Trên các tàu cỡ lớn, khơng gian chứa hàng hĩa nằm ở bộ phận giữa tàu được ngăn bằng hai vách ngăn dọc và chia thành ba phần, phần giữa, phần phải và phần trái. Các phần này lại được chia nhỏ bởi những vách ngăn. Hai vách ngăn dọc và các vách ngăn ngang tạo thành các hầm hàng hoặc khoang hàng. Số lượng các vách ngăn ngang nhiều hay ít tùy thuộc vào mục đích thương mại của chiếc tàu. Các tàu chở dầu sản phẩm mặc dù cĩ kích thước bé hơn các tàu chở dầu thơ nhưng thường cĩ nhiều vách ngăn hơn phân chia nhiều khoang để dễ dàng thu xếp việc chuyên chở nhiều loại sản phẩm cùng một lúc. Vị trí của hai vách ngăn dọc thường được bố trí sao cho thể tích hầm giữa bằng thể tích của hai hầm mạn kề bên cộng lại, nhờ đĩ việc phân bố các loại sản phẩm khác nhau được thuận lợi.
Các hầm hàng được đánh cố thứ tự lớn dần từ mũi đến phía lái tàu, mỗi số thứ tự kèm theo một trong các chữ cái ―P‖(port), ―C‖ (Centre), ―S‖ (Staboard) chỉ hầm trái, hầm giữa hay hầm phải.
Cách sắp xếp hầm hàng được mơ tả ở hình trên là của một tàu dầu sản phẩm gồm cĩ 6 khoang giữa và 18 khoang mạn ở hai bên. Kiểu tàu này cĩ thể chở được nhiều loại sản phẩm cùng một lúc. Dĩ nhiên là mỗi cặp hầm mạn phải và trái lấy cùng một loại sản phẩm, nếu khơng sẽ phát sinh những vấn đề phức tạp khi xếp dỡ hàng, gây nên ứng suất đối với thân tàu do chúng cĩ khối lượng riêng khác nhau.
Tàu thiết kế cho việc chuyên chở dầu thơ nĩi chung cĩ số lượng khoang ít hơn.
Với mục đích mang theo một lượng nước dằn phụ nhằm giảm ứng suất đối với kết cấu tàu, các tàu VLCC thế hệ cũ thường được chia ra rất nhiều két mạn trong đĩ một số két phải thường xuyên chứa nước dằn. Với sự thay đổi các cấu trúc hệ đường ống cho phép đồng thời dỡ hàng và lấy balast, các tàu VLCC thế hệ về sau đã loại bỏ các hầm gọi là két balast cố định đĩ. Ngày nay theo cơng ước quốc tế về chống ơ nhiễm biển, lại địi hỏi trên các tàu dầu phải cĩ két gọi là két nước dằn cách ly (SBT)
VI. Bố trí đƣờng ống:
Hệ thống đƣờng ống trực tiếp ( Direct line system)
Các tàu dầu lắp đặt hệ thống đường ống trực tiếp sẽ cĩ các khoang hàng được chia thành từng hệ thống (hoặc nhĩm). Mỗi hệ thống đều cĩ các bơm và đường ống phục vụ riêng. Các đường ống riêng rẽ chạy từ bơm hàng dọc theo đáy tàu đến các két nằm trong hệ thống bằng các ống nhánh ngắn.
Trên các tàu trọng tải khoảng 20 000 tấn thì đường kính của ống từ 10 đến 12 inches (25- 30 cm), cịn trên các tàu dầu thơ VLCC thì đường kính ống vào khoảng 36 inches (91 cm). Hệ thống đường ống trực tiếp cĩ ưu điểm là đơn giản nhưng ngày nay khơng cịn phổ biến nhất là trên các tàu dầu thơ vì kém linh hoạt so với hệ thống đường ống khác.
