Phân tích kỹ thuật hệ thống máy lạnh thực phẩm và hệ thống kiểm tra báo động bảo vệ các thông số buồng máy

T 0BÀI T P L N ẬP LỚN ỚN Môn: Đi n Tàu Th y ll ện Tàu Thủy ll ủy ll Đ bài: ề bài: Phân tích kỹ thu t h th ng máy l nh th c ph m và h th ng ật hệ thống máy lạnh thực phẩm và hệ thống ệ th

T 0

BÀI T P L N ẬP LỚN ỚN

Môn: Đi n Tàu Th y ll ện Tàu Thủy ll ủy ll

Đ bài: ề bài: Phân tích kỹ thu t h th ng máy l nh th c ph m và h th ng ật hệ thống máy lạnh thực phẩm và hệ thống ệ thống máy lạnh thực phẩm và hệ thống ống máy lạnh thực phẩm và hệ thống ạnh thực phẩm và hệ thống ực phẩm và hệ thống ẩm và hệ thống ệ thống máy lạnh thực phẩm và hệ thống ống máy lạnh thực phẩm và hệ thống

Bài làm:

I.Lý thuy t ết

1, Gi i thi u chung h th ng l nh trên tàu th y ới thiệu chung hệ thống lạnh trên tàu thủy ệu chung hệ thống lạnh trên tàu thủy ệu chung hệ thống lạnh trên tàu thủy ống lạnh trên tàu thủy ạnh trên tàu thủy ủy

Hệ thống lạnh trên tàu thuỷ bao gồm:

- Hệ thống máy lạnh hầm hàng cho các tàu chở hàng có hầm lạnh

- Hệ thống làm lạnh cho các tàu đánh cá

- Hệ thống máy lạnh thực phẩm cho tất cả các loại tàu

Ngoài ra trên các tàu còn trang bị các hệ thống điều hoà nhiệt độ

BL : Buồng lạnh - Đối tượng DBH : Dàn bay hơi – cơ cấu điêu chỉnh

t0 tải : Tải nhiệt các vật cần làm lạnh Lcc : Lượng công chất – tín hiệu đ.k

Hình 14.1 Đối tượng điều khiển

Hệ thống lạnh là đối tượng điều khiển có quán tính rất lớn Trong đó dàn bay hơi là cơ cấu điều chỉnh và công chất là tín hiệu điều khiển Quá trình bay hơi trong dàn bay hơi phụ thuộc vào các yếu tố:

- Lưu lượng công chất

BL

DBH

t 0

tai t 0

mt

Lcc

- Mặt thoáng dàn bay hơi

Công chất ở thể lỏng (amôniăc, frezon 12, ) ở nhiệt độ và áp suất thấp được dẫn vào dàn bay hơi (DBH) ở đây xẩy ra quá trình trao đổi nhiệt của công chất với vật cần làm lạnh rồi bay hơi Lượng công chất bay hơi càng nhiều thì nhiệt độ buồng lạnh càng giảm

Công chất ở thể hơi được máy nén hút và nén tới áp suất cao, sau đó đưa tới bình ngưng Bình ngưng được làm mát từ bên ngoài, sau bình ngưng công chất được chuyển sang thể lỏng có áp suất cao, qua van tiết lưu áp suất được hạ xuống và được đưa vào dàn bay hơi

M n

c c h

d b h

c c l

v t l

b h

B l

t 0

Hình 14.2 Nguyên lí hệ thống lạnh

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lạnh như sau (hình 14.2)

Công chất ở trước van tiết lưu có áp suất lớn nhưng sau van tiết lưu giảm xuống rất nhiều

để công chất ở dàn bay hơi dễ bay hơi

Dàn bay hơi làm lạnh không khí rồi qua quạt gió thổi khí lạnh vào nơi làm lạnh

2, Các chức năng của hệ thống tự động máy lạnh

Hệ thống điều khiển tự đông máy lạnh thực hiện các chức năng cơ bản sau:

