Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng BÀI GIẢNG TRANG TRÍ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ GVPT: PhD, CE.Trương Thanh Dũng TP HỒ CHÍ MINH -2009 Đại học GTVT TP.HCM -2009 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng MỤC LỤC Chương Khái niệm yêu cầu hệ động lực tàu thuỷ 1.1 Khái niệm chung hệ động lực tàu thủy 1.2 phân loại xu hướng phát triển hệ động lực tàu thủy 1.3 Đặc điểm kỹ thuật hệ động lực tàu thủy 1.4 Các yêu cầu hệ động lực tàu thủy 1.5 Nguyên tắc chọn động Chương Hệ trục thiết bò hệ trục 2.1 Khái quát chung 1.2 Nguyên tắc bố trí hệ trục 2.3 Xác đònh kích thước hệ trục 2.4 Thiết bò nối trục 2.6 Các gối đỡ hệ trục Chương Phương thức truyền động thiết bò truyền động 3.1 Chức phân loại thiết bò truyền động 3.2 Truyền động thủy lực 3.3 Truyền động khí 3.4 Truyền động điện Chương Dao động hệ trục 4.1 Khái niệm phân loại 4.2 Tốc độ góc tới hạn hệ trục 4.3 Dao động ngang hệ trục 4.4 Dao động xoắn hệ trục 4.5 Dao động dọc hệ trục Chương Các hệ thống phục vụ cho hệ động lực tàu thủy 5.1 Phân loại hệ thống phục vụ tàu thuỷ 5.2 Hệ thông nhiên liệu 5.3 Hệ thống bôi trơn 5.4 Hệ thống làm mát 5.5 Hệ thống khí khởi động 5.6 Bố trí buồng máy Tài liệu tham khảo Đại học GTVT TP.HCM -2009 3 12 14 19 21 21 24 26 28 32 44 44 47 51 58 60 60 61 63 64 66 68 68 68 72 76 82 84 90 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng CHƯƠNG KHÁI NIỆM VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY 1.1.1 Đặt vấn đề Ngành giao thông vận tải phát triển mạnh mẽ với phát triển kinh tế quốc dân Trong vận tải biển có vai trò quan trọng thiếu với mạnh sau :giá thành vận tải thấp (cước phí nhỏ) ,khối lượng vận tải lớn, hàng hóa đa dạng, phạm vi hoạt động rộng Ngày với phát triển đội tàu biển container ưu vận tải thủy khẳng đònh rõ Nhiệm vụ hệ thống động lực tàu thủy: - Tạo lực đẩy cho tàu - Cung cấp lượng cho hoạt động tàu Hai dạng hệ thống động lực: Hệ thống động lực nước (công chất nước) : Máy hơi, tua bin Hệ thống động lực với khí cháy (công chất khí cháy): Diesel; tua bin khí 1.1.2 Khái quát hệ thống động lực tàu thuỷ Hệ thống động lực tàu thủy hệ thống thiết bò có nhiệm vụ trì tốc độ, phương hướng cho hoạt động tàu thiết bò động lực phụ, bảo đảm hoạt động tàu, thuyền viên, hành khách Hệ động lực tàu thuỷ tập hợp thiềt bò để thực trình biến đổi lượng hoá học nhiên liệu thành nhiệt năng, hay điện nhằm đảm bảo tất nhu cầu cần thiết cho tàu hệ động lực Trong thành phần hệ động lực nói chung gồm có động động phụ, cấu truyền động, hệ trục hệ thống khác đêû phục vụ trực tiếp gián tiếp cho động Ngoài hệ động lực có thiết bò để kiểm tra điều khiển tự động trực tiếp từ xa chế độ làm việc thành phần hệ Động động dùng để phục vụ nhu cầu chính, thiết bò động lực tàu thuỷ dùng để quay chân vòt phụ thuộc vào nhu cầu tàu số lượng động lớn Đại học GTVT TP.HCM -2009 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Ngoài động hệ động lực trang bò động nhỏ để lai máy phát điện, máy bơm, máy nén khí khởi động… Các động g động phụ Cơ cấu truyền động thiết bò trung gian hai nguồn phát thu lượng, làm thay đổi tần số quay trục bò động Cơ cấu thường dùng truyền động kiểu khí nhờ hệ thống bánh răng, truyền động điện, truyền động thuỷ lực, hay truyền động liên hợp khí lẫn truyền thuỷ lực Hệ trục thiết bò động lực tàu thủy bảo đảm truyền từ mặt bích hộp giảm tốc hay động đến chân vòt Trong thành phần hệ trục thường bao gồm đoạn trục, khớp nối, ổ đỡ ổ chặn lực dọc trục, cấu phanh thiết bò đo mômen xoắn Mỗi hệ thống động lực tập hợp cấu thiết bò phụ, tuyến ống dẫn, van điểu chỉnh, dụng cụ đo kiểm tra Mỗi hệ thống có chức riêng