Hệ thống đường ống và thiết bị phụ tùng trong ngành đóng tàu

Phân loại đường ống

Áp suất danh nghĩa của đường ống là áp suất mà đường ống chịu được trong điều kiện khai thác lâu dài tại một nhiệt độ nhất định, của một dòng chất lỏng nhất định di chuyển trong đường ống. Ống lót polyetylen sử dụng khi nhiệt độ công chất không quá 750C và áp suất đến 16 kG/cm2, còn ống polyetylen sử dụng khi nhiệt độ công chất không quá 500C và áp suất đến 10 kG/cm2.

Tính toán đường ống

Ống làm bằng vật liệu đồng hoặc hợp kim đồng sử dụng cho các đường ống dẫn freon đường kính tới 20 mm của hệ thống làm lạnh. Áp suất danh nghĩa dùng làm chuẩn để chọn áp suất làm việc, mà nó là áp suất lớn nhất của môi chất chuyển dịch trong ống ở nhiệt độ làm việc thực tế.

Phân loại phụ tùng, thiết bị

Về kết cấu, các mối nối kiểu này gồm có ống lồng đàn hồi được làm từ vải tẩm cao su và các đai kim loại vít hai đầu ống lồng (hình 2.4). Phụ tùng, thiết bị của hệ thống có nhiều cách phân loại như: phân loại theo tính năng công dụng của phụ tùng, thiết bị; phân loại theo phương pháp dẫn động của phụ tùng, thiết bị, theo phương pháp chế tạo, v.v.

Các loại thiết bị, phụ tùng cơ bản của hệ thống

Để đề phòng các vật lạ (các mẩu sờn, mòn, v.v.) lọt vào máy móc và các thiết bị trên đường ống, ở đầu hút các ống người ta đặt các lưới hút hoặc chắn rác. Trong các đường ống của các hệ thống mà ở đó cần đảm bảo chuyển động của chất lỏng chỉ theo một hướng đã cho và đồng thời ngăn ngừa chuyển động của nó theo hướng ngược lại, người ta lắp các van một chiều, van chặn một chiều, van dẫn hướng, v.v.

Công suất và hiệu suất của bơm

Công suất yêu cầu của bơm là năng lượng mà bơm nhận được từ động cơ trong một đơn vị thời gian, còn gọi là công suất trên trục của bơm. Công suất thủy lực hay công suất có ích của bơm là phần năng lượng mà chất lỏng nhận được từ bơm trong một đơn vị thời gian.

Cột áp hút cho phép của bơm (hay vị trí đặt bơm tối đa)

Thực tế cột áp hút của bơm không bao giờ đạt được 9,81 m.c.n, bởi vì khi áp suất p1 tại cửa vào của bơm nhỏ tới một giá trị nào đó, bằng áp suất pd của hơi bão hòa của chất lỏng, thì hiện tượng xâm thực trong bơm xảy ra. Như đã biết, áp suất tại cửa vào của bơm phải lớn hơn áp suất của hơi bão hòa của chất lỏng (p1 > pd), ứng với một nhiệt độ làm việc nhất định nào đó thì mới tránh được hiện tượng xâm thực trong bơm.

Các kiểu kết cấu của bơm

Khi chọn bơm ly tâm cho hệ thống tàu thủy, cần phải biết các đặc tính của nó, là các quan hệ theo đồ thị cột áp H, công suất N và hiệu suất  đối với lưu lưọng Q khi vận tốc quay của bơm cố định n, vg/ph (hình 2.9). Đem đặc trưng ống 3 so với các đặc tính này ta sẽ nhận được các điểm làm việc A1 và A2 xác định được lượng chất lỏng mà bơm vận chuyển trong đưềng ống bằng một và hai bơm làm việc song song.

CÁC DỤNG CỤ ĐO - KIỂM TRA VÀ THIẾT BỊ

Khi lưu lượng nhỏ và cột áp lớn, người ta dùng bơm xoáy lốc.Hoạt động của chúng, cũng như của bơm ly tâm, dựa trên cơ sở truyền năng lượng từ cánh bơm cho dòng chất lỏng. Điều này cho phép so sánh các quạt với nhau, xác định các khả năng sử dụng chúng để làm việc ở các thông số khác nhau của không khí, đánh giá các giá trị của cột áp và lưu lượng.

