Đang tải... (xem toàn văn)
Ch¬ng I : giíi thiÖu chung 1.Tìm hiểu về hệ thống 1.1.Khái niệm về hệ thống làm mát 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…
THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐÓNG TÀU oOo THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY ĐỀ BÀI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT Hải Phòng 2012 Ch¬ng I : giíi thiÖu chung 1.Tìm hiểu về hệ thống 1.1.Khái niệm về hệ thống làm mát 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 1.2. Chức năng, công dụng và nhiệm vụ của hệ thống làm mát Hệ thống làm mát cho hệ động lực trên tàu có nhiệm vụ chủ yếu là làm mát động cơ chính, động cơ phụ, máy nén khí, các gối trục chong chóng, các thiết bị truyền động Trên cơ sở những nhiệm vụ như vậy, HTLM có các chức năng chủ yếu sau: + Tải nhiệt lượng sinh ra ra khỏi các thiết bị + Do trên tàu, công chất tải nhiệt chủ yếu là nước biển, nên hệ thống phải đảm bảo sự lưu thông nước biển một cách tuần hoàn, liên tục và ổn định. THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT + Đo, kiểm tra, duy trì và điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát theo từng chế độ vận hành của các trang thiết bị. + Gia nhiệt cho hệ thống lấy nước ngoài tàu (vào mùa đông), đảm bảo cung cấp nước liên tục cho hệ thống, đồng thời đảm bảo nhiệt độ của nước ngoài tàu vào hệ thống. – Ngoài các chức năng chủ yếu trên, tùy thuộc vào phương thức làm mát, công chất làm mát, mà hệ thống còn có những chức năng và nhiệm vụ khác 1.3 Yêu cầu cơ bản – Động cơ chính phải có một bơm làm mát chính đủ sản lượng để cung cấp nước ổn định ở công suất liên tục lớn nhất của máy chính, và một bơm làm mát dự phòng có sản lượng đủ cung cấp nước làm mát ở điều kiện hành hải bình thường. – Khi có hai máy chính trở lên và mỗi máy có bơm làm mát chính có khả năng tạo ra tốc độ hành hải ngay cả khi một bơm không làm việc thì có thể không cần có bơm làm mát dự phòng với điều kiện là có một bơm dự trữ trên tàu. – Động cơ lai máy phát điện, máy phụ cần có một cặp bơm làm mát. Trong đó có một bơm làm mát chính và một bơm làm mát dự phòng đủ sản lượng để cung cấp nước ổn định ở công suất liên tục lớn nhất của máy. Các bơm này phải được nối với hệ thống để sẵn sàng sử dụng. – Tất cả các bơm dự phòng đều phải được dẫn động bằng nguồn năng lượng độc lập – Khi động cơ có lắp thiết bị tự động điều tiết nhiệt độ, bơm nước biển độc lập có thể dùng để bơm nước làm mát nhiều động cơ. THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG 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. – 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 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG 2.1.Giới thiệu hệ thống và thiêt bị Làm mát máy nén STT Tên thiết bị Số lượng Ghi chú 1 Nhiệt kế 2 2 Van khóa 3 ngả 1 3 Van bướm 8 4 Bầu làm mát máy nén khí 1 5 Máy nén khí 2 6 Máy nén khí sự cố 1 THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT 7 Két nước ngọt làm mát máy nén 1 500 lit 8 Ống thông hơi 1 9 Bơm nước ngọt làm mát 1 Làm mát trạm phát STT Tên thiết bị Số lượng Ghi chú 1 Bầu làm mát LO 1 2 Bầu làm mát nước ngọt 1 3 Nhiệt kế 2 4 Van khóa 3 ngả 1 5 Van bướm 2 6 Két nước giãn nở 1 50 lit 7 Ống thông hơi 1 8 Bơm nước ngọt làm mát 1 Làm mát ME STT Tên thiết bị