TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
Bảng 5.1 bơm phục vụ máy chính……………………………………………15
Bảng 5.2 bơm phục vụ máy điện…………………………………………… 16
ảng 5.3 tính két giãn nở…………………………………………………… 17
Bảng 5.4 bầu sinh hàn dầu nhờn máy chính………………………………… 18
: sản lượng bơm…………………………………………………… 20
!"#$" %# &'(()#*+,-.# /#'012334
156
1
1
11 7896:;
Tàu CONTAINER sức chở 1700 TEU là loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn
điện hồ quang, 4 boong chính, một boong dâng lái và boong dâng mũi. Tàu
được thiết kế trang bị 01 diesel chính 2 kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục
chân vịt.
Tàu được thiết kế dùng để container
1< =89>?:@A
Tàu hoat động trên mọi vùng biển
Tàu Container 1700 TEU được thiết kế với Cấp không hạn chế theo Quy
phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép – 2003, do Bộ Khoa học Công nghệ và Môi
trường ban hành. Phần hệ thống động lực được tính toán thiết kế thoả mãn
tương ứng Cấp không hạn chế theo TCVN 6259 – 3 : 2003.
1B C;DEFGF6
– Chiều dài lớn nhất L
max
= 184,1 m
– Chiều dài giữa hai trụ L
Trong buồng máy lắp đặt 01 máy chính và các thiết bị phục vụ hệ thống
động lực, hệ thống ống toàn tàu. Điều khiển các thiết bị được thực hiện tại chỗ
trong buồng máy. Điều khiển máy chính được thực hiện tại chỗ trong buồng
máy hoặc từ xa trên buồng lái. Một số bơm chuyên dụng có thể điều khiển từ xa
trên boong chính như bơm vận chuyển dầu đốt, bơm nước vệ sinh, sinh hoạt,
các quạt thông gió
Buồng máy có các kích thước chính:
– Chiều dài: 30,78 m;
– Chiều rộng trung bình: 20 m;
– Chiều cao trung bình: 14 m.
1< CG
Máy chính có ký hiệu 6RTA62U do hãng SKL –SUNZER của Thuỵ Sĩ
sản xuất, là động cơ diesel 2 kỳ tác dụng đơn, tăng áp bằng hệ turbo – charge,
dạng thùng, một hàng xy-lanh thẳng đứng, làm mát gián tiếp hai vòng tuần
hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động bằng không khí nén, tự đảo
chiều, điều khiển tại chỗ hoặc từ xa trên buồng lái.
Thông số của máy chính:
– Số lượng 01
– Kiểu máy 6RTA62U
– Hãng sản xuất SUNZER
– Công suất định mức, [H] 13320/17760 kW/hp
– Vòng quay định mức, [N] 113 rpm
– Số kỳ, [τ] 2
– Số xy-lanh, [Z] 6
– Đường kính xy-lanh, [D] 620 mm
– Hành trình piston, [S] 2150 mm
– Khối lượng động cơ [G] 410000 tons
3
3
– Thứ tự nổ 1_6_2_4_3_5
4
4
– Kiểu GDB_138LL/04 3 pha
– Công suất máy phát 1370 kVA
– Vòng quay máy phát 900 rpm
– Điện áp 450 V
– Tần số 60 Hz
1HB !"#*Z$[(# S/(\!#]()VW )#Y!%
– Bơm LO bôi trơn máy 01
– Bơm nước ngọt làm mát 01 cụm
– Bơm nước biển làm mát 01 cụm
– Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm
– Bầu làm mát nước ngọt 01 cụm
– Máy phát điện một chiều 01 cụm
– Mô-tơ điện khởi động 01 cụm
– Các bầu lọc 01 cụm
– Bầu tiêu âm 01 cụm
– Ống bù hòa giãn nở 01 cụm
