Đồ án tốt nghiệp: Tổng quan trang thiết bị điện tàu 700TEU đi sâu nghiên cứu thiết kế chế tạo trung tâm báo cháy tự động

Đồ án tốt nghiệp: Tổng quan trang thiết bị điện tàu 700TEU đi sâu nghiên cứu thiết kế chế tạo trung tâm báo cháy tự động

………… o0o…………

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TỔNG QUAN TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 700TEU – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO TRUNG TÂM BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi Các kết quả và số liệu trong đề tài là

trung thực, chưa được đăng trên bất kỳ tài liệu nào

MỤC LỤC

Lời mở đầu

PHẦN I TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 700TEU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU CONTAINER 700 TEU HEIMAR J

1.2.2 Phân chia tải tác dụng

1.2.3 Phân chia tải vô công

1.2.4 Các bảo vệ

Chương II: Hệ thống điều khiển nồi hơi

2.1 Giới thiệu chung

Chương III: Hệ thống điều khiển từ xa Diezel chính

3.1 Giới thiệu về hệ thống điều khiển từ xa Diezel

4.1.1 Khái quát chung

4.1.2 Truyền động điện máy lái tàu 700TEU

4.1.3 Hệ thống lái tự động tàu 700TEU

4.2 Hệ thống quạt gió buồng máy

4.2.1 Giới thiệu chung

4.2.2 Giới thiệu phần tử

4.2.3 Nguyên lí hoạt động

4.2.4 Các bảo vệ

ĐỘNG Chương V: Giới thiệu chung về hệ thống báo cháy

5.1 Giới thiệu chung

5.2 Chức năng, yêu cầu, phân loại đối với hệ thống báo cháy

5.2.1 Chức năng, yêu cầu đối với hệ thống báo cháy chung

5.2.2 Chức năng, yêu cầu đối với hệ thống báo cháy trên tàu thuỷ

5.2.3 Phân loại

5.3 Các hệ thống báo cháy điển hình

Chương VI: Thiết kế, chế tạo trung tâm báo cháy tự động

6.1 Giới thiệu về vi điều khiển AT mega16

Lời mở đầu

Hiện nay công nghiệp tàu thuỷ trên thế giới cũng như ở Việt Nam phát triển rất mạnh chúng ta đã đóng được những con tàu cỡ lớn và được nhiều bạn hàng trên thế giới tin cậy Cùng với việc phát triển mạnh của nghành công nghiệp đóng tàu là hệ thống điện năng tàu thuỷ cũng phát triển mạnh, hệ thống điện ngày càng đảm nhiệm được nhiều chức năng và có mức độ tự động hoá ngày càng cao Nhưng hầu hết các hệ thống điện năng chúng ta phải nhập ngoại do vậy giá thành cao và mất rất nhiều thời gian cho việc đặt mua và vận chuyển

Với thực tế đó thì một yêu cầu cấp thiết được đặt ra là phải nghiên cứu, chế tạo các trang thiết bị tàu thuỷ Nội địa hoá các trang thiết bị dưới tàu thuỷ nói chung và các trang thiết bị điện nói riêng là rất cần thiết để phục vụ cho ngành công nghiệp tàu thuỷ

có sức cạnh tranh với thế giới đồng thời phù hợp với điều kiện kinh tế và điều kiện khai thác ở Việt Nam Và hệ thống báo cháy cũng là một hệ thống rất quan trọng trên tàu thuỷ không nằm ngoài thực tế đó

Sau gần 5 năm học tập tại trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam em đã được các

Thầy giáo khoa Điện- Điện Tử Tàu Biển tin tưởng giao cho đề tài: “ Tổng quan trang thiết bị điện tàu 700TEU Đi sâu nghiên cứu, thiết kế chế tạo trung tâm báo cháy tự động”

Sau thời gian ba tháng nhận đề tài, với sự nỗ lực nghiên cứu của bản thân, được

sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn ThS Đinh Anh Tuấn và các thầy cô

giáo trong khoa Điện - Điện tử tàu biển đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Trong quá trình hoàn thành đồ án do trình độ bản thân có hạn, cho nên đồ án của

em không tránh khỏi những thiếu sót Để giúp cho đồ án tốt nghiệp của mình được hoàn chỉnh hơn nữa, em kính mong các thầy cô trong khoa cũng như của các bạn đồng nghiệp bổ sung và góp ý để bản đồ án được hoàn thiện hơn

EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!

Hải phòng, ngày 25 tháng 01 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đức Dương

PHẦN I TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 700 TEU

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 700 TEU HEIMAR J

Ngày 18/3/20089, Tổng công ty Công nghiệp Tàu thủy Nam Triệu, thuộc Tập đoàn

Vinashin, đã hạ thủy thành công tàu chở container 700 TEU mang tên HEIMAR J

Đây là loại tàu chở container lớn nhất từ trước đến nay được đóng mới ở Việt Nam

HEIMAR J là chiếc tàu đầu tiên trong hợp đồng đóng mới 8 chiếc giữa Nam Triệu với

chủ tàu là Công ty Horizont mbH thuộc Tập đoàn MPC của Đức Tàu do Tập đoàn MPC của Đức thiết kế, được cơ quan đăng kiểm GL(Germanischer Lloyd) của Đức giám sát thi công và phân cấp, thỏa mãn các công ước mới nhất về hàng hải

Tàu chở container 700 TEU có đáy đôi, hệ thống dẫn động bằng động cơ Diezel, trang thiết bị hiện đại và tự động hoá cao Đặc biệt, mũi tàu được trang bị một mũi phá băng. Kết cấu thượng tầng, cabin với sườn ngang hoặc sườn dọc được trang bị các sống và cột theo điều kiện của khu vực lắp đặt Trang bị cánh gà cabin khép kín cho cabin lái, sử dụng vật liệu không nhiễm từ trong vùng từ Mũi tàu được làm bằng tôn uốn và được gia cường bằng cơ cấu khoẻ, hai hầm xích neo ở phía trước của vách ngăn chống đâm va Phần đuôi tàu được trang bị một mũi phá băng Đáy đôi có chiều cao xấp xỉ 1750 /2250 mm được trang bị bên trong khu vực hầm hàng và buồng máy Trọng tải container theo trọng tải từ 3 đến 4 tầng trong hầm hàng

Hình 0.0: Hình ảnh tàu 700TEU chuẩn bị hạ thuỷ

* Giới thiệu về các thông số cơ bản của tàu Container 700 teu

- Kích thước chính của tàu : + Chiều dài : 133,6 m

+ Chiều rộng : 19,4 m

+ Chiều cao mạn : 9,45 m

+ Mớn nước : 7,36 m

- Trọng tải: + Trọng tải toàn phần : 8.150 tấn

+ Trọng tải đáy trong : 12 tấn/m2

+ Số lượng container : 700TEU + Dung tích chứa hàng:

+ Số lượng hầm hàng : 4

- Tốc độ, công suất : + Tốc độ : 17,5 hải lý/giờ

+ Công suất : 7.200 KW

- Giới thiệu về hệ thống Máy chính - Hệ động lực:

+ Loại máy : MAK 8M43C

+ Công suất : 7.200 KW/500min-1

- Giới thiệu về phần điện:

+ Hãng sản xuất : Leyoy somer

+ Công suất định mức một máy : 538KVA

- Trạm phát điện và các thiết bị dẫn điện tạo thành lưới điện trên tàu Nó có nhiệm vụ cung cấp điện liên tục cho các phụ tải điện trên tàu hoạt động trong mọi chế độ công tác Việc thiết kế lắp đặt các thiết bị của trạm phát điện là yếu tố quan trọng, quyết định đến tính kĩ thuật, kinh tế, mức độ tự động hoá, thuận tiện sử dụng và thẩm mĩ của con tàu

- Công suất của trạm phát lớn hay nhỏ phụ thuộc vào mức độ điện khí hoá, tự động hoá

và trọng tải của con tàu Để đảm bảo an toàn cho con tàu trong mọi chế độ làm việc, nhất là trong chế độ sự cố thỡ ngoài trạm phỏt chớnh ra cũn cú trạm phỏt sự cố Trạm phỏt điện sự cố có công suất nhỏ và chỉ cung cấp cho một số hệ thống rất quan trọng

Đó là các hệ thống như máy lái, thiết bị radio, vô tuyến điện

- Trạm phát điện cũng như các thiết bị điện trên tàu làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt đó là :

+ Phải chịu được độ ẩm cao (98%)

+ Nhiệt độ môi trường thay đổi trong phạm vi rộng

+ Độ nghiêng tối đa của thiết bị là 150

Độ nghiêng chũng chành của thành tàu so

- Do làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt như vậy nên trạm phát điện phải đảm bảo các yêu cầu sau:

* Yêu cầu công tác của trạm phát điện tàu thuỷ:

- Trạm phát điện phải có kết cấu chắc chắn, có độ bền cơ học cao, chịu được sự va đập và chấn động mạnh

- Độ cách điện của máy điện, cáp điện phải cao, chịu được độ ẩm, nhiệt độ cao

- Độ ổn định cao, nhất là bộ tự động điều chỉnh điện áp và bộ tự động điều chỉnh tần số

- Đối với các phần tử riêng biệt phải chịu được rung lắc, làm việc lâu dài trong môi trường có độ ẩm cao, nhiệt độ lớn Phải không thấm nước, khó cháy, không bị tác dụng bởi hơi nước mặn, hơi dầu và axit

* Yêu cầu đối với hệ thống điện năng tàu thuỷ:

- Hệ thống điện năng tàu thuỷ là sự kết hợp nhiều phần tử riêng biệt Khi con tàu vận hành khai thác không cho phép gián đoạn cung cấp điện bất kì một hệ thống nào Trong trường hợp đặc biệt, chỉ cho phép gián đoạn cung cấp điện một số hệ thống không quan trọng trong thời gian ngắn Còn đối với các hệ thống đặc biệt quan trọng như máy lái, cứu hoả, đèn hành trình, vô tuyến điện, ra đa, la bàn , máy đo sâu người

ta phải cung cấp điện từ hai nguồn riêng biệt Trạm phát điện sự cố phải lập tức phát điện sau 10s khi trạm phát chính mất điện

1.1.2 Phân loại trạm phát điện tàu thuỷ

Đối với trạm phát điện tàu thuỷ ta có thể phân loại theo các khía cạnh sau đây:

- Phân loại dựa trên cơ sở nhiệm vụ gồm có:

+ Trạm phát điện cung cấp năng lượng cho toàn bộ mạng điện

+ Trạm phát điện cung cấp năng lượng điện để quay chân vịt chạy tàu

+ Trạm phát điện sự cố : chỉ hoạt động khi trạm phát chính không phát ra điện, nó thường đặt trên mớn nước của tàu

- Phân loại dựa theo loại dòng điện gồm có:

+ Trạm phát dòng điện một chiều

+ Trạm phát dòng điện xoay chiều

- Phân loại dựa theo cách biến đổi năng lượng gồm có:

+ Trạm phát nhiệt điện: là trạm phát năng lượng hoá học của nhiên liệu biến thành nhiệt năng rồi từ nhiệt năng biến đổi thành năng lượng điện

+ Trạm phát điện nguyên tử: là trạm phát năng lượng phản ứng hạt nhân biến đổi thành năng lượng điện

+ Trạm phát điện - thuỷ điện: là trạm phát lợi dụng sức nước tạo ra cơ năng để biến đổi thành năng lượng điện

- Phân loại dựa theo mức độ tự động, bao gồm:

+ Cấp A1: Không cần sĩ quan trực ca dưới buồng máy cũng như buồng điều khiển + Cấp A2: Không cần sĩ quan trực ca dưới buồng máy nhưng cần sĩ quan trên buồng điều khiển Những hệ thống tự động thường gặp ở trên tàu này như: điều khiển từ xa máy chính, điều khiển từ xa diesel lai máy phát, tự động phân bố tải vô công, tải phản tác dụng, tự động hoà đồng bộ, điều chỉnh điện áp và tần số

+ Cấp A3: Các loại tàu phải thường xuyên kiểm tra ở buồng điều khiển thao tác điều khiển và kiểm tra phần lớn bằng tay

- Phân loại dựa theo cơ sở truyền động bao gồm:

+ Trạm phát điện truyền động bằng động cơ đốt trong

+ Trạm phát được truyền động hỗn hợp (giữa tuốc bin và diesel)

+ Trạm phát điện đồng trục

- Tóm lại tuy có nhiều cơ sở phân loại khác nhau nhưng trong thực tế, để thuận tiện cho việc khai thác và sửa chữa đồng bộ thì loại động lực nào truyền động cho chân vịt cũng chính là loại động lực truyền đồng cho máy phát

1.2 GIỚI THIỆU CÁC CHỨC NĂNG CÔNG TÁC SONG SONG HỆ THỐNG TRẠM PHÁT TÀU 700TEU

+ S3: là công tắc 4 vị trí chọn đo điện áp và tần số các pha :

- 0 là vị trí ban đầu không đo

- 1 là vị trí đo điện áp và tần số pha L1-L2

- 2 là vị trí đo điện áp và tần số pha L2-L3

- 3 là vị trí đo điện áp và tần số pha L3-L1

Trang 41 ( BHV3- P272547/02)

- S7 là công tắc chọn máy phát cần hoà

- 3S15 là công tắc lựa chọn chế độ hoà bằng tay hoặc tự động

Nguyên lí: Bật công tắc 3S15 (Tr 41) chọn chế độ hoà tự động, nhấn nút S7 chọn máy phát cần hoà, chân 4 và chân 5 thông phát lệnh tới bộ GENERATOR PROTECTION DEVICE/ BREAKER CONTROL (Tr 29) Khi bộ CHECK SYNCHRONIZER kiểm tra các điều kiện hoà đã đảm bảo sẽ đóng tiếp điểm PLC (3,4) của khối kiểm tra điều kiện hoà

Hai đầu 5F22 và 5T1.L2 đi vào bộ SEE DRAWING GSSWLR- SYN NO B3- SYNCHRON- STECK, đầu ra 1XSP1( Tr 29) vào khối A1 GEN.PROTECTING DEVICE/ BEAKER CONTROL, Khối A1 tự động đóng aptomat đưa máy phát cần hoà lên lưới công tác

Còn nếu hoà bằng tay thì bật công tắc 3S15 sang chế độ manu và nhìn vào các đồng hồ vôn kế, tần số kế khi nào các điều kiện:

Ulưới = Umáy phát

flưới = fmáy phát

thì đóng máy phát cần hoà lên lưới

1.2.2 Phân bố tải tác dụng :

a Phân bố tải tác dụng bằng tay :

+ Đưa 3S8( 028 ) về vị trí Manual khi đó chân 1-2 cấp tín hiệu điều khiển máy phát bằng tay đến chân số 2 của khối A1

Việc thực hiện phân bố tải tác dụng bằng tay cho các máy phát được thực hiện trên

PANEL số 5

+ 3S15, 6S15 (041) : Là các công tắc điều khiển cấp nguồn cho động cơ secvo quay theo chiều tăng hoặc giảm nhiên liệu vào các Diesel 1,2.Có 3 vị trí tăng, giảm, tắt + K23 : Là rơle cấp nguồn cho động cơ secvô quay theo chiều tác

động giảm nhiên liệu vào Diesel

+ K24: Là rơle cấp nguồn cho động cơ secvô quay theo chiều tác

động tăng nhiên liệu vào Diesel

Các rơ le này được thể hiện trên bản vẽ OUTPUTS1A13/A(017-GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR)

Giả sử máy phát 1 đang hoạt động, ta hoà máy phát 2 lên lưới, lúc đó máy phát 2 chưa nhận tải , muốn máy phát hai nhận tải thì ta phải thực hiện như sau:

+ Đưa tay điều khiển động cơ secvo của máy phát 1 về vị trí giảm nhiên liệu

+ Đưa tay điều khiển động cơ secvo của máy phát 2 về vị trí tăng nhiên liệu

Quá trình tăng giảm phải thực hiện đồng đều cho đến khi ta quan sát trên 2 đồng hồ đo công suất thấy giá trị của chúng tương đương nhau thì dừng lại

b.Tự động phân bố tải tác dụng

Quá trình tự động phân bố tải tác dụng được thực hiện khi công tắc S8 đặt ở vị trí AUTO Sau khi máy phát được hòa tự động hệ thống sẽ tiến hành phân chia tải tác dụng cho máy phát Tín hiệu tải của máy phát sẽ được cảm nhận thông qua dòng tải của máy phát được lấy từ các biến dòng được đưa vào các đầu X1.6, X1.7, X1.8 Khi tín hiệu công suất của hai máy khác nhau sẽ có tín hiệu cấp nguồn cho động cơ secvô

để thay đổi lượng nhiêu liệu vào Diesel do đó thay đổi được công suất của máy phát

1.2.3 Hệ thống phân bố tải vô công tàu 700TEU

Hệ thống phân bố tải vô công trên tàu 700TEU hoạt động theo phương pháp điều khiển

độ nghiêng đặc tính ngoài bằng cách lấy tín hiệu từ dòng tải.Khi máy phát nhận tải giá trị dòng điện tải được lấy thông qua biến được đưa vào hai đầu S1,S2 qua biến trở P1 chuyển thành tín hiệu điện áp đưa vào bộ R448 điều khiển ,thay đổi dòng kích từ tương ứng với dòng tương ứng với dòng tải