- Tự động điều chỉnh nhiệt độ buồng lạnh

- Tự động điều chỉnh mức công chất trong dàn bay hơi

BĐC LLCC

BL

Đo t0

DBH

t0vât t0mt t0ct

- Tự động điều chỉnh áp suất hơi ngưng tụ

- Tự động tẩy tuyết

- Tự động kiểm tra, báo động hệ thống lạnh

2.1 Chức năng tự động điều chỉnh nhiệt độ buồng lạnh

Điều chỉnh nhiệt độ buồng lạnh bằng cách thay đổi lượng công chất đưa vào dàn bay hơi Nhiệt độ buồng làm lạnh càng tăng, điều khiển tăng lượng công chất vào càng nhiều làm cho nhiệt độ buồng lạnh giảm cho đến khi nhiệt độ buồng lạnh bằng nhiệt độ đặt thì khóa bớt công chất lại hoặc dừng máy nén …Thuật toán điều chỉnh tự động nhiệt độ buồng lạnh là sử dụng phương pháp điều khiển theo độ lệch

Hình 14.3 Nguyên lý tự động điều chỉnh nhiệt độ a/ Dùng van điện từ điều khiển lượng công chất theo nhiệt độ buồng lạnh:

Cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ từ buồng lạnh đưa đến bộ điều khiển nhiệt độ buồng lạnh (BĐK T0 BL), nếu nhiệt độ buồng lạnh tăng lên cảm biến nhiệt độ sẽ đưa thông tin về BĐK T0

BL xử lý và phát lệnh điều khiển mở van điện từ VĐT mở thêm công chất lỏng vào dàn bay hơi (hình 14.4 a) do đó buồng lạnh giữ nhiệt độ t0 t0

đặt

b/ Dùng van điện từ khống chế lượng công chất theo nhiệt độ công chất hơi:

Cảm biến nhiệt độ đo nhiệt độ của CCH đưa đến bộ điều khiển nhiệt độ buồng lạnh (BĐK T0

BL) xử lý và phát lệnh điều khiển mở van điện từ VĐT mở thêm công chất lỏng vào dàn bay hơi (hình 14.4 b) do đó buồng lạnh giữ nhiệt độ t0 t0

đặt

t0

DBH

CCH BĐK T0 BL

VĐT

CCL

t0

CCH

BĐK T0 BL

VĐT

CCL

t0 DBH

CCH

RL.TĐĐK.ĐN

MN CCL

CCL

t0

DBH

CCH

BĐK T0 BL VĐT1 VĐT2

Hình 14.4.a

Hình 14.4.b c/ Đóng cắt máy nén:

Dùng cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ từ buồng lạnh đưa đến rơ le tự động điều khiển đóng ngắt (RL.TĐĐK.ĐN) từ đó tác động vào khởi động từ đóng ngắt động cơ lai máy nén (hình 14.5.a)

d/ Trường hợp hệ thống máy lạnh có công suất lớn thường được cấu tạo nhiều dàn bay hơi

Có thể có tuần tự các dàn lạnh làm việc khi tải nhiệt bé còn khi tải nhiệt lớn thì ta cho một dàn lạnh làm việc liên tục còn một dàn lạnh sẽ làm việc tuần hoàn (hình 14.5.b)

Hình 14.5.a Hình 14.5.b

2.2 Chức năng tự động điều chỉnh mức công chất

BĐC Mức CC

BL

Đo h

DBH

hđặt

h DBH

CCH

RLM

Mục đích của việc điều chỉnh mức công chất:

- Đảm bảo quá trình bay hơi tối ưu giữ năng suất làm lạnh (mức công chất đầy quá không bay hơi được, thấp quá không đạt được nhiệt độ mong muốn)

- Đảm bảo an toàn sự làm việc của máy nén (nếu mức công chất đầy quá máy nén sẽ hút hơi lẫn công chất lỏng vào gây ra hiện tượng kích thuỷ khí gây ra ăn mòn pittông

Do đó cần thiết phải giữ cho hmin h hmax :

Việc điều khiển mức công chất là không liên tục thông qua van điện từ VĐT, việc điều khiển đóng mở van thực hiện thông qua rơ le mức (RLM)

