MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MÁY PHÂN LY 2
I.1 Định nghĩa 2
I.2 Chức năng 2
I.2.1 Lọc sạch nhiên liệu 2
I.2.1.1 Hệ thống nhiên liệu điêden (nhiên liệu nhẹ) 3
I.2.1.2 Hệ thống nhiên liệu nặng 5
I.2.2 Chức năng lọc sạch nước lacanh 8
I.3 Nguyên lí hoạt động chung của máy phân ly phổ biến 11
I.4 Phân loại 15
I.5 Giới thiệu một số loại máy phân ly 17
I.5.1 Máy phân ly tháo cặn bằng ly tâm xung động 17
I.5.2 Máy phân ly có bộ tháo cặn liên tục 19
I.5.3 Máy phân ly AX-213 có tốc độ cao 20
I.6 Tính toán năng suất thiết bị phân ly 22
CHƯƠNG II ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO MÁY PHÂN LY NHIÊN LIỆU CỦA TÀU 27
BIỂN ĐÔNG 27
II.1 Giới thiệu về tàu Biển Đông. 27
II.2 Gới thiệu về máy phân ly nhiên liệu trên tàu Biển Đông 27
II.2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động 27
II.2.2 Các thông số kỹ thuật 28
II.2.3 Nguyên lý hoạt động 29
II.3 Đặc điểm cấu tạo của máy phân ly nhiên liệu trên tàu Biển Đông 30
II.3.1 Cấu tạo tổng thể 30
II.3.2 Cấu tạo các bộ phận cơ bản 33
II 3.2.1 Thiết bị phân ly 33

II.3.2.2 Cơ cấu truyền động …… ………………………………………… …36


Nhằm củng cố, nâng cao kiến thức công nghệ thông tin và áp dụng công nghệ
thông tin vào chuyên nghành cơ khí, nằm trong mục tiêu đào tạo cho sinh viên
ngành cơ khí Động lực tàu thủy của trường đại học Nha Trang và góp phần làm
phong phú thêm các bài giảng về các hệ thống phục vụ động cơ diesel trang bị trên
tàu thuỷ. Trên cơ sở đó tôi chọn đề tài:
Mô phỏng cấu tạo và hoạt động của máy phân ly nhiên liệu trên tàu
Biển Đông
Nội dung:
1. Tổng quan về máy phân ly.
2. Đặc điểm cấu tạo máy phân ly nhiên liệu trên tàu Biển Đông.
3. Mô phỏng cấu tạo và hoạt động một số bộ phận chính của máy phân ly nhiên
liệu trên tàu Biển Đông.
4. Kết luận và đề xuất ý kiến.
Với kiến thức và thời gian có hạn nên đề tài của tôi còn nhiều sai sót, kính
mong sự chỉ dẫn của quý thầy giáo và các bạn đóng góp ý kiến để cho đề tài của tôi
được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn: Ths Đoàn Phước Thọ và các
thầy trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ tôi để hoàn thành đề tài này.

Nha Trang, tháng 6 / 2011
Sinh viên thực hiện
Đỗ Hữu Phê
- 2 -
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MÁY PHÂN LY
I.1 Định nghĩa
Khi cần tách các tạp chất (nước, thành phần keo nhựa, tạp chất,…) ra khỏi một
hỗn hợp chất lỏng. Ta đưa hỗn hợp chất lỏng này vào một thiết bị quay với một vận
tốc cao khi làm việc, tang trống của nó tạo ra một lực ly tâm rất lớn dùng để tách
các tạp chất, nước, thành phần keo nhựa,… ra khỏi chất lỏng đưa vào máy. Thiết bị
đó gọi là máy phân ly.


