Thiết kế hệ thống nồi hơi tàu hàng 25000 tấn lắp máy chính mitsubishi 7UEC45LA

MỤC LỤC CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG .7 1.1 GIỚI THIỆU TÀU 1.1.1 Loại tàu công dụng tàu 1.1.2 Vùng hoạt động, cấp thiết kế 1.1.3 Thông số tàu 1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC CỦA TÀU 1.2.2 Giới thiệu máy 1.2.3 Thiết bị kèm theo máy 1.2.4 Tổ máy phát điện 1.2.5 Các thiết bị động lực khác 11 CHƢƠNG 2: TÍNH TỐN SẢN LƢỢNG HƠI CẦN THIẾT .17 1.CÁC NHU CẦU SỬ DỤNG HƠI TRÊN TÀU 17 2 XÁC ĐỊNH SẢN LƢỢNG NHIỆT CẦN THIẾT 18 2 Nhiệt lượng hâm dầu FO dự trữ 18 2 Nhiệt lượng hâm dầu FO két lắng 19 2 Nhiệt lượng hâm dầu FO két trực nhật 20 2 Nhiệt lượng hâm dầu nhờn két dự trữ 22 2 Nhiệt lượng hâm dầu nhờn vào máy lọc dầu nhờn 23 2 Nhiệt lượng cần thiết cho phục vụ sinh hoạt 24 2 Nhiệt lượng phục vụ cho nhu cầu khác 25 PHÂN ÍCH NHU CẦU SỬ DỤNG NHIỆT Ở TỪNG CHẾ ĐỘ 26 2.3.1 Chế độ chạy biển 26 Chế độ manơ 26 3 Chế độ chuẩn bị hành trình 26 TÍNH TỐN SẢN LƢỢNG HƠI CẦN THIẾT CHO NỒI HƠI PHỤ 29 -1- TÍNH TỐN SẢN LƢỢNG CỦA NỒI HƠI KHÍ XẢ 30 Sản lượng hõi theo nhu cầu sử dụng tàu 30 Sản lượng hõi nồi khí xả theo cơng suất 31 KẾT LUẬN 33 CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 34 3.1 PHƢƠNG ÁN 34 3.2 PHƢƠNG ÁN 34 3.3 PHƢƠNG ÁN 35 3.4 PHƢƠNG ÁN 35 Kết luận 37 CHƢƠNG :LỰA CHỌN CÁC TRANG THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG 38 LỰA CHỌN NỒI HƠI PHỤ ĐỐT DẦU 37 1 Mặt cắt nồi MIURA VWH-1200M 38 4.2 LỰA CHỌN NỒI HƠI PHỤ KHÍ THẢI 41 4.3.2 Hệ thống dầu đốt 43 4.3.3 Giới thiệu chung số thiết bị hệ thống 44 4.3.4 Hệ thống cung cấp 57 CHƢƠNG : LẮP ÐẶT VÀ THỬ NGHIỆM NỒI HƠI .60 5.1.VỊ TRÍ LẮP ĐẶT NỒI HƠI TRÊN TÀU .60 5.2.TIẾN HÀNH LẮP ĐẶT 60 5.2.1 Chuẩn bị tài liệu, thiết bị phƣơng tiện lắp nồi 61 5.5.2 Lắp đặt nồi phụ kiện xuống tàu 61 5.3 CÁC CHÚ Ý VÀ YÊU CẦU KĨ THUẬT 63 5.4 THỬ NGHIỆM NỒI HƠI .64 5.4.1 Quy trình thử bền – kín nồi 65 5.4.2 Thử hoạt động nồi (thử nóng ) 66 CHƢƠNG 6: NƢỚC CẤP NỒI HƠI 69 6.1 YÊU CẦU ĐỐI VỚI NƢỚC CẤP NỒI 69 6.2 TIÊU CHUẨN NƢỚC CẤP NỒI HƠI 70 -2- 6.3 QUÁ TRÌNH ĐĨNG CÁU .77 6.4 PHƢƠNG PHÁP SỬ LÝ NƢỚC NỒI HƠI 79 6.5 PHƢƠNG PHÁP LỌC NƢỚC NGOÀI NỒI 86 6.6.XẢ CẶN NỒI HƠI 98 6.7 KIỂM TRA CHẤT LƢỢNG NƢỚC CẤP NỒI HƠI 98 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Bảng tính nhiệt lượng hâm dầu FO dự trữ 18 Bảng 2.2 Bảng tính nhiệt lượng hâm dầu FO két lắng 19 Bảng 2.3 Bảng tính nhiệt lượng dầu FO két trực nhật 20 Bảng 2.4 Bảng tính lượng hâm dầu nhờn két dự trữ 21 Bảng 2.5 Bảng tính Nhiệt lượng hâm dầu nhờn vào máy lọc dầu nhờn 22 Bảng 2.6 Bảng tính Nhiệt lượng cần thiết cho phục vụ sinh hoạt 23 Bảng 2.7 Bảng tính nhiệt lượng trình tàu hành trình 25 biển Bảng 2.8 Bảng tính nhiệt lượng q trình tàu manơ 26 Bảng 2.9 Bảng tính nhiệt lượng trình chuẩn bị hành trình 26 Bảng 2.10 Sản lượng cần thiết cho nồi phụ 28 Bảng 2.11 Sản lượng cần thiết nồi khí thải 29 Bảng 2.12 Tính tốn sản lượng thực tế nồi 30 Bảng 6.1 Sự tiêu tốn thêm chất đốt tạo cáu mặt hấp nhiệt 69 Bảng 6.2 Bảng tiêu chuẩn nước cấp nồi 75 -3- DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Sơ đờ bớ trí Nồi phụ-Khí xả 33 Hình 3.2 Nồi liên hợp phụ - khí thải ống lửa thẳng đứng (Alborg) 35 Hình 3.3 Nồi liên hợp phụ - khí thải 35 Hình 4.1 38 Hình 4.2 Cấu tạo, mặt cắt Nồi phụ-Khí xả ống nước thẳng đứng Miura Kết cấu