<^( !_0`a %# &
<1 )!!%(`a %# &'(()#
Trong quá trình làm việc của động cơ do nhiệt độ của chất khí cao, các chi tiết
của động cơ tiếp xúc với khí cháy đồng thời do ma sát với nhau nên nhiệt độ của
chúng lên rất cao, để tránh biến dạng cho các chi tiết và đảm bảo chất lượng dầu bôi
trơn, để lượng không khí nạp được đảm bảo thì phải làm mát động cơ. Công chất dung
để làm mát động cơ là: nước, không khí, dầu…
Xuất phát từ những yêu cầu trên, đòi hỏi hệ động lực phải có một hệ thống tải
phần nhiệt đó ra khỏi các thiết bị, máy móc, hay nói cách khác là phải có một hệ
thống làm mát các chi tiết, đảm bảo sự vận hành lâu dài tin cậy của các thiết bị
<< bc:de`' !%(`fU %# &'(()#
Hệ thống làm mát cho hệ động lực trên tàu có nhiệm vụ chủ yếu là làm mát
– Nước biển lấy vào hệ thống phải được lấy qua ít nhất 2 cửa thông biển, một cửa
ở mạn, một cửa ở đáy. Trước van có lắp lưới lọc, có đường ống thông hơi, có đường
ống dẫn hơi nước hoặc khí nén áp suất cao vào để làm vệ sinh.
– Sau hộp van thông biển phải bố trí bầu lọc rác.
– Nhiệt độ của nước biển sau làm mát không được vượt quá giới hạn 50 ÷ 55oC
để tránh ăn mòn và tạo các cáu cặn trong đường ống và thiết bị.
– Ống dùng trong hệ thống có thể làm bằng đồng hoặc ống thép liền tráng kẽm,
các ống phải là ống liền.
6
6
– Các chi tiết vỏ thép và hợp kim đồng phải được lắp cực kẽm để bảo vệ.
– Đường ống xả ra ngoài mạn tàu phải được bố trí sao cho khi tàu lắc dọc 5o và
nghiêng ngang 15o vẫn làm việc bình thường
B)# !"#*ZfU %# &'(()#
B1U# d*!_:`'jUk(l
Là thiết bị dùng để đưa nước từ ngoài vào bên trong của tàu nhằm cung cấp
nước cho các bơm hoạt động trong nhiều hoạt động của tàu thủy trong đó có nhiệm
vụ cung cấp nước cho hệ thống làm mát của tàu.
Kết cấu là loại van 1chiều có thể đưa nước vào trong tàu cung cấp cho các
bơm và đóng lại trong trường hợp khi tàu gặp sự cố
Cửa xả mạn dung để đưa nước biển sau khi đã đi làm mát cho nước ngọt có
nhiệt đọ cao được xae ra ngoài môi trường.
B<.)# !"#*Z`m 0V_#n/ %#n
Bao gồm:bơm, đường ống, van,ống nối,cút nối đây là những thiết bị dùng để
vận chuyển nước để làm mát các thiết bị trong hệ thống nhiên liệu như động cơ chính,
má yphát,máy đèn…
Các thiết bị trên sử dụng để vận chuyển công chất làm mát nên dễ xảy ra ăn
mòn, xâm thực của nước biển, rỗ…
Trong hệ thống làm mát thường sử dụng bơm li tâm do có lưu lượng lớn
7
các van cung cấp nước làm mát cho động cơ. Như trong sơ đồ nguyên lí hệ thống các
rơle nhiệt và các van ba ngả được bố trí một cách họp lí ,sao cho khi nhiệt độ của nước
sau khi ra khỏi bầu làm mát mà vẫn chưa đạt yêu cầu thì lại được đưa trở lại bầu làm
mát và tiếp tục nhả nhiệt cho nước biển
H0Vgu'(`!%
Vì hệ thống làm mát bằng nước ngọt nên nước sẽ là công chất trực tiếp tải nhiệt.
