm mát không khí nén trước nạp vào chai gió  Làm ngưng tụ nước công chất lạnh  Phục vụ cho sinh hoạt thuyền viên làm mát không khí mùa hè, sưởi nóng không khí mùa đông, hâm nóng nước sinh hoạt 1.1.3 Phân loại thiết bị trao đổi nhiệt  Phân loại theo chiều chuyển động môi chất: loại chiều, loại ngược chiều  Phân loại theo công dụng thiết bị: bình ngưng, bình bốc hơi, bình làm mát, bầu hâm, thiết bị chưng cất…  Phân loại theo hoạt động môi chất: môi chất thiết bị hoạt động theo chu kỳ liên tục  Phân loại theo nguyên lý làm việc thiết bị: + Thiết bị trao đổi nhiệt vách ngăn hoạt động liên tục + Thiết bị trao đổi nhiệt vách ngăn, hoạt động theo chu kỳ + Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hồi nhiệt + Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống nhiệt + Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tiếp xúc + Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hỗn hợp 1.2 Một số thiết bị trao đổi nhiệt sử dụng tàu thủy 1.2.1 Thiết bị làm mát: Trong bầu làm mát bao gồm chùm ống đồng thẳng , tròn(4), hai đầu ống nong lên hai mặt sang (10) (13) Nước biển chảy ống, nước chảy bên ống Nước biển lưu động theo hai hành trình, nước lưu động theo hành trình ngang qua chùm ống Mặt sàng (10) cố định bích thân bích khoang nước biển phía đầu nắp (9) Mặt sàng (13) tự để ống giãn nở nhiệt nên gọi mặt sàng di động, nhờ gioăng làm kín đầu mà ` nước không dò lọt sang nước biển ngược lại Việc sử dụng kết cấu cho phép ống giãn nở dài không làm biến dạng thân bầu Hình1.1: Bầu làm mát nước 1.2.2 Thiết bị ngưng tụ: Hình 1.2 Bầu ngưng nước 1- Nắp trước 2- Đường nước vào 3- Vỏ bầu 4- Ống nước biển 5- Vách ngăn 6-Thanh chằng 7- Đường nước Đường nước biển vào Đường nước biển Đường nước vào Ống nước làm mát Mặt sang Đường nước biển 9- Nắp sau 10- Mặt sàng cố định 11- Đường nước biển vào 12- Bích xả cặn 13- Mặt sàng di động 14- Kẽm chống ăn mòn Nắp bầu Bơm nước ngưng Bơm nước biển Bơm chân không 10 Bộ làm lạnh không khí Quá trình trao đổi nhiệt từ nước đến nước biển làm mát thực qua bề mặt trao đổi nhiệt chùm ống Hơi bầu ngưng ngưng tụ bề mặt ống nước biển chảy phía ống Để ngưng tụ sau công tác dùng cho thiết bị phụ như: Hâm sấy, điều hòa nhiệt độ, tua bin lai bơm hàng (trên tàu chở dầu), cấu khác… người ta sử dụng bầu ngưng không cần có độ chân không, tức áp suất bầu ngưng lớn áp suất khí ` Để ngưng tụ nước sau công tác tua bin chính, cần phải có độ chân không bình ngưng, không khí dò lọt vào bình ngưng qua mối nối, mối lắp ghép Do để tạo trì độ chân không bình ngưng cần phải có hệ thống phục vụ cho thiết bị ngưng tụ:  Hệ thống tuần hoàn: trang bị bơm để cấp nước biển làm mát bình ngưng  Hệ thống nước ngưng: có trang bị bơm nước ngưng để hút nước ngưng tụ  Hệ thống không khí: có trang bị bơm chân không để rút không khí bình ngưng Với bình ngưng độ chân không nước ngưng không khí tự chảy (do chênh áp) 1.2.3Thiết bị chưng cất nước Trên tàu biển thường trang bị thiết bị chưng cất để chưng cất nước từ nước biển để bổ xung nước cho nồi hệ động lực điêzen, để bổ xung nước uống sinh hoạt cho thuyền viên Nước từ hệ thống làm mát động diesel nước trích từ tua bin theo đường ống dẫn (1) để vào bề mặt hâm nóng bầu bay (2), nhiệt độ nước hâm nóng nằm khoảng từ 60÷75 0C Cần phải giữ độ chân không buồng bay (2) để nước biển sôi bay khoảng nhiệt độ từ 40÷55 oC Độ chân không buồng bay (2) tạo thành nước biển làm mát vào phận ngưng tụ kiểu bề mặt (3) chảy ống trao đổi nhiệt (5),bơm chân không (4) bơm nước ngưng (6) Nước làm mát đ/c D vào 2 Buồng bay Bộ ngưng tụ kiểu bề mặt Bơm chân không Nước làm mát bình ngưng Bơm nước ngưng Đường nước biển vào Bơm nước muối Hình 1.3: Hệ thống chưng cất nước Nước biển theo đường ống (7) cấp vào buồng bay (2), phần nước biển bay hơi, nước khỏi bầu bay (2) vào ngưng tụ (3) nước ngưng tụ thành nước chưng cất, nước chưng cất đưa bơm nước ngưng (6), phần lại nước biển tạo thành nước muối (do độ ngậm muối tăng) rút bơm nước muối (8) Trong số thiết bị bay việc xả nước muối thực bơm ejector mà môi chất công tác bơm nước mạn ` Chương THIẾT BỊ NGƯNG TỤ 2.1 Cơ sở lý thuyết trình ngưng tụ 2.1.1 Độ chân không và áp lực bầu ngưng: Độ chân không bầu ngưng (h) đo chân không kế thủy ngân dạng chữ U (hình vẽ) Chân không kế, đầu nối thong với bầu ngưng, đầu thông với khí Nếu áp suất khí b đo baromet thủy ngân h độ chân không bình ngưng, áp suất tuyệt đối bình ngưng là: P = b – h (mmHg) P = (b – h)/7,5 (kPa) Hình 2.1 Đo độ chân không bầu ngưng 1kPa = 7.5 mmHg P = (b – h)/735,6 (kg/cm2); 1kg/cm2 = 735,6 mmHg Áp suất tuyệt đối bình ngưng đo thiết bị (hình2.1) Đầu bên phải chân không kế nối thông với bầu ngưng, đầu ống bên trái chân không kế hàn nối với đầu ống baromet, áp suất tuyệt đối P bầu ngưng tác dụng lên bề mặt thủy ngân Độ chênh mực thủy ngân nhánh phải trái ống chữ U áp suất tuyệt đối bầu ngưng P (mmHg) Áp suất bầu ngưng ảnh hưởng chủ yếu đến công suất tính kinh tế tua bin nước Công suất trục tuabin (khi không thay đổi lượng