thiết kế hệ động lực tàu hàng 6800t, lắp máy 6lf50a

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG 2: SỨC CẢN, THIẾT BỊ ĐẨY CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ TRỤC 22 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC HỆ THỐNG PHỤ 41 VÀ PHỤC VỤ 41 CHƯƠNG V : BỐ TRÍ TRANG THIẾT BỊ BUỒNG MÁY 46 -1- CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÀU 1.1 Loại tàu Tàu hàng khô sức chở 6800 tons loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang, 01 boong chính, 01 boong dâng lái 01 boong dâng mũi Tàu thiết kế trang bị 01 diesel kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt Tàu thiết kế dùng để chở hàng khô, hàng bách hóa 1.1.2 Vùng hoạt động Vùng hoạt động tàu: Biển Đông Nam Á 1.1.3 Cấp thiết kế Tàu hàng 6800 tons thiết kế thoả mãn Cấp không hạn chế Theo Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép – 2010 (QCVN 21: 2010/BGTVT), Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường ban hành Phần hệ thống động lực tính toán thiết kế thoả mãn tương ứng Cấp không hạn chế Theo QCVN 21: 2010/BGTVT 1.1.4 Các thông số phần vỏ tàu – Chiều dài lớn Lmax = 102,79 m – Chiều dài hai trụ Lpp = 94,5 m – Chiều rộng thiết kế B = 17 m – Chiều cao mạn D = 8,8 m – Chiều chìm thiết kế Ttk = 6,9 m – Hệ số béo thể tích CB = 0,667 1.1.5 Hệ động lực – Máy 6LF50A –HÁNSHIN – Số lượng – Công suất H = 3309 (kW) – Số vòng quay N = 240 – Kiểu truyền động Trực tiếp – Chong chóng rpm 1.1.6 Quy phạm áp dụng QCVN 21: 2010/BGTVT – Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép, 2010 1.1.7 Công ước quốc tế áp dụng Tàu thiết kế, đóng lắp ráp thoả mãn quy định quốc gia quốc tế: (1) Quy tắc hàng hải Việt Nam -2- (2) Công ước quốc tế an toàn sinh mạng biển 1974, including Protocol, 1978 sửa đổi (3) Công ước quốc tế Load Lines 1966, sửa đổi (4) Công ước quốc tế Tonnage Measurement of Ships 1969 (5) Công ước quốc tế ngăn ngừa ô nhiễm từ tàu 1973, sửa đổi The Protocol of 1978 (6) Công ước quốc tế ngăn ngừa va chạm biển 1972, sửa đổi (7) Công ước quốc tế truyền tín hiệu âm 1974, 1982, sửa đổi (8) Luật công ước cho tàu nước hoạt động lãnh thổ Mỹ USCG (9) Luật công ước áp dụng với tàu loại cho tà u nước OPA90 (10) Luật hàng hải kênh đào Suez, bao gồm đo dung tích (11) ISO nguyên tắc số 6954 cho mức rung động phòng (12) Luật mức độ tiếng ồn boong tàu (13) IMO nghị A272 sửa đổi nghị A.330(IX) an toàn phương tiện làm việc ống ballast lớn két hàng (14) IMO nghị MSC.35(63) thông qua hướng dẫn cho trang bị kéo cố tàu dầu 1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC 1.2.1 Bố trí buồng máy Buồng máy bố trí từ sườn (sn8) đến sườn 30 (sn30) Trong buồng máy lắp đặt máy thiết bị phục vụ hệ thống động lực, hệ thống đường ống Buồng máy bố trí từ sườn 08 (Sn8) đến sườn 30 (Sn30) 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 Một số bơm chuyên dụng điều khiển từ xa boong bơm vận chuyển dầu đốt, bơm nước vệ sinh, sinh hoạt, quạt 3hong gió… Buồng máy có kích thước chính: – Chiều dài: 13,2 m; – Chiều rộng trung bình: 13 m; – Chiều cao trung bình: 10,5 m 1.2.2 Máy Máy có ký hiệu 60LF50A hãng HANSHIN sản xuất Buồng máy bố trí động 6LF50A Nhật sản xuất Đây động Diesel thấp tốc, kỳ, xilanh xếp hàng thẳng đứng, có tăng áp tuabin khí xả, làm mát nước biển trực tiếp, khởi động khí nén, bôi trơn dầu tuần hoàn, tự đảo chiều Ngoài tảu bố trí tổ máy phát điện pha 107 KVA, số bơm, két trang thiết bị phục vụ cho hệ động lực tàu Thông số máy -3- – Số