KHÁI NIỆM CHUNG

Về ý nghĩa vật lý, tất cả các thành phần của phương trình Béc-nu-li là năng lượng đơn vị (cho 1 kg chất lỏng).  ) là giá trị năng lượng đơn vị toàn phần mà dòng chất lỏng có được ở mặt cắt ngang đã cho, tức là cột áp thủy lực toàn phần được đo bằng mét cột nước (m.c.n). Giỏ trị của nú nhận được, xuất phát từ điều kiện tương đương về sức cản thủy lực của các ống, chiều dài và đường kính trong như nhau, một ống trong đó có độ nhám đều dạng hạt, còn ống kia - không đều.

PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH

Trong sơ đồ tính, mạng đường ống của hệ thống được phân ra thành các đoạn ống riêng biệt, trong giới hạn của nó, thì sự ổn định về lưu lượng chất lỏng và sự không đổi của đường kính mặt cắt ngang ống được giữ nguyên. Vì theo công thức tính cơ bản (3.16), các tổn thất cột áp được thể hiện trong hàm của cột áp tốc độ, nên phương pháp tính xét ở trên đang được nghiên cứu, thường được gọi là phương pháp cột áp động lực học.

PHƯƠNG PHÁP TỔN THẤT CỘT ÁP TRÊN ĐƠN VỊ CHIỀU DÀI ỐNG CỦA HỆ THỐNG ỐNG

Mục đích tính toán trong trường hợp này là, xác định các thông số chuyển động của chất lỏng theo các đoạn cũng như cột áp, lưu lượng nơi tiêu thụ. (3.30) Với mục đích, để thuận tiện cho việc tính các giá trị lT và i, người ta xây dựng các toán đồ, nó làm đơn giản và giảm một cách đáng kể việc tính toán thủy lực bằng phương pháp này.

TÍNH NĂNG CỦA CÁC HỆ THỐNG HẦM TÀU

Ở các sơ đồ bố trí theo nguyên tắc độc lập (tự bốc), mỗi khoang tàu nằm giữa hai vách ngăn kín nước, được trang bị bơm riêng, được đặt trong khoang với tất cả các thiết bị điều khiển. Trong trường hợp này, tuổi thọ của hệ thống được đảm bảo là cao nhất, nhưng nó yêu cầu số lượng đáng kể bơm và xuất hiện thêm các lỗ khoét ở các mạn tàu cho các đường ống đi tới bơm.

HỆ THỐNG HÚT KHÔ

Ở sơ đồ bố trí theo nguyên tắc phân nhóm, chi phí ống giảm đáng kể và khối lượng của hệ thống giảm, nhưng sự điều khiển hệ thống lại phân tán. Đường ống đẩy chính của hệ thống hút khô ngắn hơn ống hút rất nhiều, nên tổn thất cột áp trong nó thường không tính.

HỆ THỐNG NƯỚC DẰN

Để bố trí các két dằn, thường người ta dùng các khoang phía mũi và lái, các khoang ngay hai bên mạn với mục đích tạo ra mô men gây nghiêng, chúi lớn nhất mặc dù khối lượng nước dằn không lớn, tiết kiệm dung tích khoang hàng. Trên hình 4.5 biểu diễn sơ đồ nguyên lý của hệ thống dằn ngang bố trí theo nguyên tắc phân nhóm , nước tự chảy qua van thông biển 1 vào các bể dằn tại hai mạn qua cửa nhận nước 16.

HỆ THỐNG CỨU ĐẮM

Để thải ra khỏi tàu lượng nước chảy vào thân tàu do thủng khoang hoặc rò nước, nhiều tàu, người ta bố trí hệ thống cứu đắm, như tàu kéo cảng, tàu kéo chuyên tuyến, tàu kéo-đẩy cứu hộ, tàu hàng, v.v. Với mục đích đánh giá khả năng của các phương tiện cứu đắm, của các tàu lai dắt, người ta xác định: lưu lượng nước Q chảy vào khoang tàu qua lỗ thủng là bao nhiêu, khi áp suất mạn là không đổi.