tiêu thụ) tỷ lệ thuận với nhiệt giáng đoạn nhiệt Ha hiệu suất tương đối có ích ηe; Ha↑ áp suất bầu ngưng↓ ngược lại 2.1.2 Lượng không khí lọt vào bầu ngưng: Không khí lọt vào bầu ngưng chủ yếu qua chỗ nối ống chỗ lắp thiết bị không kín nơi mà áp suât nhỏ áp suất khí Không khí lọt vào hỗn hợp với nước vào bình ngưng két nước cấp hòa tan với nước cấp nồi gây ăn mòn chi tiết nồi Đặt ε = Gkk/Gh( %) Với Gh(kg/h) lượng nước ngưng tụ Gkk(kg/h) lượng không khí lọt vào bầu ngưng ε gọi hàm lượng không khí tương đối, phụ thuộc vào chất lượng lắp ráp, bảo dưỡng sau lắp đặt, dạng bầu ngưng , công suất thành phần Gkk dùng để tính toán thiết bị hút không khí ngoài, thường suất tính toán thiết bị hút không khí lớn lần lượng không khí lọt vào bầu ngưng chế độ khai thác định mức thiết bị ` 2.1.3 Hỗn hợp nước – không khí và nhiệt độ bầu ngưng Hình vẽ biểu diễn: Sự thay đổi áp suất riêng phần nước (Ph) không khí (Pkk), hàm lượng không khí tương đối (ε) nhiệt độ (th) theo chiều chuyển động hỗn hợp nước-không khí từ xuống bầu ngưng Giả sử chế độ làm việc ổn định bầu ngưng, lượng nước vào bầu ngưng Gh lượng không khí Gkk với áp suất P (kPa) Gh + Gkk t; ε P th P ≈ Ph ε Ph’ P’= Ph’+ Pkk’ P”= Ph”+ Pkk” Ph” Pkk” P” Gh”+ Gkk th’ Pkk’ ∆Ph ε” ” tk= th” ∆tk Hình 2.2 Sự thay đổi áp suất, nhiệt độ, thành phần hỗn hợp bầu ngưng Theo Định luật Đantôn ta có: P = Ph + Pkk (kPa) (1) Lưu ý: định luật Đantôn cho hỗn hợp khí không chuyển động, sử dụng cho hỗn hợp nước-không khí chuyển động bầu ngưng với sai số không đáng kể nên tính toán bỏ qua Ta có: Pkk.Vkk = Gkk.Rkk.Tkk (2) (3) Ph.Vh = Gh.Rh.Th Với: Vkk , Vh (m3/h) thể tích không khí chảy vào bầu ngưng Gh + Gkk P≈ Ph Gh” + Gkk ε ; th P”= Ph”+ Pkk” ε”; th” P’= Ph’+ Pkk’ 1-Nước ngưng 2-bộ làm lạnh không khí 3- Ống hút không khí tao độ chân không ε’; th’ t k hơi-nước bầu ngưng Hình 2.3 Sơ đồ đường hỗn hợp ` Rkk = 0,287 (kJ/ kg.oK) số chất khí không khí Rh = 0,461 (kJ/ kg.oK) số khí nước bão hòa Tkk , Th ( 0K )là nhiệt độ không khí nước Mặt khác ta có: Vkk= Vh Tkk = Th(vì thể tích nhiệt độ không khí nước hỗn hợp nhau) Rkk/Rh = 0,622; ε = Gkk/Gh Chia (2) cho (3) ta có: Pkk/Ph = 0,622.ε hay Pkk = 0,622.ε.Ph (4) Kết hợp (1) (4) ta được: P = (1+ 0,622.ε).Ph (5) Xét theo chiều chuyển động hỗn hợp nước từ xuống bầu ngưng hàm lượng không khí tương đối tăng dần (vì lượng nước hỗn hợp giảm dần nước ngưng tụ dần, lượng không khí không thay đổi) Khi hỗn hợp nước-không khí bắt đầu vào bầu ngưng, hàm lượng không khí tương đối ε = 10%, chí 1%, nên tính toán ta coi P = Ph Do có tổn thất áp suất hỗn hợp nước-không khí nên áp suất tổng cửa xả không khí P”< P Độ chênh áp suất ∆P = P- P” gọi tổn thất áp suất nước bầu ngưng Theo chiều nước ngưng tụ ε↑ dần áp suất tổng P↓ dần Ph↓ dần Pkk↑ dần Ph↓ dần th giảm tương ứng Dự thay đổi áp suất hỗn hợp P, áp suất riêng phần nước Ph không khí Pkk , nhiệt độ nước th ε biểu diễn đồ thị (hình vẽ) Tóm lại, Theo chiều chuyển động hỗn hợp nước-không khí ngưng tụ hơi, th ↓ dần Ph↓ dần nguyên nhân có mặt không khí 2.1.4 Độ lạnh nước ngưng: Độ chênh nhiệt độ bão hòa (th) áp suất P hỗn hợp nước-không khí vào bình ngưng nhiệt độ ngưng tụ (tk) gọi độ lạnh nước ngưng ∆tk = th – tk (oC) Độ lạnh nước ngưng Ph th giảm có mặt không khí sức cản nước bầu ngưng Trên hình vẽ bình ngưng với thải nước ngưng không khí riêng biệt, nước ngưng kết thúc làm lạnh không khí (2) Giả sử chế độ làm việc ổn định bầu ngưng, lượng bão hòa lượng không khí vào bầu ngưng áp suất P Gh Gkk , từ làm lạnh không khí có áp suất P” = Ph” + Pkk” hỗn hợp nước không khí thải gồm Gkk Gh” nước bão hòa Hàm lượng không khí tương đối vào bầu ngưng ε = Gkk/Gh; hàm lượng không khí tương đối chỗ thoát hỗn hợp nước-không khí ε” = Gkk/Gh” Trên bề mặt nước ngưng phận thu gom nước ngưng có áp suất P’ = Ph’ + Pkk”, hàm lượng không khí tương đối hỗn hợp ε’ Khi tồn sức cản chuyển động hỗn hợp nước-không khí P”< P’< P Chính ngưng tụ nước kết thúc làm lạnh không khí, tức ε’ < ε”, vùng bề mặt nước ngưng phận thu nước ngưng, áp suất tổng hỗn hợp nước-không khí P’tăng lên hà ` m lượng không khí tương đối ε’ nhỏ so với ε” chỗ hỗn hợp nước-không khí thải từ bầu ngưng Từ phương trình P = (1+ 0,622.ε).Ph ta thấy Ph’ th’ hỗn hợp mực nước ngưng tụ tăng lên so với hỗn hợp nước thải từ bình ngưng Nhiệt độ ngưng tụ tk phận thu nước ngưng th’ độ lạnh nước ngưng 3-5 oC Độ lạnh nước ngưng phụ thuộc vào:      bkk; bo2 ; by [mg/l] Kết cấu bầu ngưng; Tải trọng bầu ngưng; Nhiệt độ nước làm mát; Sự hoạt động hệ thống hút không khí, hệ thống tuần hoàn, hệ thống nước35ngưng; Sự bảo quản bầu ngưng 30 2.1.5 Độ hòa tan của O2 và các khí khác vào nước: bkk Theo định luật Genpi: lượng không khí hay chất khí khác b (mg/l) hòa tan vào nước đến mức 25 bão hòa tỷ lệ thuận với hệ số hòa tan khí ψk Pkk (mg/l.KPa) áp suất riêng phần khí Pk’ (KPa) bề mặt nước 20 b = ψk Pk’ Trên hình vẽ ta thấy, tăng nhiệt độ nước tri số hệ số hòa tan giảm đi, tăng đáng kể nhiệt độ nước hệ số hòa tan lại tăng Trong