lượng – Kiểu máy – Hãng sản xuất 01 6LF50A HANSHIN – Công suất định mức, [H] 3309 kW – Vòng quay định mức, [N] 240 – Số kỳ, [τ] – Số xy-lanh, [Z] – Đường kính xy-lanh, [D] 410 mm – Hành trình piston, [S] 800 mm – Khối lượng động [G] 80 tons Thứ tự làm việc xy-lanh 1-4-2-6-3-5 – Vòng quay lớn : nmax = 252 rpm – Vòng quay nhỏ : nmin = 85 rpm – Bán kính quay trục khuỷu : R = 400 mm – Đường kính cổ trục : dct = 336 mm – Đường kính cổ biên : dcb = 316 mm – Khoảng cách tâm xy-lanh : H = 660 mm rpm – Khoảng tâm xilanh cuối đến bánh đà : Hc = 1460 : GD2 = 4259,5 – Quán tính bánh đà mm kG.cm2 – Khả tải 10% công suất max 1h, 12h/lần – Nhiên liệu Dầu nặng độ nhớt 600 mm2/s, 500C – Áo làm mát Nước – Làm mát khí nạp Nước – Lượng chất độc hại Tuân theo IMO MARPOL 73/78 1.2.2.1 Thiết bị kèm theo máy – Bơm LO bôi 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 -4- 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 6LAAL – UTN 5ang YANMA sản xuất, diesel kỳ tác dụng đơn, hàng xy-lanh thẳng đứng, 5ang áp, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động điện DC 24V – Số lượng 02 – Kiểu máy 6LAAL – UTN – Nhà sản xuất YANMA – Công suất định mức, [Ne] 265 – Vòng quay định mức, [n] 1200 rpm – Số kỳ, [τ] – Số xy-lanh, [Z] kW 1.2.3.2 Máy phát điện – Số lượng 02 – Nhà sản xuất AC không chổi than – Công suất máy phát 350 – Vòng quay máy phát 1200 rpm – Điện áp 450/230 – Tần số 50 kVA V Hz 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 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm cụm 1.2.4 Hệ trục thiết bị hệ trục 1.2.4.1 Trục chong chóng – Số lượng: 01 – Vật liệu: Thép rèn – Mô tả:Có phần côn lắp với chong chóng, đầu có bích liền -5- 1.2.4.2 Trục trung gian – Số lượng: 02 – Vật liệu: Thép rèn, với bích liền đầu 1.2.4.3 Chong chóng – Số lượng: –Loại: 01 Chong chóng định bước – Vật liệu: Hợp kim đồng đỏ- Nhôm- Niken – Chiều quay: Chiều kim đồng hồ (nhìn từ mũi) – Mô tả: Chong chóng không then 1.2.4.4 Ống bao đuôi Chế tạo thép hàn, ống bao đuôi hàn với củ sống đuôi vách khoang đuôi, tạo thành phần kết cấu thân tàu 1.2.4.5 Bạc ổ đỡ – Số lượng: –Loại: 01 Bạc babit –Lắp đặt: Lắp cưỡng với áo lót trung gian 1.2.4.6 Áo lót trung gian – Số lượng: –Loại: 01 Gang đúc thép đúc –Lắp đặt: Bằn cách đổ epoxy resin mối nối bích, bulông tới củ sống đuôi 1.2.4.7 Làm kín ổ đỡ đuôi – Số lượng: 02 – Bao gồm: Bộ làm kín trước Bộ làm kín sau –Kiểu: SIMPLEX – COMPACT, MK2, SUPREME tương đương 1.2.4.8 Gối đỡ trục trung gian – Số lượng: 02 – Lọai: Gối trục trung gian phía đuôi tàu Thân nắp: gang đúc –Vật liệu: Vỏ: Gang đúc thép –Bôi trơn: Mặt gương: kim loại trắng Bằng dầu bôi trơn –Làm mát: Bằng nước -6- 1.2.5 Nồi tiết kiệm khí xả 1.2.5.1 Nồi khí xả – Số lượng 01 – Loại Ống khói ống nước – Sản lượng 1500 kg/h ME đạt 90% tải – Loại Hơi bão hoà – Áp suất làm việc 0,8 MPa – Vật liệu Thép cacbon – Làm việc độc lập -7- CHƯƠNG 2: SỨC CẢN, THIẾT BỊ ĐẨY 2.1 SỨC CẢN 2.1.1 Các số liệu – Chiều dài lớn Lmax = 102,79 m – Chiều dài hai trụ Lpp = 94,5 m – Chiều rộng thiết kế B = 17 m – Chiều cao mạn D = 8,8 m – Chiều chìm toàn tải T = 6,9 m – Hệ số béo thể tích CB = 0,667 – Công suất máy P = 3309 kW – Số vòng quay chong chóng np = 240 rpm 2.1.2 Lựa chọn phương pháp tính sức cản 2.1.2.1 Phạm vi áp dụng Holtrol – Mennen - Tính lực cản công suất kéo tàu theo phương pháp Holtrol – Mennen phương pháp số mẻ áp dụng cho hầu hết tàu độ xác tương đối cao Bảng 2.1: Phạm vi áp dụng Holtrol – Mennen No