Loại 3 bơm hàng
Hệ thống đƣờng ống vành đai/tuyến vịng chính ( Ring main system)
Hệ thống này được lắp đặt cho các tàu cĩ tuyến ống chính nằm ở giữa tàu. Mỗi một két hay một khoang chứa dầu cĩ 2 đường ống hút: một hút trực tiếp và một hút gián tiếp. Đường hút trực tiếp cho các két mạn trái đều ở tuyến ống mạn trái và nối đến máy bơm mạn trái, đường hút gián tiếp cho các két mạn trái được nối vào tuyến ống mạn phải và đi đến bơm hàng mạn phải. Van chính được trang bị cho mỗi tuyến ống giữa các két, vì vậy cho phép ngăn cách các két riêng biệt nếu cần thiết
Đối với loại tàu cĩ 2 vách dọc chia khoang hàng thành các két mạn và két trung tâm thì hệ thống đường ống vịng chính sẽ được lắp đặt chạy vịng quanh tàu bên trong các két mạn nối thơng với nhau từ phía này sang phía kia ở các két mũi và lái như trong hình vẽ. Mỗi một két mạn đều cĩ một đường hút nối vào tuyến ống chính đi qua két. Các két giữa cĩ 2 đường hút: một đường dẫn đến tuyến ống mạn trái và một đường dẫn đến tuyến ống mạn phải. Cĩ các van để tách riêng biệt giữa các két, đường kính tuyến ống chính là 12 inches cịn đường kính của các đường ống hút là 10 inches
Một trong những nhược điểm cơ bản của hệ thống đường ống vịng chính là phải cung cấp số lượng ống và van nhiều hơn do đĩ tốn nhiều chi phí hơn cho hệ thống đường ống. Thêm vào đĩ là dễ nhầm lẫn nhất là khi tàu xếp dỡ nhiều loại hàng cùng lúc, tuy nhiên nĩ cĩ ưu điểm là mang tính linh hoạt cao so với hệ thống đường ống trực tiếp.
Hệ thống đƣờng ống hỗn hợp (Combined system)
Các tàu dầu hiện đại hệ thống đường ống thường thiết kế theo kiểu hỗn hợp, kết hợp giữa tính linh hoạt của kiểu vành đai và tính đơn giản của kiểu trực tiếp. Hầu hết các tàu chở dầu sản phẩm thường lắp hệ đường ống hỗn hợp sao cho dễ tác nghiệp cùng một lúc nhiều loại hàng hố.
Cĩ thể nĩi đơn giản là các khoang hàng được phân chia thành từng nhĩm, các nhĩm khoang hàng nối với các máy bơm khác nhau theo từng đường ống riêng biệt, từ máy bơm chạy dọc đáy các khoang hàng dẫn đến các khoang chỉ định trong nhĩm bằng những ống nhánh ngắn giống như ở hệ thống đường ống trực tiếp. Trên các tàu cỡ trung các đường ống hàng này cĩ đường kính từ 25 – 30 cm (10 đến 12inch); đối với các tàu VLCC thì đường kính lớn đến 91cm (36 inch).
Hệ đường ống của hình trên là điển hình của một chiếc tàu dầu sản phẩm gồm cĩ 6 hầm giữa và 8 hầm mạn mỗi bên. Hầm số 2 giữa và hầm 5 giữa cĩ dung tích gấp đơi các hầm giữa khác. Ở đây cĩ bốn hệ đường ống được đánh dấu bằng các màu khác nhau: đỏ, xanh, vàng và lục chạy suốt chiều dài của tàu dưới đáy hầm. Đường ống màu đỏ và màu lục được nối với nhau bằng 7 đường ống liên thơng (crossover line). Đường ống màu xanh và vàng cũng được nối với nhau bằng 5 đường ống liên thơng khác.