Số lượng Ghi chú 1 Nhiệt kế 5 2 Van khóa 3 ngả 2 THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT 3 Van bướm 6 4 Bầu làm mát 1 5 Máy sản xuất nước ngọt 1 6 Áp kế 1 7 c Két nước ngọt giãn nở ME 1 300 lit 8 Ống thông hơi 1 9 Bơm nước ngọt làm mát ME 1 10 Van cổng 3 11 Ống thông hơi 1 Làm mát ME STT Tên thiết bị Số lượng Ghi chú 1 Nhiệt kế 5 2 Van khóa 3 ngả 2 3 Van bướm 6 4 Bầu làm mát 1 5 Áp kế 1 6 Két nước ngọt giãn nở ME 1 300 lit 7 Ống thông hơi 1 THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT 8 Bơm nước ngọt làm mát ME 1 9 Ống thông hơi 1 2.1.1 Các thiết bị của hệ thống làm mát + Van thông biển,và cửa xả mạn 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. +Các thiết bị vận chuyển trong hệ trục 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, máyphát,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 THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT Hình 2.1.Bơm li tâm + Thiết bị lọc Bao gồm máy lọc hoặc bầu lọc, thiết bị khử khí là những thiết bị dùng để lọc tạp chất trước khi đưa nước đi làm mát thường có kết cấu là các màng lọc, hoặc máy lọc dạng ly tâm. Đây là những thiết bị làm việc trực tiếp với nước biển nên dễ xảy ra hiện tượng ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa vì vậy cần phải được chế tạo bằng những vật liệu có khả năng chống lại các hiện tượng trên như mạ crom hoặc thấm nito. + Thiết bị làm mát Là thiết bị dùng để lấy nhiệt của nước sau khi đi làm mát hệ thống nhiên liệu Sau khi lấy nhiệt từ động cơ hay thiết bị, nước ngọt được đưa qua bầu làm mát.Tại đây nước ngọt sẽ nhả nhiệt cho nước biển. THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT Hình 2.2.Thiết bị làm mát + Két giãn nở Trong hệ thống nhiệt độ của nước ngọt cao có khả năng sinh hơi giảm năng suất tải nhiệt, bơm tuần hoàn dễ bị e, cho nên phải bố trí một két dãn nở tránh tạo bọt ngoài ra còn làm nhiệm vụ bổ xung nước ngọt vào hệ thống trong quá trình làm việc. +Thiết bị kiểm tra Hình 2.3.Thiết bị đo áp suất Chủ yếu là các thiết bị kiểm tra như đồng hồ đo nhiệt độ, rơ le báo nhiệt độ cao và đồng hồ đo áp suất của nước làm mát trong đó nhiệt độ của nước làm mát được xác đinh theo lí lịch máy hoặc có thể xác định dựa vào tính [...]... ngọt rồi qua van 42,vào đường ống số 8 hoặc nước sau khi làm mát động cơ không qua van 43 mà đi qua van 44 dể vào đường số 8.Nước từ đường ống số 8 đi vào dường ống số 3,qua van 48 đi THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT vào bầu làm mát và nhả nhiệt,sau đó ra đường ống số 11 và quay lại đường ống số 3 tới làm mát động cơ hoàn thành chu trình Nước làm mát ra khỏi động... áp H=20 m.c.n 3.6.4 Tính đường ống 29,14 34,97 THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT 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 - Ảnh hưởng của sự rò rỉ trong hệ thống - Đảm bảo được áp suất làm việc trong hệ thống - Xả được bọt... *) Tính toán bầu sinh hàn dầu nhờn cho máy chính Động cơ Đại lượng Kí hiệu Công thức F= Máy chính Diện tích trao đổi nhiệt F Kết quả Đơn vị 9,30 m2 Q K ∆t Q = 93450 kJ/h K = 2009,184 kJ/m2.h.oC ∆t = 5 oC Vậy: Diện tích trao đổi nhiệt của bầu sinh hàn dầu nhờn máy chính: F = 9,30 m2 THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT 3.3.Chọn bơm nước làm mát máy chính và 2 máy. .. 