CÁC HỆ THỐNG TÍN HIỆU VÀ CÁC BIỆN PHÁP CỨU HỎA TRÊN TÀU

• Hệ thống tín hiệu báo cháy

Theo luật của Đăng kiểm, hệ thống báo cháy tự động phải được trang bị ở tất cả các buồng máy trong trường hợp không có trực ca liên tục, ví dụ, khi tự động hoá toàn bộ thiết bị động lực. Người ta còn sử dụng cả hệ thống báo cháy không tự động, nhờ nó mà một người phát hiện được đám cháy sẽ thông báo kịp thời đến buồng lái hoặc lên bảng tín hiệu.

HỆ THỐNG DẬP TẮT BẰNG NƯỚC

Ưu điểm của hệ thống mạch kín là có thể ngắt riêng từng đoạn ống nhờ các van khi chúng bị hỏng mà không ảnh hưởng đến sự làm việc của hệ thống, do đó hệ thống này được sử dụng linh hoạt hơn đồng thời nó đảm bảo được sức sống lớn nhất của hệ thống, đặc biệt nó được sử dụng rộng rãi trên các tàu khách. Theo các công thức đẫ đưa ra ở trên, có thể tìm được lưu lượng nước qua ống mềm cứu hỏa và dĩ nhiên cả qua vòi, tìm được tổn thất cột áp trong các ống mềm, chiều cao dòng đi ra từ miệng phun của vòi rồng và cột pá cần thiết ở vòi cứu hỏa.

CÁC HỆ THỐNG DẬP TẮT BẰNG BỌT

Hỗn hợp nước mạn và chất tạo bọt, ở dạng nhũ tương, được bơm đưa vào đường ống áp lực 7 của hệ thống, từ đó qua họng cứu hỏa 8 theo ống mềm, nó đi vào vòi rồng không khí - bọt 9, ở đó, khi kết hợp với không khí, tạo ra bọt. Cấu tạo kết cấu của vòi rồng không khí - bọt sao cho hỗn hợp nước và chất tạo bọt, dưới áp suất khí đi qua vòi phun, hút không khí vào, trộn lẫn với chúng và tạo ra bọt, bọt này được phụt ra qua lỗ ra của vòi rồng.

HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

Lượng nước ăn, nước rửa lấy lên tàu từ các nguồn trên bờ, phụ thuộc vào số lượng thủy thủ đoàn và hành khách, tính năng của tàu và thời gian chuyến đi tới cảng mà ở đó có thể đổ đầy nước dự trữ từ hệ thống nước trên bờ. Khi tính toán đường kính đường ống của hệ thống cấp nước, người ta lấy các giá trị trung bình của tốc độ chuyển động của nước như sau: cho ống chính nằm dưới áp lực của bình khí nén và cho ống đẩy của các bơm là 1,52,5 m/s; cho các ống nhánh từ ống chính là 12 m/s và đối với các đường ống hút của các bơm 0,751,5 m/s.

CÁC HỆ THỐNG NHÀ VỆ SINH, NƯỚC THẢI VÀ THOÁT NƯỚC

Nước từ nhà vệ sinh và nước thải từ các buồng vệ sinh đi vào các két là dòng tự chảy, còn thải chúng ra khỏi đó nhờ bơm hoặc bơm phụt theo các ống kết thúc trên boong của cả hai mạn ở các đầu đặc biệt phục vụ cho việc nối với các thiết bị hút bờ hoặc các trạm nổi. Để cho trong nhà vệ sinh và các chỗ tắm rửa không xuất hiện các mùi khó chịu, trong các thiết bị vệ sinh, người ta đã dùng các cửa van nước được đặt dưới các thiết bị hoặc đưa vào kết cấu của nó, ví dụ như hố xí (la-va-bô).

CHỨC NĂNG VÀ YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI CÁC HỆ THỐNG SƯỞI

Để tính đến ảnh hưởng của các chi tiết ghép chặt (vít gỗ, đinh vít, tấm thép và v.v.) xuyên qua lớp cách nhiệt, keo dán, tính không chính xác khi lắp ráp, ẩm cách nhiệt và v.v. Để loại bỏ khả năng nước đọng thành giọt ở các vách bao quanh, nhiệt độ bề mặt bên trong bề mặt cách nhiệt bên trong buồng phải lớn hơn nhiệt độ điểm sương ở điều kiện đã cho, tức là: tI > tP.

