Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu HongKong Pioneer đi sâu trạm phát điện và vấn đề ổn định điện áp cho máy phát

Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu HongKong Pioneer đi sâu trạm phát điện và vấn đề ổn định điện áp cho máy phát

………… o0o…………

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU HONGKONG PIONEER – ĐI SÂU TRẠM PHÁT ĐIỆN VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO MÁY PHÁT

MỤC LỤC Mục lục Trang

Lời nói đầu 4

Giới thiệu chung về tàu Hongkong Pioneer 5

Phần 1 trang bị điện tàu Hong Kong Pioneer 10

Chương 1:Hệ thống lái tàu Hong Kong Pioneer 10

1.1 Giới thiệu chung về hệ thống lái 11

1.1.1 Khái niệm 11

1.1.2.Các yêu cầu đối với hệ thống lái 11

1.2 Giới thiệu hệ thống lái tàu Hong Kong Pioneer 11

1.2.1 Sơ đồ thủy lực 12

1.2.2 Sơ đồ điều khiển động cơ lai bơm thủy lực 13

1.2.3.Các chế độ lái 14

1.3 Đánh giá hệ thống 17

Chương 2:Hệ thống điều khiển nồi hơi 18

2.1 Khái quát chung về hệ thống 18

2.1.1 Khái niệm 18

2.1.2 Đặc điểm, nhiệm vụ, phân loại 18

2.1.3.Yêu cầu đối với nồi hơi tàu thủy 20

2.1.4 Các chức năng điều khiển nồi hơi 21

2.2.Hệ thống điều khiển nồi hơi tàu Hong kong Pioneer 21

2.2.1.Giới thiệu phần tử 21

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 25

2.2.3 Nhận xét ,đánh giá 32

Chương 3: Các hệ thống truyền động điện khác 33

3.1.Hệ thống neo tàu Hong Kong Pioneer 33

3.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống neo 33

3.1.2 Sơ đồ thủy lực tàu Hong Kong Pioneer 33

3.1.3 Sơ đồ điều khiển động cơ lai bơm thủy lực 34

3.2 Hệ thống quạt gió buồng máy và Bơm ballast tàu Hong Kong Pioneer 35

3.2.1 Khái quát chung 35

3.2.2 Hệ thống quạt gió buồng máy tàu Hong Kong Pioneer 36

3.2.3.Bơm ballast tàu Hong Kong Pioneer 38

3.3 Hệ thống Máy nén khí tầu Hong Kong Pioneer 39

3.3.1.Khái quát chung 39

3.3.2.Hệ thống máy nén khí tàu Hong Kong Pioneer 40

Phần 2: Đi sâu nghiên cứu trạm phát điện và vấn đề ổn định điện áp cho máy phát 43

Chương 4– Trạm phát điện Hong Kong Pioneer 6500T 43

4.1 Giới thiệu chung về trạm phát điện chính 43

4.1.1 Khái niệm 43

4.1.2 Yêu cầu về trạm phát điện tàu thuỷ 43

4.1.3 Đặc điểm kỹ thuật của trạm phát điện chính tàu Hong Kong Pioneer 43

4.2 Giới thiệu các phần tử cảu trạm phát 45

4.3 Các chế độ công tác của trạm phát 49

4.3.1 Chức năng hòa đồng bộ các máy phát 49

4.3.2 Chức năng phân bố tải giữa các máy phát công tác song song 53

4.4 Kiểm tra, báo động và bảo vệ cho trạm phát 54

4.4.1 Bảo vệ quá tải 54

4.4.2 Bảo vệ ngắn mạch 54

4.4.3 Bảo vệ công suất ngược 54

4.4.4 Bảo vệ cách điện thấp 55

Chương 5: Tổng quan chung về các hệ thống tự động điều chỉnh điện áp cho máy phát đồng bộ 3 pha trên đội tàu thế giới.Và nghiên cứu thiết kế bộ tự động điều chỉnh điện áp 56

5.1.Khái niệm về vấn đề ổn áp 56

5.1.1.Sự cần thiết phải ổn định điện áp cho các máy phát đồng bộ 56

5.1.2.Những quy định của Đăng Kiểm đối với các hệ thống tự động điều chỉnh điện áp 56

5.1.3.Các nguyên nhân gây ra dao động điện áp của máy phát đồng bộ 57

5.2.Các nguyên lý xây dựng các loại hệ thống TĐĐCĐA ngày nay 59

5.2.1.Nguyên lý điều chỉnh theo nhiễu loạn 59

5.2.2.Nguyên lý điều chỉnh theo độ lệch 67

5.2.3.Nguyên lý điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc kết hợp 74

5.3.Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu Hồng Kông Pioneer 82

5.3.1 Giới thiệu phần tử 82

5.3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 84

5.4 Đánh giá ưu nhược điểm của các nguyên tắc.Từ đó rút ra ý tưởng thiết kế một bộ tự động điều chỉnh điện áp 86

5.5 Nghiên cứu, thiết kế 1 bộ tự động điều chỉnh điện áp điển hình 87

5.5.1.Đề suất sơ đồ điều chỉnh điện áp 87

5.5.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 89

5.5.3.Giải thích 1 số chức năng 92

Phần 3 Kết luận 99

Tài liệu tham khảo 100

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam là một quốc gia nằm ở ven biển, có bờ biển dài 3260 Km Từ xa xưa nhân dân ta đó biết sử dụng bờ biển để vận chuyển hàng hoá Ngày nay vận tải biển đóng vai trò quan trọng trong giao thông vận tải Nó chiếm ưu thế về khối lượng hàng hóa và cả khoảng cách vận chuyển, chính vì vậy mà ngày nay trong công cuộc đổi mới, hội nhập và mở cửa thì vận tải đường biển đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân, là động lực thúc đẩy nền kinh tế phát triển theo hướng hội nhập Để đáp ứng và khai thác triệt để tài nguyên trên, chúng ta cần có một nền công nghiệp tàu thuỷ hiện đại với những công nghệ đóng mới, sửa chữa tàu thủy bắt kịp với trình độ phát triển của thế giới, ngoài ra cần phải đào tạo đội ngũ kỹ sư, thuyền viên có trình độ kiến thức phù hợp với sự phát triển của khoa học công nghệ

Là một sinh viên học tập tại khoa điện -điện tử tàu biển của trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện, em đó được trang bị tương đối đầy đủ các kiến thức cơ bản về những hệ thống điện năng trên tàu thuỷ và còn được tiếp cận với những trang thiết bị, công nghệ điều khiển hiện đại đó và đang được áp dụng trên nhiều con tàu vận tải hiện nay trên thế giới cũng như tại Việt Nam Sau khi thực tập tại công ty đóng tàu Phà Rừng, em đó tìm hiểu và thu thập được tài liệu tàu chở dầu 6500T mang tên Hong Kong Pioneer Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa, em được giao đề tài thiết kế tốt nghiệp:

“Trang thiết bị điện tàu Hong Kong Pioneer Đi sâu trạm phát điện và vấn đề

ổn định điện áp cho máy phát.”

Qua quá trình tổng hợp, nghiên cứu sơ đồ thu thập được và sự nỗ lực phấn đấu của bản thân cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn Th.s Đinh Anh Tuấn cùng các thầy giáo trong khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, em đó hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất.Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi thiếu sót Em rất mong được được sự chỉ bảo của các thầy để đồ án của em hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo

Th.s Đinh Anh Tuấn, cùng nhiều thầy cô đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Hải Phòng,ngày,tháng năm 2009

Sinh viên: Lê Đình Tú

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU DẦU HONG KONG

PIONEER

Tàu Hong Kong Pioneer là tàu chở dầu, hoá chất trọng tải 6500 tấn, được thi công đóng mới tại công ty đóng tàu Phà Rừng dưới sự giám sát của các chuyên gia Hàn Quốc

1 Miêu tả chung về con tàu (mô tả hình dáng tàu):

Tàu có mũi quả lê, sống đuôi và 1 boong chính liên tục với boong dâng lái, boong thượng tầng 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:

* Khu vực lái:

Phần lái để lắp buồng máy lái, các két nước ngọt, khoang cách ly và két dầu nặng

* Khu vực buồng máy:

Buồng máy bố trí lắp đặt máy chính, các bệ sàn máy phụ, buồng điều khiển máy, xưởng sửa chữa và kho chứa.v.v

Két dầu trực nhật và két phục vụ (F.O) và két lắng dầu bôi trơn được bố trí lắp đặt ở

*Khu vực mũi (vùng mũi) :

Két mũi, hầm xích neo, kho thuỷ thủ trưởng, các kho cần thiết khác, buồng chân vịt mũi được bố trí lắp đặt trên phần mũi tàu

*Phạm vi khai thác:

Tàu được thiết kế để chở những hàng cùng với các cơ cấu kết cấu của tàu nhưng giới hạn chở hàng tương đương với nội thất trong bản thuyết minh chung bao gồm cả trọng lực riêng của hàng hóa

- Các sản phẩm từ dầu

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

- Các hóa 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 phản ứng ,khả năng gây cháy ,áp suất hơi, mật độ, có sức bền với vật liệu két và các vật chất khác trong phạm vi giới hạn của bản thuyết minh chung

2 Các kích thước cơ bản:

- Chiều dài toàn bộ (Length O.A.): 110.00 M

- Chiều dài giữa hai đường vuông góc (Length B.P.) : 102.00 M

- Chiều rộng (breadth MLD ): 18.20 M

- Chiều cao mạn/ chiều sâu (Depth MLD.): 8.75 M

- Mớn nước thiết kế (Draft (Design) MLD.): 6.70 M

- Mớn nước kích thức tiết diện cơ cấu (Scantling MLD ): 6.80 M

- Chiều cao boong và sự cong ngang boong:

- Chiều cao giữa các boong (tại đường tâm tàu)

- Boong chính – boong dâng mũi: 2.900 M

- Boong chính –boong dâng lái 2.900 M

- Boong dâng lái – boong A 2.650 M

- Boong A –boong B 2.650 M

- Boong B-Boong sĩ quan 2.650 M

- Boong sĩ quan–boong nghi khí hàng hải 2.650 M

- Boong nghi khí hàng hải – boong la bàn 2.600 M

- Cong ngang boong (straight camber) 0.150 M

3 Tải trọng:

- Tải trọng toàn phần : 7500tonnes

- Tải trọng ở mớn nước thiết kế: 6500 tonnes

4 Dung tích:

- Két dầu hàng bao gồm két nước bẩn: 7300 M3

- Két dầu nhiên liệu (dầu F.O): 275 M3

- Két dầu diesel (dầu D.O): 90 M3

- Các két nước ngọt: 110 M3

- Két nước sạch: 200 M3

- Các két nước dằn ballast: 2650 M3

5 Tốc độ và sức bền:

Tốc độ thử tại mớn nước thiết kế khoảng 13.50 hải lý tại vòng quay lớn nhất

Tốc độ khai thác tại mớn nước thiết kế khoảng 13.00 hải lý tại 90% vòng quay lớn nhất với 15 % dự trữ