Cách sắp xếp trên sơ đồ cho thấy cịn cĩ 6 cặp van liên thơng nối trực tiếp giữa hai hệ đường ống màu xanh/vàng và đỏ/lục cho phép hàng hố cĩ thể được chuyển từ hệ đường ống này sang hệ đường ống khác khi cần thiết. Các phân đoạn trong các hệ đường ống cĩ thể được ngăn cách bằng các van, các van nằm trên đường ống chính gọi là các van chủ (master valve) và các van nối giữa hai hệ đường ống, như vừa nĩi ở trên, gọi là van liên thơng
(crossover valve). Ngồi ra trong mỗi hầm hàng cịn cĩ một van đặt ngay miệng ống nhánh trong hầm dùng để điều chỉnh hàng hố trong những trường hợp phải điều chỉnh chênh lệch mớn nước và ổn tính của tàu. Các van được điều khiển bằng một trong hai cách, hoặc điều khiển tự động từ buồng điều khiển bơm hoặc điều khiển bằng tay thơng qua tay van đặt trên mặt boong gắn liền với cán van nối vào van nằm sâu trong khoang hàng.
Ở hầm hàng cuối cùng sát buồng bơm, bốn đường ống hàng chính xuyên qua vách ngăn chạy vào buồng bơm và nối vào các máy bơm hàng. Khi dỡ hàng, các đường ống dỡ hàng được nối vào các máy bơm, thơng qua đường ống trên mặt boong nối vào đầu ống bốc dỡ
(cargo manifold), từ đĩ hàng hố được bơm lên bờ. Khi cần, bằng cách sử dụng các van liên thơng cĩ thể nối một hoặc nhiều bơm vào một đường ống dỡ hàng để tập trung dỡ hết hàng tại một hầm hàng nào đĩ. Tuy nhiên, cách bố trí tiện lợi nhất cho kiểu tàu chở nhiều loại sản phẩm (chẳng hạn bốn loại) là mỗi máy bơm phụ trách một đường ống bơm một loại dầu sản phẩm từ một số khoang nhất định, nhờ đĩ cĩ thể bơm cùng một lúc bốn loại hàng, làm tăng nhanh tốc độ dỡ hàng, giảm thời gian dỡ hàng tại cảng. Dĩ nhiên là trên bờ phải đủ thiết bị để cĩ thể tiếp nhận hàng với tốc độ giao hàng nhanh như vậy.
Khi bốc hàng lên tàu, mặc dù cĩ thể cho các loại hàng khác nhau chảy qua đường ống buồng bơm, nhưng trong thực tiễn thường dùng đường ống rĩt hàng trực tiếp. Trên hình ta
thấy cĩ 8 đường ống rĩt hàng trực tiếp nối vào các đường ống đáy khoang, đĩ là do mỗi đường ống chính trên mặt boong được nối với 2 đường ống nhận hàng trực tiếp: một nằm phía trước và một nằm phía sau bộ đầu nối với ống bờ. Bằng đường ống rĩt hàng trực tiếp, dầu sản phẩm đi từ cụm đầu ống xếp dỡ qua các đường ống trên mặt boong chảy vào các đường ống dưới đáy khoang hàng mà khơng cần qua buồng bơm nhờ đĩ cĩ thể tránh rị rỉ dầu trong buồng bơm.
Hệ thống đƣờng ống tự chảy ( Free – flow system)
Hệ thống này thường được áp dụng trên các tàu chở dầu thơ. Đường ống trên tàu dầu thơ ít phức tạp hơn trên tàu chở dầu sản phẩm, trên tàu dầu thơ số lượng hầm hàng ít hơn vì khơng cần phải chở hơn hai loại hàng hố cùng một lúc. Hệ thống đường ống của nĩ cũng đơn giản hơn nhờ giảm số lượng đường ống và lắp nhiều van cửa (sluice valve) giữa các vách ngăn. Các van cửa là những tấm cửa lắp trên vách ngăn cĩ thể nâng lên hạ xuống nhờ piston thuỷ lực để cho dầu cĩ thể chảy tự do từ khoang này sang khoang kia. Hai đường ống hàng nằm sát dưới đáy khoang chủ yếu dùng cho việc ―châm đầy‖ (topping up) hàng ở giai đoạn cuối cùng của việc xếp hàng. Hai đường ống này cịn được dùng để ―vét‖(tripping) lượng hàng cịn xĩt lại trong khoang ở giai đoạn cuối cùng khi dỡ hàng.