nồi khí xả KF-187ME Hình 4.3 Sơ đồ hệ thống cấp nước 44 Hình 4.4 Thiết bị theo dõi mực nước” 47 Hình 4.5 Bình làm mềm nước (Nhìn từ bên ngồi) 48 Hình 4.6 Cấu tạo bên bình làm mềm nước 49 Hình 4.7 Két nước cấp 51 Hình 4.8 Bơm cấp nước 52 Hình 4.9 Hệ thống dầu đốt 53 Hình 4.10 Bơm tăng áp 54 Hình 4.11 Kết cấu van điện từ 55 Hình 4.12 Hệ thống cung cấp 57 Hình 4.13 Điều khiển áp suất 58 Hình 5.1 Bố trí chung nồi tàu 59 Hình 5.2 Lắp đặt nồi 61 Hình 5.3 Bố trí thiết bị nồi 62 Hình 6.1 Bầu trao đổi ion dương 90 Hình 6.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước cấp nồi 94 Hình 6.3 Kết cấu thiết bị đo nồng độ muối 95 -4- 42 LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngành cơng nghiệp đóng tàu Việt Nam có bƣớc tiến nhảy vọt Các cơng ty, nhà máy đóng tàu Việt Nam đóng tàu lớn đƣợc hãng Đăng Kiểm danh tiếng giới chứng nhận Với tầm phát triển mạnh mẽ mình, cơng nghiệp đóng tàu nƣớc khơng đóng tàu phục vụ cho nhu cầu vận tải nƣớc mà xuất giới, đảm bảo chất lƣợng yếu tố có liên quan tổ chức Hàng hải quốc tế đặt Em đƣợc tiếp cận nghiên cứu hệ thống nồi tàu thủy vào học kỳ năm thứ Trong môn học này, chúng em đƣợc giao nhiệm vụ làm tập lớn môn học Trong phạm vi tập lớn, chúng em tiến hành đƣợc phần lớn công việc thiết kế hệ thống nồi hơi, qua biết đƣợc cách khái quát công việc cần tiến hành thiết kế hệ thống nồi Tuy vậy, nội dung phần việc thực số phần em chƣa tìm hiểu đƣợc cặn kẽ Vì vậy, em lựa chọn đề tài nhằm mục đích dành nhiều thời gian cơng sức để tìm hiểu sâu nồi tiến hành phần việc lại mà phạm vi tập lớn em chƣa nghiên cứu tới Trong hệ thống tàu thuỷ hệ thống nồi có vai trò quan trọng Để đảm bảo cho tàu hoạt động ổn định, tàu thủy đƣợc trang bị hệ thống nồi đáp ứng đƣợc nhu cầu hâm sấy nhiên liệu, dầu bôi trơn nhƣ phục vụ sinh hoạt Thực tế phần lớn hệ thống nồi đƣợc lắp tàu thuỷ phải nhập từ nƣớc ngồi Đó lý để em chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống nồi tàu hàng 25000 Tấn” Mục đích “ -5- Thực đề tài khơng ngồi mục đích tìm hiểu nghiên cứu, mặt khác giúp thân làm quen với công việc kỹ sƣ tƣơng lai Trau dồi học hỏi chuyên môn, nghiên cứu vấn đề lý thuyết thực tiễn tìm ta mối quan hệ thực chúng sở hạn chế mặt cơng nghệ, từ tìm biện pháp công nghệ phù hợp với thực tiễn sản xuất công ty Phương pháp phạm vi nghiên cứu: Phƣơng pháp nghiên cứu Kết hợp trình sản xuất thực tế nhà máy, với kiến thức học trƣờng, tham khảo tài liệu liên quan tác giả nƣớc, với hƣớng dẫn giúp đỡ giáo viên hƣớng dẫn Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu, tính tốn sản lƣợng cần thiết, đƣa phƣơng án chọn nồi hơi, số thiết bị hệ thống nòi hơi, bảo dƣỡng vận hành nồi Ý nghĩa thực tế đề tài nghiên cứu: Đề tài làm tài liệu tham khảo cho sinh viên học ngành Đề tài đƣợc ứng dụng nhà máy đóng tàu, đƣợc nhà máy tham khảo ứng dụng có chọn lọc cải tiến để phù hợp với điều kiện sản xuất nhà máy Đề tài tổng hợp trình học tập, nghiên cứu em thời gian học tập trƣờng hội tốt để em đúc rút thêm kiến thức kinh nghiệm để giải công việc sau Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn thầy cô khoa Máy Tàu Biển giúp đỡ tạo điều kiện cho em hồn thành đề tài ” Hải Phòng, ngày … tháng 05 năm 2016 Sinh viên Phạm Huy Hiếu -6- CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU TÀU 1.1.1 Loại tàu công dụng tàu Tàu chở