Sức bền khoảng 5500 N.M tại vòng quay trung bình (NCR)

6 Sức chứa:

Class / cấp Deck / boong Engine/ máy Etc Captain class

Cấp thuyền trưởng

Captain Thuyền trưởng

Chief Engineer Máy trưởng Officer class

Crew class Thuyền viên

Điện áp sấy: 110 V, 1 pha,60Hz

Công suất mạch sấy: 200 W

Điện áp động cơ điều tốc: 110 V, 1 pha,60Hz

Công suất động cơ điều tốc: 20 W

Điện áp máy phát kích từ : 100 V

Vật liệu và thiết bị cho máy được sản xuất và các thiết bị van, ống, bích, bu long, ê cu, thiết

bị đo v.v được cấp theeo đúng tiêu chuẩn của Hàn Quốc và thực tế của nhà máy đóng tàu Máy mang kí hiệu: Hanshin LH46L

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

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

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

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

Làm mát piston bằng dầu nhờn (L.O) Mỗi sinh hàn – nước biển

Phần 1:Trang thiết bị điện tàu Hong Kong Pioneer

Chương 1:Hệ thống lái tàu Hong Kong Pioneer

1.1 Giới thiệu về hệ thống lái

Hệ thống phải có cấu tạo đơn giản, có độ bền cao Hệ thống điều khiển phải được thiết

kế với sơ đồ đơn giản nhất, sử dụng ít phần tử nhất

- Có hệ số dự trữ cao

- Có khả năng quá tải lớn theo mômen

- Phải đảm bảo thời gian bẻ lái (- max  +max)  28s

- Đơn giản và thuận tiện trong điều khiển

- Phải có thiết bị kiểm tra để biết vị trí thực của bánh lái

- Hệ thống phải có lái sự cố

- Trọng lượng và kích thước nhỏ , giá thành thấp

1.1.2 Các yêu cầu đối với hệ thống lái:

a Yêu cầu về khai thác

- Hệ thống điều khiển cho phép chỉnh định các thông số khi điều kiện khai thác của tàu thay đổi, để đáp ứng được yêu cầu về chất lượng và an toàn của hệ thống

- Trong chế độ tự động phải giữ cho con tàu chuyển động theo hướng đi cho trước với

độ chính xác Δα ≤ ± 1°

- Biên độ dao động trung bình của tàu so với hướng đi cho trước không vượt quá 1° khi sóng biển không quá cấp 3 và vận tốc tàu ≥ 6 hải lý, không vượt quá 2 - 3° khi sóng biển không quá cấp 6, khi sóng biển quá cấp 6 thì cho phép biên độ dao động trung bình từ 4° - 5°

- Hệ thống lái tự động có khả năng thay đổi hướng đi của con tàu nhưng trong quá trình thay đổi hướng đi của tàu bằng chế độ lái tự động phải thay đổi từ từ Mỗi lần thay đổi không vượt quá 10 % tổng giá trị hướng đi Trong thực tế người ta thay đổi 5°/ lần để tránh lật tàu

- Hệ thống lái phải đảm bảo điều khiển được 3 chế độ: lái đơn giản, lái lặp và lái sự cố

- Hệ thống lái phải đảm bảo thuận lợi khi khai thác, phải có tín hiệu báo động bằng đèn

và còi khi mất nguồn la bàn, mất nguồn máy lái, quá tai, lệch hướng đi cho phép

- Hệ thống lái phải hoạt động an toàn trong các chế độ rung lắc lớn, đồng thời phải đảm bảo độ chính xác khi nhiệt độ môi trường thay đổi từ -10°C ÷50°C, độ ẩm từ 95 ÷ 98

%

b Yêu cầu về cấu trúc :

- Cấu trúc các khí cụ phải có khả năng làm việc tin cậy trong thời gian ít nhất là 10 năm

- Cấu trúc các phần tử phải đơn giản thuận tiện, an toàn cho việc sửa chữa và bảo quản

- Trụ điều khiển đặt ở buồng lái phải kín nước Còn các thiết bị đặt ở buồng máy lái phải chống nước ( chống được các tia nước bắn vào )

- Hoạt động của hệ thống không gây nhiễu đối với thiết bị vô tuyến quá mức cho phép

- Thiết bị điều khiển, chỉnh định bố trí trên bề mặt trụ điều khiển thuận lợi cho việc khai thác và bên cạnh nó phải ghi các chức năng

- Trụ điều khiển phải có đèn chiếu sáng riêng ở từng chế độ và cường độ sáng có thể đièu khiển từ 0 ÷ Max

- Các lắp đậy các cửa phải được mở dễ dàng khi sửa chữa và bảo quản

- Vỏ máy phải được nối đất bảo vệ

- Bề mặt khí cụ phải được bọc lớp chống gỉ, không cho phép dùng các chất nhôm, hợp kim nhôm và các kim loại nóng chảy để chế tạo các linh kiện dẫn điện

1.2 Giới thiệu hệ thống lái tàu Hong Kong Pioneer

Trên tàu dầu 6500t được trang bị hai hệ thống lái độc lập, nhưng phục vụ cho một động cơ máy lái để điều chỉnh bánh lái cho hành trình của con tàu

- Giới hạn góc lái là 700 (350 về mỗi bên)

- Tốc độ bẻ lái : Bẻ lái từ 350 bên này sang 350 bên kia mất 28s

- Máy lái dạng xilanh lực cố định

- Kích thước của xi lanh Φ195mm

- Kích thước của piston Φ180mm

- Nguồn cuộn van điện từ :AC 110V

 Thông số của động cơ điện lai bơm thủy lực

MARINE TYPE : T.E.F.C (IP-44)

b Nguyên lý hoạt động của sơ đồ thủy lực:

Muốn động cơ hoạt động đầu tiên ta phải khởi động bơm thủy lực ,khi đó van điện từ chưa được tác động nên dầu thủy lực sẽ được đi theo đường là:

Dầu từ két qua phin lọc 9, qua bơm thủy lực 2, qua van một chiều số 4, qua van điện từ 11

và quay trở về két thủy lực Trong quá trình tuần hoàn dầu đó, nếu áp lực dầu tăng cao thì dầu sẽ được qua va an toàn số 3 và hồi về két thủy lực

Giả sử muốn bẻ lái sang phải, ta tác động vào hệ thống điều khiển để cuộn van điện từ phía phải có điện Khi đó van điện từ 11 sẽ mở ra cho dầu thủy lực đi theo đường chéo bên phải Qua đó dầu thủy lực sẽ được đưa vào xilanh bên phải tác động vào piston đẩy bánh lái quay sang phải, dầu thủy lực từ xi lanh lực bên trái sẽ được hồi về két thủy lực qua van điện từ 11 Trong quá trình đó nếu áp lực dầu trong đường ống tăng cao thì các van an toàn sẽ tác động

và làm giảm áp lực trong đường ống để tránh quá tải cho động cơ lai bơm thủy lực và tránh

vỡ đường ống Muốn bánh lái quay sang trái thì ta tác động vào cuộn van bên trái

1.2.2 Sơ đồ điều khiển động cơ lai bơm thủy lực (DWG FM02ST SHEET No.37)

a Giới thiệu phần tử

28X: Rơ le trung gian

89: Aptomat cấp nguồn cho hệ thống

A: Ampe kế đo dòng

F1-F4: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch

88 : CTT cấp nguồn cho bơm

27B: Rơ le trung gian kiểm soát nguồn

T440V/220-20V 100VA :biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển

WL: Đèn báo nguồn

GL: Đèn báo chạy

EOCR1: Rơ le nhiệt

EOCR2: Rơ le cảm biến lỗi pha

51X: Rơ le trung gian khi quá tải

3C: Nút khởi động

3-0: Nút dừng

27X: Rơ le kiểm soát nguồn điều khiển

RHM: Đồng hồ đếm thời gian hoạt động của động cơ lai bơm

88 : Rơ le trung gian lấy tín hiệu báo khi chạy

47Y: Rơ le trung gian lấy tín hiệu báo khi mất pha

HYD.TKL :Cảm biến mức dầu trong két

33X: Rơ le trung gian lấy tín hiệu báo khi mức dầu trong két thấp

33: Rơ le trung gian để chống tín hiệu giả mức dầu trong két thấp khi bị rung lắc do sóng

b Nguyên lý hoạt động

Bật áp tô mát cấp nguồn cho hệ thống tới rơ le 27B=1 đóng tiếp điểm của nó và đưa tín hiệu đi báo nguồn không bị lỗi lên buồng lái và buồng điều khiển máy, và khối báo động chung AMS Đèn WL sáng báo nguồn sẵn sàng Rơ le 27X=1 đưa tín hiệu để báo nguồn điều khiển không bị lỗi lên bảng điều khiển trên buồng lái và buồng điều khiển dưới buồng máy lái

Muốn khởi động động cơ ta ấn nút 3C Khi đó CTT 88 có điện và mất điện ngay, nhưng tiếp điểm của nó đóng và giữ nguyên trạng thái đóng cho đến khi cuộn 4T có điện thì thôi Tiếp điểm 88 mạch động lực đóng để sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ lai bơm Tiếp điểm

88 ( 18-19) đóng lại cấp nguồn cho cuộn cắt 4T Tiếp điểm 88 ( 21) đóng lại cấp nguồn cho đồng hồ đếm thời gian chạy và rơ le trung gian 88X Rơ le 88X =1 →đóng tiếp điểm

88X(16) →đèn GL sáng báo chạy

Tiếp điểm: 88X(31,32) =1 báo chạy trên buồng lái

88 (41,42) =1 báo chạy trên buồng điều khiển máy

Muốn dừng động cơ ta ấn nút 3-0 Khi đó cuộn 4T có điện →mở tiếp điểm 88 mạch động lực →cắt nguồn cho động cơ lai bơm Đèn GL tắt báo động cơ dừng

- Khi mất nguồn điều khiển →rơ le 27X =0 ,tiếp điểm 27X(81) ở mạch J1Jc mở ra cắt tín hiệu vào khối AMS Tiếp điểm 27X (43) =0 đưa tín hiệu báo mất nguồn điều khiển dưới nguồn điều khiển máy Tiếp điểm 27X(33)=0 đưa tín hiệu báo mất nguồn điều khiển lên buồng lái