Nước ngọt được bơm làm mát nước hút qua hộp van thông biến,các bầu lọc rác, bộ
9
9
khử hơi khí,đưa vào các nhánh làm mát động cơ chính,làm mát máy phụ và các tổ máy
nén khí.quá trình làm mát động cơ từ bầu sinh hàn dầu.
Nước ngọt ở trong bình hidrophre được nén đến áp suất cao để cấp nước cho két
giãn nở dùng chung nhờ đường ống 1,2 và thông qua van 5, cấp nước cho két giãn nở
dùng cho máy chính thông qua đường ống 4 van 7.khi nước ở 2 két này vơi thì nó sẽ
tự động bơm đầy. Trong hệ thống thì nhiệt độ của nước ngọt cao có khả năng sinh hơi
làm giảm năng suất tải nhiệt,bơm tuần hoàn dễ bị e cho nên két giãn nở phải được bố
trí trách tạo bọt ngoài ra còn có nhiệm vụ bổ sung nước vào hệ thống trong quá trình
làm việc.
Nước từ két giãn nở dùng chung se theo đường ống 5,6…18 để làm mát diesel lai
máy phát 16.sau đấy nước sẽ ra theo đường ống 19 23,50,51,52 và van 6 để đưa về két
giãn nở dùng chung.1 phàn nước thải ra ngoài sẽ theo đường ống 24,25,26 thông qua
van 7 để đưa về đường ống 26, từ đấy sẽ theo đường ống 28…37 về bầu tuần hoàn
dùng cho nước làm mát. Ta có thể thấy nước từ diesel lai máy phát có lưu lượng lớn
nên pahỉ dùng bơm li tâm 1 chiều hút lên qua ống 27, van 5 và ống 38 sau đấy qua ống
39 để đến buồng hâm nước làm mát. ‡ bầu hâm này thì nước đượ vẫn chuyển theo
ống 40…49 đến các diesel lai máy phát tiếp. Và được thải ra ngoài nhờ van 6 và phễu.
Nước trong két giãn nở k chỉ để dùng cho động cơ diesel lai máy phát mà nó
còntheo đường ống 53…59 và van 5 để đi vào két nước làm mát xi lanh. Sau đấy nước
từ két sẽ được bơm li tâm một chiều 1 hút lên từ ống 60 qua van 4 và áp kế, chân
không kế 14 để đảm bảo cho áp suất hợp lí nhất ở chế đọ làm việc của động cơ
khí để tăng áp suất và nhiệt độ. Sau đấy van 5 mở thì hơi sẽ theo ống 111,113 nhấp
vào ống 114 để dẫn xuống ống 29 trước khi làm mát cho động cơ diesel lai máy phát.
‡ bơm li tâm 1 sau khi được đưa lên thì nước sẽ theo van 5 cả ra ống 116 và 117 để đi
xuống và nhập thành ống 118 đi xuống ống 119. Ông 119 là ống được lấu từ bầu tuần
hoàn 17 sau đấy đi vào van ba ngả 10 rồi theo đường ống 120 đi vào ống làm mát cho
động cơ diesel lai máy phát.
Trở lại ống 101,sau khi tách 1 phần ra ống 103, nó cũng tách 1 phần ra ống 102 đi
qua nhiệt kế 11 và van 7 để làm mát cho máy chính. ‡ bầu sinh hàn dầu nhờn 10 sau
khi được làm mát thì nước sẽ được đi ra theo 2 ống 122 và 123. ‡ 123 nước sẽ thống
qua nhiệt kế 11 . van 7 và van 6 để đi xuống dụng cụ đong dầu và két nước làm mát xi
lanh. Còn đường ống 122 sẽ đi xuống đường ống 87 để đưa về két giữ trữ dùng chung
để tiếp tục được làm mát. Nước ở két nước làm mát xi lanh sẽ được trộn cùng nước
làm mát dụng cụ đong dầu để đưa về bầu tuần hoàn làm mát.