hàng sức chở 25000 loại tàu vỏ thép gồm hầm hàng “ chở hàng khô hàng bách hoá Kết cấu hàn điện hồ quang, boong chính, boong dâng lái boong dâng mũi Tàu đƣợc thiết kế trang bị 01 Diesel chính, kiểu kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt ” 1.1.2 Vùng hoạt động, cấp thiết kế “ Tàu hàng 25000 đƣợc thiết kế thoả mãn cấp không hạn chế theo Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép – 2010, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trƣờng ban hành Phần hệ thống động lực đƣợc tính tốn thiết kế thoả mãn theo TCVN 6259 – : 2010 ” 1.1.3 Thông số tàu Chiều dài lớn nhất: Lmax = 154,5 m Đƣờng nƣớc thiết kế: Lwl = 148,7 m Chiều dài hai trụ: Lpp = 143,5 m Chiều rộng lớn nhất: Bmax = 26,8 m Chiều rộng thiết kế: B = 26,00 m Chiều cao mạn: D = 14,25 m Chiều chìm tồn tải: d = 9,75 m Máy : MITSUBISHI – 7UEC45LA Cơng suất: N = 6230 kW Suất tiêu hao nhiên liệu: ge = 173,4g/kW.h Vòng quay: n = 158 “ rpm Tàu đƣợc đóng theo quy phạm dƣới giám sát phân cấp đăng kiểm Nippon Kaji Kyokai (NK) -7- Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép – 2010 Bộ Khoa học Công nghệ Môi trƣờng Bổ sung sửa đổi 2010 MARPOL 73/78 ” 1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC CỦA TÀU 1.2.1 Bố trí buồng máy “ Buồng máy lắp đặt 01 máy chính, thiết bị phục vụ hệ thống ống toàn tàum, hệ thống động lực Lên xuống buồng máy 06 cầu thang 01 cầu thang cố Trong buồng máy thiết bị đƣợc điều khiển chỗ Máy đƣợc điều khiển chỗ buồng máy từ xa buồng lái Một số bơm chuyên dụng điều khiển từ xa boong nhƣ bơm vận chuyển dầu đốt, bơm nƣớc vệ sinh, sinh hoạt, Buồng máy đƣợc bố trí từ sƣờn 10 đến sƣờn 35 Các kích thƣớc buồng máy Chiều dài : 19,25 m Chiều rộng trung bình : 21,2 m Chiều cao trung bình : 11,00 m ” 1.2.2 Giới thiệu máy “ “ Ký hiệu 7UEC45LA, động diesel kỳ quét thẳng qua xupáp, có đầu chữ thập, tăng áp tuabin khí xả, dạng thùng, hàng xy-lanh thẳng đứng, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hồn, bơi trơn áp lực tuần hồn kín, khởi động khơng khí nén, điều khiển chỗ từ xa buồng lái Thông số máy chính: Số lƣợng 01 Kiểu máy 7UEC45LA Hãng sản xuất MITSUBISHI Công suất định mức, [H] 6230 -8- kW Vòng quay định mức, [N] 158 Số kỳ, [] Số xy-lanh, [Z] Đƣờng kính xy-lanh, [D] 450 mm Hành trình piston, [S] 1350 mm Khối lƣợng động [G] 178 Suất tiêu hao nhiên liệu 173,4 g/kW.h Chiều dài bao lớn [Le] 7420 mm Chiều rộng bệ động [We] 2560 mm Chiều cao [He] 5660 m Bơm LO bơi trơn máy 02 cụm Bơm nƣớc biển làm mát 01 cụm Bơm nƣớc làm mát 02 cụm Bơm dầu FO 02 cụm Bơm tuần hoàn dầu FO 02 cụm Bầu làm mát nƣớc 01 cụm Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm Các bầu lọc 01 cụm Máy nén khí 02 cụm Bình chứa khí nén khởi động 02 bình Tuabin khí xả 01 Máy điều tốc 01 Ống bù hoà giãn nở 01 đoạn Bầu tiêu âm 01 cụm rpm tons ” 1.2.3 Thiết bị kèm theo máy “ -9- ” 1.2.4 Tổ máy phát điện a Diesel lai máy phát “ Diesel lai máy phát có ký hiệu 6N165L–EN hãng YANMAR (JAPAN) sản xuất, diesel kỳ tác dụng đơn, hàng xy-lanh thẳng đứng, tăng áp, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hồn, bơi trơn áp lực tuần hồn kín, khởi động điện DC 24V Số lƣợng 02 Kiểu máy 6N165L–EN Hãng (Nƣớc) sản xuất YANMAR JAPAN Công suất định mức, [Ne] 480 kW Vòng quay định mức, [n] 1200 rpm Số kỳ, [] Số xylanh, [Z] Thứ tự nổ 1–4–2–6–3–5 ” ” b Máy