11. Ống chuyển nhiên liệu khỏi tàu; 12. Ống nhận nhiên liệu; 13. Lọc thô; 14. Két
dự trữ nhiên liệu; 15. Thiết bị phân ly; 16. Động cơ điêden phụ (máy phụ); 17. Két
tháo; 18. Lọc thô kép
- 4 -
Ở hệ thống này, ta thấy chức năng thiết bị phân ly 15 được dùng để làm sạch
nhiên liệu (tách nước, tạp chất cơ học và các thành phần keo nhựa ra khỏi nhiên
liệu) từ két dự trữ 14, rồi cấp đến các két hàng ngày 5, 6, 7.
Ngoài ra nhiên liệu rò rỉ từ các động cơ diêzen và từ đáy két hàng ngày được
đưa về két tháo 17. Từ két tháo, nhiên liệu được đưa đến thiết bị phân ly 15 làm
sạch rồi chuyển về các két hàng ngày.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu này như sau:
Cả máy chính 1, máy phụ 16 và nồi hơi phụ độc lập 2 cùng sử dụng một loại
nhiên liệu. Từ két dự trữ 14, nhiên liệu được bơm chuyển (dẫn động điện) 9 hoặc
bơm tay 8 hút và cấp theo đường ống qua lọc thô 10 vào các két hàng ngày của nồi
hơi độc lập 5, của máy chính 6 và của máy phụ 7. Từ các két này, nhiên liệu tự chảy
tương ứng qua các van chặn đóng mở nhanh đi đến các động cơ điêden phụ 16 và
qua lọc kép 18 đến các động cơ điêden chính 1. Khi cần thì trên tuyến ống dẫn
nhiên liệu đến các động cơ điêden sẽ được trang bị thêm các bơm chuyển.
Trong các thiết bị điêden làm việc bằng nhiên liệu nhẹ người ta sử dụng một
máy phân ly để tách nước, các tạp chất vô cơ và cơ học.

nước trong quá trình sản xuất và bảo quản vì nếu lẫn nước rất khó tách ra khỏi dầu.
Tính chất quan trọng cuối cùng là các dầu FO đều chứa nhiều tập chất cơ
học.
Ví dụ, ở Anh những yêu cầu ở trên được chia thành các cấp độ khác nhau.
Với các dầu FO dùng cho động cơ đi biển của Anh như sau:
Bảng 1.1 Các cấp khác nhau của dầu FO

- 7 -
Vì những tính chất trên của dầu FO nên khi dùng ta phải dùng thiết bị phân ly.
Nếu không dùng thiết bị phân ly để làm sạch dầu thì:
Dầu có độ nhớt cao khó di chuyển trong hệ thống nhiên liệu.
Dầu có nhiều nước không tốt cho quá trình cháy.
Chất lượng dầu bôi trơn giảm rất nhanh.
Nhiều chi tiết của động cơ bị đóng cặn bẩn và vòi phun hay bị tắc.
Dầu có tạp chất nhiều làm mài mòn bơm cao áp, kim phun, pittông-xilanh của
động cơ. Từ đó tuổi thọ của động cơ sẽ giảm xuống.
Vì vậy khi dùng dầu FO nhất thiết phải dùng máy phân ly làm sạch nhiên liệu.
Trong các TBNL điêden làm việc bằng nhiên liệu nặng, ngoài hệ thống nhiên
liệu nặng, người ta còn trang bị thêm hệ thống nhiên liệu điêden để phục vụ cho
việc khởi động động cơ chính và phục vụ chế độ cơ động tàu, cũng như cấp cho các
động cơ điêden phụ. Thiết bị phân ly thường là loại có dùng nước rửa các muối hòa
tan có trong nhiên liệu.
Để thấy rõ vai trò của máy phân ly trong hệ thống nhiên liệu nặng ta tìm hiểu
nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu này (hình 1.2) như sau:
Ở hệ thống này, nhiên liệu từ các két dự trữ 22, có trang bị bộ sấy hơi 1, được
bơm chuyển nhiên liệu (dẫn động điện) 24 hoặc bơm tay 23 hút và cấp vào két lắng
đọng 2, cũng được trang bị bộ sấy hơi 1. Từ két lắng đọng, nhiên liệu được bơm
(dẫn động điện) 21 của thiết bị phân ly hút qua lọc thô 25 cấp vào bộ sấy 20 và máy
phân ly 19. Nước nóng từ nồi hơi độc lập được cấp vào thiết bị phân ly để rửa nhiên
liệu. Nhiên liệu, sau khi ra khỏi máy phân ly 19, được bơm 18 cấp vào két hàng