Phương pháp điều chỉnh phân chia tải vô công bằng cách điều chỉnh đặc tính ngoài máy phát Tín hiệu dòng tải chuyển thành tín hiệu điện áp khoảng 3 - 7 V AC được cộng với giá trị điện áp trong mạch R448 (cộng các tín hiệu tương tự) cho ta tín hiệu tải vô công Khi công tác song song, máy phát nhận nhiều tải vô công hơn, tín hiệu tải

vô công của máy phát điều khiển giảm dòng kích từ, đặc tính ngoài của máy phát bị đánh gục xuống Máy phát sẽ giảm tải vô công Ở máy phát nhận ít tải vô công hơn, tín hiệu tải vô công điều khiển tăng kích từ, đặc tính ngoài của máy phát cứng hơn, máy phát nhận thêm tải vô công Quá trình chuyển đổi được thực hiện đến khi các máy cân bằng tải vô công hoặc độ chênh lệch tải vô công nằm trong giới hạn cho phép

1.2.4 Các bảo vệ

a Các chỉnh định :

- Mạch nguồn kích từ cấp vào bộ R448 được bảo vệ ngắn mạch bởi cầu chì F1

- Điều chỉnh giá trị dòng kích từ thông qua núm xoay P5

- Điều chỉnh giá trị tần số điều khiển khi điện áp đạt định mức trong chức năng điều chỉnh U/f thông qua núm xoay P4

- Điều chỉnh giá trị điện áp thông qua núm xoay P2

- Đặt giá trị điện áp định mức thông qua triết áp ST4 bên ngoài bộ R448 hoặc thông qua modul R731 nối thêm vào R448

- Điều chỉnh độ nghiêng đặc tính ngoài thông qua núm xoay P1

b Giới thiệu bảo vệ công suất ngược trong trạm phát 700TEU:

Để cảm biến chiều và độ lớn của giá trị công suất của Máy phát ,trên tàu 700TEU sử dụng bộ A11 đây là bộ đo và cảm biến giá trị công suất của máy phát (Trang 7 của tập bản vẽ GSSWLR-MI,GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR 1).3chân 2,5,8 là 3 chân lấy tín hiệu điện áp của máy phát từ 3 đầu XI 1, XI 2, X1 3 ba đầu này tương ứng với điện áp của máy phát Tín hiệu dòng của máy phát được đưa vào chân

số 3 và chân số 9,tín hiệu này được lấy từ các chân XI 6 và XI 8 thông qua biến dòng Tín hiệu tỷ lệ với độ lớn của công suất máy phát được đưa ra hai đầu ra 19 và 20 để đưa đến các đầu XT1 11 và XT1 12 đưa đến đồng hồ đo công suất của máy phát được đặt trên bảng điện chính Còn các đầu ra 13,14 tỷ lệ với độ lớn và chiều công suất của máy phát được đưa đến các đầu 1A11/13,1A11/14(trang hai 21 của tập bản vẽ này) đây

là đầu vào tương tự của tín hiệu công suất của máy phát Tín hiệu công suất của máy phát sẽ được PLC giám sát và hiện thị trên màn hình của máy tính Giả sử vì một lý

do nào đấy mà máy phát số 1 bị hiện tượng công suất ngược khi đó khối PLC xử lý Ở đầu ra 1A12/9 sẽ có tín hiệu cấp điện cho rơ le K10.K10 có điện sẽ đóng tiếp điểm của

nó (trang 24) cấp tín hiệu đến các chân XCR 1 và XCR 4 của khối RC-DEVICE tạo tín hiệu chễ ngắt aptomat của máy phát Đồng thời các chân XS1 7, XS1 8 ở mạch điều khiển áptomat của máy phát cũng được cấp tín hiệu Cuộn MN có điện sau một thời gian trễ aptomat của máy phát sẽ được ngắt ra khỏi lưới Khối ALARM UNIT ở trang

23 sẽ được cấp tín hiệu báo động công suất ngược cho máy phát .Đồng thời đầu ra 1A13/8 sẽ có tín hiệu hiện thị giá trị công suất ngược của máy phát

c Giới thiệu bảo vệ quá tải trong trạm phát tàu 700TEU

Tín hiệu về dòng tải các pha của của máy phát được lấy thông qua biến dòng T1,T2,T3, được đưa vào các đầu vào X1.6,X1.7,X1.8 của khối A1 (GN.PROTECTING DEVICE/BEAKE CONTROL)trang 26 tập bản vẽ bảng điện chính Các đầu vào này được thể hiện rõ trên tập bản vẽ GSSWLR-MIS HD1, GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR

Các tín hiệu dòng tải này sẽ được đưa đến khối 1A10(trang 7 của tập bản vẽ này) đây

là khối biến đổi tín hiệu dòng tải các pha của máy phát thành tín hiệu điện 1 chiều và được đưa đến các dây 1A10/+1,1A10/+2,1A10/+3, 1A10/- Để đưa đến các đầu vào tương tự của PLC(trang 13) thực hiện giám sát dòng tải của máy phát :

+ 1A12/13:Đầu vào tương tự để giám sát giá trị dòng tải pha L1 của máy phát

+ 1A12/13:Đầu vào tương tự giám sát giá trị dòng tải pha L2 của máy phát

+ 1A12/13:Đầu vào tương tự giám sát giá trị dòng tải pha L3 của máy phát + 1A12/13:Đầu vào chung

Tín hiệu về dòng tải của máy phát sẽ được khối PLC xử lý Vỡ một nguyên nhân nào

đó mà máy phát bị quá tải Khi giá trị dòng tải của máy phát đạt giá trị 100% Iđm .Khối PLC sẽ xử lý và cấp tín hiệu ngắt các phụ tải không quan trọng theo 3 bước sau đây : +Bước 1 ngắt các Panel phân chia các container socket 1->3

+Bước 3 ngắt các Panel phân chia các bộ chia chia cách và điều hòa

không khí

+Bước 2 ngắt các Panel phân chia các container socket 1->3

Giả xử máy phát số 1 đang công tác trên lưới vì một lý do nào đó mà máy phát bị quá

.Các phụ tải không quan trọng sẽ được ngắt ra theo các bước như đã nói ở trên:

*Bước 1:Tín hiệu ngắt aptomat của các phụ tải không quan trọng được đưa ra 1A12/17(016) cấp điện cho rơ le K17.K17 có điện đóng tiếp điểm K17 ở trang 25 cấp tín hiệu đến các chân XI 1,XI 2 Các nhóm chân này được thể hiện cụ thể trên trang 38 của tập bản vẽ bảng điện chính.Chân 1XI 2sẽ cấp tín hiệu đến dây STEP 1HG Rơ le K1(059 – MAIN SWITCH BOAD ) sẽ được cấp điện K1 có điện nó sẽ đóng các tiếp điểm của nó như sau:

+K1(53.4) tập bản vẽ bảng điện chính trước đó nếu áptômat cấp nguồn

cho ổ cắm container1 đóng thì rơ le K41 sẽ có điện đóng tiếp điểm của

nó ở cột số 7.Như vậy hai tiếp điểm K41 và tiếp điểm K1 đóng thì sẽ

có tín hiệu ngắt aptomat được đưa đến chân A4 của Q1 áptomat Q1sẽ

được ngắt ra khỏi lưới

+K1(54.2) tập bản vẽ bảng điện chính trước đó nếu áptômat cấp nguồn

cho ổ cắm container2 đóng thì rơ le K42 sẽ có điện đóng tiếp điểm của

nó ở cột số 2.Như vậy hai tiếp điểm K42 và tiếp điểm K1 đóng thì sẽ

có tín hiệu ngắt aptomat được đưa đến chân A4 của Q2 áptomat Q2 sẽ

được ngắt ra khỏi lưới

+K1(55.2) tập bản vẽ bảng điện chính trước đó nếu áptômat cấp nguồn

cho ổ cắm container3 đóng thì rơ le K43 sẽ xó điện đóng tiếp điểm của

nó ở cột số 2.Như vậy hai tiếpđiểm K43 và tiếp điểm K1 đóng thì sẽ

có tín hiệu ngắt aptomat được đưa đến chân A4 của Q3 áptomat Q1sẽ

được ngắt ra khỏi lưới

*Bước 2:Sau khi ngắt các phụ tải ở bước 1 mà vẫn còn tín hiệu quá tải tới PLC sẽ tiếp tục gửi tín hiệu đến cắt nhóm phụ tải tiếp theo Đầu ra 1A12/18(trang 16 GSSWLR-MI,GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR) cấp điện co rơ le K18.K18 có điện đóng tiếp điểm K17 ở trang 25 cấp tín hiệu đến các chân XI 3,XI 4 Các nhóm chân này được thể hiện cụ thể trên trang 38 của tập bản vẽ bảng điện chính.Chân 1XI 4sẽ cấp tín hiệu đến dây STEP 2HG Rơ le K2(trang 59 tập bản vẽ bảng điện chính ) sẽ được cấp điện K2 có điện nó sẽ đóng các tiếp điểm của nó như sau:

+K2(63.2) tập bản vẽ bảng điện chính trước đó nếu áptômat cấp nguồn cho ổ cắm container4 đóng thì rơ le K41 sẽ có điện đóng tiếp điểm của nó ở cột số 2.Như vậy

hai tiếp điểm K41 và tiếp điểm K2 đóng thì sẽ có tín hiệu ngắt aptomat được đưa đến chân A4 của Q1 áptomat Q1sẽ được ngắt ra khỏi lưới

+K2(64.2) tập bản vẽ bảng điện chính trước đó nếu áptômat cấp nguồn cho ổ cắm container5 đóng thì rơ le K42 sẽ có điện đóng tiếp điểm của nó ở cột số 2.Như vậy hai tiếp điểm K42 và tiếp điểm K2 đóng thì sẽ có tín hiệu ngắt aptomat được đưa đến chân A4 của Q2 áptomat Q2 sẽ được ngắt ra khỏi lưới

+K2(65.2) tập bản vẽ bảng điện chính trước đó nếu áptômat cấp nguồn cho ổ cắm container6 đóng thì rơ le K43 sẽ có điện đóng tiếp điểm của nó ở cột số 2.Như vậy hai tiếp điểm K43 và tiếp điểm K2 đóng thì sẽ có tín hiệu ngắt aptomat được đưa đến chân A4 của Q3 áptomat Q1sẽ được ngắt ra khỏi lưới

*Bước 3:Nếu sau khi cắt nhóm phụ tải ở bước 2 mà máy phát vẫn bị quá tải thì PLC sẽ tiếp tục gửi tín hiệu đến cắt các nhóm phụ tải tiếp theo Đầu ra 1A12/18(trang 17 GSSWLR-MI,GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR).sẽ có tín hiệu cấp cho rơle K19 K19 có điện đóng tiếp điểm K19 ở trang 25 cấp tín hiệu đến các chân XI 5,XI 6 Các nhóm chân này được thể hiện cụ thể trên trang 38 của tập bản vẽ bảng điện chính.Chân 1XI 6sẽ cấp tín hiệu đến dây STEP 3HG lúc này cuộn ngắt C1,C2 của aptômat Q4(trang16.8) cấp nguồn cho bộ điều hòa không khí (D.B.AIR CONDITION)

Và rơ le thời gian K8(trang 75) có điện sau một thời gian trễ đóng tiếp điểm của nó cấp nguồn cho rơ le K7.K7 có điện sẽ đón tiếp điểm của nó cấp nguồn cho cuộn ngắt aptomat cấp nguồn cho bộ chia cắt (D.B SEPARATORS) C1,C2 ngắt aptomat ra khỏi lưới

Đồng thời với tín hiệu ngắt các phụ tải không quan trọng thì đầu ra 1A12/15(trang 16 của tập bản vẽ GSSWLR-MI,GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR

sẽ có tín hiệu cấp nguôn f cho Rơ le K15 K15 có điện sẽ đóng tiếp điểm của nó ở trang 25 day XP3 sẽ được cấp tín hiệu Khối ALARM UNIT ở trang 23 sẽ được cấp tín hiệu báo động quá tải máy phát

1A12/10 sẽ có tín hiệu cấp điện rơ le K11.K11 có điện nó sẽ đóng tiếp điểm của nó ở(24.4) các chân XS1 3, XS1 4 ở mạch điều khiển Aptomat trên bảng điện chính đước cấp tín hiệu Aptomat của máy phát sẽ được ngắt ra khỏi luới điện

d Giới thiệu bảo vệ ngắn mạch trong trạm phát tàu 700TEU:

Để bảo vệ ngắn mạch cho máy phát điện trên tàu 700TEU sử dụng áp to mat Khi ngắn mạch thì dòng của từng máy phát tăng rất lớn, các biến dòng cảm biến được tín hiệu này và đưa tín hiệu đủ lực hút, làm nhả các tiếp điểm chính của aptomat dẫn đến cắt máy phát ra khỏi lưới Các mức bảo vệ như sau:

+ Khi dòng đạt 115%Iđm (553A) thi thời gian thực hiện bảo vệ là 20s

+ Khi dòng đạt 300%Iđm (1443A) thì thời gian thực hiện bảo vệ là

120ms

thời gian trễ vô cùng nhỏ

Ngoài ra hệ thống còn thực hiện bảo vệ ngắn mạch theo từng khu vực, ở khu vực nào

có sự ngắn mạch thì khu vực đó được cắt ra khỏi mạng để tránh ảnh hưởng đến các khu vực và phân tử khác

e Giới thiệu bảo vệ điện áp thấp trong trạm phát điện 700TEU:

Tín hiệu điện áp của máy phát được đưa vào các X1.1,X1.2,X1.3 của khối MI,GENERATOR Vì một lý do nào đó mà máy phát bị điện hiện tượng điện áp thấp +Giá trị điện áp máy phát giảm thấp xuống thấp còn 85%Uđm thì sẽ có tín hiệu gửi Khối ALARM UNIT ở trang 23 sẽ được cấp tín hiệu báo động điện áp máy phát thấp

có tín hiệu cấp điện cho cuộn ngắt aptmat Aptomat sẽ được ngắt ra khỏi lưới Đồng thời sẽ có tín hiệu báo động điện áp máy phát thấp

f Giới thiệu bảo vệ điện áp cao trong trạm phát điện 700TEU :

GSSWLR-MI,GENERATOR sẽ thực hiên chức năng báo động khi điện áp của máy

máy phát cao

Khi điện áp máy phát đạt giá tị 125% thì cuộn ngắt của aptomat sẽ được cấp điện aptomat sẽ được ngắt ra khỏi lưới Đồng thời ở đầu ra 1A13/21 sẽ có tín hiệu cấp nguồn cho rơ le K6.K6 có điện sẽ đóng tiếp điểm của nó cấp tín hiệu Deexcitation

g Giới thiệu bảo vệ tần số trong trạm phát điện 700TEU :

Trong trạm phát điện tàu 700TEU sẽ thực hiện báo động khi tần số của máy phát giảm

tần số của máy phát được đưa vào các đầu vào 1A12/19 và 1A12/22 Các đầu ra 1A13/8 có tín hiệu hiển thị giá trị tần số của máy phát lên màn hình máy tính đồng thời khối ALARM UNIT sẽ có tín hiệu báo động Và cuộn ngắt aptomat cũng sẽ được

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI

2.1.GIỚI THIỆU CHUNG

2.1.1 Khái niệm :

Nồi hơi trên tàu thuỷ là thiết bị sử dụng năng lượng của chất đốt (hoá năng của dầu đốt như là than, củi, khí hoá lỏng, dầu đốt) biến nước thành hơi nước có áp suất cao và nhiệt độ cao

Nồi hơi cung cấp hơi nước phục vụ cho :

Hâm nóng dầu đốt dùng cho việc khởi động Diesel máy chính

Phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của thuyền viên như sưởi ấm, hâm nóng nước sinh hoạt Đối với một số tàu chuyên dụng nồi hơi còn phục vụ cho chạy một số máy phụ là máy hơi nước trên boong như tàu dầu, tàu chở hoá chất cháy nổ

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc chung nồi hơi

2.1.2 Phân loại :

Trên tàu thuỷ ngày nay thường được trang bị 3 loại nồi hơi :

- Nồi hơi chính chạy máy chính trên các tàu thuỷ máy hơi nước

- Nồi hơi phụ dùng cho tàu chạy máy Diesel chính hoạt động ở mọi chế độ của tàu

- Nồi hơi kinh tế (nồi hơi khí xả) hoạt động ở chế độ tàu hành trình trên biển

Boiler

dp

Feed water regulating valves

Water level control

PI PI

Circulation pumps

PI PI

dps

Exhaustgas boiler

PI

Service steam

Circulation flow measurement

2.1.3 Các chức năng :

a Chức năng tự động cấp nước nồi hơi

Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc hệ thống tự động cấp nước nồi hơi