phát điện Số lƣợng 02 Hãng (Nƣớc) sản xuất TAIYO Kiểu TWY40L–6 pha Công suất máy phát 600 kVA Vòng quay máy phát 1200 rpm Điện áp 450 V Cƣờng độ 770 A Tần số 60 Hz Trọng lƣợng 1900 kg Bơm LO bôi trơn máy 01 cụm Bơm nƣớc làm mát 02 cụm Bơm nƣớc biển làm mát 01 cụm JAPAN c Thiết bị kèm theo tổ máy phát điện - 10 - Để chống cáu có hiệu quả, nƣớc bổ xung cần (vì hợp chất hữu nƣớc kìm hãm mạnh q trình kết tinh muối) ngồi đảm bảo tỷ lệ thích hợp muối ion SiO32 không phải xả cặn nhiều 6.5 PHƢƠNG PHÁP LỌC NƢỚC NGOÀI NỒI “ Lọc nƣớc nồi bao gồm: lọc cặn, lọc dầu, khử khí khử muối cứng Có thể khơng cần khử muối nồi trƣờng hợp sau đây: Nồi ống lửa đƣợc cung cấp nƣớc có độ cứng chung dƣới mgđƣơng lƣợng/l, nồi liên hợp nồi ống nƣớc có áp suất dƣới 20 kG/cm2 đƣợc cung cấp nƣớc bổ xung có độ cứng chung dƣới mgđƣơng lƣợng/l Lọc cặn Nƣớc ngƣng nƣớc bổ xung đƣợc đƣa qua lƣới lọc ngăn than cốc bể lọc (bể nƣớc nóng) đƣợc lọc cặn Lọc dầu Nƣớc ngƣng làm việc có dầu (với máy nƣớc khoảng 50 mg/l, với tuabin khoảng mg/l) Nên nƣớc ngƣng làm việc với máy nƣớc dùng bể lọc nhiều cấp, tuabin cần bể lọc cấp, vật liệu lọc thƣờng dùng là: khăn bơng, vải gai, than cốc hoạt tính, phoi gỗ, dạ, chất dẻo, bột antraxít Năng lực hút dầu chúng nhƣ sau: than cốc cỡ 20  25 mm chứa g/kg, than cốc cỡ 10  12 mm chứa g/kg, than cốc cỡ  mm chứa 20 g/kg, than hoạt tính chứa 250 g/kg, xơ mƣớp 400 g/kg, phoi bào 500 g/kg, khăn 200 g/kg, 160  170 g/kg Dầu mỏ nƣớc ba trạng thái a) Trạng thái màng nổi: bị ngăn bể lọc b) Trạng thái giọt dầu lơ lửng nƣớc: lọc kiểu học giữ lại c) Trạng thái nhũ tƣơng: hạt dầu nhỏ (dƣới 0,0001 mm) mang điện tích dấu ngăn khơng cho chúng kết lại thành hạt to Chúng hầu nhƣ không bị bầu - 84 - lọc học giữ lại Muốn tách khỏi nƣớc trƣớc hết phải khử nhũ tƣơng dùng lọc dầu kiểu hấp thụ Vật liệu lọc dầu thƣờng đƣợc chứa bể nƣớc nóng, tốc độ chảy qua màng chậm chất lƣợng lọc tốt Đầu tiên nƣớc qua ngăn phoi bào, dây gai qua ngăn than cốc cỡ 15  20 mm với lƣu tốc 10  12 m/h qua ngăn than hoạt tính, ngăn khăn bơng, xơ mƣớp Than hoạt tính có khả hấp thụ dầu tốt lƣợng dầu nƣớc ngƣng dƣới mg/l, lƣu tốc dƣới  m/h độ dày tầng than 1000 mm, than cốc than hoạt tính có tác dụng lọc học, hấp thụ phử phần nhũ tƣơng Phoi bào giữ đƣợc hạt dầu to, chứa ngăn đầu bể lọc nƣớc nóng Than cốc, than hoạt tính, phoi bào dùng đƣợc lần, sơ mƣớp, khăn dùng đƣợc nhiều lần sau no dầu giặt nƣớc xà phòng nóng Lƣu tốc nƣớc qua vật liệu lọc chậm chất lƣợng lọc tốt Lƣu tốc nƣớc qua than không nên vƣợt 20  25 m/h, qua phoi bào, xơ mƣớp 12  20 m/h, qua khăn bơng, vải gai  10 m/h/ Điatơmít chất hấp thụ dầu tốt, giảm lƣợng dầu nƣớc ngƣng nóng đến 0,001  0,1 mm/l Điatơmít chất xốp lấy từ loại rêu đơn bào cổ Trong trình sử dụng cần sử dụng thêm hỗn hợp điatơmít-amiăng (mỗi lít dầu hấp thụ cần bổ xung  kg hỗn hợp) Khi vật liệu lọc dầu no dầu phải thay rửa, khả chứa dầu bể chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu lọc cấu tạo bể lọc (có bể chứa đƣợc 0,1 g/mli, có bể đạt 14  15 g/mli ) Dung tích bể lọc tính theo công suất thị (mã lực thị) nên vào khoảng 1,5  l/mli - 85 - Ngoài bể lọc đƣờng ống cấp nƣớc có đơi bầu lọc phụ kiểu lƣới hồng đồng - 86 - Khử khí Nồi có áp suất dƣới 20 kG/cm2 thƣờng tiến hành khử khí nƣớc cấp bầu ngƣng bể nƣớc nóng Nồi áp suất cao cần có khử khí riêng, khử