HỆ THỐNG SƯỞI BẰNG NƯỚC

Các sơ đồ khác nhau mắc vào bộ tăng nhiệt trong hệ thống sưởi bằng nước ở tư thế ngang của các đường ống chính gồm hai loại, loại một đường ống và loại hai đường ống. Mặt khác đường nước làm việc vào bộ gia nhiệt có thể từ phía trên hoặc từ phía dưới, chuyển động của nước nóng và nước đã làm việc có thể là cùng chiều hoặc ngược chiều.

HỆ THỐNG SƯỞI BẰNG KHÔNG KHÍ

Khi hệ thống làm việc, không khí tươi qua đầu thông gió hình nấm 1 hướng theo ống vào quạt điện và bị đẩy vào thiết bị sấy khí 4 mà trong các ống của nó có nước nóng tuần hoàn, không khí đã được sấy nóng ở trong thiết bị sấy được dẫn theo các ống đến các khoang và được cấp vào các thiết bị phân phối khí trong các khoang đó. Các nhược điểm đáng chú ý nhất trong số đó là: độ phân nhánh rất lớn theo con tàu của mạng lưới đường ống của các chất mang nhiệt lạnh cho các máy điều hòa tại chỗ, liên quan đến nó là làm phức tạp việc làm kín; cần phải có các thiết bị thoát nước từ các máy điều hòa tại chỗ để đưa hơi ẩm ngưng tụ từ không khí buồng; tiếng ồn tăng trong các buồng vì sự làm việc của các vòi phun trong các máy điều hòa tại chỗ; giảm thể tích có ích của các buồng do việc lắp đặt trong đó các máy điều hòa; tính kinh tế thấp so với hệ thống tốc độ thấp tập trung.

CÁC MÁY LẠNH

Tất cả các máy lạnh có thể được chia thành 3 kiểu chính: máy nén (không khí và hơi làm việc dựa vào các chất lỏng dễ sôi), hấp thụ và phụt. Nhiệt lượng, cần thiết để làm bay hơi công chất lạnh, nhận được từ nước muối choán quanh ống ruột gà của dàn bay hơi I.

CÁC KIỂU HỆ THỐNG LÀM LẠNH

Ở hệ thống nước muối (hình 9.1), nước muối được làm lạnh ở dàn bay hơi do công chất lạnh sôi, được cấp bởi bơm đến các bộ tổ ống nước muối (có gân hoặc nhẵn, một hoặc hai dãy) được đặt trong các hầm ở trên mạn, vách ngăn hoặc dưới boong (tổ bộ trần). Ở hệ thống làm lạnh hỗn hợp, trong các hầm người ta đặt tổ bộ nước muối và dẫn các kênh dẫn không khí, nó bảo đảm tính mềm dẻo cho sự làm việc của hệ thống, vì trong trường hợp này nó có khả năng tích lũy và có thể điều chỉnh độ ẩm không khí trong hầm.

CÁCH NHIỆT CÁC BUỒNG LẠNH

Thuộc loại này có bitum, xi và nhũ tương bitum, các keo đặc biệt (izolit, iditol- nhựa fenol formaldehit, và v.v.) và các vật liệu dạng cuộn như: giấy da cừu (còn gọi là pecgamin - để chống thấm), giấy dầu, bìa amiăng cách nước và v.v. Các hệ cột chống lớn và các ống được cách nhiệt nhờ có vỏ và lấp đầy cách nhiệt, đôi khi nhờ phớt khoáng vật (loại vật liệu cách nhiệt) và cô-xma, các lưới kim loại, các chất bọc (trát), vỏ gỗ hoặc duyara (đối với hệ cột chống) và vải đay thô được quét sơn dầu (đối với ống).

THIẾT BỊ LÀM LẠNH KIỂU NÉN KHÍ TỰ ĐỘNG Cể HỆ THỐNG LÀM LẠNH NƯỚC MUỐI

Van thông với công tắc áp suất cực đại 2, nhờ nó mà khi có sự tăng áp suất mạnh đột ngột của máy nén khí, sẽ được tự động ngắt, đồng thời gây tín hiệu âm thanh và ánh sáng 3. Nhiệt độ nước muối được điều chỉnh nhờ cảm biến nhiệt 14 nối với bình cầu nhỏ 13, cái này khi ở trị số nhiệt độ tối thiểu của nước muối, sẽ tạo ra xung để tắt động cơ điện của máy nén.

