Nghiên cứu hệ thống cung cấp năng lượng điện trên tàu xi măng đi sâu nghiên cứu và phân tích chức năng cấp nước của nồi hơi tàu xi măng

LỜI CẢM ƠN Sau 10 tuần làm đồ án tới đồ án tốt nghiệp em hoàn thành Em xin chân thành cảm ơn tới thầy giáo K.S BÙI ĐỨC SẢNH hướng dẫn bảo em suốt trình làm đồ án, thầy giáo khoa, mơn có nhận xét, đóng góp cho thiếu sót em, bạn lớp DTT52- DH2 giúp đỡ em Em xin chân thành cảm ơn! Hải phòng, tháng năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Hải Anh i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án “Nghiên cứu hệ thống cung cấp lượng điện tàu xi măng Đi sâu nghiên cứu phân tích chức cấp nước nồi tàu xi măng” riêng Mọi thông tin đồ án chưa đăng tải tài liệu nào! Hải phòng, tháng năm 2016 Sinh viên thực Nguyễn Hải Anh ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU XI MĂNG 15.000 TẤN .2 Chương 1: Hệ thống trạm phát điện tàu xi măng 15.000 .4 I Trạm phát điện tàu 1.1 Cấu tạo mặt ngồi bảng điện 1.1.1 Panel máy phát số 1.1.2 Panel máy phát số .5 1.1.3 Panel máy phát số 1.1.4 Panel phụ tải 440V số 1.1.5 Panel phụ tải 440V số 1: 1.1.6 Panel phụ tải nguồn 220V 1.1.7 Panel khởi động nhóm phát số 1.1.8 Panel khởi động nhóm phát số 1.2 Các phần tử bên bảng điện chức chúng 1.3 Hoạt động mạch đo 10 1.4.Mạch điều khiển đóng cắt ACB 11 1.5.Mạch điều khiển đông secvo 12 1.6 Hệ thống hòa đồng 13 1.7 Báo động bảo vệ 14 Chương :Hệ thống trạm phát cố tàu xi măng 15000 DWT 16 2.1.Các thông số kỹ thuật máy phát cố 16 2.2 Bảng điện cố tàu xi măng 15000T 17 2.3 Mối liên hệ bảng điện bảng điện cố 21 2.4 Hoạt động bảng điện cố 21 2.4.1 Chế độ tự động: 21 2.4.2 Chế độ điều khiển tay: 25 2.5 Thử máy phát cố .26 2.6 Các báo động bảo vệ 26 iii PHẦN II : ĐI SÂU NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CHỨC NĂNG CẤP NƯỚC CỦA NỒI HƠI TÀU XI MĂNG 15.000T 27 Chương 1: Giới thiệu tổng quát nồi 27 I Khái niệm nồi tàu thủy 27 1.1 Tổng quan nồi .27 1.2 Một số yêu cầu với nồi tàu thủy .27 1.3 Phân loại nồi tàu thủy 28 1.4 Kết cấu hệ thống nồi 28 II Các chức nồi 29 2.1 Tự động hâm dầu đốt 29 2.2 Chức tự động đốt lò 30 2.3 Tự động trì áp suất .32 2.4.Tự động kiểm tra,báo động bảo vệ nồi 33 2.5 Chức cấp nước nồi 35 III.Vận hành nồi 36 3.1 Chuẩn bị đốt nồi 36 3.2 Đốt nồi 37 3.3 Tăng áp suất 38 3.4 Dừng nồi 40 IV Một số hư hỏng vận hành nồi 40 4.1 Cạn nước nồi 40 4.2 Hư hỏng bề mặt trao đổi nhiệt 40 4.3 Mực nước nồi cao 41 4.4 Nồi bị tắt .41 V Bảo dưỡng nồi 41 Chương 2: Đi sâu phân tích chức cấp nước nồi tàu xi măng 15000 .43 2.1 Hệ thống nồi tàu Xi Măng 15.000 43 2.2 Giới thiệu phần tử sơ đồ vẽ tàu xi măng 15000T 43 2.3 Nguyên lý hoạt động nồi tàu xi măng 15.000 45 2.4 Tự động kiểm tra báo động bảo vệ hệ thống nồi 50 KẾT LUẬN 53 iv LỜI MỞ ĐẦU Từ thập niên 70 trở lại đây, ngành Hàng Hải giới bước vào giai đoạn phát triển mạnh mẽ Theo ước tính thị phần hàng hố lĩnh vực Hàng Hải vận chuyển chiếm khoảng 40% so với tổng lượng hàng hố lưu