Đại lượng xác định Tàu thực thiết kế Phạm vi Holtrol Tỷ số kích thước [B/T] 2,46 2,4-4 Tỷ số kích thước [L/B] 5,56 3,9-14,9 Hệ số béo thể tích [Cb] 0,667 0,56-0,75 Fn ≤0,3 Dựa vào công suất máy xác định sơ vận tốc tàu theo công thức Hải Quân, P= v ∇ ⇒v= CE 3 P.CE = 13,57(knot ) ∇ ∇ = CB LBT = 7393.59(m3 ) CE = 0.95 L + 197 = 286,78 2.1.2.2 Công thức xác định sức cản Holtrol – Mennen Lực cản toàn tàu:Công thức: R =RF(1+ k) + RAPP + RW + RTR + RA Trong đó: - RF: lực cản ma sát tính theo công thức ITTC(1957) - 1+k : hệ số kể đến lực cản hình dáng tàu - RF(1+k): lực cản nhớt tàu - RAPP : lực cản phần phụ - RW : lực cản sóng - RB : lực cản mũi lê -8- - RTR: lực cản phần đuôi ngập nước - RA : lực cản hiệu chỉnh mô hình tàu thực • Lực cản ma sát RF 2 RF= C F ρ v S 0.075 CF= (log Re − 2) - Hệ số lực cản ma sát phẳng tương đương theo ITTC (1957) ρ = 1.025 kN/m3: trọng lượng riêng nước biển 150C Re = v / υ.L   υ – hệ số nhớt động học chất lỏng, nước biển 20 oC υ = 1,056,10-6 m2/s, v: vận tốc tàu (m/s) S- diện tích mặt ướt ( m ) S = L(2T+ B) C M (0,453+0,4425CB-0,2862CM - 0,003467 CWP)+2,38 B +0,3696 T ABT CB CM- hệ số béo sườn CB- hệ số béo thể tích L- chiều dài đường nước (m) CWP- hệ số béo đường nước T- chiều chìm tàu (m) B- chiều rộng tàu (m) ABT- diện tích mặt cắt ngang mũi lê đường vuông góc mũi ( m ), Tàu thiết kế có mũi chữ V nên ABT = ( m ), • Tính 1+k { + k = C13 0.93 + C12 ( B / LR ) 0.92497 (0.95 − C P ) −0.521448 (1 − C p + 0.0225l cb ) 0.6906 Trong đó: Cp- hệ số béo dọc tàu lcb- hoành độ tương đối tâm tính theo %L lcb =   π δ − 0, 65   XB = 0, 022 sin  ± 0,5  = -1,000  L   0,15   Chiều dài bóp đuôi LR (m) LR= L(1- CP+0,06 CPlcb/(4CP-1)) -9- } C12 = (T / L) 0.2228446 khiT / L > 0.05  2.078 + 0.479948 khi0.02 < T / L < 0.05 C12 = 48.2(T / L − 0.02)  C12 = 0.479948 khiT / L < 0.02 C13- hệ số phụ thuộc vào hình dáng đuôi tàu C13 = 1+0,003 Cstern Hình dáng đuôi Cstern Mặt cắt chữ V -10 Mặt cắt bình thường Mặt cắt chữ U 10 => Cstern = -10 tàu có mặt cắt đuôi chữ V • Tính cản phần phụ RAPP RAPP=0,5ρ,v2, SAPP(1+k2)eqCF+RBT SAPP- diện tích phần phụ ngâm nước, SAPP =0,02S (1 + k2 ) = ∑ (1 + k2 )i =7.8 + Bánh lái sau đuôi tàu chọn 1+ k2=1,4 + Trục chọn 1+ k2=3 + Ky hông 1+ k2=1,4 +Ky lái 1+ k2 =2,0 Hệ số 1+k2 cho theo bảng: Ky lái bánh lái sau ky lái Bánh lái sau đuôi tàu 1,5-2 1,3-1,5 Bánh lái cân tàu hai chân vịt 2,8 Giá đõ trục 3,0 Ky lái 1,5-2 Ống bao trục 2,0 Ống bao giá đỡ trục 3,0 Trục 2,0-4,0 Ky ổn định 2,8 Ống đạo lưu 2,7 Ky hông 1,4 RBT- lực cản chân vịt mũi gây RBT=0,5,ρ,v2,π,d2,CBTO Trong đó: d - đường kính chân vịt mũi d = -10- 3.5.2.Nghiệm ổn định dọc trục Bảng 3.8 Nghiệm ổn định dọc trục No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết Chiều dài đoạn trục lớn l2 cm Thiết kế 290 Bán kính quán tính mặt cắt ngang I Hệ số xét đến liên kết hai đoạn trục µ Thiết kế Độ mảnh trục λ λ= Trị số giới hạn độ mảnh λ0 Thép 35 cm I = J π d cc4 π d cc2 = F 64 µ.l I 7,5 38,67 100 σ th = a − b.λ + c.