CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Giới thiệu về tàu: 1.1.1 Khái quát về con tàu: Tàu được thiết kế và trang bị để chạy biển viễn dương nhưng chủ yếu là trong vùng châu Á, Trung đông và ven biển Việt nam. Tàu có kết cấu hàn , boong kết cấu ngang, có bố trí các sống dọc phía trên boong chính; bố trí boong nâng mũi với sống mũi vát và mũi quả lê; vách đuôi thẳng đứng và bánh lái treo bán cân bằng. Buồng máy và thượng tầng bố trí phía lái.
Trang 1CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Giới thiệu về tàu:
1.1.1 Khái quát về con tàu:
Tàu được thiết kế và trang bị để chạy biển viễn dương nhưng chủ yếu là trong vùng châu Á, Trung đông và ven biển Việt nam
Tàu có kết cấu hàn , boong kết cấu ngang, có bố trí các sống dọc phía trên boong chính; bố trí boong nâng mũi với sống mũi vát và mũi quả lê; vách đuôi thẳng đứng và bánh lái treo bán cân bằng
Buồng máy và thượng tầng bố trí phía lái
Tàu có 5 cặp khoang hàng, 1 cặp két chứa cặn và 5 cặp két nước dằn trong khu vực khoang hàng
Mạn kép có chiều rộng 1,2 m và đáy đôi có chiều cao 1,4 m trong khu vực khoang hàng thoả mãn yêu cầu 13F của IMO được dùng để làm két nước dằn Các két sâu khoang mũi/lái cũng được dùng để chứa nước dằn
Các két dầu hàng được chia ra làm hai hạng với hai hệ thống đường ống độc lập và hệ thống điều khiển dầu hàng có khả năng thực hiện việc xả/nạp hàng với hai hạng dầu đồng thời
Buồng máy được cách ly với khoang hàng bằng một buồng bơm và một cofferdam (giếng hút dầu hàng) Một đường hầm được bố trí bên trong đáy đôi dọc theo đường tâm tàu
1.1.2 Danh mục dầu hàng:
Danh mục dầu hàng mà tàu có thể vận chuyển hợp pháp theo dấu hiệu phân cấp, kiến trúc kỹ thuật, không có hại cho lớp sơn vỏ tàu và hệ thống làm hàng là như sau:
-Dầu nhiên liệu : F.O
-Dầu gazoan : Gasoline
-Dầu máy bay
Trang 2Tốc độ ( được bảo đảm ) tại mớn nước 8.45 m , công suất máy chính CSR
và trạng thái vỏ tàu nhẵn sạch, chạy trong biển sâu, nước yên tĩnh, tốc độ gió không quá 3 độ Bôpho : không nhỏ hơn 13.0 hl/h
1.1.7 Suất tiêu hao nhiên liệu:
120g/cv.h
1.1.8 Tầm hoạt động:
14000 hl tại mớn nước 8.45 m và tốc độ hành trình 13.0 hl/h
1.1.9 Qui phạm và luật lệ:
Tàu được đóng và trang bị phù hợp với qui phạm và luật lệ sau đây , dưới
sự giám sát của NK và sẽ mang dấu hiệu phân cấp như sau:
NS*, Tanker for product oil ( Điểm bắt cháy dưới 60 độ C)
MNS*, MO , In Water survey
Trang 3Tàu được đăng ký cờ Việt nam.