thơng Cùng với lớn mạnh Hàng Hải giới, ngành Hàng Hải Việt Nam dần hồn thiện phát triển khơng ngừng Trong công cải cách mở cửa kinh tế nước ta nay, nhu cầu xuất nhập hàng hoá tăng lên nhanh Nhằm đáp ứng cơng tác vận chuyển hàng hố cạnh tranh thị trường vận tải biển, đội tàu biển Việt Nam dần phát triển quy mô chất lượng, đồng thời nhiều tuyến vận tải mở Xu hướng nhanh hơn, lớn hơn, an toàn đại đội tàu giới thách thức đội tàu biển Việt Nam.Để thực nhiệm vụ quan trọng đó, ngành hàng hải Việt Nam không ngừng đổi mới, không nâng cao trình độ chun mơn cán thuyền viên mà buớc đại hoá đội tàu Xu ngành đóng tàu tăng tải trọng tàu tự động hố tồn hệ thống tàu để nâng cao độ tin cậy, an tồn cho tàu, giảm thời gian hành trình, giảm bớt số người, phục vụ tàu đồng thời cải thiện điều kiện làm việc thuyền viên Sau 4,5 năm học trường, em ban chủ nhiệm khoa Điện - Điện tử tàu biển giao cho đề tài “ Nghiên cứu hệ thống cung cấp lượng điện tàu xi măng Đi sâu nghiên cứu phân tích chức cấp nước nồi tàu xi măng ” Bằng cố gắng thân với bảo hướng dẫn tận tình thầy K.S BÙI ĐỨC SẢNH , thầy cô giáo khoa, giúp đỡ bạn bè đến em hoàn thành luận văn Do thân có nhiều hạn chế mặt kiến thức, nên cố gắng luận văn có thiếu sót định Em kính mong chi bảo hướng dẫn thầy cô để em hiểu biết thêm kiến thức nghề nghiệp sau Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng , tháng năm 2016 Sinh viên Nguyễn Hải Anh PHẦN I TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU XI MĂNG 15.000 TẤN GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU XI MĂNG I.KHÁI QUÁT CHUNG Hiện công nghiệp hóa đại hóa phát triển rộng lớn, trình độ kỹ thuật ngày nâng cao bước tiến mới, máy móc dần cải tiến Trong tàu phương tiện khơng thiếu với ngành hàng hải Việt Nam, có ảnh hưởng lớn đến phát triển đất nước tồn giới Tổng cơng ty Cơng nghiệp tàu thủy liên kết với kỹ sư nhật để học hỏi thiết kế tàu có kinh tế hiệu cao, tàu xi măng tàu đại lần kỹ sư việt nam đóng Bản thiết kế tàu cơng ty AZ bên phía nhật thiết kế cung cấp Tàu xi măng thiết kế với hệ thống trang thiện bị đại thuận tiện vận hành với người sử dụng Tàu đăng kiểm, giám sát bởi hai bên đối tác Nhật Việt Nam quy định luật hàng hải quốc tế Tàu thiết kế phù hợp với địa hình khu vực tiếp nhận xi măng công ty Việt Nam, công suất trở nhận hàng lớn đạt tới 1000 tấn/giờ chúng có khả vận chuyển tương đối dễ an toàn với điều kiện thời tiết ở việt nam vân hành Tàu có số đăch điểm bật sau Loại tàu Tàu thủy 15000 DWT tàu có kết cấu vỏ thép, hàn điện hồ quang Hệ thống boong tàu bao gồm boong boong lái Tàu trang bị bởi động Diesel chính, kiểu kỳ truyền động gián tiếp cho hệ trục chân vịt Vùng hoạt động,cấp thiết kế Tàu xi măng 15000 DWT thiết kế thỏa mãn yêu cầu cấp không hạn chế theo Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường ban hành Phần hệ thống động lực thiết kế theo quy định QCVN 21 : 2010 Các quy ước, công ước quốc tế áp dụng -Tàu đóng theo quy phạm