- Nếu mức dầu trong két thủy lực thấp thì rơ le thời gian 33T có điện, sau thời gian đặt trước thì 33X có điện và đưa tín hiệu đi báo động mức két thủy lực thấp

- Nếu mất nguồn cấp cho hệ thống thì 27B=0 và đèn WL không sáng Rơ le 27X mất điện và lấy tiếp điểm đưa đi để chỉ báo và báo động chung

- Nếu hệ thống động lực bị lỗi pha thì tiếp điểm EOCR2 =1 →rơ le 47Y=1,các tiếp điểm rơ le 47Y của nó thay đổi trạng thái và đưa tín hiệu đến AMS báo trên buồng lái

và buồng điều khiển máy

- Các tín hiệu báo: mất nguồn điều khiển, quá tải, báo nguồn, mất pha, mức dầu trong két thấp, đều được nghi vào bộ VDR để ghi lại hoạt động của hệ thống

1.2.3 Các chế độ lái:

Hệ thống lái tàu dầu Hong Kong Pioneer 6500T là hệ thống lái PR-2600-E do hãng

TOKIMEC INC thiết kế Hệ thống này có ba chế độ lái là HAND, AUTO và NON - FOLLOW - UP

a Giới thiệu phần tử

 Mạch chế độ lái đơn giản:

NON-FOLLOW-UP CONTROLLER: Khối điều khiển lái đơn giản

ROTARY SWITCH: Công tắc xoay

PILOT SWITCH PANEL: Panel chuyển chế độ lái

SOLENOID VALVE: Van điện từ điều khiển bẻ lái

 Mạch chế độ lái lặp:

STEERING WHEEL: Vô lăng lái

DEMODULATOR: Bộ tách tín hiệu

SERVO AMP: Bộ khuyếch đại tín hiệu

FEED BACK LINEAR SYNCHRO: Khối tín hiệu phản hồi góc bẻ lái

 Mạch chế độ lái tự động:

GYRO-COMPASS: La bàn con quay

AUTO (S) : Khối lái tự động

STEERING GEAR: Cơ cấu lái

RUDDER : Bánh lái

COURSE SETTING KNOB: Núm chỉnh đặt hướng đi cho trước

REPEATER MOTOR : Động cơ lặp của la bàn phản ánh

PROGRAMMER SWITCH: Công tắc chọn chế độ lái theo chương trình lập trình sẵn EXCELLENT AMP: Bộ khuyếch đại trong chế độ lái có lập trình PILOT WATCH: Khối trực canh

RUDDER ANGLE LIMIT: Bộ tạo tín hiệu giới hạn góc bẻ lái

SHIP: Con tàu

WEATHER ADJ : Khối chỉnh đặt thời tiết

RATE ADJ : Khối điều chỉnh tốc độ bẻ lái

RUDDER ADJ: Điều chỉnh góc bẻ lái

REPEATER SYN.KNOB: Núm đặt đồng bộ cho trước la bàn phản ánh; REPEATER CARD: Khối lặp của la bàn phản ánh

POINTER: Kim chỉ góc đặt hướng đi

MAGNETOMETER FOR SET COURSE: Bộ đặt hướng theo nguyên tắc từ điện

b Phân tích nguyên lý hoạt động

 Chế độ lái đơn giản (non-follow-up)

Khi chế độ lái tự động và chế độ lái lặp không còn khả năng hoạt động, khi đó ta phải chuyển sang chế độ lái đơn giản bằng cách chuyển công tắc chọn chế độ lái PILOT

SWITCH PANEL sang vị trí LEVER

Bật công tắc xoay ROTARY SWITCH sang vị trí ON

Trong chế độ lái đơn giản thì cụm van điện từ điều khiển hướng đi được điều khiển bởi công tắc xoay đặt trong cụm điều khiển (bộ khuyếch đại tín hiệu không hoạt động)

Khi điều khiển bẻ lái sang trái hoặc sang phải thì bánh lái được di chuyển trong hướng điều khiển giới hạn bánh lái

Khi cần điều khiển được nhả ra thì bánh lái dừng lại ở vị trí điều khiển Tín hiệu phản hồi bánh lái tới vị trí trung tính hình học

Việc bẻ lái sang phải hoặc sang trái được thực hiện nhờ tay điều khiển lái đơn giản FOLLOW-UP CONTROLLER, tín hiệu điều khiển được đưa đến van điện từ Các van

NON-điện từ này được cấp nguồn trực tiếp để điều khiển đóng mở đường dầu để bẻ lái sang phải hoặc sang trái

Trong quá trình bẻ lái phải theo dõi đồng hồ chỉ báo góc lái để biết được vị trí bánh

lái.Bánh lái chỉ dừng khi tay lái đơn giản được đưa về 0

 Chế độ lái lặp (hand steering gear)

Để làm việc ở chế độ lái lặp,trước hết ta đưa bánh lái về mặt phẳng trung tính của tàu Sau

đó bật công tắc chọn chế độ lái PILOT SWITCH PANEL sang vị trí HAND

Trong chế độ lái này,tín hiệu điều khiển từ tay lái lặp STEERING WHEEL đưa tới khối phát lệnh điều khiển góc bẻ lái.Tín hiệu này được đưa đến bộ tách tín hiệu

DOMODULATOR trước khi đưa đến bộ SERVO AMP để so sánh và khuyếch đại tín hiệu

Tín hiệu phản hồi góc bẻ lái FEED BACK LINEAR SYNCHRO cũng được đưa tới bộ tách tín hiệu Tại đây hai tín hiệu sẽ được lọc tách và đưa đến bộ SERVO AMP

Tín hiệu ra từ bộ SERVO AMP được đưa đến van điện từ, van điện từ này được cấp nguồn để điều khiển đóng mở đường dầu để bẻ lái

 Chế độ lái tự động (auto steering gear)

Chế độ lái tự động là chế độ lái mà trong quá trình giữ con tàu đi đúng hướng không cần đến sự tác động trực tiếp của con người

Chế độ này thường sử dụng khi tàu hành trình trên biển với sóng gió dưới cấp 6

Lái tự động có chức năng tự động điều chỉnh bánh lái theo hướng đi đặt trước khi có sự khác nhau giữa tín hiệu hướng đi đặt và hướng đi thực tế của tàu và làm sự sai lệch bị triệt tiêu bằng cách sử dụng khối xử lý trung tâm CPU

Tín hiệu độ lệch hướng đi của tàu sinh ra trong những trường hợp sau :

+ Khi có nhiễu loạn tác động

+ Khi có sự thay đổi hướng đi đặt

Để hệ thống làm việc ở chế độ lái tự động, trước hết ta đưa bánh lái về mặt phẳng trung tính của tàu

Ta bật công tắc PILOT SWITCH PANEL sang vị trí AUTO

Vặn núm chỉnh đặt góc hướng đi COURSE SETTING KNOB tín hiệu chỉ thị góc được thể hiện trên kim đồng hồ chỉ góc Tín hiệu này được đưa đến khối so sánh góc lệch hướng đi Tín hiệu phản hồi hướng đi thực của con tàu được phản ánh qua la bàn con quay,đưa đến khối so sánh độ lệch hướng đi.Tín hiệu độ lệch này được đưa đến bộ tách tín hiệu

DEMODULATOR

Tín hiệu phản hồi góc bẻ lái RUDDER FEED BACK SIGNAL từ cơ cấu lái được đưa đến

bộ tách tín hiệu DEMODULATOR Tại đây tín hiệu độ lệch hướng đi được phản ánh qua

la bàn đưa đến khối lái tự động AUTO (S), còn tín hiệu phản hồi góc bẻ lái được đưa đến

bộ SERVO AMP

Quá trình lái tự động thì tín hiệu độ lệch hướng đi phải phù hợp với sự cài đặt trên bàn điều khiển lái tự động trong bàn điều khiển phía trước FACIA PANEL như tín hiệu điều chỉnh lại góc bẻ lái RUDDER ADJ, điều chỉnh tốc độ bẻ lái RATE ADJ, cũng như điều chỉnh thời tiết đặt trước

Tín hiệu độ lệch hướng đi được đưa đến bộ khuyếch đại tín hiệu SERVO AMP,cùng với tín hiệu góc bẻ lái như tín hiệu tỷ lệ (PROPORTIONAL), tín hiệu vi phân

(DIFFERENTIAL) và tín hiệu tích phân (INTEGRAL SIGNAL)

Tại bộ khuyếch đại tín hiệu SERVO AMP thì tín góc bẻ lái RUDDER ORDER SIGNAL

và tín hiệu phản hồi góc bẻ lái RUDDER FEED BACK SIGNAL sau khi đưa qua bộ tách tín hiệu DEMODULATOR được so sánh Tín hiệu ra được khuyếch đại trước khi đưa đến van điện từ SOLENOID VALVE của van định hướng trong cụm nguồn thủy lực để điều khiển đóng mở đường dầu theo đúng hướng đi đã định

- Phần tử thực hiện của hệ thống là loại xylanh có kích thước nhỏ, gọn

- Việc sử dụng các thiết bị bán dẫn làm giảm đáng kể trọng lượng và kích thước của hệ thống

 Nhược điểm:

Đòi hỏi dầu thuỷ lực phải đúng chủng loại, chất lượng đảm bảo

Chương 2:Hệ thống điều khiển nồi hơi

2.1 Khái quát chung về hệ thống

- Trên tàu thuỷ thường được trang bị các loại nồi hơi sau:

- Nồi hơi chính: Sử dụng trên các tàu máy hơi nước phục vụ máy chính

- Nồi hơi phụ: Tàu chạy máy Diesel, phục vụ máy chính và các chức năng khác

- Nồi hơi khí thải ( nồi hơi kinh tế): là loại nồi hơi tận dụng nhiệt lượng khí thải của Diesel chính để hâm nóng nước phục vụ chủ yếu cho máy chính, ngoài ra dùng hơi để

sử dụng cho các hệ thống phụ khác

- Nồi hơi phụ và nồi hơi kinh tế kết hợp với nhau dùng để:

- Cung cấp hơi nước có áp suất từ 4  8 kg/cm2 cho các hệ thống sấy: sấy máy, sấy dầu chạy máy chính, nước sinh hoạt, sưởi ấm cho các phòng ở…

- Đối với máy chính: Trước khi chạy khi chưa có đủ nhiệt lượng khí xả thì dùng nồi hơi phụ để nhanh chóng cung cấp hơi và nước nóng cho hệ thống sấy và vận chuyển dầu đốt Khi máy chính đã có nhiệt lượng khí xả tối đa thì nồi hơi kinh tế đi vào hoạt động cũng thực hiện mục đích trên