Nhằm giữ cho mức nước trong nồi hơi luôn giữ ở mức ổn định sao cho nồi hơi không

bị cháy khi mức nước quá thấp hoặc trào ra khi quá cao Để thực hiện dùng hai bơm cấp nước một bơm hoạt động và một bơm dự trữ

hmin1 ≤ h ≤ hmax

hmin : Quyết định tới độ an toàn của nồi hơi

h = hmin1 : Duy trì đốt nhưng cũng báo động mức nước trong nồi thấp

h < hmin2 : (hmin2 < hmax1) thường dẫn tới bảo vệ ngắt nồi hơi

h > hmax : Năng suất sinh hơi giảm có tín hiệu ngắt bơm nhưng vẫn duy trì đốt, có tín hiệu báo động

Khi h < hmin : Bơm cấp nước cho nồi hơi hoạt động

hmax > h > hmin : vẫn tiếp tục bơm

Feed water valves

LW NW HW

Water level control system

Flange

Electrode stand Vent hole

Level transmitter

Safety device Level probe

Protection tube Regulating feed water valve

Instrument air

h min1

h min3

h max

h min2

Hình 2.3: Các mức nước của nồi hơi

hmin2 : Báo động mức nuớc thấp

hmin3 : Báo động mức nước quá thấp

Phương trình thuật toán điều khiển

õ(t) = hmin1 + õ(t-1) h¯max

õ(t) = 1 Động cơ lai bơm có điện

õ(t) = 0 Động cơ lai bơm mất điện

õ( t-1) Trạng thái của bơm trước đó được nhớ lại

Khi h < hmin1 : 0 + 1.1 = 1 → õ(t) = 1 động cơ bắt đầu bơm

Khi h > hmin1 : 0 + 1.1 = 1 → õ(t) = 1 động cơ vẫn bơm

Khi h = hmax : 0 + 1.0 = 0 → õ(t) = 0 động cơ lai bơm dừng

Khi h < hmax : 0 + 0.1=0 → õ(t) = 0 động cơ vẫn dừng

Khi h = hmin1 : 1 + 0.1=1 → õ(t) = 1 động cơ tiếp tục hoạt động

Hình 2.4: Thuật toán cấp nước

Mức nước trong nồi hơi đảm bảo thì mới cho phép tiến hành các bước tiếp theo

Quá trình cấp nước cho nồi hơi là quá trình điều khiển tự động và cũng có thể thực hiện bơm nước bằng tay khi mà quá trình tự động xảy ra sự cố

b Chức năng tự động hâm sấy dầu

Nồi hơi tàu thuỷ thường dùng dầu nhẹ để đốt mồi, sau đó nồi đốt thành công mới chuyển sang dầu đốt Cũng có khi dùng trực tiếp dầu đốt để đốt lò từ đầu Dầu đốt thường có độ nhớt cao, quá trình phun sương khó khăn nên độ bắt lửa kém vì vậy trước

khi phun dầu vào lò thì dầu đốt cần được hâm nóng để tăng độ nhớt của dầu làm tăng khả năng phun sương

Nhiệt độ hâm sấy dầu với nồi hơi thường : tº = 80º ± 130º

tºmin ≤ tº ≤ tºmax

Trong thực tế dùng năng lượng nhiệt hâm phổ biến là dùng điện trở nhiệt để hâm sấy

và khi nồi hơi đó hoạt động thì dùng trực tiếp hơi nóng để hâm sấy

Phương trình thuật toán điều khiển quá trình tự động hâm sấy dầu đốt :

H(t) = tºmin + H(t-1).t‾max

Hình 2.5: Thuật toán điều khiển quá trình tự động hâm sấy dầu đốt

Để khống chế quá trình hâm dầu trên người ta dùng rơle nhiệt đơn ứng với ngưỡng

tºmin và tºmax hoặc cảm ứng nhiệt vi sai Nhiệt độ hâm sấy dầu phải đảm bảo thì mới có thể thực hiện các bước đốt tiếp theo Quá trình hâm sấy dầu cũng có thể thực hiện bằng tay khi mà mạch tự động có sự cố Trong quá trình hâm sấy dầu thường có bộ phận kiểm tra áp lực dầu đốt Áp lực dầu đốt đảm bảo thì quá trình đốt lò tiếp theo mới được tiếp tục

c Chức năng điều khiển đốt lò

Để thực hiện quá trình đốt lò trong hệ thống phải có thiết bị tạo ra chương trình đốt và tuân thủ nghiêm túc không thể đảo nghịch được

Thiết bị này có thể là :

- Cam chương trình

- Rơle chương trình dạng bán dẫn vi mạch

- PLC điều khiển

* Quá trình điều khiển :

- Mức nước trong nồi phải đảm bảo đủ (do mạch tự động cấp nước thực hiện)

- Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo (do mạch tự động hâm sấy dầu thực hiện)

- Áp suất dầu đốt cũng phải đảm bảo (do bơm dầu đốt thực hiện)

- Đảm bảo quạt gió không có sự cố

- Toàn bộ các bộ phận trong hệ thống không có sự cố

- Vòi phun không bị tắc, bẩn, cực đánh lửa đảm bảo kích thước quy định

* Giai đoạn đốt lò :

Được thực hiện theo một chương trình định trước và được quyết định bởi thiết bị chương trình

Phát lệnh đốt (do người thực hiện bật công tắc, ấn nút điều khiển cấp nguồn cho mạch phía sau) → thiết bị chương trình hoạt động

lò đảm bảo quá trình cháy an toàn của lò

Biến áp đánh lửa hoạt động cùng với dầu mồi (hoặc dầu đốt được hâm nóng) phun vào

lò sẽ cú 2 khả năng :

+ Cháy thành công : ngọn lửa xuất hiện thông qua quang điện trở hoặc rơle quang điện phản hồi về ngắt biến áp đánh lửa, ngắt phun dầu mồi chuyển sang dầu đốt Báo cháy thành công bằng đèn Đồng thời mở thêm le gió đưa thêm gió vào lò và khi đó thiết bị chương trình dừng lại ở một vị trí nhất định sau khi thực hiện xong

+ Cháy không thành công : tự động dừng đốt lò Tắt phun dầu vào buồng đốt Tắt biến

áp đánh lửa Vẫn duy trì quạt gió hoạt động trong một khoảng thời gian để thổi các khí

dư ra ngoài

Thiết bị chương trình có điện quay trở lại trạng thái ban đầu thực hiện cho lần đốt sau Sau 3  4 lần đốt không thành công hệ thống sẽ tự động dừng đốt và báo động bằng chuông , và hiển thị báo động trên màn hình

Nếu hệ thống có sự cố phải khắc phục , hoặc sửa chữa xong , ấn hoàn nguyên mới có thể đốt lò trở lại

d Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi :

Trong quá trình vận hành nồi hơi, áp suất hơi là một thông số rất quan trọng cần được điều khiển Yêu cầu duy trì áp suất luôn phải trong giới hạn cho phép

Pmin ≤ Phơi ≤ Pmax

thì dừng đốt và khi áp suất giảm đến giới hạn thì nồi hơi tự động đốt lại

V2(t) = P*1min + P2min .V1(t) + V2(t-1).P2max

Dùng hai cảm biến áp suất hơi dạng vi sai mỗi cảm biến đặt 2 ngưỡng

P1min , P1max và P2min , P2max Khi đó chúng phải thoả mãn điều kiện :

P1min < P2min < P2max < P1max

Cảm biến P

e Chức năng tự động kiểm tra báo động và bảo vệ nồi hơi :

- Mức nước trong nồi hơi giảm quá thấp hoặc quá cao hệ thống sẽ báo động bằng đèn

và còi

Nếu mức nước trong nồi quá thấp h < hmin3 ngoài báo động bằng đèn và còi hệ thống sẽ đưa ra tín hiệu ngừng đốt nồi

Nếu nhiệt độ dầu đốt không đảm bảo hệ thống sẽ báo động bằng đèn và còi và đồng thời không cho phép đốt nồi

- Áp suất dầu đốt không đảm bảo

Nếu áp suất dầu đốt không đảm bảo hệ thống sẽ báo động bằng đèn và còi và đồng thời không cho phép đốt nồi

- Quạt gió có sự cố

Khi nồi hơi đang hoạt động mà quạt gió bị sự cố thì sẽ có tín hiệu báo động bằng đèn

và còi đồng thời dừng đốt Nếu nồi hơi chưa hoạt động thì sẽ khống chế không cho đốt

- Mất lửa

Nếu nồi hơi đang hoạt động mà mất lửa thì sẽ cắt dầu đồng thời cho tín hiệu báo động bằng còi và đèn

- Lò đốt không thành công

Nếu trường hợp đốt không thành công thì sẽ có tín hiệu báo động bằng còi và đèn

2.2.HỆ THỐNG NỒI HƠI TÀU 700 TEU

2.2.1Các thông số kỹ thuật chính

+Chiều cao (không kể bệ đỡ ): 5.755(m)