hệ thống hở, tức két chứa thông với khí quyển, áp suất tổng bề mặt nước tổng áp suất riêng phần không khí nước 100 80 15 60 bO2 10 40 20 20 40 60 80 100 T hòa [oC]tan Ôxy, Nitơ, không khí Hình 2.4 Đồ thị biểu diễn hệ số Pkk; Po2 ; Py Py ` Po2 by Hình 2.5 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lượng hòa tan không khí (Pkk ), Ôxy (Po2 )và khí axítcácbonic (Py ) vào nhiệt độ nước áp suất khí Khi nhiệt độ nước áp suất riêng phần nước 0, áp suất không khí (Pkk) áp suất khí quyển, với tăng nhiệt độ nước, áp suất riêng phần nước tăng lên, áp suất riêng phần không khí ôxy giảm Vì theo phương trình b = ψk Pk’, hệ số hòa tan ôxy không khí hòa tan đến mức bão hòa vào nước tăng nhiệt độ giảm 1.1.6 Số lượng hỗn hợp nước-không khí thải khỏi bình ngưng: Hỗn hợp nước-không khí thải khỏi bình ngưng làm lạnh không khí Khi nhiệt độ giảm làm thể tích hỗn hợp nước-không khí khí không ngưng tụ giảm nên suất chi phí lượng thiết bị hút khí giảm Gọi Ghh (Kg/h) số lượng hỗn hợp nước-không khí thải khỏi bầu ngưng Ta có: Ghh = Gkk+ Gh” = (1 + 0,622.Ph”/Pkk”)Gkk Với Ph”; Pkk” phân áp suất nước không khí hỗn hợp thải Thể tích hỗn hợp thải ra: Vhh= Vkk= Vh” = (Rkk.Tkk.Gkk)/Pkk” Lượng thải hỗn hợp là: Gh” = Vhh/vh Trong vh (m3/kg) thể tích riêng bão hòa thh Để có nhiệt độ thấp hỗn hợp nước-không khí thải chùm ống làm lạnh không khí bố trí hành trình đầu đường nước làm mát Khi thh= t1 + (3÷8) oC Trong đó: t1- Nhiệt độ nước làm mát vào bầu ngưng Áp suất hỗn hợp nước-không khí khỏi bầu ngưng xác định theo công thức: Phh = P - ∆P Với P- áp suất tuyệt đối vào bầu ngưng ∆P- tổn thất áp suất nước bầu ngưng (sức cản thủy lực hơi) Lưu ý: Ph’ vh xác định từ bảng nước bão hòa theo nhiệt độ hỗn hợp (t hh) áp suất riêng phần không khí Pkk” xác định sau: Pkk” = Phh - Ph” 2.2 Phân loại bầu ngưng: 2.2 Theo chất ngưng tu: Bầu ngưng nước  Bầu ngưng công chất lạnh  2.2.2 Theo công dụng:    Bầu ngưng chính: Ngưng tụ sau công tác máy chính, tua bin Bầu ngưng phụ: Ngưng tụ sau công tác máy phụ Bầu ngưng thiết bị chưng cất nước 2.2.3 Theo quá trình trao đổi nhiệt  ` Bầu ngưng hỗn hợp: Hơi ngưng tụ nước làm mát trộn lẫn vào xem hình vẽ bầu ngưng hỗn hợp Thuận chiều Ngược chiều Hơi Không khí Nước Nước làm mát Hơi Không khí ngưng Nước ngưng Nước ngưng Hình 2.6 Phân loại bầu ngưng theo trình trao đổi nhiệt  Bầu ngưng gián tiếp: ngưng truyền nhiệt cho nước làm mát qua bề mặt trao đổi nhiệt, xem hình vẽ sơ đồ bầu ngưng gián tiếp 2.2.4 Theo áp suất bầu ngưng:   Bầu ngưng áp suất: Ph ≥ Pkq Bầu ngưng chân không: Ph < Pkq 2.2.5.Theo hệ thống xả không khí và khí không ngưng tụ:   Bầu ngưng hệ thống xả khí Bầu ngưng có hệ thống xả khí Hơi Hơi Nước Hơi Nước Nước Hình 2.7 Phân loại bầu ngưng theo chiều chuyển động nước làm mát 2.2.6 Theo chiều chuyển động của dòng nước làm mát:        ` Bầu ngưng loại 1chiều Bầu ngưng loại đổi chiều lần Bầu ngưng loại đổi chiều nhiều lần: Bầu ngưng với dòng xuống (hình a) Bầu ngưng với dòng lên (hình b) Bầu ngưng với dòng sang hai bên (hình c) Bầu ngưng với dòng tâm (hình d) Kh Không khí Hơi Hơi Không khí (4) (2) (4) (1) Không khí Nước ngưng (2) (2) Hình b Hơi (1) (1) Nước ngưng Hình a (2) (1) Hơi (2) (2) (1) (1) (3) (2) (1) Không khí Không khí Nước ngưng Nước ngưng Hình 2.6 Phân loại bầu ngưng theo trình trao đổi nhiệt ` (3) Cụm làm mát1 Cụm làm mát Ống nối thải không khí khí không ngưng tụ Tấm chắn 10 + Ưu điểm: Dễ vệ sinh, vệ sinh cần tháo bu lông xiết, tháo ép trao đổi nhiệt   dùng nước, bàn chải nhựa để vệ sinh bề mặt  Bảo dưỡng, sửa chữa, thay dễ dàng  Kết cấu gọn, dễ bố trí lắp đặt tàu + Nhược điểm: Phải sử dụng số lượng lớn gioăng làm kín   Không sử dụng điều kiện môi chất làm việc với áp suất cao 3.3.Tính nhiệt bầu hâm bầu làm mát: 3.3.1Các phương trình tính nhiệt: a Phương trình truyền nhiệt: Q = K.F ∆t [kcal/h] Trong đó:+ K[kcal/m2.h.độ]- hệ số truyền nhiệt + F[m2]- diện tích TĐN + ∆t [0C]- độ chênh nhiệt độ trung bình chất nhận nhiệt nhả nhiệt b Phương trình cân nhiệt: Qcb = C1.V1.ρ1.(t1’ – t1”) = C2.V2 ρ2.(t2’ – t2”) [kcal/h] Trong đó: Qcb = C1.V1.ρ1.(t1’ – t1”) nhiệt lượng môi chất nóng nhả C1[kcal/kg.độ] NDR khối lượng chất nhả nhiệt V1[m3/h] lưu lượng thể tích chất nhả nhiệt ρ1[kg/m3] mật độ (khối lượng riêng) chất nhả nhiệt t1’; t1”[0C] nhiệt độ vào chất nhả nhiệt Tương tự: Qcb = C2.V2.ρ2.(t2’ – t2”) nhiệt lượng môi chất lạnh nhận 3.3.2 Các thông số tính nhiệt: a Diện tích bề mặt TĐN xác định theo công thức: Trường hợp tính thiết kế: Q F= [m2] K ∆t Trong Q[kcal/h] nhiệt lượng trao đổi từ môi chất đến môi chất khác, tính theo phương trình cân nhiệt Trường hợp tính nghiệm nhiệt: F = π.d.l.Z Với: d[m]: đường kính ống Nếu môi chất lỏng ống, lấy d = dtr Nếu môi chất lỏng ống, lấy d = dng l[m]: chiều dài ống Z: số ống b.Hệ số truyền nhiệt K: Với bầu hâm và bầu làm mát dạng ống K= n αd 1 +∑ i =1 ln d i +1 + 2λi d i [α d ] 2 Với: α1[kcal/m2.h.độ]- hệ số tỏa nhiệt môi chất nóng tới bề mặt ống ` 27 α2[kcal/m2.h.độ]- hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt tới chất lỏng lạnh d1; d2[m]- đường kính đường kính ống λ[kcal/m.h.độ]- hệ số dẫn nhiệt Với bầu hâm và bầu làm mát dạng thì: c Hệ số tỏa nhiệt nước chảy ống: Ở chế độ chảy rối (Re ≥ 103), hệ số tỏa nhiệt từ thành ống đến nước (α2) xác định theo phương trình tiêu chuẩn sau: Nu = 0,021.Re0,8.Pr0,43.(Prf/Prw)0,25 Nu.λ α= d Khi đó: [kcal/m2.h.độ ] Nu = 0,023.Re0,8.Pr0,4 ω.l Re = Với Tiêu chuẩn Râynon, xác định nhiệt độ trung bình chất lỏng ν ω- Tốc độ trung bình chất lỏng lớp biên l- Chiều dài ống ν[m2/s]- Độ nhớt động học Prf: tiêu chuẩn Prăng, xác định nhiệt độ trung bình chất lỏng Prw: Tiêu chuẩn Prăng, xác định nhiệt độ vách ống λ ν µ C p Với a = [m2/s]- Hệ số dẫn nhiệt độ Pr = = C.ρ a λ Hay Đối với không khí Nu = 0,018Re 0.8 d Hệ số tỏa nhiệt chất lỏng chảy ngang qua chùm ống: Sử dụng công thức sau để xác định hệ số TĐN đối lưu chất lỏng chảy ngang qua chùm ống góc va ψ = 900 Khi chùm ống bố trí //: Nu = 0,23.Re0,65.Pr0,33.(Prf/Prw) 0,25 Khi chùm ống bố trí so le: Nu = 0,41.Re0,6.Pr0,33.(Prf/Prw)0,25 Đối với không khí: Khi chùm ống bố trí song song: Nu = 0,21.Re 0,65 Khi chùm ống bố trí so le: Nu = 0,37.Re0,6 Khi góc va ψ ≠ 900 công thức phải nhân thêm với hệ số ε ψ (εψ = f(ψ) tìm cách tra đồ thị Chú ý: Trong công thức tính Re Pr nhiệt độ xác định nhiệt độ trung bình chất lỏng, đường kính xác định đường kính ống Khi tính Prw nhiệt độ xác định nhiệt độ bề mặt ống Trong thực tế, tính đến ảnh hưởng độ bẩn bề mặt TĐN, giá trị hệ số tỏa nhiệt trung bình tất chùm ống xác định theo công thức sau: Khi chùm ống bố trí song song: Nu = 0,18.Re0,64 Khi chùm ống bố trí so le: Nu = 0,29.Re0,6 Nghiên cứu hệ số tỏa nhiệt trung bình hệ ống người ta rút kết luận sau: Với cụm ống song song: Hệ số tỏa nhiệt hàng ống thứ 60% hệ số tỏa nhiệt hàng ống thứ ba Hệ số tỏa nhiệt hàng ống thứ hai 90% hệ số tỏa nhiệt hàng ống thứ ba Với cụm ống so le: Hệ số tỏa nhiệt hàng ống thứ 60% hệ số tỏa nhiệt hàng ống thứ ba Hệ số tỏa nhiệt hàng ống thứ 70% hệ số tỏa nhiệt hàng ống thứ ba Từ hàng ống thứ ba trở hệ số tỏa nhiệt có giá trị ổn định e.Độ chênh nhiệt độ trung bình của môi chất nóng và môi chất lạnh: ` 28 Trường hợp hai công chất chảy song song chiều ngược chiều ∆t = ∆t l − ∆t b ln ∆t l ∆t b Với ∆tl ∆tb độ chênh nhiệt độ hai chất mang nhiệt đầu vào đầu ra, ∆tl: độ chênh lớn; ∆tb: độ chênh bé ∆t ∆t Khi l ≤ ; ∆t tính công thức sau b ' " ' " 1 2 + + ∆t = t t + t t 2 ’ ” Trong đó: t1 t1 [ C]- Nhiệt độ môi chất cần làm lạnh lúc vào t2’ t2”[0C]- Nhiệt độ nước biển làm mát lúc bắt đầu vào Trường hợp hai công chất chảy giao nhiều lần ∆tnl = ε ∆t ∆tng / c Giá trị ε∆t tra bảng 3.4 Khai thác bầu hâm bầu làm mát: 3.4.1Chuẩn bị cho bầu hâm và bầu làm mát vào hoạt động: Tiến hành kiểm tra trạng thái bề mặt bầu, nắp bầu để phát lỗ thủng, vết nứt, biến  dạng…  Kiểm tra mặt bích, gioăng làm kín để phát dò rỉ  Kiểm tra chất lượng kẽm chống ăn mòn  Kiểm tra van chặn xem vị trí đóng hay mở độ nhạy van an toàn  Kiểm tra nhiệt kế, đồng hồ đo áp suất  Mở van xả khí thấy chất công tác xuất đóng lại 3.4.2 Thao tác đưa bầu hâm và bầu làm mát vào hoạt động: a Đối với bầu hâm: Mở van vào, môi chất cần hâm   Mở van xả nước ngưng bầu hâm để tránh ứng suất nhiệt cấp vào có áp suất nhiệt độ cao  Khởi động bơm cấp môi chất cần hâm  Mở từ từ van cấp  Tiến hành kiểm tra bầu hâm lần cuối trước đưa bầu hâm vào làm việc chế độ định mức  b Đối với bầu làm mát:  Mở van vào khỏi bầu làm mát môi chất làm mát (nước biển)  Lưu ý: Với bầu hâm dạng tấm, để bảo vệ gioăng cao su làm kín cần mở van từ từ để điều chỉnh áp lực (vì mở van nhanh, môi chất vào bầu dễ làm hỏng gioăng làm kín)  Khởi động bơm cấp nước làm mát  Mở van khởi động bơm cấp môi chất cần làm mát (nước ngọt, dầu nhờn)  Tiến hành kiểm tra bầu làm mát lần cuối trước đưa bầu làm mát vào làm việc chế độ định mức 3.4.3 Theo dõi hoạt động của bầu hâm và bầu làm mát : a Đối với bầu hâm: ` 29   Thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, áp suất môi chất vào khỏi bầu hâm Cần phải quan tâm đến việc điều chỉnh lượng vào bầu hâm để trì nhiệt độ môi chất nhận nhiệt phạm vi cho phép Ví dụ: Nhiệt độ hâm dầu nhờn trước vào máy lọc 70 ÷ 800C, nhiệt độ hâm dầu FO trước vào máy lọc 80 ÷ 900C, trước vào động 90 ÷ 1200C b Đối với bầu làm mát: Thường xuyên kiểm tra điều chỉnh nhiệt độ vào, môi chất làm mát    Kiểm tra độ chênh nhiệt độ đầu vào đầu môi chất làm mát (nước biển) Trong bầu làm mát hoạt động cần kiểm tra, quan sát để phát dò rỉ môi chất làm mát 3.4.4 Dừng hoạt động của bầu hâm và bầu làm mát : a Đối với bầu hâm: Trước dừng bầu hâm, cần quan sát thông số nhiệt độ áp suất môi chất vào khỏi bầu hâm, dựa sở đánh giá tình trạng kỹ thuật thiết bị Sau cần tiến hành thực theo bước sau: Đóng van cấp vào bầu hâm, bầu hâm điện ta ngắt mạch điện   Dừng bơm cấp môi chất nhận nhiệt (dầu, nước…) sau đóng van cấp môi chất nhận nhiệt vào khỏi bầu hâm  Mở van xả nước ngưng bầu hâm két để tránh ăn mòn  Cuối kiểm tra lại