- Đối với các máy phụ: Cung cấp hơi nóng để chạy máy phụ như tuabin hơi (đối với tàu dầu thường dùng máy phụ trên boong chạy bơm kiểu hơi nước để đề phòng cháy nổ)

- Dùng trong hệ thống sinh hoạt: Đối với các tàu lớn hiện nay thường sử dụng kết hợp giữa nồi hơi phụ và nồi hơi kinh tế vì nó rất thuận tiện Nó có thể hoạt động ở mọi chế

độ của tàu: khi tàu đỗ và chuẩn bị điều động thì dùng nồi hơi phụ, khi tàu hành trình thì chuyển sang nồi hơi khí thải ( nồi hơi kinh tế)

- Tuy nhiên khi sử dụng hơi nước, kể cả hơi nước quá nhiệt vẫn còn nhiều nhược điểm:

- Tổn thất cao, hiệu suất sử dụng thấp

- Khoảng cách vận chuyển ngắn, tốn kém bọc cách nhiệt

- Đường ống và máy móc dễ hư hỏng do vận chuyển hơi nước

b Phân loại nồi hơi:

- Theo áp suất hơi:

+ Nồi hơi thấp áp: áp suất đến 20kg/cm2

+ Nồi hơi trung áp: áp suất từ 20 đến 45kg/cm2

+ Nồi hơi cao áp: áp suất đến 80 kg/cm2

- Theo sự chuyển động của khói lò và cửa nước so với bề mặt đốt nóng:

+Nồi hơi ống lửa

+ Nồi hơi ống nước

+ Nồi hơi liên hợp

- Theo nguồn nguyên liệu:

+ Nồi hơi đốt dầu (than)

- Theo cách liên kết của ống hơi với bầu nồi:

+ Nồi hơi chia nhiều phần

+ Nồi hơi hai bầu

+ Nồi hơi ba bầu

- Theo dòng khói lò:

+ Nồi hơi 1 và 3 hành trình

+ Nồi hơi 1 và 3 dòng chảy

- Theo sự tuần hoàn của nước nồi:

+ Nồi hơi tuần hoàn tự nhiên

+ Nồi hơi tuần hoàn cưỡng bức (nhiều lần)

- Theo vòng tuần hoàn:

+ Nồi hơi một vòng tuần hoàn

+ Nồi hơi hai vòng tuần hoàn

- Theo phưong pháp cung cấp không khí:

+ Nồi hơi với thông gió tự nhiên

+ Nồi hơi dùng quạt hút

+ Nồi hơi dùng quạt gió, tăng áp

- Theo sự điều khiển nồi hơi:

+ Nồi hơi với sự điều khiển bằng tay

+ Nồi hơi với sự điều khiển tự động một phần hoặc toàn phần

- Theo công dụng:

Gọn, nhẹ dễ bố trí trên tàu nhằm giảm tải trọng, mở rộng tầm xa hoạt động của tàu

Do đó nồi hơi dùng loại có dung tích lò lớn, năng suất bốc hơi lớn, lưu tốc khí lò nhanh, số bầu nồi ít, đường kính bầu nồi và ống bé để đảm bảo độ dày và trọng lượng

Cấu tạo đơn giản, bố trí nơi có không gian thoáng mát, tiện việc bảo dưỡng sửa chữa,

ít mục rỉ, sử dụng đơn giản vì người sử dụng trên tàu luôn thay đổi

Tính kinh tế cao, đảm bảo hiệu suất toàn tải

Tính cơ động cao, thời gian nhóm lò lấy hơi nhanh, có thể nhanh chóng thay đổi tải

để thích ứng với chế độ làm việc của động cơ Khi điều chỉnh vị trí tầu, áp suất và nhiệt độ hơi nước vẫn ổn định, mặc dù khi ấy nhiệt độ cấp nước nồi thường biến đổi Khi cần thiết có khả năng quá tải từ 25% đến 45% Khi tàu bị nghiêng, lắc ngang 30o, nghiêng, lắc dọc 12obảo đảm các mặt hấp nhiệt không bị nhô lên khỏi mặt nước

b Kết cấu của hệ thống nồi hơi

Hệ thống nồi hơi tàu thuỷ gồm có:

Nồi hơi ( một hoặc nhiều cái), nó gồm buồng đốt, các cụm ống nước sôi, các vách ống ( hoặc các ống lửa), bộ sấy hơi, bộ sưởi không khí…

Buồng đốt là không gian để cho chất đốt biến thành khí cháy (khí lò) có nhiệt độ từ

900oC – 1350oC

Các ống nước sôi và các vách ống dùng để biến nước thành hơi bão hoà Các ống của bộ sấy hơi hấp nhiệt của khí lò biến hơi bão hoà thành hơi sấy Phần lớn hơi sấy được cấp cho máy chính và một hơi sấy đựơc dẫn qua sự giảm sấy Số hơi sấy đi qua các ống của bộ giảm sấy nhả bớt nhiệt cho nước trong bầu nồi biến thành hơi giảm sấy cấp cho thiết bị phụ Bộ sưởi không khí dùng nhiệt của khí lò tiến hành sưởi nóng không khí trước khi cấp vào buồng đốt nhằm nâng cao hiệu suất của nồi hơi

Thiết bị thông gió gồm có: quạt gió, quạt hút khói dùng để cung cấp đầy đủ không khí cho sự cháy của chất đốt, khắc phục sự cản của không khí để đưa không khí vào buồng đốt, thổi sạch các khí CO, CO2 và các khí dễ nổ… đã lưu trữ trong lò trước, sau và trong quá trình đốt, khắc phục sức cản của khí lò để đảm bảo cho khói lò thoát lên trời

Thiết bị cấp nước nồi: Đảm bảo cung cấp đầy đủ nước sạch cho nồi Nó gồm các bơm nước, các ống dẫn nước

Hệ thống chất đốt: Gồm bơm dầu, bộ hâm sấy dầu, đảm bảo nhiệt độ dầu đốt cần thiết cho quá trình cháy Ngoài ra còn có thiết bị dẫn gió cho súng phun để sao cho chất đốt phun vào có áp lực tạo sương nhằm cháy tốt

2.1.4 Các chức năng điều khiển nồi hơi

Hệ thống điều khiển quá trình hoạt động của nồi hơi nồi hơi gồm 5 chức năng cơ bản sau:

 Chức năng tự động cấp nước nồi hơi

 Chức năng tự động hâm dầu đốt

 Chức năng tự động đốt lò

 Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi

 Chức năng tự động kiểm tra, báo động và bảo vệ hệ thống nồi hơi

2.2.Hệ thống điều khiển nồi hơi tàu Hong kong Pioneer

2.2.1.Giới thiệu phần tử

 Sơ đồ 1/16:

OH: Điện trở sấy dầu đốt 3 pha

BP1, BP2: Hai bơm cấp dầu đốt

BTP: Bơm tăng cường khi áp lực dầu đốt không đảm bảo

49W1: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho WP1

49W2: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho WP2;

MCCB4: Aptomat cấp nguồn cho hai bơm nước tuần hoàn

MCCB5: Aptomat cấp nguồn cho quạt gió

MCCB6: Aptomat cấp nguồn cho biến áp

88H: Contacter cấp nguồn cho OH

88Q2: Contacter cấp nguồn BP2

49Q1: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho BP1

49Q2: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho BP2

88FX: Contacter trung gian điều khiển mạch quạt gió

88F: Contacter cấp nguồn cho quạt gió

49F: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho quạt gió

88BTP: Contacter cấp nguồn cho bơm tăng cường

49BTP: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho BTP

CP1: Bơm tuần hoàn nước nồi hơi số 1

CP2: Bơm tuần hoàn nước nồi hơi số 2

49CP1: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho CP1

49CP2: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho CP2

TR 750VA: Biến áp hạ áp cấp nguồn cho mạch điều khiển

YR1, YT: Nguồn cấp cho mạch điều khiển

YR4, YT: Nguồn cấp cho mạch khởi động và dừng bơm cấp nước

YR2, YT: Nguồn cấp cho mạch khởi động và dừng bơm tuần hoàn

IGT: Biến áp đánh lửa

43BTP: Công tắc bật bơm tăng cường

TSX: Rơle trung gian điều khiển khi nhiệt độ khí xả cao

20VP1, 20VP2: Các van dầu mồi

20V1, 20V2: Các van dầu đốt

 Sơ đồ 4/16:

23T: Bộ điều khiển nhiệt độ dầu đốt

SW: Cam chương trình điều khiển đốt lò, có hai chế độ bằng tay và tự động

FS – 901: Bộ xử lý tín hiệu cảm biến lửa

Cds: Phần tử cảm biến ngọn lửa

FRX: Rơle cấp tín hiệu báo đốt lò thành công

63SH: Cảm biến áp suất hơi kiểu vi sai

63SX: Rơle trung gian điều khiển áp suất hơi

SS43B: Công tắc cấp nguồn cho Rơle trung gian 43BX1

SS88Q: Công tắc cấp nguồn cho Rơle trung gian 43BX2

SS88F: Công tắc cấp nguồn cho quạt gió ở chế độ đốt bằng tay

SSIGT: Công tắc cấp nguồn cho biến áp đánh lửa ở chế độ đốt bằng tay

SS20V: Công tắc cấp nguồn cho van điện từ cấp dầu đốt ở chế độ đốt bằng tay PB3 – 4B: Nút ấn phát lệnh đốt lò ở chế độ đốt tự động

PB3 – 5B: Nút ấn dừng đốt lò ở chế độ dừng bình thường

4X: Rơle trung gian điều khiển đốt lò tự động

 Sơ đồ 5/16:

LM1 – 200: Bộ xử lý tín hiệu cấp nước nồi ở chế độ tự động

33WLLX: Van điện từ trung gian cấp tín hiệu khi mức nước nồi hơi giảm quá thấp SS43H: Công tắc chọn loại dầu hâm đốt

 Sơ đồ 6/16:

22Q: Cảm biến nhiệt độ dầu đốt thấ

23QH: Cảm biến nhiệt độ dầu đốt cao

PB3 – 28B: Nút ấn dừng chuông

PB3 – LT: Nút ấn thử đèn

PB3 – RST: Nút ấn hoàn nguyên tín hiệu báo động

SS43H: Công tắc chọn hâm dầu

 Sơ đồ 7/16:

NX1: Rơle trung gian điều khiển chuyển dầu đốt

49QX: Rơle trung gian điều khiển bơm cấp dầu đốt

IGX: Rơle trung gian cấp nguồn cho biến áp đánh lửa

20VX: Rơle trung gian điều khiển van dầu đốt

IGX2: Rơle trung gian điều khiển biến áp đánh lửa

20VPX: Van điện từ trung gian mở đường dầu mồi

PMX: Rơle trung gian điều khiển bơm dầu mồi

 Sơ đồ 8/16:

RD3: Đèn báo quạt gió có sự cố

RD4: Đèn báo lửa không bình thường

RD5: Đèn báo áp suất dầu đốt thấp

RD7: Đèn báo nhiệt độ khí xả cao

RD9: Đèn báo nhiệt độ dầu đốt thấp

RD11: Đèn báo nhiệt độ dầu đốt cao

AX: Rơle trung gian điều khiển mạch báo động chung

RX: Rơle trung gian báo động chương trình đốt không bình thường

AX2: Rơle trung gian báo cắt đốt lò

 Sơ đồ 9/16

OR1: Đèn báo nồi hơi làm việc ở chế độ tự động

63QX: Rơle trung gian điều khiển khi áp suất dầu đốt thấp

33WX: Rơle trung gian điều khiển bơm cấp nước nồi

RD13: Đèn báo khi nước cấp cho nồi hơi nồng độ muối lớn

RD14: Đèn báo màng lọc bị tắc

 Sơ đồ 10/16

CM: Động cơ điều khiển mở thêm dầu và le gió

Các Rơle trung gian phục vụ cho các chế độ đốt khác nhau

 Sơ đồ 11/16

88W1, 88W2: Hai Contacter khống chế bơm cấp nước nồi số 1 và số 2

EFX3: Rơle trung gian đóng tiếp điểm để có tín hiệu tới báo động chung GN2: Đèn báo bơm cấp nước đang chạy

 Sơ đồ 12/16

EFX2: Rơle trung gian đóng mở tiếp điểm báo bơm tuần hoàn gắp sự cố

88CP1, 88CP2: Contacter khống chế hai bơm tuần hoàn nước nồi

88CX1, 88CX2: Rơle trung gian báo bơm tuần hoàn chạy

49CPX: Rơle trung gian đóng mở tiếp điểm báo bơm tuần hoàn gặp sự cố

GN3: Đèn báo bơm tuần hoàn chạy

Giản đồ thời gian quá trình hoạt động của nồi hơi

2.2.2 Nguyên lý hoạt động

Hệ thống có năm chức năng cơ bản:

a Chức năng tự động cấp nước nồi hơi:

 Chế độ cấp nước bằng tay

Bật các Aptomat MCCB1  MCCB5

Bật công tắc SS43W sang vị trí MANU(11/16)

Bật công tắc SS43WA để chọn bơm cấp nước số 1 hoặc số 2 Khi đó SSW1 hoặc SSW2 sẽ

có điện và đóng tiếp điểm mạch động lực cấp điện cho một trong hai bơm cấp nước vào nồi

 Chế độ cấp nước tự động

Bật Aptomat cấp nguồn cho hệ thống động lực

Bật Aptomat MCCB6 để cấp nguồn cho mạch điều khiển

Bật công tắc SS43W sang vị trí AUTO, khi đó SS43B =1 → Rơle 43BX1 = 1 → đóng tiếp điểm 43BX1 (5 - D) đưa tín hiệu vào đầu vào 00007 của PLC để chọn chế độ tự động theo chương trình lập trình

Bật SS43WA (11- A) để chọn bơm, bơm còn lại ở chế độ standby

Quá trình cấp nước tự động được thực hiện thông qua khối điều khiển cấp nước vào nồi hơi LM1 – 200 Khối này sử dụng cảm biến kiểu thanh dẫn, và tín hiệu sau khi được xử lý được đưa vào đầu vào của CPU Giả sử ban đầu mức nước trong nồi là dưới (m - M), tín hiệu đầu vào B của khối LM1 – 200 bằng 0 Khi đó, khối LM1 – 200 sẽ xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu bằng 1 ở đầu ra 000, và đưa vào đầu vào 0000 của PLC tín hiệu bằng 1 PLC sẽ gửi tín hiệu đến đầu ra 10200 bằng 1, cấp nguồn cho rơle trung gian 33WX để đóng tiếp điểm 33WX(11 –B) =1 và cấp điện cho bơm cấp nước nồi hoạt động Khi đó mức nước trong nồi tăng dần và khi đến mức (s – S) thì dừng bơm do đầu ra 10200 = 0 cắt điện cho 33WX

Trong quá trình hoạt động, mức nước trong nồi giảm xuống tới mức (l – L) Lúc này đầu (E10, E20) tương ứng với đầu (C0, C1) mất tín hiệu, dẫn đến đầu 001 của khối LM1 –

200 có tín hiệu off → đầu vào 00001 của PLC mất tín hiệu → đầu ra 10101 của PLC = 1 → Đèn RD8 sáng báo mức nước trong nồi thấp

Vì một lý do nào đó mà mức nước trong nồi giảm tới mức (ll – LL) thì đầu vào (D0, D1) của LM1 – 200 mất tín hiệu dẫn đến đầu ra 003 có tín hiệu ON và 004 có tín hiệu OFF

→ đầu vào 00003 của PLC = 1 và 00004 = 0 CPU của PLC sẽ xử lý đưa tín hiệu ở đầu ra

10102 = 1 → đèn RD6 sáng báo mức nước trong nồi quá thấp Và đầu ra 10111 = 1 → Rơle AX2 = 1 Khi đó sẽ dừng đốt nồi

b Chức năng tự động hâm sấy dầu FO

Để tự động hâm sấy dầu đốt, hệ thống sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ 23T (4-F) Nó

sử dụng cảm biến nhiệt độ kiểu sức điện động có tiếp điểm 23T (7-B) Ngoài ra để điều

khiển việc hâm sấy dầu đốt tự động, hệ thống còn sử dụng các cảm biến nhiệt độ 22Q (6-B)

và 23 QH (6-B) ( cảm biến nhiệt độ dầu đốt thấp và cao) Quá trình tự động hâm sấy dầu đốt như sau:

Khi nhiệt độ dầu đốt thấp hơn so với yêu cầu, thì thông qua cảm biến kiểu sức điện

động CA của bộ 23T sẽ điều khiển để đóng tiếp điểm 23T (7-B) lại Trước đó, công tắc

SS43H( 7-B) vẫn đóng và tiếp điểm 49QX (7-B) vẫn đóng nên Contacter 88H (7-B) có điện Tiếp điểm 88H ở mạch động lực đóng và cấp nguồn cho điện trở sấy OH Đồng thời đầu vào

00100 =1 do cảm biến nhiệt độ 22Q đóng khi nhiệt độ dầu đốt thấp Khi đó đầu ra 10107 của PLC = 1 → đèn RD9 sáng báo nhiệt độ dầu đốt thấp

Trong quá trình sấy theo thời gian, nhiệt độ dầu đốt tăng lên đến giá trị ngưỡng đặt

của 23QH đóng lại Đầu vào 00101 =1, CPU sẽ xử lý và đưa ra ở đầu ra 10108 = 1 → đèn

RD10 sáng báo nhiệt độ dầu đốt cao Đồng thời bộ 23T hoạt động để mở tiếp điểm 23T

(7-B) ra, làm cho 88H mất điện Tiếp điểm 88H ở mạch động lực mở ra cắt nguồn câp cho OH

→ ngừng sấy, và đầu vào 00006 mất điện, hệ thống trở lại hoàn nguyên

c Chức năng tự động đốt lò

Hình 2.1 BIỂU ĐỒ THỜI GIAN ĐỐT NỒI HƠI

Để thực hiện quá trình đốt lò thành công cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Mức nước trong nồi phải đảm bảo

- Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo

- Quạt gió không gặp sự cố

- Toàn bộ hệ thống không gặp sự cố

 Hệ thống có thể đốt theo hai chế độ bằng tay hoặc tự động

 Chế độ đốt bằng tay

Được thực hiện nhờ cam chương trình SW Để đốt lò thành công ta phải bật công tắc

SW theo một trình tự nhất định và nhất thiết không được thay đổi

Bật công tắc SS88Q (4-D) cấp nguồn cho Rơle 43BX2 → đóng các tiếp điểm 43BX2 (7-B, 7-C, 7-F) để chờ sẵn, và cấp nguồn cho bơm FO chạy Muốn đưa bơm tăng cường vào hoạt động ta bật công tắc SS43BTP (3-A)

Khi bật SS88Q (4-D) thì 43BX3 (4-E) cũng có điện và đóng các tiếp điểm 43BX3

(7-D, 10-A, 10-B, 10-C) để chờ sẵn

Tiếp theo bật SS88F của SW, tín hiệu nguồn được đưa theo đường Y203 để cấp nguồn cho 88F (7-C), làm đóng các tiếp điểm của nó ở mạch động lực → quạt gió chạy và được khởi động Y/∆ Đồng thời Rơle thời gian FT (7-D) có điện, sau một thời gian đóng tiếp điểm FT (7-E) lại cấp nguồn van dầu mồi và cho PMX (7-F) → đóng tiếp điêm PMX (3-D) cấp nguồn cho bơm dầu mồi PM Bật SSIGT của SW Ban đầu khi các điều kiện thoả mãn thì Rơle NX1 (7-A) có điện → đóng các tiếp điểm NX1 (7-E, 7-F) lại NX1 (7-E) =1 sẵn sàng để cấp nguồn cho van dầu đốt 20VX, còn NX1( 7-F) = 1 cấp nguồn cho van dầu mồi IGX2 =1 → IGX1 = 1 → đóng tiếp điểm IGX (3-F) để cấp nguồn cho biến áp đánh lửa → Trong buồng đốt của nồi hơi sẽ được đánh lửa và cấp dầu mồi

Nếu đốt lò thành công: Trong nồi sẽ xuất hiện ngọn lửa, thông qua phần tử cảm biến quang CdS sẽ gửi tín hiệu theo đường Y7, Y8 vào đầu vào (3-4) của khối FS – 901 Tín hiệu

ra của FS – 901 được đưa tới để cấp nguồn cho FRX → đóng tiếp điểm FRX (2 –C) → đèn CN1 sáng báo cháy thành công, tiếp điểm FRX (7-E) đóng để cấp điện cho van dầu đốt 20VX Bật công tắc SS20V của Cam SW cấp nguồn cho rơ le 20VX, Tiếp điểm của Rơle trung gian 20VX (7-D) = 0 → cắt nguồn cấp cho FT → mở các tiếp điểm FT để cắt bơm dầu mồi và van dầu mồi Tiếp theo bật SSIGT sang vị trí 0 để cắt biến áp đánh lửa