λ2 Với thép σth kG/cm Ứng suất nén tới hạn Tiết diện mặt cắt hệ trục F cm Lực tới hạn Pth kG Lực đẩy chong chóng P kG 10 Hệ số an toàn ổn định Kod 11 Hệ số an toàn ổn định cho phép [Kod] 12 Ứng suất nén Pmax gây σmax kG/cm 13 Ứng suất nén ổn định cho phép [σod] kG/cm Kết luận: 2 35: a= 4640 kG/cm2 b = 32,6 kG/cm2 c = kG/cm2 π d cc2 F= 706,5 Pth = σ th F 2387593 15577,15 K od = Pth 1,3.P Chọn 2 117,9 2,5 σ max = 1,3.P F 28,663 [σ th ] = σ th [ K od ] 1351,787 Do Kod > [Kod] nên hệ trục ổn định dọc trục -38- 3379,467 3.5.3 Nghiệm biến dạng hệ trục Bảng 3.8 Nghiệm biến dạng hệ trục No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Momen xoắn trục Mx kG.cm Momen quán tính độc cực Jp cm Hệ số đàn tính loại hai G kG/cm2 Góc xoắn đơn vị chiều dài θ độ/m Góc xoắn cho phép [θ] độ/m Chiều dài đoạn trục lớn nằm hai gối l2 cm Tải trọng phân bố trục q kG/cm Trọng lượng đoạn trục lớn Q kG Q = q.l 1609,5 Môđuyn đàn hồi vật liệu E kG/cm3 Thép 35 2,1.10-6 10 Momen quán tính tiết diện trục J cm4 11 Độ võng trọng lượng trục f1 cm 12 Momen uốn gây đầu tự Mu kG.cm 13 Độ võng momen uốn gây f2 cm f1 = 14 Độ võng tổng f cm f = f1 + f2 15 Độ võng cho phép Công.thứcNguồn gốc Kết 1074300 π d cc4 Jp = 32 79481,25 Thép 35 0,82.10-6 ϕ= 18000.M x π G.J p 0,095 0,45 Thiết kế 290 5,55 π d cc4 64 39740,63 5.Q.l 384.E.J 0,073.10-6 J= f1 = Mu = M0 406324,4 M u l 16.E.J 88,25.10-6 88,3194.10-6 [f [ f ] = l2 cm 0,116 ] 1750 Kết luận: Do độ võng trục tính trường hợp xấu nhỏ trị số độ võng cho phép nên hệ trục có độ cứng đảm bảo 3.5.4 Nghiệm áp lực tác dụng lên gối đỡ -39- Bảng 3.8 Nghiệm áp lực tác dụng lên gối đỡ No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Phản lực tác dụng lên gối sau trục chong chóng R0 kG Chiều rộng múi bạc b cm Thiết kế 15 Góc tác dụng lực α độ Chọn 120 Chièu dài gối sau Ls cm Thiết kế 120 Áp lực riêng tác dụng lên gối sau Ps Phản lực tác dụng lên gối truớc trục chong chóng R1 kG Chiều dài gối trước Lt cm Áp lực riêng tác dụng lên gối trước Pt Phản lực tác dụng lên gối trục trung gian R2 kG 10 Đường kính cổ trục trung gian dtg cm Thiết kế 33 11 Chiều dài gối trục trung gian Ltg cm Thiết kế 51,5 12 Áp lực riêng tác dụng lên gối trục trung gian Ptg 13 Áp lực riêng cho phép [P] kG/cm kG/cm kG/cm kG/cm Công thức - Nguồn gốc Kết 5850,5 Ps = R0 + cos α Ls b ( ) 2,17 1237,06 Thiết kế Ps = 30 R1 + cos α Lt b ( ) 1,8 2121,89 Ptg = 1,3.R2 d tg Ltg [1] 1,62 2,5 Kết luận: Do áp lực riêng tác dụng lên gối trục nhỏ trị số áp lực riêng cho phép nên gối đỡ làm việc an toàn -40- CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC HỆ THỐNG PHỤ VÀ PHỤC VỤ 4.1 DỮ KIỆN PHỤC VỤ THIẾT KẾ 4.1.1 Số liệu ban đầu – Số lượng động :Z=1 – Công suất động : N = 3309 kW – Vòng quay động : n = 240 v/p – Số lượng động phụ : Zp = 02 – Công suất động phụ : Np = 265 – Vòng quay động phụ : np = 1200 v/p kW 4.1.2 Luật áp dụng Quy phạm phân cấp đóng biển vỏ thép - 2010: Phần 3: Hệ thống máy tàu – QCVN 21 : 2010/BGTVT - [1] Quy phạm phân cấp đóng biển vỏ thép - 2010: Phần 5: Phòng, phát chữa cháy nổ – QCVN 21 : 2010/BGTVT - [1] Quy phạm hệ thống ngăn ngừa ô nhiễm biển tàu – QCVN 21 : 2010/BGTVT - [1] 4.1.3 Cấp thiết kế Hệ thống thiết bị phụ phục vụ tính toán thiết kế thỏa mãn tương ứng cấp Biển không hạn chế theo Quy phạm phân cấp đóng tàu biển Vỏ thép – 2010 Quy phạm liên quan, Công ước Quốc tế 4.2 HỆ THỐNG DẦU ĐỐT 4.2.1 Nguyên lý hệ thống 4.2.1.1 Nhiệm vụ 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 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, 108 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 4.2.1.2 Nguyên lý hoạt động 1- Vận chuyển dầu đốt -41- Dầu đốt dự trữ 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 thông có lưới phòng hoả có kết cấu kiểu ngăn không cho nước dò lọt vào điều kiện thời tiết xấu Trong két dầu đốt dựtrữ 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 2- 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 