TÍNH NĂNG VÀ YÊU CẦU CHUNG

Các hệ thống làm hàng và làm sạch hàng phải đảm bảo: nhận và bơm hàng ra với sản lượng đã cho; thực hiện hợp lý quá trình làm sạch ở cuối giai đoạn bơm hàng ra và chỉ để các cặn còn lại trong các két là ít nhất. Hệ thống dẫn khí ra phải duy trì được sự trao đổi khí bình thường giữa các két và khí quyển bên ngoài trong lúc làm hàng cũng như khi hành trình có hàng và không có hàng.

CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA CÁC SẢN PHẨM DẦU

Nhiều sản phẩm dầu, được chuyên chở trên các tàu dầu, ở các điều kiện nhiệt độ bình thường, ở trạng thái mà khi đó sự bơm chuyển chúng là không có khả năng hoặc rất khó khăn. Chỉ tiêu để đánh giá khả năng bơm chuyển của sản phẩm dầu là độ nhớt, đặc trưng cho ma sát trong của các phần tử chất lỏng, khả năng cản trở sự dịch chuyển tương đối với nhau.

HỆ THỐNG LÀM HÀNG CỦA TÀU DẦU

Đối với hệ thống hâm nóng bằng khí thải, cho khí thải của động cơ diessel đi qua không gian đáy đôi hoặc bằng cách cấp các sản phẩm dầu đã được đun nóng đến 100  1200C vào các két qua các vòi phun đặc biệt. Để duy trì nhiệt độ của hàng, loại trừ sự mất mát do bay hơi, một số tàu được trang bị hệ thống phun nước dạng vòi hoa sen đặt cố định theo các khoảng, dọc theo chiều dài tàu bên cạnh khoang hàng, nước biển được bơm lên làm cân bằng ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến mặt boong bằng thép của tàu.

HỆ THỐNG THÔNG HƠI, THOÁT KHÍ CỦA TÀU DẦU

Nếu hầm hàng được làm kín hoàn toàn thì khi nhiệt độ tăng, hàng lại sẽ bay hơi nhiều hơn cho đến khi hơi dầu đạt được áp suất ở bề mặt thoáng lại tác động vào các vách bao quanh và khi nhiệt độ tăng thêm, áp suất hiện tại tăng thêm và tự giải phóng bằng cách phá vỡ điểm yếu nhất của hầm hàng. Ưu điểm của phương pháp này là có giá thành thấp vì chiều dài ống không lớn nhưng nhược điểm là khi dầu bốc hơi, hệ thống không xả được với tốc độ cần phân tán nhanh hơi dầu, van dễ bị tắc do cặn và chất sáp với lượng rất nhỏ và rất dễ xảy ra sự cố.

HỆ THỐNG ĐO LƯỢNG HÀNG TRONG KÉT

Trên đầu các ống thoát khí của hệ thống độc lập hoặc ở mỗi ống nhánh của mỗi két của hệ thống thoát khí tập trung, người ta có đặt các lưới chống lửa nhằm ngăn cản lửa lan truyền sang các két khi cháy. Nhược điểm: Cần có số lượng lớn các ống dẫn đến các két và đến bàn điều khiển; Cần thiết phải xử lý sơ bộ không khí trước khi cấp vào hệ thống (thải hết hơi nước), không thế thì hệ thống rất nhanh hỏng.

HỆ THỐNG KHÍ TRƠ

Thuộc loại thiết bị này có chỉ báo mức dùng điện EILY-1B dùng để đo liên tục mức của các chất cháy, chất lỏng khác nhau, thậm chí cả chất nổ nguy hiểm. Hoạt động của dụng cụ dựa trên cơ sở thay đổi điện dung của điện cực, được phủ bằng cách điện, tùy thuộc vào mức chất lỏng mà cảm biến ngập trong đó.

HỆ THỐNG LÀM SẠCH VÀ RỬA KÉT

Quan trọng là làm sao để tính ổn định của nhũ tương trong thời gian kết hợp đúng với công nghệ rửa, tức là sự phân rã ngược lại của nó với các sản phẩm dầu và nước phải diễn ra khi lắng đọng. Trong khai thác còn có trạm làm sạch, nó làm việc cùng với thiết bị làm nghiêng dạng hình tháp bao gồm hai khu và được dùng để nâng (nghiêng) và để đốt nóng từ phía đáy xà-lan trọng tải đến 12.000T.