+Chiều dài thẳng của đường ống chứa nước: 1,3(m)

+Đường kính nồi : 2.57(m)

+Trọng lượng (không kể nước ): 15.8(tấn)

+Trọng lượng (đầy nước ): 23.1(tấn)

+Sản lượng hơi nước nóng đốt bằng dầu:1400(kg/h)

+Sản lượng hơi nước nóng do nhiệt khí xả của máy chính sinh ra:

Nhiên liệu đốt dàu diesel oil (DO) , heavy fule oil (HFO)

+ lượng dầu DO đốt tối thiểu :50kg/h

+ lượng dầu DO đốt tối đa : 97kg/h

+ lượng dầu HFO đốt tối thiểu : 50kg/h

+ lượng dầu HFO đốt tối đa : 10kg/h

+ độ nhớt của dầu đốt 980kg/m3

Thông số của mạch điện:

+điện áp mạch động lực :3x440V

+điện áp điều khiển mạch công tắc tơ rơ le 230V, mạch điện tử 24V

+tần số:60Hz

Hình 2.10: Hình ảnh nồi hơi tàu 700TEU

2.2.2Giới thiệu các phần tử của mạch điều khiển

Trang 10:

Q1B: Cầu dao cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống

Q4B: Áptômát cấp nguồn cho điện trở sấy

Q6B: Áptômát cấp nguồn cho quạt gió

Q8B: Áptômát cấp nguồn cho bơm dầu số 1

Q10B: Áptômát cấp nguồn cho bơm dầu số 2

F12B: Áptômát cấp nguồn cho mạch điều khiển

T12D: Biến áp hạ áp cấp nguồn cho mạch điều khiển

A14E: Bộ biến đổi điện áp từ xoay chiều sang một chiều cấp nguồn nuôi cho

Q1B, Q3B: Áptômát cấp nguồn cho hai bơm cấp nước

M1G, M3G: Hai bơm cấp nước

M9G:bơm nước nóng

Trang 22:

S2B,S3B : Nút ấn dừng sự cố

S3D: Công tắc thực hiện chức năng RESET hệ thống

S11B: Công tắc chọn dầu DIEZEL

S12B: Công tắc chọn dầu nặng

S14B: Nút thử đèn

K5F,K6F,K7F : Rơle trung gian tham gia vào quá trỡnh Reset hệ thống

K11F,K12F : Rơle cấp nguồn cho bộ cấp dầu nặng , dầu nhẹ

Trang 24:

A1D: Bộ biến đổi mức nước

P4D: Bộ chỉ báo mức nước nồi hơi tại buồng điều khiển

P6D:Bộ chỉ báo mức nước thấp

A3B: Bộ chỉ báo mức nước nồi hơi có công tắc giới hạn mức nước cao

A6B: Bộ chỉ báo mức nước nồi hơi có công tắc giới hạn mức nước thấp và dưới mức

2

A9B: Bộ chỉ báo mức nước nồi hơi đồng thời thực hiện chức năng khởi động, dừng, STAND BY bơm cấp nước

Trang 26:

A3C : Bộ lấy tín hiệu mức nước thấp

A2B: Bộ lấy tín hiệu mức nước thấp và khếch đại tín hiệu mức nước thấp 1 từ A3C B11C: Cảm biến áp lực hơi nước cao

K5F,K6F,K7F,K8F,K9F,K10F,K11F:là các rơ le chung gian

Trang27:

A3C: Bộ cảm biến tín hiệu mức nước thấp 2

A2B: Bộ lấy tín hiệu và khuếch đại tín hiệu mức nước thấp 2 từ A3C

Trang 30:

A5C: Bộ cảm biến nồng độ muối trong nước nồi hơi

A2A: Bộ lấy tín hiệu và khuếch đại tín hiệu nồng độ muối trong nước nồi hơi

A10A: Bộ cảm biến mức dầu trong nước cấp cho nồi hơi

K3F,K4F,K11F,K12F: là các rơ le thực hiện trung gian

Trang 32:

S2A: Công tắc cấp nguồn cho động cơ khuấy nước

M4D: Động cơ khuấy nước có chức năng định lượng tác nhân gây độ cứng của nước Trang 34:

S7D: Là cảm biến mức nước nóng quá thấp

S9D: Là cảm biến mức nước nóng thấp

S11D:Là cảm biến mức nước nóng cao

S2A: Là công tắc chọn chế độ hoạt động cho động cơ lai bơm nước nóng

S2B,S2D: Là các cảm biến cấp nguồn cho động cơ lai bơm nước nóng hoạt động ở chế

độ tự động

S2D,S3D,S2E,S3E: Là các nút ấn khởi động và dừng ở chế độ bằng tay

H2F: Là đèn báo hoạt động

Trang 58:

S1A, S6A: Công tắc chọn chế độ cho bơm cấp nước (Auto, Manu, Stand by)

S2D, S3D, S7D, S8D: Nút khởi động và dừng bơm cấp nước từ xa

S4B, S2E, S9B, S7E: Nút khởi động và dừng bơm cấp nước tại chỗ

H1D, H6D: Đèn báo bơm cấp nước hoạt động

Trang60:

B7C: Áp lực gió vào nồi hơi thấp

S5C: Công tắc đóng khi nồi hơi đó đóng hoàn toàn

10Q6B:Tiếp điểm bảo vệ quá tải cho động cơ lai quạt gió

Trang 62:

Mạch hâm dầu đốt tự động

B2B,B2C tiếp điểm của cảm biến nhiệt độ dầu

K1F->K6F rơ le phụ phục vụ chức năng hâm dầu và báo động

Trang 64:

A7A: Bộ cảm biến lửa

B12G: Mắt lửa

Trang 65:

S1A: Công tắc chọn chế độ đốt bằng tay hoặc tự động

S1B: Công tắc thực hiện chế độ đốt bằng tay

A2G: Cam chương trình điều khiển 2 vòi đốt

Y14E: Van điện từ mở đường dầu vòi 2

Trang 71:

A2D: Bộ biến đổi áp suất hơi

P4D: Bộ chỉ thị áp lực hơi tại buồng điều khiển

A3B: Cảm biến áp lực hơi nước thực hiện chức năng START/STOP vòi 1 (có chỉ báo) A6B: Cảm biến áp lực hơi nước thực hiện chức năng START/STOP vòi 2 (có chỉ báo) Trang 75:

S1A, S5A: Công tắc chọn chế độ hoạt động cho bơm cấp dầu AUTO hay MANU S2C, S2D: Nút khởi động, dừng bơm dầu số 1 từ xa

S3C, S3D: Nút khởi động, dừng bơm dầu số 1 tại chỗ

S6C, S6D: Nút khởi động, dừng bơm dầu số 2 từ xa

S7C, S7D: Nút khởi động, dừng bơm dầu số 2 tại chỗ

H2F: Đèn báo bơm dầu số 1 hoạt động

H6F: Đèn báo bơm dầu số 2 hoạt động

Trang 80:

H1F: Đèn báo nguồn

H4F: Đèn báo bơm dầu số 1 hoạt động

H5F: Đèn báo bơm dầu số 2 hoạt động

H6F: Đèn báo bơm cấp nước số 1 hoạt động

H7F: Đèn báo bơm cấp nước số 2 hoạt động

Trang 81, 82, 83:

A2C: Vỉ hiển thị sự hoạt động và báo động các thông số của nồi hơi

Trang 90, 91, 94:

Các tín hiệu đầu ra được đưa tới buồng điều khiển máy để thực hiện giám sát các thông

số của nồi hơi

của nó ở 26(13B…13E) sẵn sàng cấp nguồn cho mạch điều khiển cấp nguồn cho bơm nước

Chế độ cấp nước bằng tay:

Đóng cầu dao Q1B và cầu dao F12B cấp nguồn tổng và cầu dao cấp nguồn cho mạch điều khiển đèn H1F/80 sáng báo đó có nguồn điều khiển

Đóng Áptômát cấp nguồn cho 2 bơm là Q1B/11 và Q3B/11

Ta có thể chọn bơm 1 hoặc bơm 2 hoạt động bằng cách chuyển công tắc S1A/58 hoặc

nước hoạt động ở chế độ MANU

Chúng ta có thể khởi động, dừng bơm từ xa hoặc tại chỗ:

K1F/11(1…5) = 1 cấp nguồn cho bơm cấp nước số 1 hoạt động Đèn H1D/58, H4F/80 sáng báo bơm 1 hoạt động Nhìn trên thiết bị chỉ báo mức nước nếu mức nước đảm bảo thì dừng bơm bằng cách nhấn nút S2D/58/3D

- Ta có thể khởi động, dừng tại chỗ bằng cách nhấn nút S4B, S2E

Tương tự cho sự hoạt động của bơm số 2

Chế độ cấp nước tự động :