nhằm cung cấp môi chất công tác nước, nhiên liệu, dầu, khí nén môi chất khác Xuất phát từ nhiệm vụ chính, hệ động lực Diesel có hệ thống như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát, hệ thống khởi động khí nén, hệ thống nạp - thải Ngoài ra, hệ thống phục vụ tàu hệ thống cứu hoả, hệ thống chiếu sáng, hệ thống cấp nước sinh hoạt, hệ thống gió, hệ thống điều hoà nhiệt độ v.v… đồng thời mức độ có liên quan với hệ thống động lực 1.1.3 Phân loại thiết bò hệ động lực tàu thuỷ theo chức Thiết bò đẩy tàu Thiết bi động lực phụ Thiết bò đảm bảo an toàn Thiết bò phục vụ cho sinh hoạt Thiết bò boong 1.1.3.1 Thiết bò đẩy tàu ( Marine Propulsion Plant) Thiết bò đẩy tàu hệ thống thiết bò bảo đảm tốc độ, phương hướng cho tàu hoạt động điều kiện khai thác Thiết bò đẩy tàu bao gồm: - Máy chính: ( ME - Main Engine) Máy có nhiệm vụ sinh công tạo lực đẩy tàu (Diesel, tua bin hơi, tua bin khí ) - Thiết bò truyền động (Power Transmission) Đại học GTVT TP.HCM -2009 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Thiết bò truyền động có nhiệm vụ tiếp nhận công suất từ động truyền cho thiết bò đẩy tàu ( hệ trục, gối đỡ, giảm tốc, thiết bò nối trục, thiết bò truyền dẫn điện ) Hình 1.1 Sơ đồ bố trí chung tàu hàng Đại học GTVT TP.HCM -2009 Hình 1.2 Sơ đồ thiềt bò buồng máy tàu thuỷ Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Hình 1.1 Sơ đồ bố trí chung thiết bò động lực tàu hàng - Thiết bò đẩy (Propulsion Equipment, Propeller) Thiết bò đẩy có nhiệm vụ tạo lực đẩy cho tàu (chân vòt, chong chóng, guồng quay ) Đại học GTVT TP.HCM -2009 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng - Nồi (Main Boiler) Nồi sản nước cung cấp cho tua bin , máy hoạt động làm nhiệm vụ đẩy tàu cung cấp cho thiết bò phụ khác - Thiết bò truyền tải công chất (Transfer systems) Thiết bò tải công chất bao gồm hệ thống ống, van chặn, dẫn tải nước, khí cháy đến động 1.1.3.2 Thiết bò động lực phụ (Engine auxiliary systems) Các thiết bò động lực phụ có nhiệm vụ cung cấp lượng cho tàu hành trình, làm hàng, sinh hoạt thuyền viên dự trữ, bao gồm: - Tổ máy phát điện (Generators) Tổ máy phát điện hay trạm phát thường động Diesel phụ (AE -Auxiliary Engine hay GE – Generation Engine) máy lai Trạm phát có nhiệm vụ cung cấp điện phục vụ cho sinh hoạt cho thiết bò phục vụ cho máy hoạt động, thiết bò phục vụ cho sản xuất, sửa chữa (cẩu, máy hàn ) - Hệ thống không khí nén (Air High Pressure System) Hệ thống khí nén có nhiệm vụ cung cấp không khí cho khởi động cơ, hệ thống tự động điều khiển, vệ sinh, sửa chữa, động nâng hạ xuồng cứu sinh Hệ thống bao gồm máy khí nén, bình chứa, hệ thống đường ống, van chặn, van giảm áp, van an toàn, phin lọc - Hệ thống nước sinh hoạt, nước biển vệ sinh (Water Feed Systems) - Nồi phụ (Auxiliary Boiler) Nồi phụ có nhiệm vụ sản cung cấp cho sinh hoạt thuyền viên, hành khách máy móc thiết bò phụ hâm sấy dầu, nước… 1.1.3.3 Thiết bò đảm bảo an toàn tàu (Safety & Emergency Systems) Các thiết bò đảm bảo an toàn tàu có nhiệm vụ phòng chống cố xảy tàu đảm bảo cho tàu hoạt động an toàn - Hệ thống cứu hỏa: (Fire fighting system) - Hệ thống lacanh: (Bilge system) - Hệ thống balát: (Ballast system) - Trang bò cứu sinh: xuồng cứu sinh, phao bè, áo phao - Thiết bò phục vụ sưả chữa: máy tiện, máy hàn, máy khoan - Phụ tùng thay thế, vật liệu sửa chữa, dự trữ - Hệ thống thông tin liên lạc: điện thoại, chuông, còi, tay chuông truyền lệnh (Telegraf) Đại học GTVT TP.HCM -2009 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 1.1.3.4 Thiết bò phục vụ sinh hoạt Bao gồm thiết bò đảm bảo đời sống thuyền viên hành khách tàu: - Hệ thống thông gió, sưởi ấm (Ventilation , heat exchanger) - Điều hòa không khí, quạt gió (Air-conditioning ) - Máy lạnh thực phẩm, kho lạnh thực phẩm (Refrigeration System ) - Hệ thống chiếu sáng ( Navigational Lights ) 1.1.3.5 Các thiết bò boong (Deck Machinery and Equipments) Các thiết bò boong bao gồm: Hệ thống tời neo, tời lái, cẩu, thiết bò chằng buộc 1.1.4 Phân loại thiết bò theo tính chất, nhiệm vụ -Thiết bò giới động lực Cung cấp lượng cho tàu (máy chính, máy đèn, nồi phụ, nồi chính, máy phát điện, động điện…) -Thiết bò giới công tác Tiêu thụ lượng, sinh công (thiết bò đẩy tàu, bơm, máy nén ) -Thiết bò truyền động Truyền chuyển động giới động lực giới công tác (hệ trục, hộp số, ly hợp, dây dẫn, ống nối ) - Thiết bò dự trữ Bao gồm két chứa, bình chứa nước, dầu nhờn, nhiên liệu, không khí - Thiết bò làm nhiên liệu, dầu nhờn, không khí Gồm bầu lọc, máy lọc ly tâm, máy phân ly, thiết bò lắng lọc… - Thiết bò truyền tải công chất Gồm hệ thống van, ống - Các thiết bò trao đổi nhiệt Sinh hàn, bầu hâm, giàn lạnh, bình ngưng… Tất thiết bò tổ chức thành hệ thống có quan hệ hữu tàu gọi hệ động lực tàu thuỷ Đại học GTVT TP.HCM -2009 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 1.2 PHÂN LOẠI VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY 1.2.1 Phân loại hệ động lực tàu thủy Căn theo kiểu loại động phương thức truyền động chia hệ động lực tàu thủy thành loại sau: Hệ động lực nước Hệ động lực nước hệ động lực trình hoàn thành công giới trình sử dụng nhiệt khí cháy nhiên liệu để tạo nồi hơi, sau giãn nở sinh công máy hay tuabin Hệ động lực gồm có: Máy trực tiếp lai chân vòt Máy truyền động gián tiếp giảm tốc giới lai chân vòt Máy có tuabin thừa truyền động kết hợp lai chân vòt Tuabin truyền động gián tiếp lai chân vòt Tuabin truyền động điện lai chân vòt Hệ động lực Diesel Hệ động lực diesel hệ động lực hoàn thành công giới trình sử dụng nhiệt lượng khí cháy nhiên liệu để sinh công trực tiếp Loại hệ động lực bao gồm: Hệ động lực diesel truyền động trực tiếp lai chân vòt - Hệ động lực có tốc độc quay chân vòt với tốc độ quay động - Có thể sử dụng máy phát điện đồng trục - Hệ động lực thường dùng tàu dầu, tàu chở hàng khô, hàng thùng, hàng bách hoá chạy tuyến đường xa - Máy thường động diesel thấp tốc lai chân vòt Phổ biến động kỳ thấp tốc, có tăng áp, có patanh bàn trượt, đảo chiều trực tiếp sử dụng nhiên liệu nặng Hệ động lực diesel truyền động gián tiếp lai chân vòt - Hệ động lực trang trí nhiều động diesel trung cao tốc - Có thể bố trí máy truyền động gián tiếp lai chân vòt - Các động thường động kỳ, có tăng áp tuabin khí xả Hệ động lực diesel truyền động đặc biệt Hệ động lực diesel-điện truyền động lai chân vòt -Không cần có hệ trục dài gối trục trung gian -Động diesel bố trí vò trí thích hợp Đại học GTVT TP.HCM -2009 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng -Tính linh hoạt lực dự trữ lớn -Chỉ cần thay đổi chiều quay vòng quay motơ điện thay đổi đặc tính công tác chân vòt theo yêu cầu -Thao tác đơn giản thuận tiên việc điều khiển từ xa -Tuy nhiên hệ thống phức tạp, hiệu suất truyền động thấp phải qua hai lần chuyển hoá lượng, giá thành cao… Hệ động lực diesel lai chân vòt biến bước -Chiều quay chân vòt không thay đổi thay đổi chiều chuyển động tàu -Đặc tính công tác chân vòt thay đổi tuỳ ý cách thay đổi bước chân vòt, nâng cao tính kinh tế khai thác -Hệ động lực luôn phát huy đầy đủ công suất động -Động làm việc ổn đònh công tác chế độ tải khác -Tăng tính động tàu thuận lợi cho việc điều khiển từ xa -Tuy nhiên, đề thay đổi bước chân vòt cần phải có thiết bò truyền động hệ trục phức tạp, chế tạo, lắp ráp sửa chữa bảo dưỡng gặp nhiều khó khăn, giá thành