Khi nước từ bầu tuần hoàn làm mát không đảm bảo áp suất và nhiệt độ nó sẽ được
đưa lên 2 máy nén khí 13 nhờ ống dẫn 127,128,129. Trước khi vào máy nén khí chúng
11
11
sẽ đi qua bộ phận tách không khí và tiếp tục được đưa xuống ống dẫn hơi từ thiết bị
làm lạnh theo ống 132,để trộn cùng. Một bộ phận không thể thiếu được nữa là máy
chưng cất nước ngọt 25 thiết bị này hoạt động nhờ nươc sau khi đã làm mát máy
chính18 sẽ đi theo ống 133 để ra ngoài thiết bị tách không khí, phần không khí bị tách
sẽ đi theo ống 134 về lại két nước giãn nở dùng cho máy chính. Còn phần nước bj tách
ra đấy sẽ đi xuống máy lọc nước, một phần sẽ đi theo ống 136 tiếp tục đi làm máy cho
máy chính. Sau khi nước được lọc sẽ đi theo ống 137,138 xuống van ba ngả, tại đây 1
phần nước sẽ được đi lên bơm li tâm 1 theo ống 68. Phần còn lại tiếp tục theo ống 139
để đi xuống ket nước làm máy xi lanh. Nước làm mát xi lanh được lấy ra để cung cấp
cho bơm li tâm theo ống 141 và làm mát trực tiếp cho máy chính qua ống 140.
Nước làm mát cho máy chính sau đấy sẽ đk van 6 mở đi theo đường ống 142 145
về lại két nước làm mát dùng chung
12
).().(
v
dc
r
dcn
dc
o
v
dn
r
dnn
dn
o
n
ttC
Q
ttC
Q
G
−
+
−
=
13
Nhiệt lượng do dầu nhờn nhả ra được tính:
Qodn = qm.Ne
Với qm là nhiệt lượng đơn vị do dầu nhờn nhả ra, phụ thuộc vào chủng loại của động
cơ và vòng quay của động cơ:
+ Động cơ tốc độ thấp: qm = 30 (Kcal/CV.h)
+ Động cơ tốc độ cao: qm = 60 (Kcal/CV.h)
Q
H
41868 kJ/kg
5 Suất tiêu hao nhiên
liệu
g
e
0,137 Kg/Cv.h
6 Nhiệt lượng nước
ngọt nhận từ động cơ
Q
dc
o
H
đc
QNe.ge.Q .
0
α
=
8991163 kJ/h
7 Nhiệt lượng đơn vị
do dầu nhả ra
q
m
Động cơ thấp tốc 30 Kcal/Cv.h
14
14
8 Nhiệt lượng nước
ngọt nhận từ dầu
nhờn
o
12 Nhiệt độ nước ngọt
vào bầu sinh hàn
t
v
dn
Thiết kế chỉ định 65
C
o
13 Nhiệt độ nước ngọt ra
bầu sinh hàn
t
r
dn
Thiết kế chỉ định 70
C
o
14 Sản lượng nước ngọt
G
n
)()(
ttC
Q
ttC
Q
G
v
dn
r
dnm
Vậy sản lượng nước ngọt cần làm mát máy chính là:
Q
b
= 877 (m³/h)
11<)VY!%
B ảng 5.2 bơm phục vụ máy điện
ST
T
Hạng mục tính Kí
hiệu
Công thức và nguồn gốc Kết quả Đơn vị
1 Công suất có ích
của động cơ
Ne Thông số tàu 941.44 Cv
2 Vòng quay n Thông số tàu 900 v/ph
3 Hệ số nhiệt lượng
do nước làm mát
lấy đi
α
Chọn
α
= (15÷35)% 16
4 Nhiệt trị thấp của
nhiên liệu
Q
H
41868 kJ/kg
5 Suất tiêu hao
nhiên liệu
g
9 Nhiệt độ nước
ngọt ra khỏi động
cơ
t
r
dc
Thiết kế chỉ định 82
C
o
10 Sản lượng nước
ngọt
G
n
)(
ttC
Q
G
v
dc
r
dcm
dc
o
n
−
=
53
h
m
3
NNN
md
e
mc
ee
2+=
∑
12621 cv
2 Hệ số tính toán
V
p
Chọn theo quy phạm 0,2
3 Dung tích két V
10
3
.