khí có nhiều phƣơng pháp a Kiểu đun sơi: Nƣớc cấp đƣợc dẫn vào bầu khử khí đƣợc đun sơi, chất khí hòa tan bay Đây phƣơng pháp dùng nhiều nhất, khơng khử đƣợc hồn tồn chất khí b Kiểu hóa học: Pha vào nƣớc chất hấp thụ O2 nhƣ N2H4, Na2SO3, phoi thép bon N2H4 + O2  N2 + 2H2O 2Na2SO4 + O2  2Na2SO4 3Fe + 2O2  Fe3O4 Phƣơng pháp khử khí hoàn toàn, kg oxy nƣớc cần kg N2H4, dùng phi thép đạt 0,5  mg/l c Kiểu nhiệt hóa: Nƣớc qua bầu khở khí đƣợc đun nóng đƣợc hấp thụ chất khí nhờ than hoạt tính d Kiểu điện học: Dòng điện qua nƣớc, oxy nƣớc bị ion hóa mang điện tích âm chạy đến cực dƣơng tụ lại thành bóng lên Ngồi ra, để giảm lƣợng khí nƣớc, độ lạnh nƣớc ngƣng nên nhỏ (độ lạnh tăng 0C lƣợng O2 tăng 0,06 mg/l) để lọc nên dùng thải hâm nóng 50  60 0C, cần thƣờng xuyên theo dõi tình hình làm việc khí bầu hâm nƣớc hâm nƣớc tiết kiệm Đối với nồi cao áp, thiết dùng thiết bị cấp nƣớc kín có khử khí kiểu đun sơi Ở bể lọc khơng tiếp xúc với khí trời Nồi ống lửa có khử khí đặt nồi - 87 - Khử muối cứng a Có thể dùng vơi để khử độ cứng tạm thời Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2  2CaCO3 + 2H2O Có thể dùng NaOH, Na2CO3 để khử muối vĩnh cửu nồi NaOH + Ca(HCO3)2  CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O Na2CO3 + CaSO4  CaCO3 + Na2SO4 Các phản ứng tiến hành thùng lắng to, nhiệt độ 85  95 0C nên khong dùng tàu Trên tàu hay dùng phƣơng pháp khử muối cứng nhƣ: phƣơng pháp trao đổi ion dƣơng, phƣơng pháp trao đổi ion âm, phƣơng pháp điện từ, phƣơng pháp điện hóa, phƣơng pháp chƣng cất nƣớc Cho nƣớc qua chất trao đổi ion dƣơng nhƣ đá bọt, than hồng hố, vơphatít, espatít (ký hiệu chung NaR) ion Na+ chúng trao đổi với ion Mg2+ Ca2+ muối cứng nƣớc, làm cho hợp chất khó hoà tan Ca Mg (tức muối cứng) trở thành hợp chất dễ hoà tan Na nhƣ: NaHCO3, Na2SO4, NaCl Ca(HCO3)2 + 2NaR  CaR2 + 2NaHCO3 MgSO4 + 2NaR  MgR2 + Na2SO4 CaCl2 + 2NaR  CaR2 + 2NaCl Kết độ cứng nƣớc giảm (tuy lƣợng muối chung khơng đổi số lƣợng ion Cl-, SO42-, HCO3-, SiO22- nƣớc không thay đổi) Tƣơng tự nhƣ dùng chất trao đổi ion H+ Ca2+ + 2HR  CaR2 + 2H+ Khi tất ion Na+ xếp trao đổi hết với Ca2+ vag Mg cần dùng dung dịch  10% NaCl tiến hành tái sinh với lƣu tốc  10 m/h - 88 - Với bình trao đổi H+ dùng axít sunfuríc: CaR2 + H2SO4  2HR + CaSO4 Năng lƣợng trao đổi ion dƣơng đá bọt vào khoảng 100  150 gđƣơng lƣợng/m (tức 1m3 đá bọt làm mềm 100  150 nƣớc có độ thấm ban đầu 1mgđƣơng lƣợng/l 10  15 nƣớc có độ cứng 10 mgđƣơng lƣợng/l, than hồng hóa 280  360 gđƣơng lƣợng/l, espatít 400 gđƣơng lƣợng/l, ơspatít 300  600 gđƣơng lƣợng/l Đá bọt (glauconhít thiên nhiên) alumin silíc Fe Mg ngậm nƣớc, kí hiệu (Na2O, Al2O3, SiO2).nH2O Nó lọc đƣợc nƣớc dƣới 35 0C Lƣu tốc lọc  15 m/h Than hồng hóa (than đá sunphát hóa) đƣợc dùng rộng rãi tàu rẻ, sẵn Nó sản phẩm than đá tác dụng với H2SO4 đậm đặc (trên 96% ) với tỷ lệ : (theo trọng lƣợng), có mạng hữu phức tạp chứa nhiều nhóm sunfơ HSO3 cácbơxyn COOH Nó lọc đƣợc nƣớc 60  70 0C Lƣu tốc lọc 20  25 m/h độ cứng nƣớc mgđƣơng lƣợng/l, 10  15 m/h độ cứng  mgđƣơng lƣợng/l,  10 m/h độ cứng mgđƣơng lƣợng/l hao hụt hàng năm độ  10% Bầu lọc cation: Trong bầu có chứa chất trao đổi ion dƣơng than hồng hố Kết cấu bầu lọc đƣợc thể (hình 6.1) - 89 - 1- Nắp b ầu 2- Phễu đua nuớ c c óng y Nắp bầu d ung d ịc h tá i sinh vào Phu a nc cng hay dung 4- Thân b