Hình 14.6.a

Hình 14.6.b

2.3 Tự động điều chỉnh áp suất hơi ngưng tụ

Nếu áp suất hơi ngưng tụ quá lớn công chất sẽ hoá lỏng ở nhiệt độ cao dẫn đến lưu lượng nước làm mát không cần lớn nhưng công suất máy nén cần lớn Ngược lại nếu áp suất hơi ngưng tụ bé thì công suất máy nén không cần lớn nhưng lưu lượng nước làm mát phải lớn

2.4 Tự động tẩy tuyết

- Để tăng năng suất làm lạnh hệ thống lạnh phải tẩy tuyết nhằm làm cho sự trao đổi nhiệt

tốt hơn giữa công chất làm lạnh và vật cần làm lạnh

VĐT

CCL

t0

DBH

CCH

Tự động Đ/C T0

VĐT

CCL

TĐTT

TBTĐ

N.lượng

TĐTT: Tự động tẩy tuyết TBTĐ : Thiết bị trao đổi nhiệt DBH : Dàn bay hơi

CCH : Công chât hơi VĐT: Van điện từ Hình 14.7

- Quá trình tẩy tuyết có thể dùng bằng tay hoặc tự động

- Thường thực hiện tẩy tuyết tự động theo chương trình

- Có thể dùng năng lượng từ ngoài như hơi nước nóng, dùng công chất sau ngưng tụ đang ở nhiệt độ cao đưa qua dàn lạnh

- Các thiết bị tạo chương trình có thể là contắc tơ, rơ le, hay các vi mạch, logo…

- Khi có tín hiệu tẩy tuyết thì có tín hiệu đưa đến van điện từ để khoá van không cho cung cấp công chất vào dàn bay hơi ( hình 14.7)

2.5 Tự động kiểm tra, bảo vệ máy lạnh

Các thông số cần bảo vệ:

- Quá tải động cơ lai máy nén

- Áp lực dầu nhờn bôi trơn thấp p  0,5 kg/cm2

Nếu máy nén lai bơm dầu bôi trơn thì khi khởi động máy nén thiết bị bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp được đưa ra khỏi hệ thống, khi nào khởi động xong mới đưa vào kiểm tra và bảo

vệ

- Áp lực nước làm mát máy nén thấp : p  1,0 kg/cm2

- Áp lực công chất cửa hút máy nén cao : pmax (có thể gây ra nổ ống, tắc van)

- Áp lực công chất cửa hút máy nén thấp : pmin

- Nhiệt độ công chất cửa ra máy nén cao : t0

max

- Áp lực nước làm mát bình ngưng thấp

- Mức công chất bình trung gian

- Mức công chất ở bình tách lỏng

Các thông số kiểm tra:

- Nhiệt độ buồng lạnh quá cao

- Nhiệt độ buồng lạnh quá thấp

- Báo trạng thái hoạt động của các van điện từ

- Báo trạng thái hoạt động của máy nén và chế độ tải Trạng thái tải của máy nén: 25% tải, 50% tải, 100% tải

- Báo chế độ hoạt động bằng tay hay tự động

II, Thuyết minh sơ đồ máy lạnh thực phẩm của hãng USHIHO REINTSU

(COMP CONTROL CIRCUIT DIAGRAM)

1.Giới thiệu phần tử thuộc hệ thống

- Sơ đồ gồm 2 máy nén M:

No1.COMP

No2.COMP

- Nguồn điện được cấp từ bảng điện chính R1, S!, T1 cho máy nén 1 và R2, S2, T2 cho máy nén số 2- điện áp 3 pha 440V AC 60Hz

- DS1 và DS2 là các áptômát cấp điện đặt tại bảng điều khiển cho hai máy nén

- DS3 là áptômát cấp điện cho mạch điều khiển 3 pha AC 220V

- OCR1 và OCR2 là các rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho các động cơ nén máy lạnh thực phẩm

- R1, R2 là các rơle trung gian khống chế mạch điều khiển( khi có điện ở mạch động lực thì mới cho điều khiển hệ thống)

- CHH/100W là điện trở nhiệt dùng để sấy dầu cácte

- HPS tiếp điểm của rơle cảm biến áp suất hơi công chất quá cao.