Ở chế độ này sự hoạt động của bơm cấp nước là do mức nước trong két quyết định Chuyển công tắc S1A/58, S2A/58 sang chế độ AUTO Ở chế độ này thì 2 bơm không hoạt động cùng một lúc mà một bơm hoạt động thì bơm kia ở chế độ sẵn sàng (Standby)

Khi bơm 1 hoạt động bơm 2 ở chế độ Standby, nếu vì lí do nào đó bơm 1 bị sự cố không hoạt động được thì bơm 2 phải tự động khởi động cấp nước lên thông qua tiếp điểm khống chế K1F khống chế bơm 2 Ở chế độ cấp nước tự động này sự hoạt động của bơm cấp nước được điều khiển bởi bộ cảm biến mức nước A3B, A6B, A9B

đóng lại K14F/58 có điện đóng tiếp điểm của nó cấp tín hiệu cho bơm nước hoạt động Nếu mức nước trong nồi tăng lên và ở mức hmin hhmax qua bộ cảm biến mức nước tiếp điểm 24A9B/58 vẫn đóng bơm vẫn hoạt động cấp nước vào nồi

Nếu mức nước trong nồi đạt mức h = hmax tiếp điểm 24A9B/58 mở ra bơm cấp nước ngừng hoạt động

Trong quá trình nồi hơi hoạt động mức nước giảm xuống hmin  hhmax tiếp điểm 24A9B vẫn mở bơm cấp nước vẫn chưa hoạt động trở lại

bơm hoạt động trở lại.và tiếp điểm A6B đóng lại cấp tín hiệu đến 83/5A báo động mức nước thấp

báo động mức nước trong nồi cao(24A3B/4A/83 đóng)

Nếu mức nước trong nồi ở mức hhmin1 tiếp điểm A2B(3,2)/26 mở ra làm cho K7F/26,K8F/26 mất điện mở tiếp điểm của nó ở trang 66 dừng dừng đốt lò.và cấp tín hiệu báo động mức nước thấp dưới mức 1

,K10F/26 mất điện cấp tín hiệu báo động mức nước trong nồi thấp dưới mức 2 và đưa tín hiệu tới dừng đốt

b Chức năng hâm sấy dầu :

Hệ thống nhiên liệu nồi hơi tàu 700TEU sử dụng 2 loại dầu dầu nhẹ và dầu nặng Do đặc tính của dầu nặng là độ nhớt cao, quá trình phun sương khó khăn nên dầu nặng phải được hâm ở mức nhiệt độ đảm bảo cho quá trình đốt

Nhiệt độ dầu đốt luôn được duy trì ở mức cho phép tmin ttmax

Khi chọn dầu nặng công tắc S12B/22/12B được đóng lại cấp điện cho K12F Tiếp điểm 22K12F/81/4C đóng lại cấp tín hiệu báo hệ thống đang sử dụng dầu nặng Tiếp điểm 22K12F/94/11E đóng lại đưa tín hiệu tới ECR Tiếp điểm 22K12F/63/7B = 1, 22K12F/62/4E = 1, 22K12F/63/7A = 1 sẵn sàng cấp nguồn cho bộ điều khiển hâm sấy các thiết bị của nồi hơi và hâm sấy dầu họat động

62K4F/10/4D đưa điện trở sấy vào hoạt động và dầu luân chuyển qua bầu hâm làm nhiệt độ dầu tăng lên Tiếp điểm 62K4F/81/6C đóng lại báo điện trở sấy đang hoạt động

Khi nhiệt độ dầu đốt tăng nhưng vẫn ở mức tmin ttmax thì tiếp điểm B2B/62/2B,và B2C/62/2C vẫn vẫn đóng và mạch hâm vẫn đang hoạt động và khi nhiệt độ dầu đốt tăng lên ttmax thì mạch hâm dầu ngừng hoạt động

c Chức năng điều khiển đốt nồi hơi :

Chức năng điều khiển đốt nồi hơi tàu700TEU có thể được thực hiện bằng tay hoặc tự động

Chế độ đốt nồi hơi bằng tay :

* Chuẩn bị :

Bật công tắc 22S3D/22 sang vị trớ ON cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống

Khởi động bơm cấp dầu chọn bơm dầu 1 hoặc 2 hoạt động bằng công tắc S1A, S5A/75 sau đó chọn loại dầu bằng cách bật công tắc S12B/12 công tắc S11B

Khởi động bơm cấp nước, kiểm tra mạch hâm sấy dầu

Kiểm tra tất cả các điều kiện đốt: Quạt gió, mức nước, nhiệt độ dầu đốt

Khi đốt tất cả các điều kiện sau phải đảm bảo:

- Mức nước trong nồi hơi phải đảm bảo

-Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo

-Tất cả các van nồi hơi đó được đóng hoàn toàn

-Quạt gió không bị quá tải

- Áp lực dầu ở miệng vòi phải đảm bảo

- Bộ cảm biến lửa không bị lỗi

-Toàn bộ hệ thống không bị lỗi

- Khi tất cả các điều kiện trên thoả mãn thì việc đốt lò mới thực hiện được

* Hoạt động :

Quá trình đốt lò bằng tay được thực hiện trên công tắc S1B/65 theo thứ tự như sau:

- Bật cụng tắc S1A sang vị trí ( MAN)

Để thực hiện chức năng đốt lò bằng tay ta tiến hành xoay công tắc SB1 Xoay S1B cấp nguồn cho rơ le K4F.K4F có điện

-Tiếp điểm 65K4F/65/2C mở ra khoá mạch ở chế độ AUTO Tiếp điểm 65K4F/66/6E đóng lạiK7F/66/7F có điệntiếp điểm 66K7F/65/6C đóng lại sẵn sàng cho cho mạch điều khiển IGT Tiếp điểm 66K7F/81/7C = 1 báo tín hiệu cho phép đốt lò và có tín hiệu gửi tới ECR

1 67 / 5

1 67 / 6





F K

F K

cháy nổ lưu trữ trong lò, cấp tín hiệu tới vỉ A2C và ECC báo quạt gió đang hoạt động + K5F/67 = 1 để tạo thời gian trễ khi đưa thông số bảo vệ áp lực cửa gió vào bảo vệ -Tiếp điểm 65K4F/68/1C đóng lại cấp nguồn cho van an toàn Y2E, Y2D

-Tiếp điểm 65k4F/69/6B đóng lại sẵn sàng đưa vòi 2 vào hoạt động khi chọn chế độ đốt cả 2 vòi

Sau khi quạt gió hoạt động được 35 (s) thổi sạch khí lưu trữ dễ cháy nổ trong lò ta thực hiện thao tác tiếp theo

- Bật công tắc S1B sang vị trí IGT làm cho tiếp điểm S1B(5,6) đóng lại làm cho K6F/65 = 1

-Tiếp điểm K6F/65/7C đóng lại sau thời gian trễ để sẵn sàng cho phép vòi số 1 phun dầu vào lò

-Tiếp điểm 65K6F/68/3C đóng lại sau 15 (s) để cấp nguồn cho biến áp đánh lửa T4E/68/4E và K8F/68/8F

- Bật công tắc S1B sang vị trí NOZ1 (tiếp điểm 7, 8 đóng lại) cấp điện cho

lực cho dầu phun vào lò

Nhiên liệu kết hợp lửa và gió xảy ra 2 khả năng:

-Nếu cháy thành công ngọn lửa xuất hiện (quan sát qua mắt lửa) sau15s tiếp điểm K6F/68/3C cắt nguồn biến áp đánh lửa ,người vận hành gạt công tắc 65S1B sang vị trí

đốt 2 vòi Van Y14E cú điện đóng dường dầu của vòi 2 tạo áp lực dầu của vòi 2 phun vào lò Nồi hơi hoạt động ở chế độ đốt cao

-Nếu cháy không thành công, ngọn lửa không xuất hiện người vận hành cắt nhiện liệu,

và sau một thời gian mới cắt quạt gió để thổi sạch khí lưu trữ trong lò

+ K2F(68 4C): Tác động sẵn sàng cấp nguồn cho biến áp đánh lửa

+ K2F (68 6C): Đóng lai sẵn sàng cấp nguồn cho cuộn dây điều khiển van

+ K2F (69 5B): Sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ quay cam chương trình

+ K3F (69/ 9B): Sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ điều khiển van số 1

+ K3F (69/ 10B): Sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ điều khiển van số 1

+ K3F(69/12B ): Cấp nguồn cho cho động cơ điều khiển van vòi số 2

Nếu các điều kiện đốt được thoả mãn, khối A7A đưa tín hiệu đến Rơ le thời gian K1F, tiếp điểm K1F(67 5A) đóng lại cấp nguồn cho quạt gió hoạt động Sau 30s có tín hiệu cấp nguồn cho biến áp đáng lửa hoạt động Biến áp đánh lửa hoạt động được 5s thì cấp nguồn cho van dầu số 1 hoạt động