cao Hệ thống động lực khác Máy Diesel hỗn hợp Hệ thống động lực tàu Nguyên tử 1.2.2 Xu hướng phát triển hệ động lực tàu thủy Lòch sử hình thành Năm 1807 tàu Klecmông chạy nước thay thuyền buồm lần xuất Nam Mỹ Năm 1840 chế tạo thành công chân vòt có hiệu suất cao, tin cậy thay guồng quay Năm 1896 Poatxông (Anh) thiết kế thành công hệ thống động lực tua bin Năm 1903 chế tạo thành công tàu Diesel truyền động điện Còn động tuabin khí phát triển vào năm 50 kỷ 20 Xu hướng phát triển hệ động lực tàu thủy Hiện nay, công suất cụm tuabin đạt 100.000 mã lực cao hơn, cụm động Diesel đạt gần 100.000 mã lực Việc sử dụng động tuabin khí công suất lớn, cao tốc, gọn, nhẹ cho tàu chở khách có lắp đệm không khí hay cánh chìm cho phép đạt tốc độ tới 100 km/h Trong giai đoan nay, xu hướng phát triển thiết bò động lực nói chung chủ yếu tập trung giải vấn đề sau đây: - Tăng công suất động để đại hoá trang thiết bò động lực Đại học GTVT TP.HCM -2009 10 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 5.4 HỆ THỐNG LÀM MÁT 5.4.1 Nhiệm vụ -Làm mát động cơ, động phụ, máy nén khí, gối trục chân vòt, số thiết bò truyền động, hợp giảm tốc, thiết bò trao đổi nhiệt -Công chất làm mát thường nước (FW - Fresh Water) hay nước biển (SW - Sea Water) -Làm mát piston nước hay dầu nhờn (LO), làm mát vòi phun nước hay nhiên liệu nhẹ (DO) -Làm mát xi lanh động thường nước có hai loại hệ thống : Hệ thống làm mát trực tiếp hay hệ thống làm mát hở ( Open System) Hệ thống lam mát gián tiếp hay hệ thống làm mát kín ( Closed System) 5.4.2 Yêu cầu hệ thống làm mát Giới hạn nhiệt độ nước làm mát khỏi động Nước biển: t = 50 ÷ 55oC Nước ngọt: t = 80 ÷ 90oC Có phạm vi điều chỉnh lớn, an toàn, tin cậy Có thiết bò sấy hơi, thổi khí van thông biển Có van thông đáy hai van thông mạn Có bố trí thiết bò chống ăn mòn điện hóa Có bơm dự phòng làm mát nước ngọt, nước biển có sản lượng tương đương Hệ thống bố trí cho tiện lợi chuyển đổi lẫn nhau, vệ sinh, sửa chữa dễ dàng 5.4.3 Hệ thống làm mát điển hình Hệ thống nước biển làm mát (Seawater cooling system) Nước biển bơm (2) hút từ van thông mạn (1) đưa tới tất sinh hàn máy chính, máy đèn đổ mạn Khi máy (ME) không hoạt động Dùng bơm (4) hút nước từ van thông biển (1) làm mát sinh hàn máy đèn (GE) thiết bò khác Trong hệ thống, tất thiết bò, sinh hàn, phải chế tạo vật liệu chống ăn mòn nước biển, thiết bò phải gắn thêm kẽm chống ăn mòn (Zn) Van điều chỉnh nhiệt độ (3) trì nhiệt độ vào thiết bò động không nhỏ 10oC Đại học GTVT TP.HCM -2009 77 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Hình 5.4 Sơ đồ hệ thống nước biển làm mát ( hãng MANBW) 1.Van thông biển 2.Bơm nước biển 3.Van điều tiết nhiệt độ Bơm nước biển (làm việc tàu cảng) Van chiều Đại học GTVT TP.HCM -2009 6.Sinh hàn dầu nhờn 7.Sinh hàn khí tăng áp 8.Sinh hàn nước 9.Sinh hàn dầu nhờn (bôi trơn trục cam) 78 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 2.Hệ thống nước làm mát cho xi lanh (Jacket water cooling system) Hình 5.5 Sơ đồ hệ thống nước làm mát ( hãng MANBW) 1.Bơm nước làm mát 2.Bầu hâm cho máy phân ly 3.Sinh hàn nước Van điều tiết nhiệt độ Đại học GTVT TP.HCM -2009 5.Bình tách khí 6.Két giãn nở A Van mở tàu biển,đóng cảng B Van đóng tàu biển,mở cảng 79 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Bơm nước (1) có nhiệm vụ luân chuyển liên tục nước qua sinh hàn nước (2) vào làm mát cho động động Nước làm mát khỏi máy ME đưa tới thiết bò chưng cất nước (2) đến sinh hàn (3), bầu tách (5) trở lại bơm (1) Két giãn nở (6) có nhiệm vụ trì áp lực ổn đònh trước bơm (1), đồng thơì nơi tách bọt khí, nước lẫn hệ thống bổ xung chất chống cáu cặn thường xuyên có thành