Baûng 1.2 Lượng nước lacanh sau một ngày đêm theo lượng chiếm nước của tàu
TT Lượng chiếm nước của tàu
(Tấn)
Lượng nước lacanh sau một ngày
đêm (m
3
)
1 Tàu dưới 100 0,1
2 101-250
0,10,3
3
251500 0,30,6
4
501750 0,60,9
5
7511.000 0,91,2
6
1.0011.250 1,21,8
7
1.2511.500 1,82,5
8
1.5014.000 2,56,0
9
4.00110.000 6,010
10 Tàu 10.000 tấn
1015

- 10 -
Đặc điểm của nước lacanh:
-Tính chất lý hóa của nước la canh thay đổi thường xuyên theo thời gian và

năng lẫn dầu từ nhiều nguồn khác nữa nên nước lacanh này phải được xử lý tiếp tại
máy lọc nước lacanh (Oily Water Saperator) và chỉ cho phép nước sau khi lọc đạt
tiêu chuẩn hàm lượng dầu trong đó bằng hoặc dưới 15 pmm (Phần triệu) thì mới
được thải qua mạn.
I.3 Nguyên lí hoạt động chung của máy phân ly phổ biến
Thiết bị được sử dụng để phân ly, tách nhỏ hoặc làm lắng đọng các phần tử
rắn trong chất lỏng bằng cách tạo ra các tốc độ lắng đọng khác nhau dưới tác động
của trường lực ly tâm đối với các pha nặng/nhẹ hoặc pha rắn có khối lượng riêng
khác nhau và không thể hoà tan với nhau trong một hỗn hợp chất lỏng.
Vật liệu (chất lỏng hỗn hợp) đi qua ống nạp vào tang trống và dưới tác động
của trường lực ly tâm mạnh, chất lỏng hỗn hợp này đi qua các khoang phân ly của
một bộ các cụm đĩa, bằng cách lấy các lỗ trung hoà như một mặt phẳng phân ly,
chất lỏng có khối lượng riêng lớn hơn (pha nặng) sẽ đi qua các lỗ trung hoà dọc
theo mặt (tường), chất lắng đọng nặng (các tạp chất ) tập trung tại khu vực chất lắng
đọng, chất lỏng có khối lượng riêng thấp hơn (pha nhẹ) sẽ đi theo đĩa vào phía trong
và lên trên, tụ hợp lại và chảy đến bơm (ở phía dưới), như vậy các pha nặng (nhẹ) sẽ
là sản phẩm đầu ra thông qua bơm hướng tâm lớn (bé) tương ứng.
Khi van điều khiển đưa nước làm kín vào tang trống đang quay với tốc độ lớn,
nước làm kín sẽ đi vào khoang nước làm việc ở khu vực dưới pít tông trượt. Áp suất
ly tâm phát sinh ở đây sẽ đẩy pít tông lên phía trên và đè chặt gioăng trên nắp tang
trống, làm cho cổng xả chất lắng đọng đóng lại, như vậy làm kín khoang làm việc
của tang trống.
- 12 -
Khi van điều khiển đưa nước xả chất lắng đọng vào khoang phía trên đệm làm
kín, áp suất ly tâm phát sinh sẽ đẩy pít tông trượt xuống phía dưới, thắng lực lò xo
và tác động mở 3 van thông đường, làm cho nước làm kín ở phía dưới pít tông trượt
xả ra ngoài một cách nhanh chóng. Với tác động của lực ly tâm của các chất đang
được xử lý trong tang trống, pít tông trượt rơi xuống phía dưới, các chất lắng nặng
gom lại ở đây sẽ được xả nhanh ra ngoài từ cổng xả chất lắng đọng ở trên tang trống
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy phân ly như sau:

qua máy phân ly, nhiên liệu được sấy đến C
0
)7055(  . Nước nóng để rửa nhiên liệu
có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của nhiên liệu C
0
)53(  .