Hình minh hoạ là sơ đồ bố trí đường ống trên một tàu dầu thơ điển hình cĩ 4 vách ngăn ngang.
Hai đường ống hàng dưới đáy được nối với bốn máy bơm hàng chính thơng qua các đoạn ống nối liên thơng, trên mỗi ống đều cĩ đặt van. Các bơm hàng lại được nối vào đường ống hút chính nằm ở phía cuối hầm 4 giữa. Nhờ cĩ mớn nước bình thường dìm lái, dầu chảy tự do về phía sau thơng qua các van cửa đã mở vì vậy được gọi là hệ thống tự chảy (Free – flow
system ), chính từ đường ống hút này mà hàng hố được bơm và hút ra ngồi cho đến khi hút
cạn.
Dầu từ bốn máy bơm được đẩy lên trên theo đường ống dỡ hàng dọc theo mặt boong đến cụm đầu ống bốc dỡ và đẩy ra khỏi tàu. Giống như trên tàu chở dầu sản phẩm, trên mặt boong tàu chở dầu thơ cũng cĩ các đường ống xếp hàng trực tiếp, hai trong số các đường ống đĩ được nối vào các đường ống đáy. Cịn các đường ống rĩt hàng trực tiếp khác thì được dẫn thẳng xuống khoang 1 và 3. Tại đây khi mở các van cửa ở vách ngăn, hàng cĩ thể chảy từ
Từ trên hình vẽ ta cịn nhìn thấy phía bên trái cĩ một đường ống chạy từ phía trước về một bơm độc lập nằm ở phía trái của buồng bơm. Bơm này dùng để phục vụ cho các khoang balát cố định gồm cĩ két nhọn mũi, khoang balát trước và khoang mạn số 3. Đường ống cùng với bơm ballast độc lập này cho phép lấy hoặc bỏ balát đồng thời cùng một lúc khi dầu thơ được bốc lên tàu, nhờ đĩ đảm bảo khơng phát sinh ứng suất cĩ hại cĩ thể làm tàu biến dạng khi bốc hàng.
b. Hệ thống vét (Stripping system)
Chức năng chính của hệ thống vét là vận chuyển phần hàng hố hoặc ballast cịn lại bên trong các hầm hàng sau khi các bơm chính đã bơm ra phần lớn. Chức năng thứ 2 khơng kém phần quan trọng là vận chuyển, hút khơ các két và nước rửa két cịn đọng lại ở đáy khi tiến hành rửa két.
Hệ thống vét cĩ thể gồm một hoặc hai đường ống phục vụ cho tất cả các khoang hàng. Thơng thường thì hệ thống vét tách biệt khỏi hệ thống đường hút chính nhưng cũng cĩ thể nối sang hệ thống đường hút chính này nhờ các van và vì vậy cũng cĩ thể sử dụng máy bơm vét và đường ống vét để xúc rửa đường ống chính. Từ bơm vét, dầu sẽ được chuyển lên bờ thơng qua đường ống dỡ hàng chính, cịn dầu cặn thì được nối vào đường ống đi đến các két lắng (slop tanks). Tuy nhiên trong một số trường hợp hệ thống vét bị loại bỏ và các bơm vét của tàu buộc phải sử dụng đường ống chính. Làm như vậy đồng nghĩa với việc kéo dài thời gian thực hiện cơng việc bơm vét hầm.