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: d =2 Q Π.v (m) Trong đó: - Q: Lưu lượng bơm, m³/s - V: Vận tốc dòng chảy, m/s +) Đường ống nước ngọt đi làm mát động cơ chính: THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT d 1 =2 Q dc b Π.v = 0, 2323 (m) Theo quy pham chọn ống... α = (15 ÷ 35)% do nước làm mát lấy đi 4 Nhiệt trị thấp của QH kJ/kg 41868 kJ/h 3912565 nhiên liệu Nhiệt lượng nước 5 mặn nhận từ nước ngọt Q0nn Q0nn = ∑ N e.ge.α QH THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY 6 Tỉ nhiệt của nước TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT Cn Nhiệt độ của nước 7 Tra theo nhiệt độ nước vào 1,36 ộ biển kJ/kg.đ làm mát tdcr o Thiết kế chỉ định 52 tdcv o Thiết kế chỉ định 40 C biển ra... 304,18 = 304,18 m³/h h 3 m h THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT 3.1.2.Động cơ diesel lai máy phát ST Hạng mục tính T 1 Công suất có ích 2 3 của động cơ Vòng quay Hệ số nhiệt lượng Kí n α Kết quả Đơn Thông số tàu 355 vị Cv Thông số tàu Chọn α = (15÷35)% hiệu Ne Công thức và nguồn gốc 1200 20 v/ph 41868 kJ/kg 160 Kg/C 475620 v.h kJ/h do nước làm mát 4 lấy đi Nhiệt trị... bầu sinh hàn nước ngọt phục vụ cho máy đèn: F = 2,96 m2 3.2.2 Tính bầu sinh hàn dầu nhờn: - Diện tích truyền nhiệt: F= Q K ∆t (m2) Trong đó: Q - nhiệt lượng trao đổi qua bộ làm mát, kJ/h THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT ∆t - hiệu nhiệt độ trung bình của bộ làm mát, độ ∆t = 0,5.[(t’d + t’’d) - (t’nn + t’’nn)] t’nn - nhiệt độ nước ngọt ở cửa vào, t’nn = 60oC t’’nn...THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM MÁT toán, áp suất của nước làm mát được xác định qua thử nghiệm tại nơi sản xuất.Thông thường cột áp của bơm nước tuần hoàn là 5-10 m.c.n +Thiết bị cảm biến Là thiết bị cảm biến nhiệt độ cao ,rơle cảm biến thường được bố trí trên các đường ống dẫn nước đi làm mát cho động cơ .Thiết bị có khả năng tự động... để tách hơi và bổ sung nước +Sơ đồ 3: làm mát máy phát Nước từ hidrophore nước ngọt qua két nước ngọt giãn nở đi qua van 27 vào đường ống số 1,tới đường ống số 2 và được bơm vào làm mát máy phát Sau khi làm mát, nước làm mát đi vào đường ống số 3,tới đường ống số 4,qua van 51,đương ống số 5,vào bầu làm mát và nhả nhiệt,sau đó ra đường ống số 6,vào đường ống số 4,tới bầu làm mát LO và làm mát cho dầu... ngọt làm mát được chia thành 3 nhánh.Nhánh thứ nhất: nước làm mát đi vào đường ống số 2,qua van 37 được bơm vào làm mát tổ máy nén sự cố sau đó đi qua van 36,vào đường ống số 7 Nhánh thứ 2: nước làm mát đi vào đường ống số 3,qua van 39 được bơm vào làm mát máy nén số 1sau đó ra đường ống 5,qua van 36,vào đường ống số 7 Nhánh thứ 2: nước làm mát đi vào đường ống số 4,qua van 41 được bơm vào làm mát máy . rỗ… Trong hệ thống làm mát thường sử dụng bơm li tâm do có lưu lượng lớn THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY. THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA ĐÓNG TÀU oOo THIẾT KẾ MÔN HỌC MÁY PHỤ TÀU THỦY ĐỀ BÀI: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ. HỆ THỐNG LÀM MÁT THIẾT KẾ MÔN HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY PHỤ TÀU THỦY HỆ THỐNG LÀM MÁT Hải Phòng 2012 Ch¬ng I : giíi thiÖu chung 1.Tìm hiểu về hệ thống 1.1.Khái niệm về hệ thống làm mát Trong