toàn bầu hâm b Đối với bầu làm mát: Với bầu làm mát gió tăng áp: Khi động Diesel ngừng hoạt động ta tiến hành dừng  hoạt động bầu làm mát gió tăng áp  Đối với sinh hàn nước ngọt, sinh hàn dầu nhờn, sau động Diesel ngừng hoạt động ta phải cho nước ngọt, dầu nhờn tuần hoàn hệ thống để nhiệt độ động giảm dần chờ đến nhiệt độ dầu nhờn, nước < 500C tắt bơm dầu, bơm nước đóng tất van vào khỏi bầu làm mát 3.5 Bảo dưỡng sửa chữa bầu hâm bầu sinh hàn 3.5.1 Làm bề mặt trao đổi nhiệt a Các phương pháp xác định bề dày lớp cáu cặn: Phương pháp trực tiếp: Tiến hành tháo cụm ống khỏi thân bầu, kiểm tra mắt để xác  định bề dày lớp cáu bùn, cáu cứng dùng thước đo đường kính để xác định bề dày lớp cáu  Phương pháp gián tiếp: Thông qua nhiệt độ vào ta xác định độ chênh nhiệt độ ∆t môi chất cần hâm (đối với bầu hâm) môi chất cần làm mát (đối với bầu làm mát), độ lạnh ∆tk (đối với bầu ngưng) Nếu ∆tk giảm, chứng tỏ bề dày lớp cáu cặn tăng lên b Các phương pháp làm bề mặt TĐN: Phương pháp khí: Dùng chổi, bàn chải hay dao cạo chuyên dụng để cạo cáu   Phương pháp hóa chất: + Phương pháp tẩy rửa kiềm: ` 30 Xả hết môi chất phía ống ngoài, tháo bích nối cửa ra, vào, tháo nhiệt kế, áp kế, ống thủy… lắp thiết bị TĐN Dùng bích phụ kim loại không bị kiềm ăn mòn để bịt kín cửa vào môi chất Dùng nút gỗ hay nút đồng để nút lỗ lắp nhiệt kế, ống thủy… Tiến hành nạp đầy vào bầu dung dịch xút 5% tiến hành hâm nóng đến 60 0C, ngâm thời gian 15 phút Sau xả hết dung dịch xút ngoài, tiến hành xúc rửa bề mặt ống nước nóng cho thật Cuối dùng không khí nóng để sấy khô + Phương pháp tẩy rửa axit: Công việc chuẩn bị tẩy rửa kiềm Sau dùng dung dịch axit HCl ÷ 5%, pha thêm chất chống ăn mòn: axit C 6H12N4 7g/lít keo da trâu 10g/lít, nạp đầy vào không gian chất nhận nhiệt nước, dầu (đối với bầu hâm), không gian chất nhả nhiệt nước, dầu (đối với bầu làm mát), hâm nóng đến nhiệt độ 40 ÷ 60 0C, ngâm thời gian 15 phút Sau xả hết dung dịch axit + cáu bẩn ngoài, dùng kiềm NaOH NaCO ÷ 3% để trung hòa hết axit lại thời gian từ 15 ÷ 20 phút, dùng nước rửa Cuối sấy khô không khí nóng 3.5.2 Qui trình bảo dưỡng và sửa chữa: a Qui trình tháo lắp: Loại song song chiều ∗ Các bước chuẩn bị: Trước tháo lắp phải quan sát thực tế, nghiên cứu vẽ chuẩn bị dụng cụ để tiến hành công việc cách nhanh chóng, xác đạt hiệu tốt Các dụng cụ tiến hành tháo lắp để bảo dưỡng sửa chữa bao gồm: Các dụng cụ chuyên dùng   Các dụng cụ thông thường  Các thiết bị thông rửa khí  Các thiết bị nâng hạ  Các thiết bị đo đạc, kiểm tra ∗       ∗  ` Các bước tháo lắp: Đóng van chặn đường môi chất vào, khỏi thiết bị Sau xả hết môi chất khỏi thiết bị Tháo van, đoạn đường ống dẫn môi chất tới thiết bị Mở êcu hãm nắp thiết bị (chú ý: mở xiết phải từ từ đối xứng nhau) Treo thiết bị nâng hạ (palăng…) lên móc treo để nâng hạ chi tiết nặng cần thiết Để tách nắp khỏi thân bầu, ta sử dụng bulông công, phải nhớ vặn lực vào bulông công Nếu thiết bị TĐN dạng tấm, ta mở bulông ép (trước mở nên nhớ phải đo khoảng cách ép đế, xem mác thiết bị nhà sản xuất ghi khoảng cách max hai tấm), sau dùng palăng kéo ép trượt đỡ tách TĐN dùng bàn chải nhựa cứng kết hợp với việc dùng vòi nước có áp lực 2÷ kG/ cm2 để xịt rửa vệ sinh Một số ý tháo lắp: Các đoạn đường ống tháo phải nút kín để tránh rơi vãi môi chất khu vực làm việc ngăn không cho vật lạ rơi vào 31      Khi tháo chi tiết để kiểm tra phải ghi lại số liệu để tránh nhầm lẫn Các chi tiết có liên quan với nhau, tháo phải đánh dấu để xác định vị trí lắp ráp tránh nhầm lẫn Đối với bầu hâm tháo lắp phải ý lớp bọc cách nhiệt, không để biến dạng rách hỏng Các chi tiết, bulông tháo rời phải bảo quản tránh biến dạng thất lạc Khi tháo rời bề mặt phân cách hai môi chất, ý tránh làm hỏng gioăng làm kín, đặc biệt với thiết bị TĐN dạng 3.5.3 Kiểm tra dò tìm hư hỏng: a Phương pháp quan sát mắt: Sau tháo làm bề mặt, nhìn kỹ bề mặt chi tiết để xác định hư hỏng, khuyết tật Cũng dùng phương pháp đại phương pháp siêu âm, từ tính để xác định vết nứt, thủng nhỏ mà mắt thường khó phát b Phương pháp thủy lực Các bước thực sau: Xả hết môi chất khỏi thiết bị      Tháo van, nhiệt kế, áp kế…, dùng bích nút để bịt kín để lại cửa để nạp nước Đổ đầy nước vào thiết bị, lắp vào cửa nạp đường ống nối với bơm tạo áp suất Dùng bơm có khả tạo áp suất cao, tốc độ nhỏ, lưu lượng điều chỉnh có lắp đồng hồ áp suất để báo áp suất thử (thường dùng bơm tay kiểu piston) Khởi động bơm, nâng dần áp suất đến áp suất thử, giữ áp suất thử khoảng 10 ÷ 15 phút để kiểm tra phát hư hỏng, áp suất thử không giảm, ta kết luận: thiết bị đảm bảo độ bền độ kín  Giảm áp suất xả nước thử ngoài, vệ sinh sấy khô  Cuối cùng, nạp công chất làm việc vào thiết bị Áp suất thử thủy lực số thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị Áp suất Áp suất làm việc thử độ bền (kG/cm2) (kG/cm2) Bầu ngưng,Bầu làm mát 3,0 6,0 Bầu làm mát dầu nhờn 6,0 11,0 8,0 Bầu làm mát hộp số 1,5 3,0 2,0 Bầu hâm dầu 6,0 11,0 8,0 Thiết bị chưng cất nước 0,04 – 0,08 1,25 1,25 