BÀI GIẢNG TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ
5.4 HỆ THỐNG LÀM MÁT
-Làm mát động cơ, động cơ phụ, máy nén khí, gối trục chân vịt, một số thiết bị truyền động, hợp giảm tốc, và các thiết bị trao đổi nhiệt.
-Công chất làm mát thường là nước ngọt (FW - Fresh Water) hay nước biển (SW - Sea Water).
-Làm mát piston có thể bằng nước hay dầu nhờn (LO), làm mát vòi phun có thể bằng nước hay nhiên liệu nhẹ (DO).
-Làm mát xi lanh động cơ thường bằng nước và có hai loại hệ thống : 1. Hệ thống làm mát trực tiếp hay hệ thống làm mát hở ( Open System) 2. Hệ thống lam mát gián tiếp hay hệ thống làm mát kín ( Closed System) 5.4.2 Yêu cầu đối với hệ thống làm mát
Giới hạn nhiệt độ nước làm mát ra khỏi động cơ.
Nước biển: t = 50 ÷ 55oC Nước ngọt: t = 80 ÷ 90oC
Có phạm vi điều chỉnh lớn, an toàn, tin cậy.
Có thiết bị sấy hơi, thổi khí các van thông biển.
Có van thông đáy và hai van thông mạn.
Có bố trí các thiết bị chống ăn mòn điện hóa .
Có bơm dự phòng làm mát nước ngọt, nước biển có sản lượng tương đương Hệ thống bố trí sao cho tiện lợi khi chuyển đổi lẫn nhau, vệ sinh, sửa chữa dễ dàng...
5.4.3 Hệ thống làm mát điển hình
1. Hệ thống nước biển làm mát (Seawater cooling system).
Nước biển được bơm (2) hút từ các van thông mạn (1) và đưa tới tất cả các sinh hàn của máy chính, máy đèn và đổ ra mạn.
Khi máy chính (ME) không hoạt động. Dùng bơm (4) hút nước từ các van thông biển (1) đi làm mát các sinh hàn của máy đèn (GE) và các thiết bị khác.
Trong hệ thống, tất cả các thiết bị, sinh hàn, phải đƣợc chế tạo bằng các vật liệu chống ăn mòn của nước biển, các thiết bị phải gắn thêm kẽm chống ăn mòn (Zn).
ẹại học GTVT TP.HCM -2009 49
Van điều chỉnh nhiệt độ (3) duy trì nhiệt độ vào các thiết bị và động cơ không nhỏ hơn 10oC.
Hình 5.4 Sơ đồ hệ thống nước biển làm mát ( hãng MANBW) 1.Van thông biển 6.Sinh hàn dầu nhờn
2.Bơm nước biển 7.Sinh hàn khí tăng áp 3.Van điều tiết nhiệt độ 8.Sinh hàn nước ngọt
4. Bơm nước biển (làm việc khi tàu trong cảng) 9.Sinh hàn dầu nhờn (bôi trơn
5. Van một chiều trục cam)
2.Hệ thống nước ngọt làm mát cho xi lanh (Jacket water cooling system)
Hình 5.5 Sơ đồ hệ thống nước ngọt làm mát ( hãng MANBW) 1.Bơm nước ngọt làm mát 5.Bình tách khí
2.Bầu hâm cho máy phân ly 6.Két giãn nở
3.Sinh hàn nước ngọt A. Van mở khi tàu trên biển,đóng khi ở cảng 4. Van điều tiết nhiệt độ B. Van đóng khi tàu trên biển,mở khi ở cảng
Bơm nước ngọt (1) có nhiệm vụ luân chuyển liên tục nước ngọt qua sinh hàn nước ngọt (2) vào làm mát cho động cơ động cơ. Nước làm mát ra khỏi máy chính ME đưa tới thiết bị chưng cất nước ngọt (2) và đến sinh hàn (3), bầu tách hơi (5) trở lại bơm (1) .
Két giãn nở (6) có nhiệm vụ duy trì áp lực ổn định trước bơm (1), đồng thơì là nơi tách các bọt khí, hơi nước lẫn trong hệ thống và bổ xung các chất chống cáu cặn thường xuyên có trong thành phần của nước ngọt tuần hoàn và bổ xung nước ngọt cho hệ thống.
Nước biển được bơm nước biển hút từ van thông biển vào làm mát các sinh hàn (Dầu nhờn, gió tăng áp, sinh hàn nước ngọt) sau đó đi ra mạn.
Đặc điểm hệ thống:
- Phạm vi điều chỉnh lớn, ít phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, vùng biển hoạt động. Nhiệt độ ra khỏi động cơ cao.
- Độ tin cậy cao, tăng tuổi thọ thiết bị vàđộng cơ.
- Hiệu xuất nhiệt động cơ tăng.
- Khá cồng kềnh phức tạp.
3. Hệ thống làm mát trung tâm (Central cooling water system)
Ở hệ thông làm mát trung tâm, mạch nước biển vào làm mát cho sinh hàn trung tâm và sinh hàn nước ngọt làm mát xi lanh. Hệ thống nước ngọt làm
ẹại học GTVT TP.HCM -2009 50
mát tuần hoàn bao gồm hai mạch chính , mạch nhiệt độ cao và mạch nhiệt độ thấp.
Mạch nước ngọt nhiệt độ cao làm mát cho xi lanh động cơ chính và cung cấp nhiệt cho máy chƣng cất.
Mạch nước ngọt nhiệt độ thấp làm mát cho sinh hàn dầu bôi trơn , sinh hàn khí tăng áp của máy chính và toàn bộ các máy phụ của hệ động lực.
Hình 5.6 Sơ đồ hệ thống làm mát trung tâm (hãng MANBW) A. Van mở khi tàu chạy trên biển,đóng khi tàu ở cảng
B. Van đóng khi tàu chạy trên biển,mở khi tàu ở cảng
5.4.5 Tính toán hệ thống làm mát Bơm làm mát
Sản lượng của bơm nước biển:
Đối với hệ thống làm mát trực tiếp (kg/h)
Trong đó:
Q0: Nhiệt lượng nước làm mát lấy từ động cơ (kcal/h) Qd: Nhiệt lƣợng do dầu bôi trơn toả ra (kcal/kg 0C)
Cn, Cd: Tỉ nhiệt của nước làm mát và dầu bôi trơn (kcal/kg 0C) tn', tn": Nhiệt độ nước làm mát vào ra động cơ (0C)
td', td": Nhiệt độ bôi trơn vào ra sinh hàn (0C) - Đối với hệ thống làm mát gián tiếp
(kg/h) Trong đó:
Qnn: Nhiệt lượng nước ngọt toả ra cho nước biển (kcal/h) Qd: Nhiệt lƣợng do dầu bôi trơn toả ra (kcal/kg 0C)
Cn, Cd: Tỉ nhiệt của nước biển và dầu bôi trơn (kcal/kg 0C) tn', tn": Nhiệt độ nước biển (0C)
td', td": Nhiệt độ bôi trơn vào ra sinh hàn (0C) Sản lượng của bơm nước ngọt:
(kg/h) Trong đó:
Q0: Nhiệt lƣợng do động cơ toả ra (kcal/h)
ẹại học GTVT TP.HCM -2009 51
Cnn: Tỉ nhiệt của nước làm mát (kcal/kg 0C) t1, t2: Nhiệt độ vào ra khỏi động cơ (0C)