Các luật lệ và qui phạm được áp dụng kể cả các thông tri có hiệu lực tại thời điểm ký hợp đồng
1.1.9.1 Luật và Qui phạm phân cấp tàu của Đăng kiểm tàu thuyền năm 2000
và các sửa đổi của nó
1.1.9.2 Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng trên biển, 1974 và cả nghị
định 1978 và các sửa đổi của nó 1981, 1983, 1988, 1989, 1990, 1991, 1992,
1994 và 1996
1.1.9.3 Công ước quốc tế về ngăn ngừa ô nhiểm từ tàu 1973 ( Phụ lục I, II,
IV ,V & VI đối với khí Nox) và nghị định 1978 bao gồm cả qui tắc 13F của IMO ( các sửa đổi của qui tắc 13F phu lục 1 của MARPOL 73/78 , MEPC 32/WP2)
1.1.9.4 Công ước về qui tắc quốc tế nhằm ngăn ngừa đâm va trên biển 1972
với sửa đổi 1981,1987, 1989
1.1.10 Chứng nhận:
Các giấy chứng nhận sau đây hoặc giấy chứng nhận tạm thời phải được hoàn thành khi giao tàu
1.1.10.1 Giấy chứng nhậ phân cấp
1.1.10.2 Giấy chứng nhận đường tải trọng quốc tế
1.1.10.3 Giấy chứng nhận ngăn ngừa ô nhiểm dầu trên biển
1.1.11 Thuyên viên:
Khu vực sinh hoạt đủ không gian cho các buồng sau đây:
Bảng 1.1: Các buồng trên tàu
Trang 4Người lao động tham gia vào việc đóng tàu phải đáp ứng được chất lượng tay nghề yêu cầu cho mục đích sử dụng và là trách nhiệm của nhà đóng tàu.
Tất cả các vật liệu , máy moc thiết bị tuân theo tiêu chuẩn ISO và tiêu chuẩn của nhà sản xuất cũng như tiêu chuẩn của xưởng đóng tàu
1.1.13 Phụ tùng dự trữ:
Các dụng cụ, phụ tùng dự trữ được cung cấp phù hợp với yêu cầu của qui phạm và tiêu chuẩn của nhà sản xuất trừ những qui định đặc biệt khác được đè cập tới trong spec này
1.1.14 Chủ tàu phải cung cấp:
Chủ tàu phải cung cấp các hạng mục sau đây cho xưởng đóng tàu lắp đặt:
• Các loại hải đồ
• Hải đồ cho xuồng cứu sinh
• Cờ các loại, trang bị tín hiệu và hàng hải
• Đồ dùng nấu bếp và dụng cụ nấu ăn bao gồm xoong nồi, cốc chén, dao kéo, bát đĩa v.v
• Chăn ga gối đệm, rèm mành, khăn bàn quần áo, v.v
• Chổi, bàn chải, máy hút bụi ,v.v
-Trạng thái tải đồng đều tại mớn thiết kế
-Trạng thái tải với từng nhóm hàng
Trang 51.2 Phần vỏ:
Tàu được thiết kế tại mớn 8.45 m và là tàu vỏ thép kết cấu hoàn toàn là hàn Độ cong trên boong chính trong khu vực khoang hàng là khoảng 300mm Boong chính tại khu vực buồng máy , khoang mũi và khoang lái là không có độ cong Các boong thượng tâng cũng không có độ cong Tất cả các boong đều không có dải chuyển tiếp trừ boong nâng mũi (150mm)
Việc thi công kết cấu thân tàu được tiến hành phù hợp với thực tế công nghệ của xưởng đóng tàu
Một vách dọc kín dầu dạng vách sóng chạy dọc tâm tàu và 8 vách ngang kín dầu bố trí trong khu vực khoang hàng
Các cơ cấu chính được thiết kế và tính toán phù hợp với các yêu cầu của qui phạm về tàu dầu Kết cấu thân tàu được tính toán với hàng lỏng có khối lượng riêng 1.025T/m3 ở trạng thái các khoang hàng và két chứa cặn là đầy và khoang kế cận là rỗng
Thép vậtliệu là loại thép dẻo đã được đăng kiểm chấp nhận Các laọi thép chưa được qui phạm chấp nhận phải tuân theo các tiêu chuẩn của ISO và/hoặc tiêu chuẩn của xưởng