phần nước tuần hoàn bổ xung nước cho hệ thống Nước biển bơm nước biển hút từ van thông biển vào làm mát sinh hàn (Dầu nhờn, gió tăng áp, sinh hàn nước ngọt) sau mạn Đặc điểm hệ thống: - Phạm vi điều chỉnh lớn, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, vùng biển hoạt động Nhiệt độ khỏi động cao - Độ tin cậy cao, tăng tuổi thọ thiết bò vàđộng - Hiệu xuất nhiệt động tăng - Khá cồng kềnh phức tạp 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 sinh hàn nước làm mát xi lanh Hệ thống nước làm mát tuần hoàn bao gồm hai mạch , mạch nhiệt độ cao mạch nhiệt độ thấp Mạch nước nhiệt độ cao làm mát cho xi lanh động cung cấp nhiệt cho máy chưng cất Mạch nước nhiệt độ thấp làm mát cho sinh hàn dầu bôi trơn , sinh hàn khí tăng áp máy toàn máy phụ hệ động lực Đại học GTVT TP.HCM -2009 80 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Hình 5.6 Sơ đồ hệ thống làm mát trung tâm (hãng MANBW) A Van mở tàu chạy biển,đóng tàu cảng B Van đóng tàu chạy biển,mở tàu cảng Đại học GTVT TP.HCM -2009 81 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 5.4.5 Tính toán hệ thống làm mát Bơm làm mát Sản lượng bơm nước biển: Đối với hệ thống làm mát trực tiếp Gnb = Q0 Qd + " ' Cn (tn − tn ) Cd (td" − td' ) (kg/h) Trong đó: Q0: Nhiệt lượng nước làm mát lấy từ động (kcal/h) Qd: Nhiệt lượng dầu bôi trơn toả (kcal/kg 0C) Cn, Cd: Tỉ nhiệt nước làm mát dầu bôi trơn (kcal/kg 0C) tn’, tn”: Nhiệt độ nước làm mát vào động (0C) td’, td”: Nhiệt độ bôi trơn vào sinh hàn (0C) - Đối với hệ thống làm mát gián tiếp Gnb = Qnn Qd + " ' Cn (tn − tn ) Cd (td" − td' ) (kg/h) Trong đó: Qnn: Nhiệt lượng nước toả cho nước biển (kcal/h) Qd: Nhiệt lượng dầu bôi trơn toả (kcal/kg 0C) Cn, Cd: Tỉ nhiệt nước biển dầu bôi trơn (kcal/kg 0C) tn’, tn”: Nhiệt độ nước biển (0C) td’, td”: Nhiệt độ bôi trơn vào sinh hàn (0C) Sản lượng bơm nước ngọt: Gnn = Q0 Cnn (t2 − t1 ) (kg/h) Trong đó: Q0: Nhiệt lượng động toả (kcal/h) Cnn: Tỉ nhiệt nước làm mát (kcal/kg 0C) t1, t2: Nhiệt độ vào khỏi động (0C) Đại học GTVT TP.HCM -2009 82 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 5.5 HỆ THỐNG KHÔNG KHÍ NÉN 5.5.1 Nhiệm vụ hệ thống - Cung cấp không khí nén áp suất cao (30 ÷ 50 bar) để khởi động máy , máy đèn , quay môtơ nâng hạ xuồng cứu sinh - Cung cấp khí nén áp suất thấp (5÷9bar ) cho hệ thống tự động điều khiển, hệ thống còi, hệ thống gió vệ sinh - Cung cấp khí nén cho hộp van thông biển, sửa chữa 5.5.2 Yêu cầu -Phải đảm bảo cho động khởi động, đảo chiều, khởi động động thời điểm -Trên chai gió, máy nén phải lắp đặt van an toàn -Các chai gió phải có van xả nước Sau máy nén có thiết bò tách dầu, nước 5.5.3 Sơ đồ hệ thống không khí nén a Sơ đồ: (Hình vẽ 5.7) b Hoạt động: - Hai máy nén (1) khởi động tự động , trì áp lực khí chai gió(2) không thay đổi , bảo đảm đủ áp suất yêu cầu - Máy (ME) cung cấp không khí trực tiếp từ chai gió (2) để khởi động - Van giảm áp (7) cung cấp khí giảm áp cho hệ thống điều khiển máy (Manơ) không khí cho hệ thống cố - Gió khởi động cho máy đèn (GE) cung cấp từ hai chai gió (2), qua van giảm áp (4) phù hợp với động - Máy nén cố (5) với chai gió khởi động lắp đặt để khởi động khẩn cấp máy đèn GE - Bầu tách nước, dầu (6) hạn chế độ ẩm khí nén - Đường (7) dẫn tới thiết bò kiểm tra vòi phun - Trạm giảm áp (3) cung cấp cho: + Hệ thống thổi khí van thông + Sửa chữa + Vệ sinh + Gió còi + Xuồng cứu sinh (nếu dùng moto khí nén) + Hệ thống nước sinh hoạt (bình tích năng) Đại học GTVT TP.HCM -2009 83 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Hình 5.7 Sơ đồ hệ thống khí khởi động ( hãng MANBW) 1.Máy nén khí 2.Chai gió khởi động 3.Trạm khí giảm áp 4.Van giảm