ầu dch tỏi sinh vào 3- ChÊt tra o ®ỉi ion Thân bầu 4 Chất trao đổi ionn ®ua n c s¹ c h 6- Va y ®ua ran c rđa vµo Van đƣa nƣớc 6 Van a nc nc vo 5-Ng ă n c ó nhiều ống xẻ ră ng Ngn có nhiều ống xẻ Đáy bầu Hình 6.1 Bầu trao đổi ion dương H×nh H.5.2 KÕt c Êu b ầu tra o đổi c a tion Nguyờn lý hoạt động bầu lọc nhƣ sau: cho nƣớc qua phễu vào bầu lọc Nƣớc đƣợc thấm qua lớp hợp chất lọc (than hồng hố) Tại đây, ion Na+ trao đổi với ion Mg2+ Ca2+ muối cứng nƣớc làm cho hợp chất khó hồ tan Ca Mg (muối cứng) trở thành hợp chất dễ hoà tan Na (NaHCO3, Na2SO4, NaCl) Sau thời gian sử dụng tính lọc bầu giảm cần phải tái sinh cho bình Trƣớc tái sinh, cần cho dòng nƣớc ngƣợc chiều thời gian 15  20 phút với lƣu lƣợng  l/sec cho m2 mặt cắt bầu lọc để làm xốp vật liệu lọc Sau tái sinh cần rửa NaCl H2SO4 nƣớc ngọt, 20  25 phút đầu cho nƣớc từ dƣới lên với lƣu tốc  m/h, xả tàu 25  30 phút tiếp tăng lƣu tốc lên  m/h, phải đƣa nƣớc vào két riêng để sau làm xốp vật liệu lọc Khi độ cứng nƣớc sau bầu lọc đạt 0.05 mgđƣơng lƣợng/l rửa xong - 90 - Thƣờng sau 12  24 h lọc, phải tiến hành tái sinh rửa độ 0,8  1,2 h (tùy theo độ cứng nƣớc dung tích bầu lọc) Nếu nƣớc vẩn đục, trƣớc trao đổi ion dƣơng cần lọc cát thạch anh, than antraxít Nếu nƣớc có độ cứng cácbônat cao trƣớc hết phải nên làm mềm nƣớc nƣớc vôi để giảm độ cứng cácbônát, sau cho trao đổi ion ( khơng muối cứng cácbơnát sinh NaHCO3 vào nồi sinh NaOH H2O, làm cho nƣớc nồi sủi bọt gây mục rỉ Nếu khơng có điều kiện lọc mềm nƣớc vôi cần tăng cƣờng xả cặn Nếu để độ cứng cácbơnát chiếm 1/2 độ cứng nói chung thƣờng ghép song song hai bầu trao đổi H+ Na+, nhằm lợi dụng HCl H2SO4 có nƣớc làm mềm trao đổi ion H+ để trung hòa NaHCO3 Na2CO3 sinh trao đổi ion Na+ Nếu ghép nối tiếp hai bầu trao đổi ion, nƣớc đƣợc làm mềm tốt (đạt 0.01 mgđƣơng lƣợng/l), lại tiện việc sử dụng, bầu lọc thứ hai đƣợc rửa nƣớc có độ cứng thấp nên qua ngày đêm cần tái sinh Nếu bầu có cấu tạo đƣa nƣớc cứng từ dƣới lên việc lọc mềm hiệu quả, chu kỳ tái sinh dài Ƣu điểm phƣơng pháp trao đổi ion Na+ làm mềm nƣớc là: Một phƣơng pháp tốt để làm mềm nƣớc (độ cứng đạt 0,01  0,03 mgđƣơng lƣợng/ l) Vật liệu lọc dùng lâu năm Song thiết bị hệ thống tƣơng đối to, nặng, phải thƣờng xuyên coi sóc, có trƣờng hợp gây độ kiềm cao gây giòn kiềm, cần nhiều nƣớc để rửa Các tàu lớn thƣờng trang bị thiết bị làm mềm này, số tàu sông 200  300 ml áp dụng - 91 - Làm mềm nƣớc cách trao đổi ion dƣơng H+ khử đƣợc toàn độ cứng cácbơnát, lƣợng cặn khơ giảm, giảm tính axít nƣớc b) Phương pháp trao đổi ion âm làm mềm nước Nƣớc có tính axít qua chất trao đổi ion âm (OH-, CO32-, HCO3-) tiến hành trao đổi ion âm với axít Trƣớc trao đổi ion âm, phải làm cho tất muối nƣớc trở thành axít tức phải cho nƣớc qua trao đổi ion dƣơng H+ Khi trao đổi ion âm diễn phản ứng: 2RaOH + H2SO4  Ra2SO4 + 2H2O 2RaOH + H2SiO3 Ra2SiO3 + 2H2O RaOH + HCl  RaCl + H2O Các chất trao đổi ion âm khác nhƣ Ra2CO3, RaHCO3 có phản ứng tƣơng tự Khi tái sinh dùng dung dịch kiềm (NaOH, Na2CO3, NaHCO3), để đảm bảo cung cấp nƣớc có độ cứng cho nồi cao áp đại, cho nƣớc trƣng cất qua bầu trao đổi ion dƣơng sau qua bầu trao đổi ion âm c) Phương pháp lọc nước từ trường Cho dòng nƣớc cấp chảy vng góc với đƣờng sức từ từ trƣờng mạnh, thành phần hóa học muối cứng nƣớc không thay đổi, song lý tính nƣớc biến đổi (độ nhớt tăng, sức căng bề mặt, điện tích ion Ca 2+, Mg2+ biến đổi) muối cứng đóng cáu bùn nồi mà khơng đóng cáu cứng Cƣờng độ từ trƣờng vào khoảng H = 12000 V/m, lƣu tốc dòng nƣớc vào khoảng m/s Có thể dùng nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện Lọc nƣớc từ trƣờng thiết bị đơn giản, chi phí thấp Nhƣng dùng cho nồi ống lửa nồi liên hợp ống lửa - ống nƣớc mà độ cứng nƣớc cấp dƣới  mgđƣơng lƣợng/ l lƣợng nƣớc bổ xung dƣới  lƣợng sinh nồi - 92 - Khi lọc nƣớc từ trƣờng, lƣợng cặn bùn sinh nhiều nên cần tăng số lần xả cặn lƣợng nƣớc xả d) Phương pháp điện hóa làm nước Khi có dòng điện chạy qua, nƣớc cần khử muối bị ion hóa, ion dƣơng (Na+, Mg2+) qua màng 2, ion âm qua màng Do ngăn số chẵn (II, IV, VI ) nồng độ muối tăng lên, ngăn số lẻ (I, III, V ) nƣớc đƣợc làm Nếu bề mặt có ngăn, khử đƣợc 70 80% muối nhƣ cần có 150  200 ngăn Phƣơng pháp điện hóa làm nƣớc tốn nhiều lƣợng (hơn phƣơng pháp chƣng cất hồi nhiệt) giai đoạn thí nghiệm e) Phương pháp chưng cất nước Khử muối phƣơng pháp trao đổi ion, phƣơng pháp từ trƣờng, phƣơng pháp hóa học, cần mang theo tàu nhiều nƣớc Do tàu biển thƣờng trang bị thiết bị chƣng cất nƣớc biển thành nƣớc Nƣớc biển vào bầu chƣng, nhờ thải  kG/cm2 máy phụ, trích từ tua bin hay nƣớc làm mát máy chính, đun sơi nƣớc mặn (có thể áp suất thấp) bốc thành cho qua bầu ngƣng đọng thành nƣớc cấp Có lợi dụng nhiệt khói lò để đun sôi chƣng cất kiểu chân không Nƣớc chƣng cất nhƣ qua cấp đạt đƣợc lƣợng muối chung  20 mg/l Muốn có nƣớc tinh khiết (lƣợng muối chung  mg/l), cần chƣng cất lại lần thứ hai, lần thứ ba Có tiến hành khử muối phƣơng pháp liên hợp: khử muối băng phƣơng pháp chƣng cất, phƣơng pháp điện hóa cho qua bầu trao đổi ion dƣơng ion âm - 93 - f) Sơ đồ nguyên lý hệ thống sử lý nước cấp nồi (Hình 6.2) Hệ thống xử lý nƣớc nồi phụ AALBORG đƣợc áp dụng rộng rãi tàu biển hệ thống đại, đảm bảo chất lƣợng nƣớc cấp nồi đạt tiêu chuẩn cao Hình 6.2 Sơ đồ hệ thống xử lý nước cấp nồi Bầu lọc cation Bầu lọc tự động xả Két chứa hoá chất Thiết bị đo nồng độ muối Két ngƣng nƣớc cấp Bơm cấp nƣớc nồi Thiết bị dò dầu tự động Hệ thống thiết bị báo nhiệt độ, áp suất nƣớc Hệ thống hâm nƣớc ngƣng 10 Hệ thống van xả cặn, van xả khí nồi - 94 - Nguyên lý hoạt động hệ thống: Hơi sau phục vụ đƣợc ngƣng lại bầu ngƣng Nƣớc ngƣng có nhiệt độ khoảng 85  90 0C đƣợc đƣa bầu ngƣng két nƣớc cấp Tại nƣớc đƣợc xử lý hoá chất cấp từ két hoá chất qua bơm định lƣợng Lƣợng nƣớc bị hao hụt đƣợc bổ xung lấy từ hệ thống nƣớc sinh hoạt Nƣớc bổ xung đƣợc đƣa qua bầu lọc cation để làm mềm trƣớc cấp cho két nƣớc nồi, từ két nƣớc cấp nƣớc đƣợc bơm vào nồi sau qua bầu lọc g) Thiết bị đo nồng độ muối.(hình 6.3) Thiết bị đo nồng độ muối đƣợc đặt trƣớc bơm cấp nƣớc Nó dùng để đo giám sát nồng độ muối nƣớc cp ni hi Trục c p Phần đế Chốt c ắm lỗ Đ iện c ục vàng Hình 5.4 Kết c ấu thiết b ịđo nồng độ muối Hỡnh 6.3 Kt cu thiết bị đo nồng độ muối Cấu tạo thiết bị gồm phần: phần cảm biến phần xử lý trung tâm, hai cực vàng phần cảm biến tiếp xúc trực tiếp với nƣớc Do nƣớc tồn ion âm dƣơng muối, hai cực trở thành cực dẫn dòng điện xử lý trung tâm Tại cƣờng độ dòng điện đƣợc phân tích đƣa kết nồng độ muối nƣớc Nếu cƣờng độ dòng điện yếu nồng độ muối nhỏ ngƣợc lại - 95 - Bộ phận báo đƣợc hiển thị hệ thống đèn Hệ thống gồm 20 đèn tƣơng ứng với mức  20 (đơn vị