Trên các tàu nhỏ, đường ống vét thường cĩ đường kính khoảng15cm (6inches), cịn trên các tàu lớn thì đường kính là 30 cm (12 inches). Nĩi chung bơm vét thường là loại máy bơm piston (bơm thể tích) lai bằng hơi nước hay là bơm bánh răng lai bằng motơ điện, cũng cĩ thể là bơm trục vít hoặc bơm phụt (thiết bị hút theo - eductor). Trên một số tàu, các bơm phun tia đơi khi được sử dụng để hỗ trợ trong quá trình vét trong hầm hàng tạo sự làm việc nhanh và độ tin cậy cao. Chúng hạn chế hiện tượng ăn mịn làm vỡ đối với các bơm vét hàng do các cặn cơ học, bùn cĩ thể được hút ở trạng thái nguyên dạng vào các van và các cánh bơm.
B/ CÁC LOẠI BƠM HÀNG TRÊN TÀU DẦU
1. Bơm piston (Reciprocating pums) Cấu tạo:
+ Piston + Xi lanh
+ Động cơ lai piston
+ Van của hút và van của xả + Tấm đệm
Nguyên lý hoạt động
Khi piston chuyển động trong xilanh thơng qua động cơ lai thì dầu được hút vào ở của hút và dẩy ra ở của xả. Hai van
hút và xả hoạt động khơng đổng thời. Khi piston nén xuống thì van hút đĩng van xả mở, và ngược lại
Ưu nhược điểm:
+ Ưu điểm: Khơng cần mồi bơm và cĩ thể bơm đến khơ két mà khơng mất khả năng hút + Nhược điểm: Bơm chậm, ảnh hưởng đến lợi nhuận nếu bơm nhiều hàng
2. Bơm ly tâm (centrifugal pums) Cấu tạo:
+ Hệ thống cánh quạt + Động cơ quay roto + Ống hút
+ Ống xả
Nguyên lý hoạt động:
Khi động cơ roto quay làm cho cánh quạt quay tạo nên lực li tâm hút dầu vào giữa bơm và đẩy dầu ra ở cửa xả.
Ưu nhược điểm: + Ưu điểm:
Bơm hàng nhanh hơn, gọn nhẹ dễ lắp đặt, rẻ tiền hơn, ít bảo trì bảo dưỡng. Khi hoạt động thì ít rung và ít gây tiếng ồn, lưu lượng bơm đều.
Bơm li tâm thường đặt phía sau buồng máy nên cĩ thể được lai bằng tuabin hơi nước, động cơ diesel và đọng cơ điện bằng một hẹ thống truyền động do đĩ ngăn ngừa nguy cơ cháy nổ trong buồng bơm.
ALGB type knock-down vertical centrifugal pump
3. Bơm phụt:
Bơm phụt thường được sử dụng để vét, rửa tank, rửa ballast. Chúng hoạt động rất đơn giản: cơng chất phụt qua đường ống chính đến chỗ co hẹp sẽ tạo ra lực hút hút cơng chất bơm. Cơng chất phụt cĩ thể là nước biển, dầu,… tùy thuộc vào mục đích sử dụng bơm để vét hay rửa
Các bơm phụt hiện nay được sử dụng rất nhiều trên các tàu dầu dưới nhiều dạng và nhiều kích cỡ khác nhau. Dưới đây là một số loại bơm phụt thường dùng:
Jet apparatus eductor
444 x 332 - 18k - jpg
de Eductor manufacturados 180 x 239 - 8k - jpg
4. Bơm ở các giếng sâu (deep well pums). Bơm ở các giếng sâu thực chất là bơm ly tâm
được thiết kế đặc biệt ở các tàu dầu chở dầu sản phẩm. Mỗi két hàng được lắp đặt một bơm riêng biệt.
Bơm được truyền động bằng động cơ điện hoặc bằng thủy lực đặt trên mái vịm của két. Trục truyền động được gối vào các ổ bạc than trong đường ống hút. Làm mát và bơi trơn ổ trục được thực hiện bằng chính loại hàng cần bơm. Nhĩm roto thường gồm hai đến ba cái.
Bơm được đặt chìm tồn bộ bơm và động cơ