- SHS tiếp điểm cảm biến bảo vệ quá nhiệt nước làm mát

- ONS tiếp điểm của rơle bảo vệ nhiệt độ dầu nhớt thấp

- LPS tiếp điểm rơle bảo vệ áp lực hơi công chất thấp ở cửa hút

- ORMV van điện từ hồi công chất

- INMV van tiết lưu

- MC1 và MC2 là các công tắc tơ để cấp điện cho 2 động cơ lái máy nén

- Sơ đồ điều khiển buồng thịt cá gồm có:

MCM1 là công tắc tơ cấp điện cho hệ thống tẩy tuyết (gồm có điện trở sấy và quạt gió tẩy tuyết);

MCM2 là công tắc tơ cấp điện cho quạt gió;

TMM là bộ chương trình tẩp tuyết- tẩy tuyết theo chu kỳ tạo bởi một bộ tiếp điểm cam

do động cơ điện lai;

DT là rơle cảm biến nhiệt độ buồng lạnh để điều khiển công chất lạnh vào dàn bay hơi;

MV là van điều khiển công chất vào buồng thịt, cá để làm lạnh

- Ngoài ra có các rơle trung gian X1, X2, X3, X4, các rơle thời gian T1 và T2 dùng để thực hiện điều khiển quá trình hoạt động của hệ thống

2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

+ Khởi động động cơ điện lai máy nén:

- Đóng áptômát cấp nguồn từ bảng điện chính và các áptômát DS1,2,3 trên tủ điện điều khiển máy lạnh thực phẩm

- Điện được cấp cho mạch điều khiển máy lạng thực phẩm qua các tiếp điểm của rơle R1, R2

- Ban đầu dầu trong cácte được sấy nhờ điện trở sấy CHH/100W để làm dầu loãng bôi trơn

- Nếu các điều kiện thoả mãn (Xem mạch khống chế X1) thì điện sẽ được đưa tới SW1 để sẵn sàng chạy máy nén

- Rơle thời gian T1 có điện ngay từ đầu để sau một thời gian trễ tiếp điểm của nó sẽ đóng lại cấp điện cho MC1 chạy máy nén ( Với điều kiện áp lực hơi công chất ở cửa hút không quá thấp do rơle LPS cảm biến)

- Đèn GL1 báo máy nén làm việc, khi đó van ORMV cũng đông thời có điện để tuần hoàn dầu bôi trơn, van tiết lưu INMV tiết lưu lượng công chất đi vào dàn lạnh

+ Điều khiển buồng lạnh thịt, cá

- Khi rơle X4 có điện, nó đóng tiếp điểm ở mạch 10-6 cấp điẹn cho mạch của 2 công tắc tơ MCM1 hoặc MCM2 ( hai công tắc tơ này có điện không đồng thời; khi MCM2 có điện là chạy quạt thổi khí lạnh vào buồng lạnh, còn khi MCM1 có điện thì MCM2 không

có điện lúc đó cấp điện cho mạch tẩy tuyết

- Van điện từ MV là van cấp công chất lạnh cho dàn lạnh, nó điện đồng thời với quạt thổi khí lạnh và được đóng cắt nhờ tiếp điểm cảm biến rời rạc ở buồng lạnhTHERMO CONT PANEL đóng mở theo nhiệt độ buồng lạnh

- Tẩy tuyết tự động:

Nói chung một máy lạnh phải có hệ thống tẩy tuyết tự động

Ở sơ đồ tẩy tuyết buồng thịt, cá dùng 1 rơle kiểu cam được lai bởi một động cơ đồng bộ

SM, động cơ SM chạy sẽ đóng mở bộ tiếp điểm 4,5,6 được dặt 0-1 giờ thì tẩy tuyết một lần

3 Các bảo vệ:

- Bảo vệ quá tải cho các động cơ máy nén lạnh:

Dùng các rơle bảo vệ quá tải OCR1 và OCR2 cho hai động cơ

- Bảo vệ máy nén còn có:

Áp lực công chất cửa đẩy cao HPS, áp lực hơi công chất cửa hút thấp- LPS, nhiệt độ dầu bôi trơn không bình thường ONS, nhiệt độ nước làm mát cao

- Bảo vệ không cho máy nén chạy ngay lúc ban đầu nhớt chưa được hâm (rơle thời gian T1)

- Các bảo vệ được đưa tín hiệu báo về trung tâm bằng tín hiệu ABNORMAL SIGNAL viết tắt

là ABN.SIG

II Ki m ta báo đ ng và b o v các thông s bu ng máy ểm ta báo động và bảo vệ các thông số buồng máy ộng và bảo vệ các thông số buồng máy ảo vệ các thông số buồng máy ện Tàu Thủy ll ố buồng máy ồng máy

Ta có thể chia ra các nhóm báo động, bảo vệ như sau:

* Nhóm 1: Bảng điện chính.