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý thiết bị phân ly nhiên liệu nặng
1. Đường ống cấp nhiên liệu vào két lắng đọng; 2. Két lắng đọng; 3, 4. Đường ống
dẫn nhiên liệu đến bơm; 5. Bơm chuyển dẫn động điện; 6. Bộ sấy bằng hơi; 7. Máy
phân ly 3 pha (purier) thứ I; 8. Đường ống dẫn nhiên liệu đến máy phân ly thứ II;
9. Máy phân ly thứ II; 10. Bơm chuyển dẫn động điện; 11. Đường ống dẫn nhiên
liệu sạch; 12. Két nhiên liệu hàng ngày; 13. Đường ống nhiên liệu cấp cho hộ tiêu
thụ; 14. Đường ống cấp nước nóng để rửa nhiên liệu; 15. Két nhiên liệu bẩn.
- 14 -
Máy phân ly dạng đĩa được sử dụng phổ biến và tùy theo phương thức xả cặn,
người ta xếp nó thành 2 nhóm sau:
- Máy phân ly xả cặn định kỳ, nghĩa là sau một thời gian hoạt động nhất định
của máy, người ta tiến hành xả cặn một lần. Có 3 kiểu xả cặn: xả cặn định kỳ bằng
tay, xả cặn định kỳ tự động theo chương trình và xả cặn định kỳ tự động không theo
chương trình .
- Máy phân ly xả cặn liên tục, ở đó việc xả cặn được tiến hành liên tục đồng
thời với quá trình phân ly.
Hình 1.6 thể hiện máy phân ly tự động xả cặn định kỳ. Trước khi xả cặn, nước
được cấp vào máy đồng thời với việc ngừng cấp nhiên liệu. Nhờ áp suất của nước
cấp, đáy trượt 1 được nâng lên, ép vào nắp chụp và mở lối thông xả cặn đồng thời
quá trình xả cặn diễn ra. Do nước được cấp trong thời gian ngắn nên sau đó, áp suất
nước giảm và đáy trượt 1 hạ xuống, kết thúc việc xả cặn.
- 16 -
Theo mục đích công nghệ máy phân ly chất lỏng được chia làm 5 nhóm như
sau:
-Các máy phân ly dùng để tách các chất lỏng không hòa tan với nhau (Ví dụ:
như nước và paraffin) đồng thời loại cấu tử lơ lửng ra chất lỏng.
-Bộ lọc để loại các cấu tử lơ lửng khỏi chất lỏng.
-Bộ lọc là bộ phận được hoạt động chủ yếu phụ thuộc vào sự lắp ráp roto.
-Máy cô đặc để tăng nồng độ các cấu tử lơ lửng, phân chia các sản phẩm nhũ
tương.
-Máy phân cấp để phân loại các cấu tử lơ lửng của huyền phù theo kích thước
hay theo tỷ trọng các hạt.
Theo phương pháp thải chất lắng từ rôto các máy phân ly được chia ra loại:
-Máy phân ly tháo bằng xung động ly tâm (tự tháo liệu).
-Loại máy phân ly tháo bằng ly tâm liên tục (có ống thổi thẳng).
-Loại máy phân ly tháo cặn bằng phương pháp thủ công khi dừng roto.
Năng suất của máy phân ly phụ thuộc vào các tính chất hóa lý của vật liệu gia
công, cũng như vào mức độ cô đặc được yêu cầu.
Yếu tố phân chia của máy phân ly phụ thuộc vào các chỉ số kết cấu và được
tính theo công thức:

Trong đó:
i : số đĩa.
Tốc độ góc của trống, độ/s.
 Góc nghiêng tạo ra giữa đĩa và mặt phẳng ngang, độ.
R
max
và R
min
: Bán kính lớn nhất và bán kính bé nhất của đĩa, mm.


khoảng không chứa bùn đã đầy thì ngừng nạp canh trường chất lỏng và nhờ hai cơ
cấu van rót mà chất lỏng đã được làm trong từ khoảng không giữa các đĩa vào thùng
chứa. Nhờ có cơ cấu tháo mà sinh khối được đẩy vào thùng chứa bùn 22. Sau khi
ngừng nạp nước đệm vào khoang trên pittông, đóng kín trống quay và chu kỳ công
nghệ được lặp lại. Để bít kín khoảng không gian chứa bùn trong máy phân ly kiểu
ly tâm có bộ tháo cặn bằng xung động cần phải tạo độ chênh lệch áp suất giũa chất
lỏng bên trong trống và áp suất của phần tử đưa vào bề mặt kín. Để thực hiện được
điều đó có thể sử dụng chất đệm phụ, không khí, cũng có thể là lò xo hay các phần
tử đàn hồi khác.