công tác từ vòi phun, bơm cao áp diesel phụ dẫn quay trở két dầu đốt hàng ngày qua đường ống riêng Trước vào cấp cho động dầu qua thiết bị lọc tăng áp Riêng dầu FO phải hâm nóng để giảm độ nhớt sau phải phân ly trước vào động 3- 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 rò rỉ từ khay hứng dẫn két giữ dầu cặn Bảng 4.1 Lượng dầu dự trữ trực nhật No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết Công suất tính toán Diesel N kW Theo lý lịch máy 3309 Số lượng Diesel Z tổ Theo thiết kế Công suất tính toán Diesel phụ Np kW Theo lý lịch máy 265 Số lượng Diesel phụ Zp tổ Theo thiết kế Suất tiêu hao dầu đốt Diesel ge g/kW.h Theo lý lịch máy có kể đến tình trạng kỹ thuật 187,39 Suất tiêu hao dầu đốt Diesel phụ gep g/kW.h Theo lý lịch máy có kể đến tình trạng kỹ thuật 212,33 k _ Theo thiết kế 0,50 Hệ số hoạt động đồng thời Diesel -42- Ký hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết Thời gian hoạt động liên tục phương tiện t h Theo tính 482 Hệ số dự trữ dầu đốt k1 _ Chọn 1,10 10 Hệ số xét đến điều kiện môi trường mà phương tiện khai thác k2 _ Chọn 1,01 11 Hệ số dung tích két chứa k3 _ Chọn 1,09 12 Tỷ trọng trung bình dầu đốt điều kiện khai thác γ t/m3 Lấy giá trị trung bình 0,95 13 Lượng dầu đốt cần thiết cho hành trình B t 14 Tổng dung tích cần thiết két chứa dự trữ V m3 15 Thời gian cấp dầu liên tục két dầu lắng tl h 17 Dung tích két lắng Vl m3 18 Thời gian cấp dầu liên tục két dầu đốt hàng ngày th h 19 Dung tích két dầu đốt hàng ngày Vh m3 No Hạng mục tính phụ B= (g e NZ + g ep N p Z p k )τ ( k1k ) −1 10 V= B k γ Chọn Vh = (g e NZ + g ep N p Z p k ) ( k t l ) −1 γ 10 Chọn theo ca máy Vh = (g e NZ + g ep N p Z p k ) ( k k 3t h ) −1 γ 10 Kết luận: Tàu trang bị két chứa dầu đốt có: Két dầu đốt dự trữ : Vdt = 372 m3 Két lắng dầu đốt : Vl =4 m3 Két dầu đốt hàng ngày : Vh =5 m3 Bảng 4.2 Bơm vận chuyển -43- 323,5 371,2 3,32 4,8 No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết Dung tích két dầu đốt hàng ngày Vh m3 Đã tính chọn ( bảng 4.1) Thời gian cần thiết để bơm đầy két tb h Chọn 1,25 Lưu lượng bơm vận chuyển Q m3/h Kết luận: Q= Vh τb Tàu trang bị bơm giới vận chuyển dầu đốt có: Số lượng : 02 Kiểu : Bánh nằm ngang Lưu lượng :Q =5 Cột áp :H = 0,3 Mpa m3/h 4.3 HỆ THỐNG DẦU BÔI TRƠN 4.3.1 Nguyên lý hệ thống 4.3.1.1 Nhiệm vụ yêu cầu Nhiệm vụ: dự trữ, vận chuyển lọc dầu bôi trơn để bôi trơn làm mát bề mặt ma sát Yêu cầu: Mỗi động phải có hệ thống bôi trơn làm mát độc lập thiết bị hệ thống, phải có thiết bị dự phòng với hệ thống Dầu bôi trơn phải đảm bảo tính chất: độ nhớt, nhiệt độ bắt lửa, nhiệt độđông đặc phạm vi quy định nhà thiết kế 4.3.1.2 Nguyên lý hoạt động 1- Vận chuyển Bơm vận chuyển dầu bôi trơn có chức năng: - Hút cấp dầu cho máy chính, diesel lai máy phát - Vận chuyển két dầu dự trữ - Vận chuyển từ két dự trữ tàu Máy lọc có chức năng: - Lọc dầu nhờn két dầu nhờn tuần hoàn máy - Dự phòng cho bơm vận chuyển dầu nhờn kèm chức nạp dầu vào két dự trữ lấy khỏi tàu theo đầu ống boong đặt bên mạn boong - Thông có lưới phòng hoả két dầu đưa lên boong hở, kiểm tra mức dầu két ống thuỷ loại kính chịu nhiệt có van tự đóng buồng máy 2- Nguyên lý hoạt động *Máy -44- Dầu bôi trơn từ két dự trữ chảy xuống két dầu bôi trơn tuần hoàn 119 máy Từ két dầu bôi trơn tuần hoàn, dầu bơm bơm bánh tới bầu sinh hàn dầu Có ống nhánh đưa dầu trực tiếp qua van ngả cảm ứng nhiệt độ vào máy chính, nhiệt độ dầu cao giá trị đặt van ngả van ngả đóng lại để dầu