- Bảo vệ quá tải, có ngắt

- Bảo vệ ngắn mạch, có ngắt

- Bảo vệ công suất ngược, có ngắt

- Bảo vệ sự cố nguồn

- Bảo vệ điện áp thấp, có ngắt

- Bảo vệ điện áp cao, có ngắt

- Báo cách điện của lưới thấp

* Nhóm 2: Buồng máy.

- Báo động áp lực dâù bôi trơn máy

* Nhóm 3: Báo động dầu FO, DO ở các két.

- Báo động mức dầu DO trong két phục vụ số 1 cao

Báo động mức dầu DO trong két phục vụ số 1 thấp

- Báo động mức dầu DO trong két phục vụ số 2 cao

- Báo động mức dầu DO trong két phục vụ số 2 thấp

- Báo động mức dầu FO trong két lắng cao

- Báo động mức dầu FO trong két lắng thấp

chính thấp.

- Báo áp lực khí điều khiển máy chính

thấp

- Báo nhiệt độ nước làm mát máy chính

cao

- Báo nhiệt độ khí xả cao

- Bảo vệ quá tốc máy chính, có ngắt

- Báo lỗi khi khởi động máy chính

- Báo áp lực dầu bôi trơn máy 1 thấp

- Báo nhiệt độ nứơc làm mát máy 1 cao

- Bảo vệ quá tốc máy 1

- Báo máy 1 rò rỉ dầu trong két

- Báo mức dầu trong két của máy 1 thấp

- Báo lỗi khi khởi động máy 1

- Báo áp lực dầu bôi trơn máy 2 thấp

- Báo nhiệt độ nước làm mát máy 2 cao

- Bảo vệ quá tốc máy 2

- Báo máy 2 rò rỉ dầu trong két

- Báo dầu trong két của máy 2 thấp

- Báo lỗi khi khởi động máy 2

- Báo mức nước nồi hơi thấp

- Báo mức nước nồi hơi cao

- Báo quạt gió bị sự cố

- Báo nhiệt độ dầu đốt quá thấp

- Báo nhiệt độ dầu đốt quá cao

- Báo nồi hơi mất lửa

- Báo mức dầu LO trong két dầu cặn cao

- Báo mức dầu FO trong két dầu cặn cao

- Báo mức dầu LO trong két dầu thải cao

- Báo mức dầu FO trong két dầu thải cao

- Báo mức dầu FO trong máng dẫn thấp

- Báo mức nước làm mát trong máy chính trong két giãn nở thấp

- Báo mức dầu đo trong két máy chính thấp

- Báo bơm cứu hoả khẩn cấp khi mức dầu rò rỉ cao

- Báo áp lực khí dự trữ số 1 thấp

- Báo áp lực khí dự trữ số 2 thấp

- Báo động làm sạch dầu FO máy 1

- Báo động làm sạch dầu FO máy 2

- Báo động làm sạch dầu DO

- Báo động làm sạch dầu LO

- Báo động hàm lượng muối trong bơm nước sạch cao

- Báo động dầu hoả thiêu huỷ trên mức bình thường

- Báo động hàm lượng dầu la canh mức cao

- Báo động nước thải trên mức bình thường

- Báo động sự phóng điện của nguồn tin

- Báo động dừng sự cố áp suất van khí thấp

- Báo động áp suất khí điều khiển thấp

- Báo rò rỉ dầu trong ống dẫn dầu FO áp suất cao

- Báo động không có dòng chảy trong ống ở phía đuôi tàu

13.8.1 Hệ thống tự động kiểm tra dùng rơ le điện từ

Các hệ thống tự động kiểm tra loại dùng rơ le thường không giám sát được các thông số do các loại này thường dùng dạng tín hiệu cảm biến đầu vào là ON/OFF- chúng được thiết kế rất phổ biến trên các tàu thuỷ trước đây vì có cấu trúc và thiết bị cũng như thiết kế đơn giản Dưới đây giới thiệu 1 sơ đồ dạng rơ le của Nhật thường dùng