Nếu đốt không thành công: trong lò đốt sẽ không xuất hiện ngọn lửa, rơle FRX = 0, đèn GN-1 không sáng báo đốt lò không thành công Rơle 20VX không có điện → van dầu đốt 20V không có điện Khi đó ta dịch SW sang vị trí COM để cắt biến áp đánh lửa và van dầu mồi Để cho quạt gió chạy một thời gian, sau đó đưa SW về vị trí OFF để cắt quạt gió và tiến hành khởi động lại quá trình đốt lò

43BX1 (5-D) =1 gửi tín hiệu vào đầu vào 00007 của PLC để chọn chế độ tự động, đầu ra

10203 của PLC =1 → đèn OR1 sáng báo đốt tự động 43BX1 (7-A) =1 để cấp nguồn chờ sẵn cho mạch điều khiển

Khi áp suất dầu đốt đảm bảo thì thì 63Q đóng → đầu vào 00009 =1 –M thỏa mãn điều kiện đốt Nếu áp suất dầu đốt không đảm bảo thì đầu ra 10105 = 1 → đèn RD5 sáng báo áp suất dầu đốt thấp Khi đó nếu cần thiết ta bật công tắc SS43BTP sang vị trí ON để đưa bơm tăng cường vào hoạt động Khi đó đèn GN7 sáng báo bơm tăng cường chạy Sau một thời gian áp suất dầu đốt đảm bảo thì 63Q đóng → đầu ra 10105 = 0 thì đèn RN5 tắt báo

áp suất dầu đốt đã đủ, đồng thời đầu ra 10205 =1 → Rơle 63QX =1 → mở tiếp điểm 63QX (3-A) để cắt bơm tăng cường

Kiểm tra mức nước trong nồi xem đã đảm bảo hay chưa thông qua khối LM1 – 200

và các cảm biến kiểu thanh dẫn

Kiểm tra nhiệt độ dầu đốt đã đảm bảo hay chưa thông qua cảm biến nhiệt độ kiểu vi sai điện động 23T và cảm biến nhiệt độ 22Q và 23QH

Sau khi các điều kiện đã đảm bảo , ta ấn nút PB3 - 4B (4-A) để phát lệnh đốt Trước

đó tiếp điểm RX của rơle RX đóng khi chương trình đốt trong PLC chạy, tiếp điểm 43BX1 đóng, AX2 đóng → Rơle 4X có điện và duy trì Khi 4X có điện → đóng tiếp điểm 4X (5-D)

→ có tín hiệu ở đầu vào 00008 của PLC báo bắt đầu quá trình đốt Tiếp điểm 4X (13-A) =1

để đưa đến mạch báo nồi hơi chạy Sau khi phát lệnh đốt thì CPU sẽ xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu ở các đầu ra như sau:

Đẩu ra 10001 có tín hiệu, Contacter 88H có tín hiệu đưa mạch sấy vào làm việc, tiếp điểm 88H (3-D) =1 cấp nguồn cho van 20S sẵn sàng đưa dầu đốt tuần hoàn qua mạch sấy,

và sau đó mạch sấy sẽ được điều khiển bởi 23T

Đầu ra 10002 có tín hiệu đưa bơm dầu đốt vào làm việc, và dầu đốt được đưa qua mạch sấy

Đầu ra 10003 có tín hiệu đưa quạt gió vào hoạt động, đầu vào 00103 không có tín hiệu do khi quạt gió chạy thì 88F mở ra → quạt gió hoạt động bình thường

Ban đầu mức nước đảm bảo → 33WLLX đóng → tiếp điểm 33WLLX (7-A) =1 Ban đầu áp suất hơi thấp, nên 63SH đóng → 63SX có điện → tiếp điểm 63SX (7-A) =1 Khi quạt gió hoạt động bình thường thì 88FX =1 → đóng tiếp điểm 88FX (7-A) Khi không có lệnh dừng đốt thì AX2 =0 → tiếp điểm AX2 (7-A) vẫn đóng Khi nhiệt độ khí xả không cao thì tiếp điểm TSX vẫn đóng → mạch cấp nguồn cho NX1 được thông mạch → NX1 có điện, các tiếp điểm của nó đóng lại sẵn sàng cấp nguồn cho van dầu mồi và van dầu đốt Đầu ra

10004 có tín hiệu → bật biến áp đánh lửa Sau 5s đầu ra 10006 và 10007 có tín hiệu cấp điện cho van dầu mồi và bơm dầu mồi, khi đó quá trình đánh lửa và mồi diễn ra

Nếu đốt lò thành công: Ngọn lửa sẽ xuất hiện, thông qua cảm biến CdS thì gửi tín hiệu tới FS – 901 → đầu ra sẽ cấp điện cho Rơle FRX Tiếp điểm FRX (2-C) =1 → đèn GN1 sáng báo cháy thành công Tiếp điểm FRX (5-E) =1 → có tín hiệu đưa vào đầu vào

00010 của PLC Tiếp điểm FRX (7-E) đóng cấp điện cho 20VX =1 → cấp điện cho hai van dầu đốt Tiếp điểm FRX (13-A) =1 để báo cháy thành công Đầu ra 10004 mất tín hiệu → IGX = 0 → ngắt biến áp đánh lửa (ở giây thứ 76) Trước đó ở giây thứ 74 thì van dầu đốt đã

mở, đến giây thứ 76 đồng thời 10004, 10006, 10007 đều mất tín hiệu và cắt biến áp đánh lửa, van dầu mồi, bơm dầu mồi

Nếu cháy không thành công: Cảm biến CdS không phát hiện được lửa, Rơle FRX không có điện → Van dầu đốt không được cấp điện, tín hiệu cháy không thành công gửi tới đầu vào của PLC, FRX (2-C) = 0 → đèn GN1 không sáng báo cháy không thành công Đầu

ra 10007 không có tín hiệu → PMX = 0 → không đóng tiếp điểm để cấp điện cho bơm dầu mồi PM Đến giây thứ 75,5 thì đầu ra 10006 mất tín hiệu, cắt van dầu mồi Đến giây thứ 76 thì cắt biến áp đánh lửa Quạt gió chạy sau 35s nữa thì đầu ra 10003 = 0 dừng quạt gió Đầu

ra 10104 có tín hiệu, đèn RD1 sáng nhấp nháy báo cháy không thành công, đồng thời đầu ra

10113 = 1 → chuông kêu Khi ta ấn PB3-RST (nút Reset) thì đèn tắt và hệ thống trở lại trạng thái ban đầu Muốn đốt lại ta ấn nút PB3-4B

d Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi

Sau khi đốt thành công, nồi hơi sẽ được đốt và dừng đốt một cách tự động theo áp suất hơi tạo ra Khi áp suất hơi đạt giá trị ngưỡng Pmax của cảm biến áp suất hơi 63SH mở

ra → Rơle 63SX mất điện → tiếp điểm 63SX (7-A) = 0 → NX1 = 0 → mở tiếp điểm NX1 (7-E) và NX1 (7-F) để cắt van dầu đốt, van dầu mồi Đồng thời 63SX (5-E) = 0, đầu vào

(5-Dừng sự cố: khi hệ thống gặp sự cố bất thường, ta ấn nút REMOTE EM’ CY STOP

để cắt nguồn cấp cho mạch điều khiển → dừng đốt Khi đó quạt gió cũng dừng làm việc ngay lập tức

f Chức năng tự động kiểm tra, báo động các thông số nồi hơi

 Tự động kiểm tra mức nước trong nồi:

Mức nước trong nồi được duy trì trong khoảng S - M Khi nằm ngoài khoảng trên thì

hệ thống sẽ thực hiện kiểm tra, báo động và bảo vệ Nếu mức nước trong nồi hơi mà cao hơn mức (s-S) thì đầu ra 000 của khối LM1 – 200 có tín hiệu OFF → đầu vào 00000 của PLC có tín hiệu OFF làm cho đầu ra 10200 mất tín hiệu → 33WX = 0 → tiếp điểm 33WX (11-B) =

0 → cắt nguồn cho Contacter cấp nguồn cho bơm nước Đèn GN2 tắt báo bơm nước ngừng chạy Sau một thời gian đốt lò, mức nước trong nồi giảm dần đến mức (l-L) thì đầu vào C0, C1 của khối LM1 -200 mất tín hiệu, dẫn đến đầu ra 001 ở trạng thái OFF Khi đó đầu vào

00001 của PLC theo đường Y171 mất tín hiệu Lúc này PLC sẽ xử lý và đưa ra tín hiệu ở đầu ra 10101 làm cho đèn RD8 sáng báo mức nước giảm thấp, bơm nước nồi vẫn chạy Khi mức nước trong nồi giảm tới mức (ll-LL) thì đầu vào D0, D1 của khối LM1 - 200 mất tín hiệu, dẫn đến đầu ra 004 OFF và 003 ON Khi đó đầu vào 00003 của PLC có tín hiệu, còn đầu vào 00004 của PLC mất tín hiệu PLC sẽ xử lý và đưa ra tín hiệu ở đầu ra 10102 làm cho đèn RD6 sáng báo mức nước trong nồi giảm quá thấp Đầu ra 10111 cũng có tín hiệu làm cho Rơle AX2 có điện → mở tiếp điểm thường đóng AX2 (4-A) và AX2 (7-A) để cắt nguồn cho Rơle 4X và Rơle NX1 Qua đó cắt tín hiệu đốt vào PLC, cắt van dầu đốt để dừng đốt lò, đồng thời đưa tín hiệu đi đến báo động chung Đầu ra 10114 có tín hiệu làm cho Rơle

AX có điện → đóng tiếp điểm AX (13-B) để báo động chung Đầu ra 10113 có tín hiệu làm cho BZ kêu để báo động

 Nhiệt độ dầu đốt:

Khi nhiệt độ dầu đốt tăng cao thì tiếp điểm 23QH của cảm biến nhiệt độ mở ra làm mất tín hiệu ở đầu vào 00101 PLC sẽ xử lý đưa tín hiệu ở đầu ra 10108, 10113, 10114 Tín hiệu ở đầu ra 10108 làm đèn RD10 sáng báo nhiệt độ dầu đốt cao Tín hiệu ở đầu ra 10113 làm chuông kêu để báo động Tín hiệu ở đầu ra 10114 làm cho Rơle AX có điện để đóng tiếp điểm AX (13 - B) để đi báo động chung Đồng thời tiếp điểm 23T (7-B) của cảm biến nhiệt độ kiểu sức điện động mở ra để dừng sấy dầu đốt