3.5.4 Một số hư hỏng thiết bị trao đổi nhiệt Dạng hư hỏng Nguyên nhân ` Áp suất thử kín (kG/cm2) 4,0 Biện pháp khắc phục 32 Thân bầu, mặt sàng, nắp, chắn bị ăn mòn thủng Bị ăn mòn hóa học, điện hóa, xâm thực, bào mòn Ống bị ăn mòn, thủng Do ăn mòn điện hóa, hóa học -Số lượng < 15% => nút ống -Số lượng > 15% => thay Rạn nứt biến dạng Do ứng suất nhiệt, va chạm học -Rạn nứt => hàn đắp -Biến dạng nhỏ => nắn lại -Biến dạng lớn => thay Gãy dập Do va đập học, ứng suấtmỏi qua nhiều lần biến dạng Thay Hỏng gioăng làm kín Do bị biến chất thời gian làm việc lâu dài với nhiệt độ áp suất cao Do ăn mòn điện hóa Thay - Ép gioăng không chặt - Gioăng bị biến dạng - Gờ bị hỏng - Xiết lại êcu bulông Thay gioăng - Sửa lại gờ ép gioăng Kẽm chống ăn mòn bị mục ăn mòn hết Dò rỉ môi chất -Hư hỏng nhẹ => hàn đắp => gia công bề mặt -Hư hỏng nặng => thay Thay kẽm chống ăn mòn CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Nêu công dụng bầu hâm, bầu làm mát tàu thủy cách phân loại chúng Tại phải làm mát dầu nhờn? Đọc vẽ “Bầu làm mát dầu nhờn đặt nằm ngang nhiều vách ngăn” (cấu tạo, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm) Tại phải hâm nhiên liệu nặng tàu? Đọc vẽ “Bầu hâm nhiên liệu nhiều vách ngăn” (cấu tạo, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm) 10 Tại phải hâm nhiên liệu nặng tàu? Đọc vẽ “Bầu hâm nhiên liệu dạng ống lồng” (cấu tạo, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm) 11 Tại phải làm mát nước tàu thủy? Đọc vẽ “Bầu làm mát nước nhiều vách ngăn” (cấu tạo, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm) 12 Tại phải làm mát dầu nhờn? Đọc vẽ “Bầu làm mát dầu nhờn đặt đứng” (cấu tạo, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm) ` 33 13 Đọc vẽ “Bầu làm mát dầu nhờn dạng tấm” (cấu tạo, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm so với bầu làm mát dạng ống) 14 Trình bày quy trình khai thác vận hành bầu hâm bầu làm mát (chuẩn bị, khởi động, theo dõi trình hoạt động dừng) 15 Làm để xác định mức độ bám cáu cặn bề mặt trao đổi nhiệt? Trình bày phương pháp làm bề mặt trao đổi nhiệt 16 Trình bày quy trình tháo lắp kiểm tra thử thủy lực thiết bị trao đổi nhiệt 17 Trình bày hư hỏng thường gặp bầu hâm, bầu làm mát, nguyên nhân cách xử lý Chương THIẾT BỊ CHƯNG CẤT NƯỚC NGỌT ` 34 4.1 Cơ sở lý thuyết trình hóa hơi nước 4.1.1 Ảnh hưởng của áp suất tới nhiệt độ hóa của nước Khi áp suất thiết bị bay tăng làm cho nhiệt độ sôi nhiệt độ hóa hơi nước tăng, nhiệt độ sôi nước thiết bị bay tăng cáu cặn tạo bề mặt gia nhiệt tăng, làm giảm hệ số truyền nhiệt K làm giảm sản lượng Do tàu thủy, người ta thường sử dụng thiết bị bay kiểu chân không, nước biển tiến hành chưng cất nhiệt độ nhỏ 550C 4.1.2 Ảnh hưởng của tốc độ hóa và áp suất của đến độ của hơi: Trong nước biển, nồng độ muối trung bình 3,5% có 77,8% làmuối ăn(NaCl) lại loại muối khác (MgCl2 v.v…) Hàm lượng muối nước biển thành phần chưng cất đặc trưng thành phần riêng chưng cất, ví dụ ion Cl- hay lượng NaCl (miligam lít nước) Độ muối nước biển đo độ branta (br), 10br hàm lượng clorua nước tương đương 10 miligam NaCl/lít hay 6,06 miligam Cl-/lít Nước chưng cất nhận ngưng tụ thứ cấp (hơi nước biển), nước chưng cất bị nhiễm mặn nước biển mang theo hạt muối Khi hạt nước muối nước muối thiết bị bay có độ ngậm muối độ ngậm muối nước cất tỷ lệ bậc với độ ẩm thứ cấp độ ngậm muối nước muối Để giữ cho lượng clorua nước cất không mg Cl-/lít độ ngậm muối nước bầu bay 50000br, độ ẩm thứ cấp không vượt 0,01% Khi cường độ sôi tăng bóng lớn tốc độ tách chúng qua bề mặt bay lớn mang theo hạt nước muối lớn Lượng ẩm (nước muối) mang theo vào không gian phụ thuộc vào sức căng mặt nước bay tỷ số thể tích thứ cấp nhận sau với bề mặt tự nước mặn bầu bay Tăng sức căng bề mặt nước bay phụ tải bầu bay không ổn định lượng ẩm (tức nước Hình 4.1 Thiết bị bay với buồng bay kiểu bề mặt muối) bị vào không gian tăng 1-Nước sau làm mát đ/cơ vào; 2- Buồng bay hơi; 3- Bộ ngưng tụ kiểu bề mặt; 4- Bơm chân không; 5- Nước vào làm mát bình ngưng; lên Không gian lớn độ ẩm 6- Bơm nước ngưng; 7- Nước biển cấp vào buồng bay hơi; 8- Bơm nước muối nhỏ, hạt nước muối lớn vào không gian tác dụng lực trọng trường bị rơi trở lại phía dưới, thứ cấp làm khô chút Còn hạt muối nhỏ thứ cấp tác dụng lên, vận tốc hạt nước muối tỷ lệ bình phương với tốc độ Bởi tốc độ thứ cấp ảnh hưởng lớn đến độ ẩm áp lực lớn Ví dụ tốc độ 2,5m/s, áp suất khoảng kPa thứ cấp mang theo hạt muối có đường kính 0,3mm Bởi để làm khô thứ cấp người ta sử dụng phận phân ly 4.2 Ứng dụng phân loại thiết bị Hình 4.2 Thiết bị bay với buồng bay kiểu không bề mặt chưng cất nước tàu thủy: 1- Bộ hâm; 2- Bầu bay hơi; 3- Bộ ngưng tụ kiểu bề mặt; 4- Bơm nước 4.2.1 Ứng dụng: ngưng; 5- Đường cấp nước biển; 6- Bơm tuần hoàn nước muối; 7Đường xả nước muối ` 35   Thiết bị C.C.N.N tàu thủy dùng để chưng cất nước từ nước biển để lấy nước bổ xung cho thiết bị sinh (Nồi hơi) cho hệ động lực Diesel Dùng để chưng cất nước từ nước biển để lấy nước uống