1 Modul kiểm tra thông số dùng rơ le MYA-LB2

Hình 13.2 Modul kiểm tra thông số dùng rơ le MYA-LB2 Đây là một loại modul hay sử dụng trên các tàu Nhật Modul giới thiệu sơ đồ hình 13.2 là loại dùng cảm biến on/off thường đóng (T1,T2)

- Bình thường tiếp điểm cảm biến đóng: Rơ le R1 và R2 đều có điện, đèn RL không sáng, không báo đèn, còi

- Khi có sự cố tiếp điểm cảm biến mở: Rơ le R1 mất điện và R2 có điện, đèn RL sáng nhấp nháy, đồng thời đưa tín hiệu (Alarm) đến khối báo động chung – báo còi

- Khi khẳng định sự cố BZ-S ở vỉ báo động chung thì cắt điện R2 cắt tín hiệu nhấp nháy đèn sáng bình thường, còi dừng

- Khi hết sự cố thì thông số đó trở về trạng thái bình thường

2 Modul báo động chung :

Modul này làm nhiệm vụ:

- Cấp tín hiệu test đèn

- Tạo tín hiệu nhấp nháy báo động

- Đưa tín hiệu dừng còi và cắt nhấp nháy

- Cấp nguồn cho các modul báo các thông số

- Đưa tín hiệu đến các chuông báo động ngoài và nội bộ

- Nhận tín hiệu báo động từ thông số từ các mudul rơ le MYA-LB2 (đường Alarm.)

Cấu tạo:

- FL1 là rơ le tạo tín hiệu nhấp nháy: Khi rơ le này có điện thì tiếp điểm FL1 của nó đóng mở theo chu kỳ từ 1 – 3 Hz ; - BZ-S (PB3) là nút tắt chuông còi; - BZT là nút thử còi; - 28B1 và 28B2 là các rơ le trung gian; - LT (CS1): Nút thử đèn

Hình 13 3 Modul báo động chung

3 Nguyên lý hoạt động:

Ở Module báo động MYA LB2: Tiếp điểm T1 – T2 là tiếp điểm cảm biến loại đóng/ mở -modul này dùng cho tiếp điểm thường đóng Khi chưa có sự cố thì nguồn + cấp cho rơ le R1 qua tiếp điểm thường đóng của R2  N1- là đầu (-), khi đó tiếp điểm R1 thường mở của nó ở mạch R2 đóng rơ le R2 được cấp điện theo mạch BS1 (khi chưa ấn BZS cũng là +)  tiếp điểm R1  rơ le R2 N1 Hai rơ le R1 và R2 được duy trì qua các tiếp điểm thường mở của

nó Lúc này nguồn + từ BS1 chưa được cấp cho Alarm để đến vỉ báo động chung, đèn RL chưa có điện (RL có điện qua 3 đường LT1- thử đèn, P1 đi qua R2 thường đóng đã bị mở, FL1 chưa có điện do 28B1 chưa có điện nên tiếp điểm FL1 đang mở Khi tiếp điểm cảm biến đảo trạng thái thì rơ le R1 mất điện  có tín hiệu đến Alarm gửi về mạch báo động là + cấp điện cho 28B1  FL1 có điện tiếp điểm FL1 của nó đóng mở tạo nên tín hiệu nhấp nháy cấp điện cho RL – đèn này nhấp nháy Đồng thời rơ le 28B1 có điện cấp điện cho còi nội bộ BZ, 28B2 có điện cấp điện cho chuông ngoài Nhận biết sự cố tại mạch báo động chung ta ấn nút tắt chuông BZ.S, rơ le R2 mất điện đèn báo sự cố thông số kiểm tra sáng liên tục qua mạch