giám sát phân cấp đăng kiểm Nippon Kaji Kyokai (NK) -Quy phạm phân cấp đóng tàu biển vỏ thép – 2010 Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường -MARPOL 73/38 -Bổ sung sửa đổi (MARPOL) Chương 1: Hệ thống trạm phát điện tàu xi măng 15.000 I Trạm phát điện tàu Hệ thống trạm phát điện gồm có máy phát điện chính, máy phát có thơng số kỹ thuật sau : Cơng suất định mức : Sđm = 925 KVA Pđm=740 KVA Tần số : f= 60 Hz Điện áp : 450V Dòng điện : 1187A Hệ số Cos phi : 0.8 Số pha : 3F 1.1 Cấu tạo mặt bảng điện (SHEET NO.19-1) Bảng điện tàu Xi măng chia thành panel sau (9 Panel) : - Nhóm panel khởi động phụ tải bảng điện số - Nhóm panel khởi động phụ tải bảng điện số - Panel máy phát số (NO.1 ) - Panel máy phát số (NO.2 ) - Panel máy phát số (NO.3 ) - Panel cấp nguồn 220V - Panel cấp nguồn 440V (NO.1 440V ) - Panel cấp nguồn 440V (NO.2 440V ) - Panel điều khiển chung 1.1.1 Panel máy phát số (SHEET NO.19-1) +ACB1: Aptomat máy phát số +A11: Ampe kế có nhiệm vụ đo dòng điện máy số +V11: Volt kế có chức đo điện áp +W11: Watt kế có chức đo công suất máy phát +FM11: Đồng hồ báo đo tần số máy phát +WL: Đèn báo sáng có chức thông báo máy phát hoạt động hay ngừng hoạt động +AS11: Công tắc chuyển mạch đo dòng pha +VFS11: Cơng tắc chuyển mạch điện áp pha +CS11: Cơng tắc chuyển mạch đóng ngắt automat +GS11: Công tắc dùng cho phân bố tải tác dụng tay +SHS11: Công tắc điều khiển mạch sấy cho +3-105: Nút ấn dừng (stop) +3-106: Nút ấn khởi động(start) +VR2: Biến trở điều chỉnh điện áp không tải máy phát +OCR11: Rơle bảo vệ tải có cố +RPR11: Rơle bảo vệ công suất ngược +GL: Đèn báo sáng màu xanh thông báo máy phát số hoạt động +RL: Đèn báo màu đỏ máy phát số chưa đóng lên lưới 1.1.2 Panel máy phát số (SHEET NO.19-1) 1.1.3 Panel máy phát số (SHEET NO.19-1) 1.1.4 Panel phụ tải 440V số (SHEET NO.19-1 ) 1.1.5 Panel phụ tải 440V số 1: (SHEET NO.19-1 ) 1.1.6 Panel phụ tải nguồn 220V : (SHEET NO.19-1 ) +EL61: Đèn báo cách điện pha +ES61: Nút ấn kiểm tra cách điện pha +A61: Đồng hồ đo dòng điện + MΩ61: Đồng hồ đo điện trở cách điện toàn mạch +V61: Đồng hồ đo điện áp + AS61: Công tắc xoay đo dòng điện pha +VS61: Cơng tắc xoay đo điện áp pha 1.1.7 Panel khởi đợng nhóm phát số : GSP1 (SHEET NO.19-1 ) 1.1.8 Panel khởi đợng nhóm phát số : GSP2 (SHEET NO.19-1 ) 1.2 Các phần tử bên bảng điện chức chúng - Bản vẽ (SH 28-1): Mạch điều khiển máy phát số +G : Máy phát số +ACB1 : Áptơmát máy phát số +CCT11 : Bộ đo biến dòng 40VA 2000/5A +CT11: Bộ đo biến đổi dòng 40VA.2000/5A(bộ biến đổi đo lường ) +T14 : Biến áp 300VA 460/115V, điện áp đưa tới mạch điều khiển ACB +T13 : Biến áp 50VA 460/230V/115V +PT11 : Biến áp 50VA 460/115V, chuyển tới máy phát, hòa đồng +F11 (3A) F14-2 (3A): cầu chì bảo vệ ngắn mạch - Bản vẽ (SH 28-2) : Mạch điều khiển cơng suất +G : Máy phát số2 +ACB2 : Áptơmát máy phát số +CT21 : Biến dòng 40VA.2000/5A +T24 : Biến áp 300VA.460/115V có nhiệm vụ biến đổi đưa tới mạch điều