quay lại bầu sinh hàn dầu làm mát Dầu sau qua bầu sinh hàn nhiệt độ cao nhiệt độ đặt tiếp tục quay lại sinh hàn làm mát, nhiệt độ đạt yêu cầu đưa vào bôi trơn cho máy Dầu từ két dầu bôi trơn xilanh bơm tới két dầu bôi trơn trực nhật trực tiếp bôi trơn cho xilanh Dầu rơi vãi, dầu thải chảy xuống các-te chảy xuống két tuần hoàn Trong két tuần hoàn có ống để hút dầu cặn đưa phân ly, sau phân ly sạch, dầu đưa trở lại két tuần hoàn, cặn bẩn đưa lại két dầu bẩn *Diesel lai máy phát điện Dầu từ két dự trữ dầu bôi trơn cho máy phát đưa vào bôi trơn cho máy phát Dầu sau bôi trơn bơm đưa theo nhánh Một nhánh đưa tới máy phân ly sau phân ly dầu quay trở lại bôi trơn máy Một nhánh khác đưa dầu tới két thải dầu bôi trơn Bảng 4.3 Dung tích két dầu bôi trơn No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết Công suất tính toán Diesel N kW Theo lý lịch máy 3309 Số lượng Diesel Z tổ Theo thiết kế Công suất tính toán Diesel phụ Np kW Theo lý lịch máy 265 Số lượng Diesel phụ Zp tổ Theo thiết kế Suất tiêu hao dầu bôi trơn máy gm g/kW.h Theo lý lịch máy 1,67 Suất tiêu hao dầu bôi trơn máy phụ gmp g/kW.h Theo lý lịch máy Hệ số hoạt động đồng thời Diesel phụ k _ Theo thiết kế 0,5 Hệ số dự trữ dầu bôi trơn k1 _ Chọn 1,25 Hệ số sử dụng dầu bôi trơn k2 _ Chọn 1,2 -45- No Hạng mục tính Ký hiệu Đơn vị Công thức - Nguồn gốc Kết 10 Hệ số dung tích két k3 _ Chọn 1,15 11 Tỷ trọng dầu bôi trơn gm kg/lit Chọn theo loại dầu 0,92 12 Thời gian hoạt động liên tục phương tiện τ h Theo nhiệm vụ thư 360 13 Lượng dầu bôi trơn tiêu hao hành trình Bm kg 14 Lượng dầu bôi trơn hệ thống tuần hoàn máy W 15 Lượng dầu bôi trơn hệ thống tuần hoàn máy phụ 16 Bm = (g m NZ + g mp N p Z p k ) ( k1k2τ ) −1.103 2330 lit Theo lý lịch máy 1800 Wp lit Theo lý lịch máy 2100 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 bôi trơn dự trữ Vm lit B  τ τ Vm =  m + W + W p k3  γm T  Tp   6365 Kết luận: Tàu trang bị két chứa dầu bôi trơn có: Tổng dung tích: V = 6,365 m3 CHƯƠNG V : BỐ TRÍ TRANG THIẾT BỊ BUỒNG MÁY 5.1 GIỚI THIỆU CHUNG Việc bố trí thiết bị buồng máy công việc quan trọng phức tạp Cùng phương án trang trí động lực có nhiều phương án bố trí buồng máy Một phương án tốt phương án đảm bảo yêu cầu sau : + Các thiết bị vận hành tin cậy -46- + Thuận tiện cho việc quản lí + Có lợi cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, lắp ráp + Đảm bảo điều kiện làm việc thuận lợi cho thuyền viên + Các yêu cầu kĩ thuật trang trí động lực 5.2 BỐ TRÍ THIẾT BỊ BUỒNG MÁY Các nguyên tắc bố trí trang thiết bị buồng máy : + Phân bố trọng lượng thiết bị, máy móc buồng máy phải đảm bảo cân thiết bị phải bố trí đối xứng qua mặt phẳng dọc thân tàu, bố trí theo thứ tự thiết bị chính, thiết bị có khối lượng lớn bố trí trước, thiết bị phụ có khối lượng nhỏ bố trí sau + Bố trí trang thiết bị buồng máy cho thuận tiện cho việc quản lý, giảm nhẹ cường độ lao động thợ máy Trên sở này, thiết bị phụ cần phải bố trí gần thiết bị mà phục vụ, gần nơi lấy công chất gần thiết bị phụ khác chức phục vụ thiết bị Các van có chung chức bố trí thành cụm Các thiết bị theo dõi thường xuyên nên lắp gần vị trí điều khiển lắp thành bảng + Bố trí thiết bị máy móc cho chúng hoạt động bình thường điều kiện làm việc tàu, kể tàu nghiêng, chúi, ngược sóng, ngược gió, hành hải hay đỗ bến + Bố trí trang thiết bị đảm bảo thuận tiện cho công tác sửa chữa, bảo dưỡng, đảm bảo không gian vận chuyển thiết bị theo ba phương phục vụ cho sửa chữa phải có thiết