áp Đại học GTVT TP.HCM -2009 5.Máy nékhí cố 6.Thiết bò tách dầu & nước 7.Khí tới hệ thống nhiên liệu 84 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 5.6 BỐ TRÍ BUỒNG MÁY TÀU THUỶ 5.6.1 Vị trí buồng máy Việc bố trí buồng máy tàu đảm bảo tối ưu không gian, trọng lượng trang thiết bò độ tin cậy sử dụng , thuận lợi sửa chữa bảo dưỡng hệ động lực Hiện nay, thông thường buồng máy bố trí khoang phía đuôi tàu 5.6.2 Bố trí trang thiết bò buồng máy Các thiết bò hệ động lực tàu thuỷ hầu hết bố trí buồng máy tàu thuỷ Việc bố trí thiêt bò buồng máy theo số yêu cầu phân bố thiết bò sau: - Các thiết bò động lực tàu thuỷ bố trí vào khoang chung gọi buồng máy ( Engine room) Khoang tường chắn hay vách ngăn để dễ quan sát, tiếp cận với tất thiết bò - Trạm điều khiển phải đặt vò trí trung tâm bên hay phía buồng máy quan sát rộng khắp thiết bò phân bố khoang Trạm phải cách âm đủ ánh sáng Đồng hồ đo đèn báo tín hiệu bàn điều khiển phải ghi tên chức - Từ buồng máy lên boong tàu phải có đường hai phía thành tàu Bậc phải đủ rộng có gân chống trượt Thang không dốc phải có hai tay vòn vững - Cấu trúc boong tàu cấu hạ tầng phải bảo đảm cẩu ra, vào buồng máy thiết bò động lực để lắp đặt sửa chữa thay - Sự phân bố thiết bò buồng máy phải gọn, thuận tiện cho việc lại để kiểm tra, sử dụng sửa chữa - Trong trang bò với động chính, động phải đặt mặt phẳng tàu Nếu hai động cơ, hai động phải lắp gần nhau, song song đối xứng qua mặt phẳng tàu - Các hệ thống thiết bò phục vụ trực tiếp hay gián tiếp cho động đông lai máy phát điện phải phân bố gần xung quanh để giảm chiều dài ống dẫn - Các thiết bò đặc chủng cần phải theo dõi bảo dưỡng thường xuyên nên bố trí gần trạm điều khiển trung tâm - Để bảo đảm an toàn sử dụng khí nén khởi động đặt thành nhóm dựng đứng hay đặt nghiêng so với mặt sàn sát thành hay vách ngăn buồng máy Bình khí nén kiểu ống góp treo boong hay sàn tàu Đại học GTVT TP.HCM -2009 85 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng - Két làm mát dầu nước, thiết bò hâm nóng, máy phân ly dầu nhiên liệu thường đặt gần vách ngăn thành tàu - Buồng máy phải trang bò cẩu nâng-hạ hay palăng di chuyển Tải trọng tính toán cẩu phải đảm bảo nâng-hạ vật nặng buồng máy - Buồng máy phải có hệ thống thông gió tự nhiên hay nhân tạo, bảo đảm điều kiện làm việc bình thường máy móc nhân viên phục vụ - Buồng máy phải đủ sáng để đảm bảo an toàn sử dụng - Đường thông tối thiểu thiết bò với va øvới vách ngăn không nhỏ kích thước theo quy đònh - Máy móc thiết bò phải gia cố chắc, làm việc tin cậy an toàn điều kiện khia tác tàu - Trong hệ thống động lực làm mát bôi trơn, thiết bò bơm nước, bơm dầu cầc bố trí song song bơm dự phòng để đề phòng cố cần làm việc thay - Trong hệ thống làm mát bôi trơn cần trang bò van điều chỉnh nhiệt độ, bảo đảm nhiệt độ nước ổn đònh chế độ sử dụng -Trong buồng máy phải xem xet phương tiện phòng chống cháy nổ có hiệu lực nhằm ngăn ngừa cố xảy -Phân bố thiết bò động lực tàu phải bảo đảm tính thăng tính động tàu Đại học GTVT TP.HCM -2009 86 Trang trí hệ động lực tàu thủy Đại học GTVT TP.HCM -2009 PhD, CE Trương Thanh Dũng 87 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Hình 5.8 Các thiết bò buồng máy tàu thuỷ.: 1.Máy (M/E) 2.Máy đèn (G/E) 3.Máy phát tua bin lai Đại học GTVT TP.HCM -2009 88 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Bơm cấp dầu bôi trơn Phin lọc dầu bôi trơn Bơm dầu tuần hoàn dầu bôi trơn Thiết bò bay Bơm nước biển làm mát Bơm nước làm mát máy 10 Bơm nước biển làm mát máy phụ 11 Bơm nước làm mát máy phụ 12.Bơm nước ngưng cho máy chưng cất nước 13 Bơm chân không cho máy chưng cất nước 14 Bơm nước làm mát cho