khiển +T23 : Biến áp 50VA.460/230V/115V có chức biến đổi đưa tới động secvo +PT21 : Biến áp 50VA 460/115V, có chức bảo vệ máy phát, hòa đồng tay - Bản vẽ (SH 28-3) : Mạch điều khiển cơng suất +G : Máy phát số +ACB3 : Áptơmát máy số +CT31 : Biến dòng 40VA 2000/5A +T34 : Biến áp 300VA.460/115V có nhiệm vụ đưa điện tới mạch điều khiển áptômát nồi hơi, chất lượng nước nồi hơi, chất lượng trình cháy -Khi cần thiết dừng nồi để vệ sinh bên cần thực bước sau: + Cần dừng nồi 24h trước tiền hành tháo, kiểm tra + Trước dừng, cần tiến hành thổi nguội bệ mặt trao đổi nhiệt + Khi áp suất nồi giảm xuống khoảng 0,4 Mpa, cần mở van xả để xả hết cáu cặn nồi + Để nồi nguội tự nhiên tiến hành công việc tháo, vệ sinh + Cách ly hoàn toàn nồi khỏi hệ thống phục vụ trước thực công việc tháo lắp 44 Chương 2: Đi sâu phân tích chức cấp nước nồi tàu xi măng 15000 2.1 Hệ thống nồi tàu Xi Măng 15.000 Các thông số kĩ thuật nồi Mơ hình hãng :GK-2028-1000/600 Kiểu :Nồi ống nước kiểu đứng Loại : NK MO Áp suất :0.7MPa Áp suất ổn định :0.4–0.6MPa Diện tích bề mặt đốt nóng :173,3 m2 Lượng bốc thực tế (FW 60C, lực ép 0.59MPA ) :1,000Kg/h Nguồn điện cung cấp :440V AC Tần số :60hz Số pha : 3F Công suất :11,7(18,9A) KW 2.2 Giới thiệu phần tử sơ đồ vẽ tàu xi măng 15000T - Bản vẽ 1/15 MCC-1 : Aptomat cấp nguồn cho bơm số MCC-2 : Aptomat cấp nguồn cho bơm số MCC-3 : Aptomat cấp nguồn cho sấy dầu, động bơm dầu FO, động quạt thơng gió MCC-4 : Aptomat cấp nguồn cho mạch điều khiển WP1 : Động lai bơm nước NO.1 WP2 : Động lai bơm nước NO.2 OH : Điện trở sấy dùng để sấy dầu FO BP : Động lai bơm dầu FO BF : Động lai bơm quạt thơng gió F1,F2 : Cầu chì mạch điều khiển 45 88W1 : Công tắc tơ bơm nước số thiết bị 88W2 : Công tắc tơ bơm nước số thiết bị 88H : Công tắc tơ sấy dầu 88Q : Công tắc tơ động lai bơm dầu 88F : Công tắc tơ động lai quạt gió CT : Biến dòng (10A/5A) Tr : Biến áp 440V/100V-500VA 88FX : Rrơle nhiệt quạt gió -Bản vẽ 2/15 PB3-LT : Nút ấn thử đèn WH-1 : Đèn báo có nguồn FRX1 : Cảm biến lửa hệ thống FT : Rơle thời gian thổi khí lò IGX2 : Rơle trung gian cho phép đánh lửa 20VLX : Rơle cấp nguồn cho van dầu đốt thấp Power supply : Bộ nguồn AC100-220V/DC24V RX : Rơle báo PLC hoạt động bình thường RD2 : Đèn báo PLC ko bình thường -Bản vẽ 3/15 PB3-5WP1,PB3-5WP2 : Nút ấn dừng bơm nước số 1,2 SS-43W : Công tắc chọn điều khiển bơm cấp nước tay,tự động 33WX1 : Công tắc tơ điều khiển bơm 49W1 : Rơle bảo vệ tải bơm cấp nước 88WX2 -Bản vẽ 4/15 PMX : Rơle cấp nguồn cho van dầu mồi IGX : Rơle trung gian dk BA đánh lửa 20VP1,2 : Hai van dầu hồi 20VL : Van điện từ đốt thấp 46 LM : Công tắc hạn vị cửa gió TS: Cảm biến nhiệt khí xả 20DX : Rơ le cấp nguồn cho động cửa gió DM: Động điều khiển gió -Bản vẽ 5/15 PB3-4B : Nút ấn đốt 4X : Rơle cho phép điều khiển trình đốt PB3-5B : Rút ấn dưng đốt 43BX1 : Rơle trung gian chế độ đốt tự động RD-8 : Đèn báo nước nồi thấp RD-5 : Đèn báo áp suất thấp dầu FO RD-10 : Đèn báo nhiệt