sinh hoạt cho thuyền viên 4.2.2 Phân loại: a Phân loại theo cách bay của nước biển: Thiết bị bay kiểu bề mặt (để gia nhiệt làm cho nước bay người ta lắp cụm ống hâm  nóng dạng ống)  Thiết bị bay với buồng bay kiểu không bề mặt (trong buồng bay cụm ống gia nhiệt)  b) Phân loại theo số cấp áp lực thứ cấp:  Thiết bị chưng cất nước loại cấp  Thiết bị chưng cất nước loại cấp  Thiết bị chưng cất nước loại nhiều cấp c) Phân loại theo cách tận dụng nhiệt của thứ cấp: Thiết bị chưng cất nước kiểu hoàn nhiệt   Thiết bị chưng cất nước kiểu không hoàn nhiệt Trong thiết bị bay kiểu không hoàn nhiệt, thứ cấp ngưng tụ bầu ngưng tụ, bầu làm mát nước biển, nhiệt thứ cấp bị Để sử dụng nhiệt thiết bị bay hồi nhiệt, chất ngưng tụ bơm từ bầu ngưng tụ lại gia nhiệt d) Phân loại theo kiểu cụm ống gia nhiệt và theo kết cấu: Thiết bị chưng cất nước kiểu ống ruột gà   Thiết bị chưng cất nước kiểu ống thẳng  Thiết bị chưng cất nước dạng e) Phân loại theo áp lực: Thiết bị chưng cất nước kiểu áp lực   Thiết bị chưng cất nước kiểu chân không 4.3 Cấu tạo thiết bị C.C.N.N kiểu chân không Để chưng cất nước từ nước biển, tàu thủy người ta thường sử dụng thiết bị chưng cất nước kiểu chân không, mặt nguyên lý cấu tạo gồm: Bầu bay  `  Bầu ngưng tụ  Bơm tạo độ chân không (bơm ejector)  Bơm nước cất (nước sau chưng cất)  Bơm nước biển (dạng bơm ly tâm)  Các thiết bị phục vụ 36 Hình 4.3 Hệ thống chưng cất nước kiểu Atlas 1- Động diesel máy chính; 2-Van điều tiết nhiệt độ; 3-Sinh hàn nước máy chính; 4-Sinh hàn dầu nhờn máy chính; 5-Sinh hàn gió tăng áp máy chính; 6-Bầu ngưng tụ; 7-Bơm hút chân không; 8-Bơm cấp nước biển; 9-Bơm hút nước muối; 10-Bầu bay hơi; 11-Bơm nước cất; 12-Muối kế; 13-Van điện từ; 14-Lưu lượng kế; 15-Bơm nước biển làm mát máy chính; 16- Bơm nước làm mát máy 4.3.1Cấu tạo của bầu bay hơi: Bầu bay thiết bị chưng cất nước bố trí riêng rẽ, ghép chung vào vỏ với bầu ngưng Về kết cấu có hai loại bầu bay hơi: Bầu bay dạng ống bầu bay dạng Bầu bay dạng ống gồm cụm ống đặt thẳng đứng nằm ngang ống xoắn ruột gà, ống làm từ hợp kim đồng hợp kim nhôm Nếu ống bầu bay đặt đứng nước biển bên ống nhận nhiệt bốc hơi, nước gia nhiệt (nước làm mát khỏi động diesel) bên ống Nếu ống gia nhiệt bầu bay đặt nằm ngang dạng ống xoắn ruột gà nước biển bên ống nhận nhiệt bốc hơi, nước gia nhiệt bên ống Với bầu bay dạng trao đổi nhiệt thường chế tạo từ thép không gỉ (Steinless steel) Titanium có độ dày từ 0,5 ÷ 1mm rèn lượn sóng, ghép với tạo thành bên nước biển (chất nhận nhiệt) chuyển động, bên nước nóng khỏi động (chất nhả nhiệt) chuyển động trao đổi nhiệt cho Mỗi có khoét lỗ để dẫn nước nóng khỏi động nước biển chuyển động vào ra, có đặt gioăng làm kín để đảm bảo độ kín phân bố dòng chảy môi trường nóng lạnh rãnh cận kề Vỏ bầu bay làm từ thép thép không gỉ, bề mặt phủ lớp chất chống ăn mòn Để cung cấp nước biển cho bầu bay người ta sử dụng bơm cấp nước biển dạng bơm ly tâm 4.3.2 Cấu tạo của bầu ngưng: Vỏ bầu ngưng làm từ thép thép không gỉ, bề mặt phủ lớp chất chống ăn mòn Về mặt kết cấu có hai loại bầu ngưng: Bầu ngưng dạng ống bầu ngưng dạng Với bầu ngưng dạng ống, ống trao đổi nhiệt ống thẳng chế tạo từ hợp kim đồngniken hợp kim nhôm Với bầu ngưng dạng tấm, trao đổi nhiệt chế tạo từ thép không gỉ Để cung cấp nước biển làm mát cho bình ngưng người ta sử dụng bơm nước biển hoạt động độc lập trích đường nước biển từ bơm làm mát cho hệ động lực diesel Để hút nước ngưng tụ (nước chưng cất) khỏi bầu ngưng người ta sử dụng bơm hút nước ngưng để đưa két chứa (thông thường bơm ly tâm) 4.3.3 Bơm ejector (bơm phun tia): ` 37 Để tạo trì độ chân không thiết bị C.C.N.N, người ta sử dụng bơm phun tia (về kết cấu nguyên lý hoạt động xem tài liệu “máy phụ tàu thủy”), thiết bị C.C.N.N nước công tác bơm phun tia bơm cung cấp nước cho bầu bay cấp cách trích đường đến bơm phun tia 4.4.4 Các thiết bị phục vụ: Lưu lượng kế: Dùng để kiểm tra lượng nước cấp vào bầu bay lượng nước máy chưng cất Muối kế: Để báo hàm lượng muối có nước chưng cất tạo Thiết bị báo động bảo vệ: Khi độ ngậm muối nước chưng cất vượt giá trị cho phép (thường 80mg Cl-/lít) đưa tín hiệu báo động van điện từ mở nước cất không đạt chất lượng trở lại bầu bay Kính quan sát: Được lắp thân thiết bị C.C.N.N phía bầu bay hơi, dung để quan sát trình sôi để đánh giá tình trạng làm việc bầu bay Ngoài người ta lắp đặt chân không kế, áp kế, nhiệt kế… để theo dõi trì trạng thái làm việc tốt thiết bị + Ưu điểm: Do sử dụng nước biển để chưng cất nên có hiệu kinh tế cao   Nước chưng cất làm từ nước biển nên vi trùng gây bệnh Có khả tăng tải trọng có ích tăng bán kính hoạt động tàu + Nhược điểm: Có kết cấu phức tạp, đòi hỏi người khai thác vận hành thiết bị phải có trình độ kỹ thuật chuyên  môn tốt  Yêu cầu khả làm kín cao để đảm bảo độ chân không cho thiết bị  Không hoạt động chế độ nhỏ tải động diesel hệ động lực nước  Không hoạt động tàu chạy gần bờ luồng lạch 4.4 Khai thác thiết bị chưng cất nước Khi khai thác thiết bị C.C.N.N cần phải thực