bầu ngưng máy chưng cất nước 15.Bơm 16 Bơm vận chuyển dầu đốt 17.Bơm la canh 18.Bơm tuần hoàn dầu đốt 19.Bơm lọc tinh dầu bôi trơn làm kín cán Piston 20.Máy lọc ly tâm dầu nhẹ (DO) 21 Máy lọc ly tâm dầu nhờn (LO) 22 Máy lọc ly tâm dầu nhẹ (DO) 23.Bầu hâm dầu nhờn (LO) 24.Máy lọc ly tâm dầu nặng (FO) 25.Bầu hâm dầu nặng (FO) 26.Két hydrophore nước 27.Máy nén khí 28 Két áp lực nước biển 29.Bơm hydrophore nước biển 30.Máy nén khí 31.Hộp điện thoại 32.Bơm hydrophore nước 33.Két nước nóng 34.Bơm nước làm mát cho máy điều hoà không khí 35 Bơm nước làm mát cho máy lạnh thực phẩm 36.Bơm Ballast 37.Chai gió khởi động cho máy đèn 38.Bơm cứu hoả, tổng hợp 39.Bơm dầu nhờn làm mát 40.Bảng điện 41.Dàn bay máy điều hoà không khí 42.Máy phân ly dầu nước 43.Quạt gió cố 44.Két chứa dầu bôi trơn 45.Bầu hâm 46.Chai gió khởi động máy 47.Két dầu bôi trơn tua bin tăng áp 48 Két chứa dầu bôi trơn tua bin tăng áp 49.Quạt thông gió buông máy 50.Két giãn nở hệt thông nước làm mát Đại học GTVT TP.HCM -2009 89 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 51.Bâu tiêu âm khí xả 52.Nồi khí xả 53.Cửa thông 54.Nồi phụ (đốt dầu) 55.Két nước bổ sung 56.Bộ hâm nước 57.Bộ hâm dầu nồi 58 Két dầu nồi 59.Két nước 60.Trục chân vòt 61.Sinh hàn nước 62.Sinh hàn dầu bôi trơn Hình giới thiệu sơ đồ bố trí trang thiết bò hệ động lực tàu chở hàng trọng tải lớn gồm động truyền động trực tiếp lai chân vòt đònh bước Nguồn điện cung cấp ba máy phát động Diesel lai máy phát tua bin lai sử dụng nồi phụ nồi kinh tế Ngoài bao gồm thiết bò khác nhằm phục vụ cho hoạt động hệ động lực tàu thuyền viên TÀI LIỆU THAM KHẢO Đại học GTVT TP.HCM -2009 90 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Trang trí hệ động lực tàu thủy-Tác giả KS.MT Đồng Quang Mạnh (Chủ biên) - Nhà xuất Giao thông Vận tải.1995 Đặng Hộ – Thiết kế trang trí động lực tàu thủy Nhà xuất Nhà xuất Giao thông Vận tải 1986 (2 tập) PGS-TS Phạm Văn Thể – Trang bò động lực Diêzen tàu thuỷ- NXB khoa học kỹ thuật 2006 Lê Xuân Ôn tác giả khác Thiết bò lượng tàu thủy Nhà xuất Nhà xuất Giao thông Vận tải.1992 TCVN 6259-3 : 2003 - Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép Phần 3-Hệ thống máy tàu Các tài liệu kỹ thuật hệ động lực đội tàu biển Marine engine driving – Trust Publication – Western Australia Christen Knak -Diesel Motor Ships’ Engines and Machinery- Marine Management (Holding) Ltd 1990 Diploma in marine surveying 2002/2003 – Informa UK Limited, 2003 Đại học GTVT TP.HCM -2009 91 [...]... nhiên liệu, người ta sử dụng hệ động lực kết hợp giữa các loại động cơ Loại hệ động lực này gọi là hệ động lực hỗn hợp Các loại hệ động lực kiểu hỗn hợp: - Máy hơi và tua bin hơi thừa - Tua bin hơi và diesel hỗn hợp - Tua bin hơi và tua bin khí hỗn hợp Đại học GTVT TP.HCM -2009 13 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 1.4 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY 1.4.1 Yêu cầu chung... vòt, còn phía đầu trục được nối trực tiếp với động cơ hay nối với động cơ qua cơ cấu truyền động Đại học GTVT TP.HCM -2009 20 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Hình 2.1 Sơ đồ hệ trục trên tàu thuỷ 1 .Động cơ chính ; 2 Hệ trục ; 3 .Chân vòt Hình 2.2 Hệ trục truyền động chân vòt tàu thuỷ 1 Máy chính 6.Gối trục trung gian 2 Trục khuỷu động cơ 7.Trục chân vòt 3 Trục đẩy 8 Bộ làm kín... động Đại học GTVT TP.HCM -2009 11 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng 1.3 ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT CỦA HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY 1.3.1 Đặc tính cơ bản của động cơ chính 1 Động cơ kiểu piston (Động cơ Diesel, máy hơi) - Lực quán tính của động cơ có tính chu kỳ, chuyển động tònh tiến không đều - Một số chi tiết làm việc ở nhiệt độ cao, ma sát lớn gây ứng suất nhiệt, giảm độ bền Cần có các hệ. .. đối với tàu hàng, x > 3 đối với tàu kéo, lai dắt x< 3 đối với tàu lướt, tàu khách… Hiệu suất truyền động của hệ động lực: η =ηlh.ηgt.ηtr ηp Công suất có ích của động cơ chính : Ne = Np η Đại học GTVT TP.HCM -2009 16 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Hình 1.4 Đặc tính chân vòt Hình 1.5 Sơ đồ biểu diễn sức cản , lực kéo, công suất, hiệu suất của tàu thuỷ (tài liệu kỹ thuật hãng MAN... BỐ TRÍ HỆ TRỤC 2.1.1 Yêu cầu vò trí chân vòt Tùy theo yêu cầu loại tàu, loại hệ thống động lực, số đường trục mà quy đònh vò trí chân vòt Bố trí chân vòt sao cho hiệu quả đẩy là cao nhất Tránh gây rung động vỏ tàu, sức cản phụ 2.1.2 Yêu cầu vò trí đường trục Vò trí đường trục xác đònh bởi tâm bích trục hộp giảm tốc hay bích trục động cơ (kéo dài đường tâm trục động cơ) Tàu có một đường trục bố trí. .. ge là suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ chính (kg/ ml giờ) Suất tiêu hao nhiên liệu của hệ thống động lực ảnh hưởng lớn đến hoạt động của tàu khi các điều kiện khác giống nhau, nó quyết đònh năng lực hành trình của con tàu : Đại học GTVT TP.HCM -2009 17 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng - Ne động cơ càng lớn thì ge giảm - Khi động cơ làm việc ở các chế độ tải nhỏ thì... của tàu gồm có 4 phần chính: -Trọng lượng của vỏ tàu -Trọng lượng hệ động lực -Trọng lượng vật phẩm tiêu dùng -Trọng lượng hàng hoá hoặc hành khách Nếu tàu có lượng chiếm nước không đổi, một trọng lượng nào đó tăng lên thì các trọng lượng khác phải giảm đi Do đó trên một con tàu trọng lượng của hệ động lực có ảnh hưởng trực tiếp đến năng lực doanh vận của tàu Đặc trưng về trọng lượng trang trí hệ động. .. vận của tàu Đặc trưng về trọng lượng trang trí hệ động lực người ta dùng hệ số trọng lượng để đánh giá k= W (kg/tấn) D D: lượng chiếm nước của tàu Đại học GTVT TP.HCM -2009 18 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng W = Ne.ga: Trọng lượng toàn bộ hệ động lực ga (kg/ml): Trọng lượng bình quân trên 1 mã lực công suất của hệ động lực c, Các chỉ tiêu kinh tế khác Ngoài các chỉ tiêu trên,... độ của gió và tốc độ tàu( m/s) Dấu “+” Khi tàu chuyển động ngược chiều với chuyển động của gió Dấu “-” Khi tàu chuyển động cùng chiều với chuyển động của gió 2 Hình 1.3 Sơ đồ sức cản chung của tàu thuỷ (tài liệu kỹ thuật hãng MAN B-W) b, Công suất kéo, đẩy và có ích của hệ động lực Với sức cản R trên, để tàu chuyển động thẳng đều thì giữa lực kéo tàu chuyển động Tk và sức cản R phải cân bằng theo phương... tăng trọng lượng và kích thước của hệ thống động lực Đại học GTVT TP.HCM -2009 12 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng - Nồi hơi hoạt động liên tục dễ nguy hiểm Yêu cầu tính an toàn cao - Thời gian chuẩn bò khởi động lâu phải tiến hành hâm sấy, do đó tính cơ động kém 1.3.3 Đặc điểm hệ động lực khí cháy - Công chất là khí cháy hình thành trong động cơ, kết cấu đơn giản, hiệu suất .. .Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng MỤC LỤC Chương Khái niệm yêu cầu hệ động lực tàu thuỷ 1.1 Khái niệm chung hệ động lực tàu thủy 1.2 phân loại xu hướng phát triển hệ động. .. thiết cho tàu hệ động lực Trong thành phần hệ động lực nói chung gồm có động động phụ, cấu truyền động, hệ trục hệ thống khác đêû phục vụ trực tiếp gián tiếp cho động Ngoài hệ động lực có thiết... -2009 Trang trí hệ động lực tàu thủy PhD, CE Trương Thanh Dũng Ngoài động hệ động lực trang bò động nhỏ để lai máy phát điện, máy bơm, máy nén khí khởi động Các động g động phụ Cơ cấu truyền động