phần triệu) Nếu nồng độ muối vƣợt qua mức cuối hệ thống báo động phát tín hiệu báo động h) Bầu lọc tự động xả Bầu lọc tự động xả nằm đƣờng nƣớc cấp trƣớc bơm cấp nƣớc Thiết bị gồm hệ thống lỗ kích thƣớc nhỏ Khi nƣớc qua đây, cặn bẩn bị giữ lại rơi xuống bầu đựng Khi bầu đựng đầy thiết bị tự xả xuống két nƣớc bẩn Bầu lọc tự động xả giúp cho chất lƣợng nƣớc tốt hơn, nƣớc Một số thông số bầu lọc tự động xả Áp suất nƣớc vào lớn nhất: 17 bar Nhiệt độ làm việc: 20  65 C Số đồng hồ báo áp lực nƣớc:  10 bar Kích thƣớc khe lọc: m Khối lƣợng thiết bị: 0,4 kg i) Các thiết bị báo áp suất nhiệt độ nước Đƣa đến thông tin áp suất nhiệt độ nƣớc cấp nƣớc nồi cho ngƣời vận hành Căn vào thơng số này, ngƣời vận hành kịp thời phát xử lý sai sót hệ thống nhằm bảo đảm cho nồi hoạt động ổn định Vị trí thiết bị đƣợc thể sơ đồ hệ thống - 96 - ” 6.6.XẢ CẶN NỒI HƠI Ngoài việc lọc nƣớc để đảm bảo chất lƣợng nƣớc cấp, cần phải có biện pháp đảm bảo chất lƣợng nƣớc nồi (lƣợng muối chung, độ kiềm, độ clorua) Nƣớc nồi không ngừng bốc hơi, nồng độ tạp chất tăng lên Vì cần tiến hành xả định kỳ nƣớc đáy nồi đáy bể, cấp nƣớc để trì chất lƣợng nƣớc cấp nồi, hạn chế lƣợng muối theo nƣớc Xả nƣớc bề mặt (gạn mặt) nhằm xả cạn bẩn lơ lửng váng dầu Thƣờng xả lần, xả xong mực nƣớc kính thủy hạ xuống khơng q 1  mực nƣớc bình thƣờng kính thủy Xả cặn đáy nhằm xả cáu bùn đọng dƣới đáy nồi Thƣờng 24 xả lần, xả xong mực nƣớc kính thủy hạ xuống khơng q 1  mực nƣớc bình thƣờng kính thủy Lƣợng nƣớc xả DX nồi tuần hoàn tự nhiên phụ thuộc vào lƣợng muối nƣớc nồi nƣớc cấp DX  D S nc  S h , (kg/h) S nn  S nc Trong đó: Snc, Sn, Snn: lƣợng muối nƣớc cấp, nƣớc, nƣớc nồi Lƣợng nƣớc xả DX thƣờng chiếm 0,5  2% lƣợng sinh nồi Khi định kỳ xả cặn nhiều nƣớc nhiệt, liên tục xả cặn nƣớc nhiệt Khi xả định kỳ nên cho nƣớc xả ống ruột gà đặt bể lọc để giảm bớt tổn thất nhiệt nƣớc xả mang Khi xả liên tục nƣớc xả cặn nồi đƣợc đƣa vào chƣng cất nƣớc Xả cặn cho nồi ống nƣớc nằm: Khi xả giảm bớt độ 1/2 lƣợng chất đốt, xả cặn từ bầu góp phá hoại tuần hồn cụm ống nƣớc sơi số I làm nứt ống - 97 - 6.7 KIỂM TRA CHẤT LƢỢNG NƢỚC CẤP NỒI HƠI Để tính tốn xác lƣợng thuốc cần cho việc lọc nƣớc nồi lƣợng thuốc chống tạo cáu lọc nƣớc nồi để định thời gian xả cặn lƣợng nƣớc xả cần thƣờng xuyên kiểm tra chất lƣợng nƣớc Cứ 24 lần kiểm tra độ clorua nƣớc két nƣớc cấp, kiểm tra độ clorua độ kiềm nƣớc nồi ống lửa nồi liên hợp ống lửa - ống nƣớc Cứ 12 lần kiểm tra độ clorua, độ phốt phát, độ nitơrát, độ kiềm nƣớc nồi ống nƣớc Cứ lần kiểm tra độ clorua lƣợng muối chung nƣớc lọc mềm nƣớc chƣng cất Nƣớc nồi lấy từ van lấy mẫu nƣớc phải đƣa vào bầu làm nguội (nƣớc nồi ống ruột gà, nƣớc làm nguội bên ống) để khỏi bốc hơi, đảm bảo thí nghiệm đƣợc xác - 98 - ... 1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC CỦA TÀU 1.2.1 Bố trí buồng máy “ Buồng máy lắp đặt 01 máy chính, thiết bị phục vụ hệ thống ống toàn tàum, hệ thống động lực Lên xuống buồng máy 06 cầu thang... công dụng tàu Tàu chở hàng sức chở 25000 loại tàu vỏ thép gồm hầm hàng “ chở hàng khơ hàng bách hố Kết cấu hàn điện hồ quang, boong chính, boong dâng lái boong dâng mũi Tàu đƣợc thiết kế trang... Hệ thống dầu đốt 43 4.3.3 Giới thiệu chung số thiết bị hệ thống 44 4.3.4 Hệ thống cung cấp 57 CHƢƠNG : LẮP ÐẶT VÀ THỬ NGHIỆM NỒI HƠI .60 5.1.VỊ TRÍ LẮP ĐẶT NỒI HƠI