Để đảm bảo độ bền cảu mối hàn , phải chụp x-quang số điểm thích hợp đối với các cơ cấu quan trọng theo yêu cầu của qui phạm
1.3 Phần máy:
1.3.1 Khái quát:
Hệ động lực bao gồm một chân vịt và một động cơ thấp cấp Vị trí điều động tàu, điều khiển động cơ trên buồng lái và trong buồng CCR.Trong trường hợp sự cố có thể điều khển ngay tại động cơ
Động cơ có thể chạy với dầu nặng, độ nhớt lên tới 380cst tại 50 oC
Hệ thống phát điện bao gồm 3 tổ máy và 1 tổ máy phát sự cố
Bảng điện chính được bố trí trong buồng CCR và bảng điện sự cố được bố trí trong buồng máy phát sự cố
Công suất của các tổ máy dựa trên bảng phân tải như sau :
Trang 6Cập cầu 1 tổ máy hoặc 1 tổ máy phát sự cố
Động cơ Điezel của tổ máy có thể chạy với dầu nặng kể cả lúc khởi động
và chạy vơí tốc độ thấp
Hệ thống gia nhiệt tàu bao gồm một nồi hơi đốt dầu và một nồi hơi kết hợp Nồi hơi đốt dầu được dùng đẻ gia nhiệt cho toàn bộ các két dầu hàng, gia nhiệt nước biển làm sạch két…Hai nồi hơi này là kiểu tự động hoàn toàn
Nồi hơi đốt dầu dùng dầu nặng
Các máy nén khí và bơm dùng cho hệ thống động lực được thiết kế sao cho động cơ chính vận hành tại công suất liên tục lớn nhất (MCR) với những điều kiện sau :
Nhiệt độ nước biển : 32 oC
Nhiệt độ xung quanh : 45 oC
Áp suất khí quyển : 0.1 Mpa
Độ ẩm : 60%
Nhiệt độ LTFW : 36oC
1.4 Sơ bộ về hệ thống làm mát nước ngọt:
1.4.1 Nhiệm vụ và yêu cầu hệ thống:
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 vơi 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 dùng 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 phẩn 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 cho sự vận hành của các thiết bị
Trang 71.4.1.1 Chức năng, nhiệm vụ:
Hệ thống làm mát nước ngọt động cơ có nhiệm vụ duy trì nhiệt độ các chi tiết động cơ tiếp xúc với khí cháy( xi lanh, nắp xi lanh ) trong phạm vi cho phép Nó đảm bảo độ bền cho các chi tiết này, đảm bảo nhiệt độ thích hợp cho dầu bôi trơn xi lanh, tránh bó kẹt xéc măng Đồng thời cũng có thể sử dụng nước ngọt làm mát không khí nén để đảm bảo công suất tối đa của động cơ mà không để nhiệt độ khí cháy cao quá cho phép
Tải nhiệt lượng ra khỏi các thiết bị
Đo, kiểm tra, duy trì và điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát theo từng chế độ vận hành của trang thiết bị
Sử dụng nước ngọt làm mát động cơ có ưu điểm là bảo đảm làm mát sạch
có thể nâng cao nhiệt độ nước làm mát để đảm bao hiệu suất động cơ
1.4.1.2 Yêu cầu:
Động cơ chính phải có một bơm làm mát chính đủ sản lượng để cung cấp
ổn định ở công suất liên tục lớn nhất của máy và một bơm dự phòng có sản lượng đủ cung cấp nước làm mát ở điều kiện hàng hai bình thường
Hệ thống làm mát phải có đủ lưu lượng nước để làm mát động cơ (giữ cho nhiệt độ các chi tiết trong phạm vi cho phép) có khả năng điều chỉnh được khi chết độ khai thác thay đổi
Động cơ lai maý 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 lớn nhất của máy Các bơm này phải được nối với
hệ thống để sẵn sàng sử dụng
Tất cả các bơm phải được dẫn động bằng nguồn năng lượng độc lập
Hệ thống nước ngọt phải có két giãn nở để cho khí hơi thoát ra tránh tạo thành các nút hơi, để nước có thể giãn nở và bổ xung lượng nước hao hụt Két dãn nở bố trí trên đường ống hút của bơm để tăng lực cửa hút, tránh xâm thực.Nhiệt độ nước làm mát phải được kiểm soát và theo dõi
Ống dùng trong hệ thống có thể làm bằng đồng hoặc thép liền tráng kẽm, các ống phải là ống liền
Các chi tiết vỏ thép và hợp kim đồng phải được lắp đặt cực kẽm để bảo vệ
1.4.2 Giới thiệu sơ bộ các thiết bị trong hệ thống, bảng thiết bị:
1.4.2.1 Các thiết bị vận chuyển trong hệ
Trang 8Bao 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, diesel lai máy phát điện
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…
Hình 1.1: bơm ly tâm trục đứng
Hình 1.2: Van RAF, Bơm booster, đường ống
Trang 9Hình 1.3: Van an toàn
1.4.2.2 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
Hình 1.4: Thiết bị lọc tự động
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
Trang 101.4.2.3 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
1.4.2.5 Thiết bị kiểm tra
Hình 1.6: 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 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
Trang 11đó nước làm mát được cho đi qua các đường ống để đến làm mát cho các thiết bị.
a) Qua đường ống 55 để đi làm mát M/E AIR COOLER, M/E L.O COOLER, M/E JACKET W.COOLER, STEADY BEARING
b) Qua đường ống 45 để đi làm mát ECR AIR CONDITIONER, NO.1
và NO.2 MAIN AIR COMPRESSOR (một máy nén sự dụng mà một dự phòng), CASCADE
c) Qua đường ống 43 để đi làm mát COOKROOM AIR CONDITIONAER, NO.1 và NO.2 AIR CONDITIONER (một sử dụng và một
dự phòng), NO.1 và NO.2 REF CONDENSER (một sử dụng và một dự phòng)
Trang 12=> Sau khi làm mát các thiết bị trên nước được tập trung về đường ống
85 và đi làm mát ATMO CONDENSER rồi đi đến đường ống 61
d) Qua đường ống 44 đi làm mát NO.1, NO.2 và NO.3 G/E 6L16/24 (hai máy hoạt động một máy dự phòng) Sau khi làm mát hơi nước sẽ đi qua đường ống hơi và về bầu ngưng, phần nước còn lại được chia làm hai phần Một phần sẽ đi qua bộ quá nhiệt của thiết bị COOLING WATER DE-AERATION, một phần sẽ tập hợp về đường ống 62
=> hai đường ống nước từ hai đường ống 61 và 62 sẽ được hai cụm bơm COOLING FW PUMP hút và trở lại vòng tuần hoàn
* Nước và hơi mất mát trong quá trình hoạt động của các thiết bị sẽ được cấp thêm vào bầu ngưng
* phần hơi từ DE-AERATING TANK sẽ được đi lên bầu ngưng và nước từ bầu ngưng được chuyển xuống DE-AERATING TANK nhờ các thiết bị tự động được cảm biến bởi ALARM DEVICE
* Nước và hơi mất mát trong quá trình hoạt động của các thiết bị sẽ được cấp thêm vào bầu ngưng
Trang 13CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG 2.1 Tính toán vòng trong:
dc o n
Q _ Lượng nhiệt mà nước ngọt nhận được từ động cơ (kJ/h)
Cm _ Tỷ nhiệt của nước ngọt (kJ/kg.độ)(oC)
t _ Nhiệt độ nước ngọt vào động cơ (oC)
Nhiệt lượng mà nước ngọt nhận được từ động cơ hay chính là nhiệt lượng do động cơ tỏa ra căn cứ vào loại động cơ cụ thể mà xác định, có thể cho trong lý lịch của động cơ hoặc có thể được tính theo công thức sau:
Ne _ Công suất có ích của động cơ (CV)
Ge _ Suất tiêu hao nhiên liệu (kg/CV.h)
QH _ Nhiệt trị thấp của nhiên liệu (kJ/kg)
α _ Hệ số nhiệt lượng do nước làm mát lấy đi, thường: α = (15÷35)%Trong trường hợp có làm mát đỉnh piston, phải tính cả nhiệt lượng do đỉnh piston tỏa ra
Tất cả các trị số nhiệt lượng được tính theo công thức trên là được tính trong điều kiện thiết kế tức là động cơ làm việc ở phụ tải thiết kế, do đó sản lượng của bơm phải được tăng lên Mặt khác, sau một thời gian sử dụng, sản lượng của bơm giảm xuống do nhiều nguyên nhân như các chi tiết của bơm bị mòn, đường ống có cáu cặn, Ngoài ra, còn phải xét đến một yếu tố nữa là có trường hợp động cơ cần quá tải trong một thời gian nhất định Chính vì những
Trang 14lý do như vậy, sản lượng của bơm thường được tăng lên so với trị số tính toán
từ 15÷20%
Bảng 2.1 Tính toán sản lượng nước ngọt cho máy chính
Vậy sản lượng nước ngọt cần làm mát máy chính là: Qb = 352 m³/h
STT Hạng mục tính Kí hiệu Công thức và nguồn
5 Suất tiêu hao nhiên
6 Nhiệt lượng nước ngọt
dc o n
Trang 152.1.2 Tính két giãn nở:
Bảng 2.2: Bảng tính két giãn nở máy chính
Vậy chọn két giãn nở cho máy chính có dung tích: V=0,6 m³
2.1.3 Tính bầu sinh hàn:
Các công thức sử dụng lấy từ sách “Thiết kế hệ thống động lực tàu thuỷ ”
Diện tích truyền nhiệt:
.
Q F
K t
=
∆ (m2)
Trong đó:
Q - nhiệt lượng trao đổi qua bộ làm mát, kJ/h
∆t - hiệu nhiệt độ trung bình của bộ làm mát, độ
∆t = 0,5.[(t’nn + t’’nn) - (t’nb + t’’nb)]
t’nn - nhiệt độ nước ngọt ở cửa vào, t’nn = 82oC
t’’nn - nhiệt độ nước ngọt ở cửa ra, t’’nn = 75oC
t’nlm - nhiệt độ nước ngọt làm mát ở cửa vào,t’nlm = 60oC
t’’nlm - nhiệt độ nước ngọt làm mát ở cửa ra, t’’nlm = 70oC
∆t = 0,5.[(82 + 75) - (60 + 70)] = 13,5oC
K - hệ số truyền nhiệt
2 1
1 1
1
α λ
α1 - hệ số toả nhiệt từ chất lỏng đến ống (Kcal/m2.h.oC)
α2 - hệ số toả nhiệt từ ống đối với chất lỏng ngoài (Kcal/m2.h.oC)
δ - chiều dài của ống (m)
λ - hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống (Kcal/m2.h.oC)
STT Hạng mục tính Kí hiệu Công thức và nguồn gốc Kết quả Đơn vị
2 Hệ số tính toán V p Chọn theo quy phạm 0,2
3 Dung tích két V V =V Np. e10−3 0,5548 m3
Trang 16Bộ làm mát sau một thời gian làm việc thường xuất hiện cáu cặn ở hai mặt sàng và trong ống, làm hệ số truyền nhiệt giảm xuống và giảm lượng nhiệt trao đổi, cho nên khi tính toán hệ số truyền nhiệt thường đưa thêm một hệ số điều
chỉnh β vào trong công thức:
Bảng 2.3: Bảng tính toán bầu sinh hàn cho máy chính
Vậy diện tích trao đổi nhiệt của bầu sinh hàn phục vụ cho máy chính: F =
Thiết bị Đại lượng Kí hiệu Công thức Kết quả Đơn vị
Máy chính Diện tích trao đổi nhiệt F
.
Q F