Khi nhiệt độ dầu đốt giảm thấp thì đầu vào 00100 mất tín hiệu PLC sẽ xử lý tín hiệu

và đưa tín hiệu ở đầu ra 10107, 10113, 10114 Tín hiệu ở đầu ra 10107 làm đèn RD9 sáng báo nhiệt độ dầu đốt thấp Tín hiệu ở đầu ra 10114 làm Rơle AX có điện để đưa đi báo động chung Đồng thời tiếp điểm 23T (7-B) của cảm biến nhiệt độ 23T đóng lại để cấp nguồn cho mạch sấy dầu đốt Cứ như vậy nhiệt độ dầu đốt sẽ duy trong một khoảng nhất định

ra 10113 làm chuông BZ kêu.Tín hiệu ở đầu ra 10114 làm Rơle AX có điện để đưa tín hiệu

đi báo động chung Khi ấn nút PB3 - 28B thì chuông ngừng kêu và đèn RD1 sáng bình thường Khi ấn nút PB3 – RST thì đèn tắt và hệ thống trở lại hoàn nguyên

 Nhiệt độ khí xả

Nhiệt độ khí xả được cảm nhân qua cảm biến nhiệt độ TS Khi nhiệt độ khí xả cao thì tiếp điểm TS mở ra, làm cho Rơle TSX mất điện Khi TSX mất điện, nó sẽ mở các tiếp điểm TSX (6 - B) và TSX (7 - A) ra Tiếp điểm TSX (6 - B) mở làm đầu vào 00102 mất tín hiệu PLC xử lý và đưa ra tín hiệu ở đầu ra 10109 làm cho RD7 sáng báo nhiệt độ khí xả cao Tiếp điểm TSX (7 - A) mở ra làm mất nguồn cho Rơle NX1, qua đó sẽ cắt nguồn cho van dầu đốt dẫn đến dừng đốt Tín hiệu ở đầu ra 10002 mất để dừng bơm dầu đốt Tín hiệu ở đầu ra

10003 vẫn có để duy trì quạt gió chạy tiép để thổi hết khí và cung cấp Oxi vào cho lầm đốt sau Quạt gió chạy khoảng 30s sau thì đầu ra 10003 mất tín hiệu để dừng quạt gió Đầu ra

10113 và 10114 cũng có tín hiệu để bật chuông và đưa tín hiệu đi báo động chung

 Quạt gió gặp sự cố

Khi quạt gió gắp quá tải thì Rơle nhiệt 49F tác động làm tiếp điểm 49F (7-D) mở ra nên Contacter 88F mất nguồn sẽ mở tiếp điểm 88F (1-C) ra làm ngừng quạt gió Đồng thời, tiếp điểm 49F (6-B) mở ra làm đầu 00103 có tín hiệu OFF Đầu ra 10106 có tín hiệu, đèn

RD 3 sáng báo quạt gió gặp sự cố Ngoài ra, đầu ra 10113 có tín hiệu câp cho chuông BZ kêu báo động, và đầu ra 10114 có tín hiệu làm cho Rơle AX có điện → mở tiếp điểm AX (13-B) để đưa tín hiệu đến báo động chung Đồng thời, đầu ra 10111 có tín hiệu làm cho Rơle AX2 có điện → mở tiếp điểm AX2 (4-A) → Rơle 4X mất điện để cắt đốt lò, và mở tiếp điểm AX2 (7-A) → Rơle NX1 mất điện → cắt nguồn tới van dầu đốt

nguồn cấp cho Rơle 4X Khi 4X mất điện sẽ làm mở tiếp điểm 4X (5-D) để đưa tín hiệu dừng đốt vào PLC

- Cấu tạo đơn giản, bố trí thuận tiện cho việc chăm sóc sửa chữa, sử dụng đơn giản, dễ thao tác

- Tính cơ động cao, thời gian nhóm lò, sấy hơi nhanh, có thể thay đổi lưọng tải lớn

- Hệ thống điều khiển làm việc chắc chắn, tin cậy, tính kinh tế cao, hiệu suất toàn tải cao và hiệu suất giảm ít khi nhẹ tải

- Tuy nhiên, hệ thống này có cấu trúc tương đối phức tạp, do vậy đòi hỏi người vận hành phải có trình độ kĩ thuật về nghiệp vụ chuyên môn Giá thành đầu tư tương đối lớn

Chương 3: Các hệ thống truyền động điện khác

3.1.Hệ thống neo tàu Hong Kong Pioneer

3.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống neo

- Tời neo là thiết bị rất quan trọng đẩm bảo an toàn cho con tàu trong quá trình neo đậu tại các vùng neo và khi ra vào luồng lạch.Trong những trường hợp đặc biệt phải sử dụng cả hai neo hoặc dùng hết xích neo để giữ cố định con tàu khi tàu hành trình trên biển, do sự cố của máy chính tàu có thể phải thả trôi Khi đó neo phải được thả để hạn chế sự trôi dạt của tàu

- Hệ thống tời neo phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

- Có thể sử dụng hệ thống trong mọi điều kiện thời tiết, mọi trạng thái mặt biển với các yêu cầu kĩ thuật đã cho trước

- Có thể khởi động cơ với toàn bộ phụ tải của hệ thống Mômen khởi động phải lớn hơn hai lần mômen cản trên đĩa hình sao

- Động cơ thực hiện có thể dừng dưới điện 30 giây

- Đảm bảo đươc lực kéo neo cần thiết khi tốc độ động cơ bị giảm hoặc động cơ bị dừng dưới điện

- Hệ thống phải có khả năng tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái của tải

và yêu cầu chung về tốc độ thu neo

- Có khả năng hạn chế được sự dao động của dòng điện khi tải thay đổi Không gây ra xung dòng tại thời điểm bắt đầu đưa hệ thống vào làm việc

- Phải có khả năng giữ cố định được neo và xích neo khi hệ thống đột ngột mất điện

- Động cơ thực hiện phải được chế tạo dưới dạng kín nước, chống nổ

- Phải đảm bảo thu thả neo an toàn, tin cậy

- Thuận tiện trong lắp ráp, vận hành và thay thế sửa chữa

- Thiết bị gọn nhẹ, chắc chắn, giá thành thấp

3.1.2 Sơ đồ thủy lực hệ thống neo tàu Hong Kong Pioneer

a.Giới thiệu phần tử: (Sơ đồ HWL-S-150L)

1: Động cơ lai bơm thuỷ lực

16: Lỗ thông hơi két dầu

17: Cơ cấu chỉ thị mức dầu

Để điều khiển tời trái hay tời phải thì ta điều khiển bằng van điện từ (8)

Giả sử điều khiển tời phải theo chiều thả Ta tác động vào phía bên phải của van (8) phải Khi đó dầu thuỷ lực từ két chứa → qua bơm (3) → qua van (8) trái → qua van (8) phải

→ đi vào đầu B của động cơ thuỷ lực → ra ở đầu A → làm cho động cơ thuỷ lực quay → qua van (8) phải → trở về két chứa (15)

Để điều khiển theo chiều thu thì ta tác động vào van (8) phải phía bên trái Dầu thuỷ lực từ két → qua bơm → qua van (8) trái → qua van (8) phải → vào đầu A của động cơ thuỷ lực → ra ở đầu B => động cơ thuỷ lực (9) quay Dầu thuỷ lực ở đầu ra B sẽ qua van (8) phía phải và trở về két chứa

Muốn điều khiển tời trái ( port windlass) chúng ta làm tương tự

c Các bảo vệ của hệ thống:

Khi áp lực dầu trong đường ống quá cao, thì van tràn (6) sẽ mở đưa một phần dầu trở

về két chứa nhằm bảo vệ đường ống và tránh quá tải cho động cơ lai bơm thuỷ lực

3.1.3 Sơ đồ điều khiển động cơ lai bơm thủy lực (Sơ đồ FM02ST, SHEET No 35)

51: Rơle bảo vệ quá tải

88: Contacter cấp nguồn chính cho động cơ

88-1: Contacter cấp nguồn chế độ tam giác

6: Contacter cấp nguồn cho chế độ sao

19T: Rơle thời gian dùng để khởi động

Bật aptomat 89 cấp nguồn cho hệ thống → đèn WLsáng báo có nguồn

Muốn khởi động động cơ ta ấn nút 3C → Rơle 4X có điện → mở tiếp điểm 4X ở mạch sấy để cắt nguồn sấy, đèn OL tắt báo ngừng sấy Tiếp điểm 4X(28-29) đóng lại để tự duy trì nguồn nuôi cho rơle 4X, đồng thời tiếp điểm 4X ở mạch điều khiển đóng lại cấp nguồn cho Contacter 6 → tiếp điểm 6(5-10) đóng lại → Contacter 88 có điện → các tiếp điểm của Contacter 6 và 88 ở mạch động lực đóng lại → động cơ được khởi động theo chế

độ Y Đồng thời tiếp điểm 88 ở mạch điều khiển đóng lại để duy trì nguồn cho contacter 88

Mặt khác khi tiếp điểm 4X đóng sẽ cấp nguồn cho rơle thời gian 19T Sau thời gian đặt của 19T thì tiếp điểm 19T(5-7) mở ra → contacter 6 mất điện Đồng thời cotacter 88-1

có điện → đóng các tiếp điểm của nó ở mạch động lực → động cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giác, và đèn GL sáng báo động cơ đã khởi động xong

Khi muốn dừng động cơ ta ấn nút 3-0 → rơle 4X mất điện → mở các tiếp điểm 4X → cắt nguồn cho các contacter 88 và 88-1 → mở các tiếp điểm cấp nguồn cho động cơ, động

cơ ngừng hoạt động Và đóng tiếp diểm 4X ở mạch sấy cấp nguồn cho cuộn sấy thực hiện sấy động cơ

c Các bảo vệ của hệ thống:

- Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển bằng các cầu chì F1, F2, F3, F4

- Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực bằng aptomat 89

- Bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt 51 Khi quá tải thì tiếp điểm 51 của rơle nhiệt mở ra → rơle 4X mất điện → cắt nguồn cấp cho các contacter 88 và 88-1 → dừng động cơ

3.2 Hệ thống quạt gió buồng máy và Bơm ballast tàu Hong Kong Pioneer

3.2.1 Khái quát chung

- Các hệ thống Quạt gió buồng máy và Bơm ballast… trên tàu thủy thuộc nhóm máy phụ.Như ta đã biết truyền động điện các máy phụ trên tàu thường tiêu thụ tới 90%

tổng công suất của trạm phát điện , trong đó nhóm máy phụ buồng máy chiếm tới 50%

- Nhóm máy phụ trên tàu thuỷ thực hiện các chức năng sau :