yêu cầu, dẫn, qui trình khai thác nhà chế tạo công tác chuẩn bị, khởi động, theo dõi điều chỉnh hoạt động dừng làm việc thiết bị Trường hợp cần thiết tuân theo qui ước chung sau đây: 4.4.1Chuẩn bị đưa thiết bị vào làm việc: Kiểm tra trạng thái bề mặt thân nắp    Kiểm tra tình trạng kỹ thuật bơm nước biển, bơm tạo độ chân không, bơm hút nước ngưng Kiểm tra hiệu chỉnh (nếu có thể) đồng hồ chân không kế, áp kế, nhiệt kế lưu lượng kế  Kiểm tra mối lắp ghép, gioăng làm kín, bu lông lắp ghép  Kiểm tra van phá chân không, van chặn vị trí sẵn sàng làm việc  Kiểm tra cấp nguồn cho bảng điện điều khiển  Đóng van phá chân không 4.4.2 Khởi động thiết bị C.C.N.N: Khởi động bơm nước làm mát bình ngưng sau tiến hành điều chỉnh áp suất lưu lượng   ` Khởi động bơm tạo độ chân không hút nước tràn bầu bay hơi, tiến hành tạo độ chân không cho thiết bị đến giá trị yêu cầu 38   Khi độ chân không đạt yêu cầu tiến hành mở van chặn đường nước nóng từ động diesel (hoặc từ nồi trường hợp dùng gia nhiệt cho bầu bay hơi) vào bầu bay Khi thấy nước ngưng xuất đường ống trước bơm nước ngưng tiến hành khởi động bơm hút nước ngưng 4.4.3 Theo dõi và điều chỉnh hoạt động của thiết bị: Trong thời gian thiết bị C.C.N.N làm việc cần phải quan tâm theo dõi kiểm tra thong số sau: Áp suất nhiệt độ chất gia nhiệt   Áp suất nhiệt độ nước làm mát bình ngưng  Áp suất nhiệt độ thứ cấp  Độ ngậm muối, chất lượng sản lượng nước cất tạo  Độ chân không bình ngưng  Kiểm tra theo dõi làm việc bầu bay qua kính quan sát 4.4.4 Dừng hệ thống: Dừng hoạt động bơm nước ngưng   Đóng van chặn đường nước hâm sấy vào khỏi bầu bay  Dừng bơm nước làm mát bình ngưng  Phá độ chân không bình ngưng cách mở van phá chân không   Dừng bơm hút chân không, bơm cấp nước cho bầu bay hơi, bơm hút nước tràn bầu bay đóng tất van chặn đẩy, chặn hút bơm lại Cắt nguồn điện cho bảng điện điều khiển hệ thống 4.4.5 Một số cố, nguyên nhân và biện pháp khắc phục: Hiện tượng Sản lượng giảm ` Nguyên nhân Biện pháp khắc phục - Sản lượng nước gia nhiệt bị - Tăng sản lượng nước gia nhiệt cách giảm điều chỉnh van cấp nước gia nhiệt vào khỏi bầu bay - Áp suất nhiệt bị - Tăng áp suất gia nhiệt (hay tăng nhiệt độ giảm (hay nhiệt độ nước gia nước gia nhiệt) nhiệt bị giảm) 39 Tăng độ ngậm muối nước chưng cất Tăng độ ngậm muối nước biển Độ chân không bầu ngưng không đủ - Không đủ độ chân không - Tăng độ chân không bình ngưng bình ngưng cách điều chỉnh van cấp nước công tác cho bơm ejector, kiểm tra phận làm kín - Mức nước biển bầu - Tăng mức nước biển bầu bay bay bị giảm cách điều chỉnh van cấp nước biển vào bầu bay - Các bề mặt trao đổi nhiệt bị - Dừng hệ thống, tiến hành vệ sinh bề mặt bẩn cáu cặn trao đổi nhiệt phương pháp hóa chất - Tăng sản lượng thiết bị - Giảm sản lượng thiết bị - Tăng nhiệt độ chất gia - Giảm nhiệt độ chất gia nhiệt cách nhiệt (hay độ chân không điều chỉnh van cấp chất gia nhiệt sâu) - Tăng mức nước biển - Giảm lượng nước biển cấp vào bầu bay bầu bay thông qua việc điều chỉnh van cấp - Tăng độ ngậm muối - Tăng lượng nước biển cấp vào bầu bay nước biển cách tăng độ mở van cấp Dò rỉ nước qua chỗ - Kiểm tra khắc phục chỗ bị dò rỉ làm kín bầu ngưng - Sản lượng cấp nước biển - Tăng sản lượng nước biển cấp vào bầu bay vào bầu bay không đủ cho phù hợp - Tăng sản lượng thiết bị -Giảm sản lượng thiết bị - Bơm nước biển làm việc - Tiến hành sửa chữa bơm nước biển không tốt - Không đủ sản lượng nước - Tăng sản lượng nước làm mát bầu ngưng làm mát bầu ngưng, nhiệt giảm nhiệt độ đầu vào nước làm mát độ đầu vào nước làm mát tăng - Tăng dò rỉ khí thiết - Thay gioăng làm kín, sửa chữa thiết bị hút khí làm việc bị hút khí - Các ống bầu ngưng bị - Tiến hành tẩy rửa cáu cặn cho bình ngưng cáu bám dầy - Nước ngưng tụ ngập - Kiểm tra làm việc bơm hút nước cụm ống bầu ngưng ngưng tụ CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 18 Nêu công dụng, yêu cầu phân loại thiết bị chưng cất nước tàu thuỷ? 19 Đọc vẽ “Thiết bị bay với bầu bay kiểu không bề mặt” (cấu tạo, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm) 20 Đọc vẽ “Hệ thống chưng cất nước kiểu ATLAS” (cấu tạo, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm) 21 Trình bày qui trình khai thác vận hành thiết bị chưng cất nước tàu thuỷ (chuẩn bị, khởi động, theo dõi trình hoạt động dừng) 22 Trình bày số cố hay gặp thiết bị chưng cất nước ngọt, nguyên nhân cách xử lý ` 40 ` 41 ... bóo hũa th, ng thi t = th tr cng tng ` 16 B mt trao i nhit ca bu ngng cú nh hng ln n chõn khụng ca nú, nu b mt trao i nhit cng bn thỡ quỏ trỡnh trao i nhit gia hi nc v nc lm mỏt cng kộm, ú P... ; 5-Tm trao nhit; 6-Cm tm trao nhit; 7-Thanh trt di; 8-Bu lụng gi; 9-Tm trung gian; 10-ng ni trung gian ` 26 + u im: D v sinh, v sinh ch cn thỏo cỏc bu lụng xit, thỏo tm ộp v cỏc tm trao i nhit... gian ln hn ng kớnh ngoi ca ng l 0,2ữ0,3mm 2.3.8 Cac ng trao ụi nhiờt va phng phap c inh ng lờn mt sang: chng li s n mũn ca nc bin, cỏc ng trao i nhit thng c ch to t hp kim ca kim loi mu chng n