Hình 1.8 Máy phân ly tháo cặn bằng ly tâm xung động - 19 -
I.5.2 Máy phân ly có bộ tháo cặn liên tục
Máy phân ly (Hình1.9) gồm khung 1 với cơ cấu dẫn động, trống quay 2 với
các đĩa, trục và đoạn tháo chất lỏng canh trường đã xử lý 3. Dẫn động máy phân ly
được thực hiện từ động cơ riêng biệt qua khớp nối ly hợp ma sát và bộ truyền trục
vít bánh vít có tốc độ cao. Trống quay được lắp đặt tự do trên trục con và được lắp
vào các rảnh xẻ của trục bằng thanh giằng, nhờ đó đảm bảo việc tự điều chỉnh tâm
của trống quay. Bên trong trống được lắp các đĩa hình nón có các gờ trên bề mặt
ngoài, khoảng cách giữa các đĩa bằng 0.8 mm. Gia cố các túi trong ống quay nằm
trong bộ giữ đĩa. Ở phần dưới của máy theo vòng tròn phân bổ các rãnh xuyên qua
được đặt các ống tháo chất.

Hình 1.9 Máy ly tâm COC-501K-3
- 20 -
I.5.3 Máy phân ly AX-213 có tốc độ cao.
Hình 1.10 Máy phân ly AX-213 của hãng α -Lavale
Máy phân ly này có tốc độ quay cao có thể tách được các hạt có đường kính

Tiến hành phun gián đoạn các hạt rắn, cứ 4 đến 5 phút phun một lần trong khi
chất lỏng được nạp liên tục và không ngừng hoạt động. Các ống xả dọc trục 6 được
nối với các van. Trong điều kiện bình thường, các van được đóng lại nhờ tấm chắn
lò xo. Để đẩy các hạt rắn, tấm chắn hạ xuống nhờ thổi đột ngột không khí vào trục
rỗng của trống. Khi đó các van được mở ra và các hạt rắn được tháo vào vòng gom.
Các hạt rắn được tháo ra từ vòng gom vào xiclon, sau đó được tháo ra ngoài dưới áp
suất của lực ly tâm.
- 22 -
Thiết bị phân ly này gồm có máy phân ly 3, trạm điều khiển 2, tủ 1 có thiết vị
chuyển mạch và bộ van 4. Tất cả các công đoạn được thực hiện ở chế độ tự động.

Hình 1.11 Sơ đồ thiết bị phân ly AX-213 của hãng α -Lavale
I.6 Tính toán năng suất thiết bị phân ly
Hiệu suất phân ly tỉ lệ với với số vòng quay của trống, đường kính của nó,
kích thước các hạt, với sự khác biệt giữa các pha rắn và pha lỏng. Khi tăng độ nhớt
của môi trường thì hiệu suất phân ly giảm.
Năng suất phân ly tính theo thể tích huyền phù được nạp vào trong một giây
(m
3
/s)

Trong đó:
η

- Hiệu suất của trống quay trong máy phân ly ( lấy bằng 0,25)
K
c
- Hệ số
 - Tốc đọ góc của trống, độ/s;
i - Lượng đĩa;

d
K
c
10
20
30
1
0.8694
0.7558
40
50
60
0.6572
0.5712
0.4966
Tốc độ lắng của các hạt trong máy phân ly (m/s)

Trong đó:
d : Đường kính hạt rắn, m;
 : Số vòng quay của trống, vòng/phút;

r
: Tỉ trọng pha rắn, Kg/m
3


l
: Tỉ trọng pha lỏng, Kg/m

 : độ nhớt động học, Pa.s