dầu thấp FO RD-7: Đèn báo khí xả nhiệt cao RD-11 : Đèn báo áp suất nồi cao RD-1: Đèn báo lửa or cháy không thành công RD-6 : Đèn báo mức nước nồi thấp RD-9 : Đèn báo nhiệt dầu cao BZ : Còi báo động tàu 23QH : Cảm biến nhiệt độ dầu cao 63SHH: Cảm biến áp suất 63SL : Cảm biến áp suất FS-901 : Bộ cảm biến lửa 23QHH: Cảm biến nhiệt độ dầu cao LM1- 2000 : Cảm biến mức nước 2.3 Nguyên lý hoạt động nồi tàu xi măng 15.000 Mạch cấp nguồn: Đóng áp tơ mát cấp nguồn pha 440V có tần số 60Hz, chưa có tác động nguồn điện chưa cấp cho mạch động lực 47 -Ta bật áp tô mát (ATM) MCCB-1,MCCB-2 cấp nguồn động lực cho bơm cấp nước -Bật áp tô mát MCCB-4 cấp nguồn điều khiển cho hệ thống, dòng điện qua biến áp TR (400V/100V-500VA), qua cầu chì F1,F2 theo đầu khác Dòng qua đèn WH –1 sáng báo mạch điều khiển có điện a.Chức cấp nước + Chức cấp nước ở chế độ tay – Muốn hệ thống cấp nước hoạt động chế độ tay, bật cơng tắc SS-43W sang vị trí Manu (1-2) Hệ thống nồi có động lai bơm cấp nước (VP-1 VP-2) ta chọn bơm để hoạt động cách bật công tắc PB3-WP1 NO1 PB3-WP2 NO2 Giả sử ta chọn bơm NO1 nguồn cấp cho công tắc tơ 88WX2 (3-c) có điện, rơle q tải 49W1 (1-A) đóng báo khơng có cố tải, rơle 88W1 (A1A2) có điện Tiếp điểm 88W1 ở mạch động lực đóng lại , tiếp điểm 88WX1 (3-b) đóng điện để trì cho mạch điều khiển Tiếp điểm 88WX2 (7-11) 3-b đóng có điện vào đèn báo GN-2 sáng báo động bơm nước hoạt động - Động lai bơm hoạt động, muốn dừng bơm ta bật công tắc PB3WP1 vị trí off Nguồn điện cắt cơng tắc tơ 88WX2(3-c) điện làm cho tiếp điểm 88W1 điện, động lai bơm điện, tiếp điểm 88WX1 (3-d) điện dẫn tới đèn GN-2 tắt báo nguồn cắt khỏi động lai bơm - Muốn chọn bơm cấp nước số ta bật cơng tắc PB3-WP2 sang vị trí NO2 q trình diễn tương tự + Chức cấp nước ở chế độ tự động - Muốn hệ thống cấp nước hoạt động ở chế độ tự động, bật công tắc SS43W sang vị trí AUTO(3-4) Ta chọn hai bơm hoạt động cách bật công tắc bơm NO1 NO2 Khi nước cấp vào tín hiệu phải vào cảm biến mức nước LM1-200 đưa vào modul PLC, tín hiệu 48 đầu 10201 điều khiển rơle 33WX2 Rơle 33WX2 điều khiển công tắc tơ bơm cấp nước b.Chức tự động hâm dầu “- Tự động hâm dầu (FO) hệ thống sử dụng điều khiển nhiệt độ 23T cảm biến nhiệt độ kiểu suất điện động (CA), cảm biến nhiệt rơle 23QHH để bảo vệ hâm nhiệt độ dầu FO cao Để hâm dầu ta chọn cơng tắc SS-43H vị trí A/C vị trí C (A dầu DO ta ko cần hâm , C : dầu FO cần phải hâm, A/C dầu trộn nên ta cần phải hâm ) Nguồn cấp cho công tắc tơ 88H cấp từ YR qua tiếp điểm 43BX2 (5-c) Nguyên lý hoạt động hâm dầu : + Bật áp tô mát MCCB3 cấp nguồn cho mạch động lực cho hâm dầu (OH) + Bật áp tô mát MCCB4 cấp nguồn cho mạch điều khiển + Đốt nồi chế độ điều khiển tay , tiếp điểm SS88Q (5-7) công tắc CAM SW, rơle 43BX2 (13-14), 43BX3 (1413) có điện tiếp điểm 43BX2 đóng cấp nguồn cho cơng tắc tơ 88H Tiếp điểm 43BX2 đóng, cơng tắc tơ 88Q có điện động lai bơm dầu chạy dầu chạy tuần hồn qua hâm dầu -Giả sử nhiệt độ dầu FO