bị chuyên dùng bàn nguội, máy khoan, máy mài,ê tô… + Bố trí trang thiết bị đảm bỏa yêu cầu đặc trưng thiết bị, đảm bảo an toàn cho buồng máy Các máy có trục nằm ngang bố trí song song với mặt phẳng dọc tâm để tránh tượng quay Các bơm nước khả tự hút nên đặt thấp mực nước biển thiết bị phát nhiệt nên bố trí khoang riêng, không nên bố trí chỗ thoáng, xa khoang chứa nhiên liệu… + Bố trí trang thiết bị buồng máy phải loại trừ chấn động giảm ồn Các thiết bị gây ồn rung động cần đặt cấu vỏ tàu cứng ổn định, không đặt động vị trí mà tần số dao động riêng gần với tần số dao động tàu để tránh hiệng tượng cộng hưởng dao động, ví dụ tàu có hai đường trục hai đường tâm lý thuyết chúng không cắt trọng tâm tàu Tránh tiếng ồn bầu tiêu âm vị trí phải thích hợp + Bố trí trang thiết bị buồng máy đảm bảo phòng hỏa, phòng nổ, phòng độc Các thiết bị phát nhiệt nồi hơi, bảng điện, động điện không bố trí gần két nhiên liệu Tất két chứa nhiên liệu phải, dầu nhờn phải có ống thông dẫn lên boong hở, boong thượng tầng Không bố trí két dầu chung vách với két nước phòng thuyền viên Phải trang bị hệ thống cứu hỏa hóa chất nước + Bố trí trang thiết bị đảm bảo môi trường làm việc thuận lợi cho thợ máy điều kiện nhiệt độ, thông gió, chiếu sáng, tiếng ồn + Bố trí trang thiết bị phả tính đến khả chống ngập nước -47- 5.3 SỐ LIỆU CÂN BẰNG BUỒNG MÁY 5.3.1 Trình tự bố trí thiết bị Khi bố trí buồng máy phải tiến hành theo trình tự sau : + Quyết định vị trí động + Xác định vị trí thích đáng trục chong chóng + Xác định vị trí chiều dài trục trung gian + Căn vào kết cấu vỏ tàu tìm vị trí cho phép đặt thiết bị đặc biệt gối trục đẩy, giảm tốc đặt gần đuôi tàu tốt + Song song với việc xác định chiều dọc động ta tiến hành định vị trí đường tâm hệ trục, nên bố trí đường tâm hệ trục song song với đường + Các thiết bị khác bơm nước, bơm nhiên liệu… thường bố trí hai bên động dựa vào hai bên mạn tàu + Các thiết bị khác xếp cho sử dụng hợp lý không gian buồng máy, trọng lượng phân bố đều, trọng tâm thấp đảm bảo thẩm mỹ, có lợi cho điều kiện lao động 5.3.2 Xác định tọa độ trọng tâm buồng máy Sau bố trí thiết kế trang thiết bị buồng máy phải tính toán cân buồng máy để điều chỉnh lại trang thiết bị trước hoàn tất thiết kế Các bước tiến hành : 5.3.2.1 Lập hệ trục Oxyz giao mặt phẳng sau − Mặt phẳng − Mặt phẳng sườn − Mặt phẳng dọc tâm − Trục x : hướng từ lái đến mũi tàu − Trục y : hướng từ mạn trái sang mạn phải − Trục z : hướng từ lên 5.3.2.2 Lập bảng tính tọa độ trọng tâm buồng máy Gọi Gi, xi, yi, zi khối lượng tọa độ trọng tâm thiết bị thứ i Lần lược liệt kê thiết bị chính, thiết bị có trọng lượng lớn xếp trước, thiết bị có trọng lượng nhỏ xếp sau, thiết bị nhỏ di chuyển điều chỉnh sau Thứ tự : + Két nhiên liệu + Máy + Các tổ máy phát điện + Nồi + Dầu bôi trơn + Các két nước + Máy lọc -48- + Máy nén + … Gọi Mxi, Myi , Mzi mô men quán tính tĩnh khối lượng thứ I theo trục x, y, z Tính toán tọa độ trọng tâm buồng máy tiến hành theo bảng 5.1 Bảng 5.1 Bảng tọa độ trọng tâm buồng máy Theo trục x STT Tên thiết bị Gi(kg) Theo trục y Theo trục z xi Mxi yi Myi zi Mzi (m) (kg.m) (m) (kg.m) (m) (kg.m) Động 80000 6,6 528000 0 3,1 248000 Tổ bơm cứu hỏa dùng chung 430 11,5 4945 -0,17 -73,1 2,2 946 Tổ nước biển làm mát M.E 256 11,5 2944 -0,17 -43,52 2,2 563,2 256 11,5 2944 -0,17 -43,52 2,2 563,2 Bình nén khí phụ G.E 90 11,55 1039,5 -4,228 -380,52 2,2 198 Động lai máy phát 5100 10,85 55335 3,45 17595 2,2 11220 5100 10,85 55335 -3,45 -17595 2,2 11220 Bầu làm mát nước G.E 305 8,4 2562 -2,08 -634,4 2,2 671 Tổ bơm (chưng cất nước ngọt) 137 7,8 1068,6 -4,7 -643,9 2,2 301,4 Tổ bơm bối trơn dự phòng cho M.E 440 5,4 2376 -2,44 -1073,6 2,37 1042,8 Bộ phân li nước bẩn đáy tàu 400 3,3 1320 -1,8 -720 2,37 948 10 Tổ bơm nước dầu bẩn đáy tàu 86 2,2 189,2 -1,65 -141,9 2,37 203,82 11 Tổ bơm dầu cặn 92 1,5 138 -1,15 -105,8 2,37 218,04 12 Tổ bơm 43 1,8 77,4 1,35 58,05 3,15 135,45 -49- nước 43 0,9 38,7 43 3,15 135,45 13 Tổ bơm chuyển dầu bôi trơn 46 3,2 147,2 2,2 101,2 3,15 144,9 14 Bộ hâm dầu nhờn cho máy lọc 75 3,9 292,5 2,76 207 3,15 236,25 15 Tổ máy lọc li tâm dầu nhờn 440 4,85 2134 2,7 1188 3,2 1408 16 Bộ hâm dầu đốt F.O cho M.E 76 5,6 425,6 3,52 267,52 3,2 243,2 38 6,2 235,6 3,223 122,474 2,6 98,8 17 Tổ bơm cấp dầu đốt F.O cho máy 38 6,2 235,6 3,8 144,4 3,4 129,2 18 Bơm chuyển dầu đốt F.O 70 7,2 504 4,1 287 3,2 224 19 Tổ bơm chuyển dầu đốt D.O 46 7,7 354,2 4,35 200,1 3,2 147,2 20 Tổ bơm nước biển làm mát máy lạnh 103 8,14 838,42 2,15 221,45 3,2 329,6 21 Tổ bơm nươc biển phục vụ 148 8,4 1243,2 4,45 658,6 3,2 473,6 22 Tổ bơm hút khô dằn tàu 430 11,5 4945 2,17 933,1 2,2 946 23 Tổ bơm dầu F.O kép (hệ nồi hơi) 125 1,075 134,375 2,65 331,25 6,5 812,5 24 Thiết bị xử lí chất thải 920 0,9 828 1,527 1404,84 6,5 5980 25 Nồi phụ 5280 2,75 14520 0,45 2376 7,76 40972,8 26 Thiết bị làm mềm 45 0,2 45 6,3 283,5 -50- nước(hệ nồi hơi) 27 Tổ bơm cấp nước kép hệ nồi 150 0,7 105 0 6,5 975 28 Lò thiêu dầu thải 600 1,4 840 -2,548 -1528,8 6,3 3780 29 Bầu ngưng phụ (hệ nồi hơi) 170 0,2 34 -2,537 -431,29 1360 30 Bình nén khí M.E 700 3,95 2765 -3,9 -2730 5600 700 3,35 2345 -3,9 -2730 5600 31 Máy nén khí 332 5,9 1958,8 -4,1 -1361,2 6,5 2158 332 5,9 1958,8 -4,83 -1603,56 6,5 2158 32 Tổ máy nén khí cố 201 6,3 1266,3 -5,73 -1151,73 6,5 1306,5 33 Thiết bị chưng cất nước 1500 7,5 11250 -4,4 -6600 6,58 9870 148 9,2 1361,6 -5,15 -762,2 6,5 962 34 Tổ bơm nước làm mát M.E 148 9,2 1361,6 -5,98 -885,04 6,5 962 35 Tổ bơm phụ dầu đốt F.O (hệ nồi hơi) 45 9,5 427,5 -4,3 -193,5 6,3 283,5 36 Máy lọc ly tâm dầu đốt D.O 285 11,2 3192 -4,25 -1211,25 6,5 1852,5 65 12,34 802,1 0,55 35,75 6,5 422,5 37 Bộ hâm dầu đốt F.O cho máy lọc 65 12,34 802,1 1,3 84,5 6,5 422,5 440 11,54 5077,6 1,65 726 6,5 2860 38 Máy lọc ly tâm dầu đốt F.O 440 11,54 5077,6 0,25 110 6,5 2860 39 Két áp lực nước cho bơm 90 2,96 266,4 3,95 355,5 6,5 585 348 4,8 1670,4 1,55 539,4 6,6 2296,8 40 Tổ quạt cấp gió buồng máy 348 4,8 1670,4 -1,55 -539,4 6,6 2296,8 -51- 41 Tổ quạt hút gió khỏi buồng máy 55 330 -1,4 -77 6,6 363 42 Các két thiết bị hệ thống khác 223566 6,5 1453179 0 894264 43 Σ 331386 2182900 -15225,1 1272034 Tọa độ trọng tâm buồng máy : xc = yc = ∑M xi =5,2 m ∑G i ∑M yi ∑G i = -0,04 m Yêu cầu : + yc = + Với tàu hàng khô buồng máy đặt phía đuôi tàu : xc = -(0,35÷ 0,45)Lbm = (4,62÷ 5,94) m Kết luận: Buồng máy bố trí thỏa mãn yêu cầu điều kiện cần khai thác - HẾT - -52- ... tiếp cho 01 hệ trục chân vịt Tàu thiết kế dùng để chở hàng khô, hàng bách hóa 1.1.2 Vùng hoạt động Vùng hoạt động tàu: Biển Đông Nam Á 1.1.3 Cấp thiết kế Tàu hàng 6800 tons thiết kế thoả mãn... TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC 1.2.1 Bố trí buồng máy Buồng máy bố trí từ sườn (sn8) đến sườn 30 (sn30) Trong buồng máy lắp đặt máy thiết bị phục vụ hệ thống động lực, hệ thống đường ống Buồng máy bố trí... 30 (Sn30) 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 Một số bơm chuyên dụng