−
∑
=
N
V
e
p
V
2,52
m
3
Vậy chọn két giãn nở có dung tích: V = 3 (m³)
1BTính bầu sinh hàn dầu nhờn, nước ngọt
1B1h0T! 'eh0 v()V u
−
−
−−−
=
∆
tt
tt
ttt
t
t
cp
,,
2
,,
1
,
2
,
1
,,
2
,,
2
m
)
1B< h0'(T! ',-.#()V u
Tương tự trên ta có diện tích sinh hàn nước ngọt F = 15(
2
m
)
1HChọn bơm nước làm mát máy chính và 3 máy đèn
Chọn bơm với các thông số sau:
-Lưu lượng Q = 877 (m³/h)
-Cột áp H = 8 (m.c.n)
-Công suất N = 22 (KW)
-Vòng quay n = 1200 (v/p)
1Tính đường ống
Khi xây dụng đường ống trong hệ thống làm mát cần phải chú ý tới các yếu tố
sau:
- Sự giãn nở của nước trong hệ thống đường ống
- Sự bốc hơi của nước phải ít nhất
- Tránh hấp thụ oxi
17
17
- Ảnh hưởng của sự rò rỉ trong hệ thống
- Đảm bảo được áp suất làm việc trong hệ thống
- Xả được bọt khí ra ngoài.
Yêu cầu của dòng chảy của nước trong hệ thống làm mát là từ 0.5÷2 m/s. chọn V=2
m/s
Công thức tính đường kính ống trong hệ thống:
v
Q
= =
Π
(m)
<w#0h /'/'!
2.1. Tính sản lượng bơm
: sản lượng bơm
D
l(#u
x
!%0
>i`Z d# by0z& "#{0
1 Công suất có ích
của động cơ
∑N
e
Cv Theo thông số của tầu 12621
2 Suất tiêu hao nhiên
liệu
Ge Kg/Cv.
h
Theo thông số của tầu 0,137
3 Hệ số nhiệt lượng
do nước làm mát lấy
đi
α
% Chọn trong khoảng
)%3515( ÷=
α
16
n
kJ/kg.đ
ộ
Tra theo nhiệt độ nước vào
làm mát
1,36
7
Nhiệt độ của nước
biển ra khỏi bầu
sinh hàn nước ngọt
t
dcr
o
C Thiết kế chỉ định 52
8
Nhiệt độ của nước
biển vào bầu sinh
hàn nước ngọt.
t
dcv
o
C Thiết kế chỉ định 40
9
Sản lượng nước
mặn
G
n
Kg/h
)(
0
-Đường kính ống đi làm mát bầu sinh hàn nước ngọt máy chính là:
3
0,394
d
=
(m)
-Đường kính ống đi làm mát bầu sinh hàn nước ngọt máy điện là:
4
0,15
d
=
(m)
t"#70m
|Bơm nước ngọt: Chọn bơm với các thông số sau:
19
19
-Lưu lượng Q = 877 m³/h
-Cột áp H = 8 m.c.n
-Công suất N = 22 KW
-Vòng quay n = 128 v/p
_Bơm nước biển: Chọn bơm với các thông số sau:
-Lưu lượng Q = 128m³/h
-Cột áp H = 33 m.c.n
-Công suất N = 30 KW
-Vòng quay n = 1200 v/p
_Các bơm sử dụng trong hệ thống làm mát này đều là bơm li tâm
_Chọn đường kính ống nước ngọt đi làm mát máy chính là:
+) Đường kính ngoài: d = 394 (mm)
+) Đường kính trong: d = 380 (mm)
_Chọn đường kính ống nước ngọt đi làm mát máy điện là: