tính toán và thiết kế hệ thống vận chuyển dầu bôi trơn

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 giới thiệu chung về tàu 1.1.1 Khái quát, miêu tả chung về con tàu Tàu có mũi quả lê, sống đuôi và boong dâng lái , boong dâng mũi. Ca bin, buồng nghi khí, và khoang máy được lắp đặt ở phía lái. Phần vỏ chính của tàu dưới boong chính được chia cách bởi các vách ngang, vách dọc thành các khoang, các khu vực sau:

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 giới thiệu chung về tàu

1.1.1 Khái quát, miêu tả chung về con tàu

Tàu có mũi quả lê, sống đuôi và boong dâng lái , boong dâng mũi Ca bin,buồng nghi khí, và khoang máy được lắp đặt ở phía lái

Phần vỏ chính của tàu dưới boong chính được chia cách bởi các vách ngang,vách dọc thành các khoang, các khu vực sau:

Phía hướng lái của tàu được dùng làm buồng máy lái, các két nước ngọt,khoang cách ly và két dầu nặng

- Phần lái: Phần lái được lắp đặt buồng máy lái, các két nước ngọt, khoang cách ly

và két dầu F.O

- khu vực buồng máy

Buồng máy bố trí lắp đặt thiết bị nâng chính, các bệ sàn máy phụ, buồngđiều khiển máy, xưởng sửa chữa và kho chứa.v.v

Két dầu trực nhật và két phục vụ và két lắng dầu bôi trơn được bố trí lắp đặt ở vịtrí thích hợp

Đáy đôi gồm két lắng dầu bôi trơn, két dầu diesel, két dầu bẩn và các két cần thiếtkhác

nhưng giới hạn chở hàng tương đương với nội thất trong bản thuyết chung minhbao gồm cả trọng lực riêng của hàng hoá.

Các sản phẩm từ dầu

Các hoá chất, IMO loại II và III bao gồm hàng độc hại

Các hoá chất, các hàng không phân cấp theo IMO

Rau, dầu cá và dầu động vật

Các hàng chất lỏng khác sẽ được chở miễn là sự độc hại, khả năng phảnứng, khả năng gây cháy, áp suất hơi, mật độ, sự chống cự với vật liệu két và cácvật chất khác trong phạm vi giới hạn của bản thuyết minh chung về đóng tàu

- thông số kỹ thuật cơ bản

Chiều dài toàn bộ abt 110.00 M

Chiều dài giữa hai đường vuông góc 102.00 M

Mớn nước kích thước tiết diện cơ cấu 6.80 M

- chiều cao boong và các mặt cắt

Chiều cao giữa các boong ( tại đường tâm tàu)

boong chính-boong dâng mũi abt 2.900 M

boong chính -boong dâng lái abt 2.900 M

boong B - boong lầu lái abt 2.650 M

boong lầu lái - boong nghi khí hàng hải abt 2.650 M

boong nghi khí hàng hải- boong la bàn abt 2.600 M

Mặt cắt của boong (mặt cắt dọc) abt 0.150 M

Tiêu chuẩn của nhà sản xuất về loại, kích thước, và vật liệu của máy móc, thiết bịthoả mãn yêu cầu của bản thuyết minh chung

Nếu các đặc điểm chi tiết của bên đóng tàu khác với các đặc điểm trong bản hợpđồng, các đặc điểm sẽ được thay đổi theo nhà cung cấp miễn là các hạng mụctrong thuyết minh chung không được thay đổi do yêu cầu của nhà đóng tàu

Các vật liệu không được đề cập trong danh mục của nhà chế tạo sẽ được chọn tạihiệp định chung như các hạng mục theo yêu cầu của quy phạm hoặc tiêu chuẩnmiêu tả trong bản thuyết minh và các vật liệu thiết bị sẽ là các sản phẩm mới cóchất lượng cao

Đại diện bên chủ tàu sẽ kiểm tra và phê duyệt các vật liệu, thiết bị trước khi đưalên lắp đặt trên tàu

1.1.2: hệ động lực

- giới thiệu chung

Máy chính là động cơ diesel 4 kỳ, tác dụng đơn, thân piston loại máy tàu thuỷ, cócông suất tối đa 2942KW tại vòng quay 200RPM, công suất trung bình khoảng90% công suất tối đa

Động cơ được thiết kế để chạy dầu nặng (F.O) tới 3500 sec, red wood No.1 tại

Bệ máy chính được lắp đặt căn bằng “resin”

Buồng điều khiển máy lắp đặt cách âm và điều hoà không khí được bố trí trongbuồng máy

Máy chính và máy phụ được thiết kế trên cơ sở điều kiện sau:

Nhiệt độ nước biển 320C

Nhiệt độ xung quanh 450C

áp suất không khí 760mmHg

- Các thông số kĩ thuật

Máy mang kí hiệu: Hanshin LH46L

Loại: Động cơ diesel tàu thuỷ 4 thì, tác dụng đơn, piston một hàng thẳng đứng, mộttua bin tăng áp và một bầu làm mát không khí ( sinh hàn gió)

Vòng quay tại công suất tối đa: 200 (RPM)

Dầu nhiên liệu (F.O) 3500 sec R.W No.1 ở 1000F

Suất (lượng) tiêu hao nhiên liệu: 136 g/HP.h + 3%

(Trị số calo thấp 10200 Kcal/kg)

Hệ thống khởi động : khởi động bằng khí nén

Hệ thống đảo chiều (đảo chiều trực tiếp)

Khởi động và dừng: Bên cạnh máy, trong buồng điều khiển máy, trên buồng lái

Hệ thống điều khiển tốc độ : Trên buuồng lái, buồng điều khiển máy

1 - Exhaust gas turbocharger / tua bin tăng áp khí xả

1 - Air cooler / sinh hàn khí

1 - Turning gear / máy via

1 - Exh gas outlet pipe / đường ống ra của khí xả

1 - Flywheel / bánh đà

1 - Manoeuvering device / các thiết bị khác

1 - Governor / bộ điều tốc

1 – Fuel valve injection tester device / Thiết bị kiểm tra vòi phun

1 - Standard piping / ống tiêu chuẩn

1 - Standard gallery / (phòng tiêu chuẩn)

Các thiết bị cần thiết khác cho máy chính sẽ theo tiêu chuẩn của nhà chếtạo

- Chân vịt và hệ trục

+ chân vịt

Số lượng : 1 bộ

Loại : chân vịt có bước cố định

Vòng quay : theo chiều kim đồng hồ nhìn từ phía lái

Vật liệu : hợp chất đồng- nhôm – ni ken

Kích thước và bước sẽ được xác định tránh sự rung động và tránh không tải

Cánh chân vịt sẽ được đánh bóng theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất

+ Hệ trục

Trục trung gian là trục đặc bằng thép rèn với bích nối cả hai đầu

Trục chân vịt là trục đặc bằng thép rèn đầu trước là bích nối và đầu phía lái đượclàm côn và tiện ren

Lắp đặt bệ trục trung gian bằng sắt đúc với loại vật liệu trắng (bạc babít)

Đường kính trục theo yêu cầu của quy phạm và được xác định theo dao động xoắn.+ ống bao và bệ đỡ

ống bao bằng sắt đúc hoặc thép hàn của kết cấu ống E.R.W

Bệ đỡ bằng kim loại trắng và được bôi trơn bằng dầu

+ vòng đệm ống bao

Vòng đệm ống bao được trang bị vòng đệm ống bao ngoài và vòng đệm trong Nhà sản xuất vòng đệm kín sẽ cung cấp đồng bộ hoặc tương đương

1.1.3 Hệ thống phát điện

- Giới thiệu chung

Máy phát điện chính nối với động cơ diesel sẽ được thiết kế và lắp đặt để đảmbảo đủ tải điện cho các hoạt động của tàu trong khi chạy trên biển dưới điều kiệnmôi trường như những tiêu chuẩn/ gợi ý của nhà sản xuất, để đáp ứng yêu cầu của

đăng kiểm.

Các yếu tố chi tiết để xác định công suất của máy phát xem nó có thích hợp haykhông sẽ dựa trên bảng tính chi tiết sự cân bằng tải điện

Máy phát diesel sẽ có đủ công suất để chạy song song (hoà đồng bộ)

Máy được nối trực tiếp với máy phát trên bệ chung và được giữ chặt trên bệ bằngtấm căn nhựa tổng hợp

- động cơ diesel

Loại : Động cơ 4 thì tác dụng đơn, piston thẳng đứng,làm mát bằng nước, khởiđộng bằng khí nén, tăng áp bằng tua bin khí xả và làm mát không khí nạp bằngsinh hàn gió

Công suất : 600HP x 1.200 RPM

Dầu nhiên liệu :3.500sec R.W.No.1 tại 100oC

Bơm dầu F.O ( dẫn động bằng động cơ) : 1 bộ

Điều khiển từ xa : Trong buồng điều khiển và cục bộ bên máy

Làm mát bằng nước biển

Phụ kiện cho mỗi 1 máy

Bơm L.O (dẫn động bằng động cơ) : 1 bộ

Bơm nước ngọt làm mát (dẫn động bằng động cơ) : 1 bộ

Bộ điều tốc với động cơ : 1 bộ

Các thiết bị cần thiết khác cho máy phát theo tiêu chuẩn của nhà chế tạo

1.2 Giới thiệu chung về hệ thống

1.2.1 Chức năng và nhiêm vụ của hệ thống vận chuyển và phân ly:

- Vận chuyển dầu bôi trơn từ các két dụ trữ đến các két trực nhật cung cấp liên tụcdầu bôi trơn cho hệ thống bôi trơn

- Dự trữ dầu bôi trơn đảm bảo cung cấp đầy đủ dầu bôi trơn cho các thiết bị sửdụng trong suốt hành trình của tàu

- Lọc dầu và hâm dầu bôi trơn đảm bảo chất lượng của dầu bôi trơn trước khi đưađến bôi trơn cho hệ thống thiết bị

- Nhiệt độ và áp suất dầu bôi trơn trong hệ thống phải xác định và điều chỉnh được

- Hệ thống phải có tính cơ động cao đơn giản , dễ quản lý Các tạp chất phải đượcphân li lọc sạch nhanh chóng

- Hệ thống phải có khả năng đưa dầu bôi trơn ra ngoài tàu

1.2.2 Yêu cầu đối với hệ thống:

- Mỗi một động cơ thì phải có một hệ thống bôi trơn riêng điều đó có nghĩa là mỗimột động cơ phải có một két tuần hoàn riêng và giữa chúng có sự liên hệ chặt chẽvới nhau có tác dụng bổ trợ cho nhau khi một trong các hệ thống bị sự có sự cố

- Các két được bố trí trong các không gian hẹp là các không gian tận dụng của tàu

do đó mà việc bố trí bơm và đường ống hết sức phức tạp

-Để đảm bảo cung cấp dầu bôi trơn cho hệ thống làm việc ổn định thì các két dựtrữ phải đảm bảo dung tích ; và bơm cần đảm bảo về sản lượng

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LẠI HỆ THỐNG

2.2: Các thiết bị cần thiết trong hệ thống vận chuyển dầu bôi trơn

2.1.1 Két dự trữ dầu bôi trơn cho máy chính

- Công dụng của két dự trữ dầu bôi trơn cho máy chính là dự trữ dầu bôi trơn máychính

- Đặc điểm của két là có hình dạng phù hợp với trang trí động lực của tàu và phải

có dung tích đủ lớn để chứa dầu bôi trơn cung cấp bổ xung cho hệ thống bôi trơnmáy chính

- Vật liệu chế tạo két là thép và được chế tạo bằng phương pháp hàn

2.1.2 Két dầu tuần hoàn bôi trơn cho máy chính

- Công dụng của két chứa dầu tuần hoàn bôi trơn trong hệ thống : Là nơi cung cấp ,

dự trữ chính lượng dầu bôi trơn tuần hoàn bôi trơn cho máy chính Là nơi nắngđọng các tạp chất nặng có trong dầu bôi trơn

- Đặc điểm của nó có cấu tạo dạng hình hộp dung tích của nó đủ để đáp ứng lượngdầu tuần hoàn trong hệ thống bôi trơn

- Vật liệu chế tạo là thép và được chế tạo từ phương pháp hàn

2.1.3 Két dự trữ dầu bôi trơn cho máy đèn

- Công dụng của nó là dự trữ dầu bôi trơn cho máy đèn

- Hình dạng tùy thuộc vào vị trí đặt két ,dung tích đủ lớn để bổ xung dầu bôi trơntuần hoàn trong hệ thống bôi trơn máy đèn

- Vật liệu chế tạo là thếp hàn

2.1.4 Két lắng dầu bôi trơn cho máy đèn

- Do hệ thống bôi trơn máy đèn là hệ thống bôi trơn tuần hoàn cacte ướt trong quátrình hoạt động hệ dầu bôi trơn sẽ bị làm bẩn làm cho dầu bôi trơn mất đi tính

chất của nó Để hạn chế lượng dầu bôi trơn bị hỏng ,kéo dài thời gian hoạt động

và đảm bảo chất lượng dầu bôi trơn ta phải làm sạch dầu bôi trơn trước khi nó đi

vào hệ thống bôi trơn cho máy đèn Két nắng dầu bôi trơn có nhiệm vụ nắng đọngcác tạp chất thô nặng.

- Đặc điểm của nó phải có kết cầu thích hợp để có thể nắng động dầu bôi trơn

- Vật liệu chế tạo là thép hàn

2.1.5 Bơm vận chuyển

- Tác dụng của bơm vận chuyển là đưa dầu bẩn từ các te, két tuần hoàn động cơnên két nắng, qua thiết bị phân li hoạc đưa ra ngoài

- Là loại bơm bánh răng

- cấu tạo và vật liệu chế tạo bơm do nhà thiết kết chế tạo quyết định

- Vật liệu chế tạo thường là ống kẽm hoạc thép cán

2.1.7 Các loại van

- Công dụng của van là phối hợp hoạt động giữa các thiết bị trong hệ thống vớinhau và với các hệ thống bên ngoài Đảm bảo khả năng hoạt động an toàn của hệthống

- Có nhiều loại khác nhau như van an toàn, van điều tiết nnhiệt độ, van một chiều ,van điện từ…

- Vật liệu chế tạo tùy theo nhà sản xuất

- Van bướm có tác dụng dùng để điều chỉnh lưu lượng của dầu bôi trơ vận chuyểntrong đường ống dẫn

- Van chặn cũng có tác dụng điều chỉnh lưu lượng ngoài ra nó còn có tác dụng cắt

các thiết bị khỏi hệ thông khi chúng bị sự cố hoạc cắt các thiết bị khỏi hệ thốngtrong quá trình khai thác.

- Van kiểm tra có tác dụng kiểm tra chất lượng dầu bôi trơn tuần hoàn trong hệthống

- Van sự cố sẽ mở khi dầu trong các két đầy hoạc dầu trong hệ thống có áp lực quácao đảm bảo cho hệ thống làm việc an toàn

- Van ba ngả dùng để điều tiết lương dầu bôi trơn vân chuyển theo các hướng tớimáy lọc hay tới két nắng

Ngoài các thiết bị chính kể trên,thì trên hệ thống vận chuyển dầu bôi trơn cònđược trang bị các thiết bị khác mục đích để đảm bảo an toàn, phòng chống ô nhiễmmôi trường trong quá trình hoạt động của tàu Các thiết bị bao gồm:

- Bầu lọc dầu: Nó có tác dung sơ bộ lọc các tạp chất hạn lớn để dầu bôi trơn sạchhơn trước khi đi vào máy lọc phân li dầu nước hoạc đi nên két nắng

- Các thiết bị chỉ báo, hệ thống đèn tín hiệu sự cố giúp cho người khai thác biếttrước được các sự cố để kịp thời khắc phục tránh những hậu quả đáng tiếc xảy ra

- Các thiết bị đo như đồng hồ chỉ báo áp lực, nhiệt độ dầu bôi trơn Các thiết bị nàyđược trang bị nhằm mục đích xác định được các thông số của hệ thống khi hoạtđộng tạo điều kiện phát hiện những hư hỏng, đánh giá chất lượng làm việc của hệthống Chúng thường được nắp tại các két, máy lọc, bơm vận chuyển…

- Các két chứa dầu tràn, dầu bẩn, dầu rò rỉ trong quá trình hoạt động của hệ thống.Các nguồn dầu này nếu không được thu gom sử lí nó sẽ là nguyên nhân gây ônhiễm môi trường trong quá trình hành hải của tàu

- Để đảm bảo khả năng hoạt động lâu dài của dầu bôi trơn trong hệ thống, tuổi thọcủa hệ thống máy tàu Người ta trang bị các máy lọc, phân li để lọc sạch các tạpchất có trong dầu đảm bảo chất lượng của dầu bôi trơn

- Các thiết bị cảm ứng tự, các thiết bị tự động điều chỉnh quá trình vận chuyển dầubôi trơn trong hệ thống

2.2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống

2.2.1 Hệ thống vận chuyển và điền đầy dầu bôi trơn

- Dầu bôi trơn được tiếp nhận từ trên bờ và được đưa xuống két dụ trữ (1) quađường ống (01).Tùy thuộc vào loại tàu mà có thể bố trí 1 hoặc 2 két dự trữ.Khi tàuhoạt đông,dầu nhờn từ két dự trữ (1) sẽ được đưa về két dầu tuần hoàn qua vanđóng nhanh (LF04,LF05) và đường ống 03,04,05,11 Tại két dầu tuần hoàn,dầunhờn sẽ được tổ hợp bơm (5) hút lên thông qua van một chiều góc kiểu vít (10) đếnđường ống 07 rồi qua van một chiều thẳng kiểu vít (LF11) rồi về đến tổ hợp bơm(5).Tổ hợp bơm sẽ vận chuyên dầu nhờn qua van một chiều góc kiểu vít (LF28) vàđường ống 22 đến các máy đèn 1,2,3 Nếu dầu nhờn bị bẩn thì bơm sẽ lượng dầu

đó về két lắng (2) để làm sạch,dầu bôi trơn sẽ được đưa qua van một chiều góckiểu vít (FL25) va đường ống 18.Ngoài ra bơm còn hút lượng dầu bẩn từ két chứadầu bẩn 9 và vận chuyển đến két lắng 2 Tại két lắng 2 sau khi dầu bôi trơn đượclàm sạch,lại tiếp tục đươc vận chuyển vao máy đèn

2.2.2 Hệ thống phân ly dầu bôi trơn:

- Dầu bôi trơn được hút từ két tuần hoàn 8 và đưa đến máy phân ly ly tâm 7 quavan bươm (LP 29) và đường ống 17.Tại máy phân ly.dầu nhờn sẽ được lọc vàđược đưa đến các máy đèn qua van 1 chiều,thẳng kiểu vít (LP23,LP24)

và đường ống 08,09.Ngoài ra nếu lượng dầu bôi trơn cấp cho động cơ mà thiếu thì

sẽ được bổ sung từ các hệ thống bơm 4.Hệ thống bơm sẽ hút dầu nhờn từ một sốkét khác và đưa đến bầu hâm 5 qua các van một chiều góc kiểu vít(LP11,LP10,LP15,LP13) và đường ống 02,03,32.Tai bầu hâm,đầu nhờn được hâmnóng lên và được đưa về máy phân ly qua van chặn thăng kiểu vít (LP14,LP16) vàđường ống 05.Trước khi đến máy phân ly,đầu nhờn sẽ đến hệ thống CV1,tại đâynếu lượng dầu nhờn đủ sạch thì sẽ được cấp trực tiếp đến các máy đèn qua van(LP21.LP22) và đường ống 11.Nếu lượng dầu nhờn quá bẩn,không đủ điều kiệnlàm việc thi sẽ được cấp cho máy phân ly để lọc và sau đó mới được cấp cho máyđèn.Lượng dầu thừa sẽ được được đưa xuống ket tuần hoàn 8

2.3: Tính toán các thiết bị trong hệ thống

2.3.1.Hệ thống vận chuyển dầu bôi trơn

a Số liệu tính toán.

-số lượng máy chính Z = 1 (chiếc)

Công suất của máy chính Ne= 2942 (kw)

Suất tiêu hao dầu nhờn máy chính gep = 1,36

- Số lượng máy phụ Zp = 3 (chiếc)

- Công suất mỗi máy Nep= 405 (kW)

- Suất tiêu hao dầu nhờn máy phụ gep = 1,26 (g/kW.h)

- Thời gian hành trình trên biển t = 60 ngày

b Tính toán hệ thống két dự trữ:

Bảng 2.1 Bảng tính toán két dự trữ

stt Hạng mục Kí hiệu Đơn vị Công thức-nguồn gốc Kết quả

1 Công suất tính toán của

diesel chính

3 Suất tiêu hao dầu bôi trơn

6 Suất tiêu hao dầu bôi trơn

11 Tỷ trọng dầu bôi trơn máy

chính

m

γ Kg/lit Chọn theo loại dầu 0,92

12 Tỷ trọng dầu bôi trơn máy

phụ

p

γ Kg/l Chọn theo loại dầu 0,93

13 Thời gian hoạt động liên

tục của phương tiện

14 Lượng dầu bôi trơn máy

chính tiêu hao trong hành

trình

3 1 2

1 ) 10 (

.

−

=

t k k

Z N g

1 ) 10 (

.

−

= τ

k k

k Z N g

16 Lượng dầu bôi trơn trong

hệ thống tuần hoàn máy

chính

17 Lượng dầu bôi trơn trong

hệ thống tuần hoàn phụ

Wp lit Theo lý lịch máy 1200

18 Chu kỳ thay dầu của máy

m

m m

p p

τ

γ +

22 Số lần tuần hoàn dầu bôi

trơn qua máy lọc

Kết luận: cần phải trang trí cho tàu hệ thống két dự trữ:

+ két dự trữ dầu bôi trơn cho máy chính

Số lượng: 1 cái