- Phục vụ cho hành trình của tàu : các loại bơm dầu đốt , dầu bôi trơn cho máy chính , máy nén khí , các loại bơm nước làm mát

- Phục vụ cho khai thác : các loại bơm thuỷ lực của thiết bị làm hàng , bơm chuyển dầu

ở các tàu chở dầu , các quạt thông gió hầm hàng …

- Đảm bảo an toàn khi tàu chạy : các loại bơm vận chuyển cho dầu đốt , dầu nhờn , bơm lacanh , bơm balát, bơm cứu hoả , …

- Đảm bảo sinh hoạt cho thuyền viên : các quạt thông gió ở phòng ở, các nơi sinh hoạt cho công cộng , các bơm nước sinh hoạt …

- Động cơ thực hiện hệ thống truyền động bơm quạt có đặc điểm như sau: Chúng thường làm việc ở các chế độ dài hạn (như :quạt gió buồng máy, bơm làm mát máy chính, bơm dầu bôi trơn …) và ngắn hạn (như : bơm cấp nước cho nồi hơi , bơm nước sinh hoạt ,…) Hệ thống không đòi hỏi thay đổi chiều quay và đa số các trường hợp không cần điều chỉnh tốc độ (không thay đổi lưu lượng ) Động cơ làm việc với tải không đổi và số lần khởi động không vượt quá 3  5 lần trong một giờ Mặt khác , động cơ thường làm việc ở môi trường có độ ẩm cao , có hơi dầu và tạp chất dễ cháy nổ… Với những đặc điểm đó động cơ thực hiện của hệ truyền động điện bơm quạt gió phải được chế tạo dưới dạng kín nước , chống nước , có thể dùng động cơ có đặc tính cứng

- Ngày nay khi nguồn cấp là nguồn xoay chiều ba pha thì ta thường dùng động cơ dị bộ rôto lồng sóc Với hệ thống có công suất lớn , để hạn chế dòng điện khởi động của động cơ ta có thể khởi động động cơ qua cuộn kháng bão hoà hoặc khởi động theo phương pháp đổi nối Y/

- Hệ thống điều khiển truyền động điện bơm quạt gió :Trong đa số các trường hợp truyền động điện bơm quạt gió không đòi hỏi phải đảo chiều quay và điều chỉnh tốc

độ Vì vậy điều khiển chúng không phức tạp và thiết bị điều khiển rất đơn giản Hệ thống truyền động điện bơm quạt gió nói chung cần phải có các hình thức bảo vệ sau : đó là bảo vệ quá tải , bảo vệ ngắn mạch , bảo vệ 0 ,

3.2.2 Hệ thống quạt gió buồng máy tàu Hong Kong Pioneer

a Giới thiệu phần tử (Sơ đồ FM02GSP, SHEET No 38)

43S: Cầu dao đóng cấp nguồn cho điện trở sấy

EOCR: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho quạt gió

F1, F2, F3, F4: Cấc cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển

88F: Contacter đóng cấp nguồn cho quạt gió chạy theo chiều thuận

88R: Contacter đóng cấp nguồn cho quạt gió chạy theo chiều ngược

6: Contacter đóng cho quạt gió khởi động theo chế độ Y

88-1: Contacter đóng cho quạt gió hạot động ở chếđộ ∆

19T: Rơle thời gian khống chế thời gian khởi động

GLF: Đèn báo quạt gió chạy thuận

4FX: Rơle trung gian điều khiển quá trình chạy thuận

4RX: Rơle trung gian điều khiển quá trình chạy ngược

3-0: Rơle trung gian điều khiển quá trình dừng quạt gión

3CF: Nút ấn cho quạt gió chạy thuận

3CR: Nút ấn cho quạt gió chạy ngược

3-0: Nút ấn dừng quạt gió

RHM: Đồng hồ tính thời gian hoạt động của quạt gió

b Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Bật Aptomat 89 để cấp nguồn cho hệ thống

Nguồn của mạch điều khiển được cấp qua biến áp hạ áp T 440/220-20 V Khi đó đèn

WL sáng báo nguồn cấp đã sẵn sàng

Muốn quạt gió chạy theo chiều thuận thì ta ấn nút 3CF Khi đó rơle 4FX có điện, các tiếp điểm 4FX (37) đóng lại cấp nguồn cho đồng hồ RHM để tính thời gian hoạt động của quạt Đồng thời tiếp điểm 4FX (33-34) mở ra cắt nguồn cấp cho CTT 4RX để quạt chạy theo chiều ngược, và tiếp điểm 4FX(26-27) đóng lại sẵn sàng cấp nguồn cho đèn GLF Mặt khác, khi rơle 4FX có điện → đóng các tiếp điểm 4FX(6); 4FX(8-9) → Contacter 88F có điện → mở tiếp điểm 88F ở mạch sấy để cắt nguồn sấy, và đóng tiếp điểm 88F ở mạch động lực sẵn sàng cấp nguồn cho quạt chạy theo chiều thuận

Khi tiếp điểm 4FX(6) đóng → rơle 19T có điện, contacter 6 có điện → đóng tiếp điểm

6 ở mạch động lực làm cho quạt gió khởi động ở chế độ Y Sau thời gian đặt của rơle 19T thì tiếp điểm 19T(13) mở ra cắt nguồn cấp cho contacter 6, để dừng quá trình khởi động theo chế độ Y Và tiếp điểm 19T(15) đóng lại để cấp nguồn cho contacter 88-1 → đóng các tiếp điểm 88-1 ở mạch động lực để đưa quạt cho chuyển sang hoạt động ở chế độ ∆ Đồng thời tiếp điểm 88-1(26) đóng lại → đèn GLF sáng báo quạt gió đang chạy thuận

Muốn quạt gió chạy theo chiều ngược thì ta ấn nút 3CR, lúc đó rơle 4RX có điện → đóng các tiếp điểm của nó lại cấp nguồn cho các contacter 88R và contacter 6 Quá trinh

khởi động và đưa quạt gió vào hoạt động diễn ra tương tự như trường hợp cho quạt gió chạy thuận

Khi muốn dừng quạt gió thì ta ấn nút 3-0 Lúc đó rơle 3-0X có điện → mở các tiếp điểm 3-0X(32) (hoặc 3-0X(35)) làm cho rơle 4FX (hoặc 4RX) mất điện → mở các tiếp điểm 4FX(9) ( hoặc 4RX(11)) → cắt nguồn cấp cho contacter 88F (hoặc 88R) → mở các tiếp điểm 88F (hoặc 88R) ở mạch động lực → quạt gió dừng hoạt động

Bảo vệ “0” cho hệ thống: Khi quạt gió đang hoạt động, nếu sự cố mất điện thì khi có điện trở lại thì hệ thống sẽ không hoạt động trở lại ngay Muốn hệ thống hoạt động trở lại ta phải ấn các nút 3CF hoặc 3CR

3.2.3 Bơm ballast tàu Hong Kong Pioneer

52 : Apstomat cấp nguồn cho hệ thống

T :440/220-20V,200VA : Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển

F1, F2, F3, F4: Cấc cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển

88 : Contactor chính cấp nguồn cho động cơ

6 : Contactor hoạt động ở chế độ sao

88-1 : Contactor hoạt động ở chế độ tam giác

19T : Rơ le thời gian

Bật aptomat 52 cấp nguồn cho hệ thống → đèn WLsáng báo có nguồn

Muốn khởi động động cơ ta ấn nút 3C → Rơle 4X có điện → mở tiếp điểm 4X ở mạch sấy để cắt nguồn sấy, đèn OL tắt báo ngừng sấy Tiếp điểm 4X(28-29) đóng lại để tự duy trì cho rơle 4X, đồng thời tiếp điểm 4X ở mạch điều khiển đóng lại cấp nguồn cho Contacter 6 → tiếp điểm 6 (5-8) đóng lại → Contacter 88 có điện → các tiếp điểm của Contacter 6 và 88 ở mạch động lực đóng lại → động cơ được khởi động theo chế độ Y Đồng thời tiếp điểm 88 ở mạch điều khiển đóng lại để duy trì nguồn cho contacter 88

Mặt khác khi tiếp điểm 4X đóng sẽ cấp nguồn cho rơle thời gian 19T Sau thời gian đặt của 19T thì tiếp điểm 19T(5-6) mở ra → contacter 6 mất điện Đồng thời tiếp điểm 19T(9) đóng cotacter 88-1 có điện →đóng các tiếp điểm của nó ở mạch động lực → động cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giác, và tiếp điểm 88-1 (26) đóng đèn GL sáng báo động cơ đã khởi động xong

Khi muốn dừng động cơ ta ấn nút 3-0 → rơle 3-0X có điện → mở tiếp điểm 3-0X (30) → rơle 4X mất điện → mở các tiếp điểm 4X →các contacter 6,88,88-1 mất điện →mở các tiếp điểm ở mạch động lực cắt nguồn vào động cơ → dừng động cơ Rơle 4X mất điện

→ tiếp điểm 4X ở mạch sấy đóng lại cấp nguồn vào cuộn sấy ,thực hiện sấy động cơ

c Các bảo vệ của hệ thống:

- Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển bằng các cầu chì F1, F2, F3, F4

- Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực bằng aptomat 52

- Bảo vệ quá tải bằng rơle nhiệt 51 Khi quá tải thì tiếp điểm 51 của rơle nhiệt mở ra → rơle 4X mất điện → cắt nguồn cấp cho các contacter 88 và 88-1 → dừng động cơ

3.3 Hệ thống Máy nén khí tầu Hong Kong Pioneer

3.3.1.Khái quát chung

Trên tàu thuỷ, máy nén khí được sử dụng khá rộng rãi với các mục đích khác nhau Không khí được máy nén nén vào các bình chứa để từ đó cấp tới nơi tiêu thụ: Dùng để khởi động máy chính, tổ hợp diesel máy phát, các hệ thống điều khiển từ xa diesel, các thiết bị vệ sinh…

 Phân loại máy nén khí

+ Theo kiểu máy nén có: máy nén kiểu piston và máy nén kiểu tuabin ly tâm;

- Máy nén kiểu piston được áp dụng rộng rãi trên tàu thuỷ áp suất của máy nén kiểu này thường lớn hơn 4atm ( trên tàu thuỷ thường dùng loại có P < 100atm);

- Máy nén khí kiểu tuabin ly tâm có áp suất khoảng từ (4  10) atm, đôi khi có thể tới

30 atm Loại này thường dùng ở tốc độ cao

+ Theo công dụng của máy nén ta có:

- Máy nén chính: Dùng để nén gió khởi động máy chính;