Nếu đốt thành công thi mắt lửa đưa tín hiệu về khối A7A để cắt tín hiệu đến biến

áp đánh lửa , biến áp đánh lửa ngừng hoạt động

Nếu đốt không thành công mắt lửa đưa tín hiệu đến khối A7A cấp nguồn cho Rơ

le K9F/64/9F, K10F/64/10F, cấp nguồn báo lỗi lửa và cấp tín hiệu tới khối ECR báo động Đồng thời ngừng cấp tín hiệu đốt tự động nên nồi hơi ngừng đốt Quạt gió thì vẫn được duy trì một thời gian sau mới ngừng hoạt động

d Chức năng điều chỉnh và duy trì áp suất hơi :

Trong quá trình đốt, áp suất hơi sẽ tăng dần lên hoặc trong quá trình đem hơi đi sử dụng áp suất hơi giảm dần xuống Do đó cần có bộ điều chỉnh áp suất hơi để duy trì áp suất hơi trong giới hạn cần thiết cho yêu cầu khai thác

Bộ điều chỉnh áp suất hơi nồi hơi tàu 700TEU do bộ biến đổi áp suất hơi A2D và công tắc giới hạn A3B, A6B/71 và cảm biến áp suất hơi cao 26B11C(26/11C) điều khiển

Áp suất hơi luôn được chỉ báo ở buồng điều khiển qua bộ chỉ báo P4D/71

+ Giả sử chọn chế độ đốt trên 1 vòi (vòi 1)

Áp suất hơi luôn được duy trì ở mức Pmin PPmax Áp suất hơi do bộ biến đổi áp suất hơi và công tắc giới hạn A3B

lò

Khi áp suất hơi tăng và ở mức PminPPmax bộ điều khiển A7A vẫn đưa ra tín hiệu đốt

lò

Khi áp suất hơi tăng đến mức P = Pmax tiếp điểm A3B(6,7)/60 mở ra cắt tín hiệu cho bộ A7A Bộ A7A đưa tín hiệu ngừng đốt lò

điểm A3B(6,7)/60 vẫn mở bộ điều khiển A7A vẫn chưa đưa ra tín hiệu đốt trở lại

khiển A7A đưa ra tín hiệu đốt lò trở lại

+ Giả sử chọn chế độ đốt trên 2 vòi (vòi 1 và vòi 2)

Quá trình đốt như sau: Đốt cao (đốt trên 2 vòi) đốt thấp (đốt trên vòi 1) dừng đốt

đốt trở lại

Các ngưỡng cho áp suất hơi: Pmin1 Pmin2 Pmax2 Pmax1

hiệu cho bộ điều khiển A7A điều khiển đốt trên 2 vòi

Khi áp suất hơi Pmin1PPmax2 bộ điều khiển A7A vẫn đưa tín hiệu ra đốt trên 2 vòi

cấp điện cho động cơ secvô quay chiều ngược lại cắt điện van điện từ khóa vòi 2 lại, tiếp điểm A3B(6,7)/60 vẫn đóng vòi 1 vẫn hoạt động

Khi áp suất hơi P = Pmax1 thì tiếp điểm A3B(6,7)/60 mở ra cắt vòi 1 hoạt động

e Chức năng kiểm tra, báo động, bảo vệ cho nồi hơi :

+ Các thông số báo động và bảo vệ :

- Bảo vệ mất lửa: Vì lí do nào đó ngọn lửa trong buồng đốt bị tắt, cảm quang 64B12G, 68B9G sẽ mất tín hiệu cấp cho bộ điều khiển đốt A7A, bộ này lập tức phát tín hiệu để cắt nguồn cho rơle 64K10F → mở tiếp điểm 64K10F( 13,14)/66 cắt tín hiệu ngừng đốt

lò Đồng thời đóng tiếp điểm 64K10F(33,34)/82 cấp tín hiệu bằng đèn trên Panel báo mất lửa Đóng tín hiệu 64K10F(23,24)/90 cấp tín hiệu báo động tới ECC

- Bảo vệ ngừng đốt khi mức nước trong nồi giảm thấp: Khi mức nước trong nồi giảm thấp qua bộ cảm biến mức nước A2B, A6B tiếp điểm A2B(2,3)/24, A2B/27 mở ra cắt

này điều khiển ngừng đốt lò, có tín hiệu báo động bằng đèn tương ứng trên các Panel.Khi mức nước trong nồi quá cao thì A3B sẽ xử lý cấp điện cho rơ le K5F ,K6F ngắt tín hiệu đốt lò

- Bảo vệ dừng đốt lò khi quạt gió bị quá tải: Khi quạt gió bị quá tải tiếp điểm 10Q6B/60 mở ra cắt điện K3F/60 Tiếp điểm 60K3F(3,4)/67 mở ra làm cho K6F/67 mất điện quạt gió ngừng hoạt động Tiếp điểm 60K3F(13,14)/66 mở ra cắt tín hiệu bộ A7A Bộ điều khiển A7A cấp tín hiệu dừng đốt, có các tín hiệu báo động tới các Panel

và tín hiệu gửi tới ECC báo quạt gió bị quá tải

- Bảo vệ dừng đốt lò khi nhiệt độ dầu đốt không đảm bảo: Nếu nhiệt độ dầu đốt không đảm bảo sẽ có tín hiệu cắt điện K5F/62 làm tiếp điểm 62K5F(13,14)/66 mở ra Bộ điều khiển A7A cấp tín hiệu dừng đốt lò Có các tín hiệu đưa tới báo động bằng đèn trên các Panel và có tín hiệu gửi tới ECC để giám sát

Khi các sự cố báo động dừng đốt lò trên xảy ra, lò dừng đốt khi người vận hành khắc phục sự cố xong phải nhấn nút Reset hệ thống bằng cách đưa công tắc S3D sang vị trí Reset

+ Các thông số báo động :

- Báo động khi áp suất hơi ở mức thấp, cần tăng thêm nhiên liệu phun vào buồng đốt Lúc đó, qua bộ biến đổi áp suất hơi 71A2D và công tắc giới hạn mức hơi 71A3B sẽ đóng tiếp điểm 4-5 lại để điều khiển đóng tiếp điểm 83/2A cấp tín hiệu báo động tương ứng

- Báo động nồng độ muối trong nước cấp cao: Qua bộ cảm biến nồng độ muối 30A5C

và bộ khuếc đại 30A2A sẽ khống chế rơle 30K3F đống tiếp điểm K3F83/9A, K3F91/1A cấp nguồn báo động tương ứng

- Báo động khi nồng độ dầu trong nước cấp ở mức độ cao: Thông qua cảm biến nồng

độ dầu để khống chế rơle 30K11F đóng các tiếp điểm K11F83/10A, K11F91/3A cấp nguồn báo động tương ứng

CHƯƠNG III: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIEZEL CHÍNH

3.1 Giới thiệu về hệ thống điều khiển từ xa Diezel

3.1.1 Định nghĩa

- Hệ thống điều khiển từ xa Diezel máy chính là một hệ thống được sử dụng rộng rãi thay vì việc điều khiển tại chỗ, hay nói cách khác việc điều khiển từ xa Diezel máy chính cho phép sử một tay điều khiển từ buồng lái hoặc buồng điều khiển tập trung (trung tâm điều khiển), mà ở đó có thể thực hiện việc khởi động, dừng máy, đảo chiều quay, điều chỉnh tốc độ, đóng mở ly hợp và kiểm tra giám sát

Hệ thống điều khiển từ xa Diezel là hệ thống cho phép dùng một tay điều khiển giật ở buồng lái hay trung tâm điều khiển của buồng máy, có thể thực hiện được quá trình khởi động, dừng, đảo chiều quay, điều chỉnh tốc độ động cơ Diezel từ xa

+ Một hệ thống điều khiển từ xa Diezel có cấu trúc như sau :

Hình 3.1: Cấu trúc chung hệ thống điều khiển từ xa Diezel

+ Phân tích cấu trúc hệ thống điều khiển từ xa Diezel – Máy chính

- Lệnh điều khiển Là các thiết bị để người điều khiển có thể thao tác, vận hành nhằm mục đích tác động vào đối tượng với mong muốn đối tượng sẽ thực hiện một chức năng nào đó theo yêu cầu của người điều khiển

- Thiết bị nhận tín hiệu vào

Đó là các thiết bị xử lý tất cả các tín hiệu vào có giá trị, thứ nguyên khác nhau để đưa

về một loạ tín hiệu duy nhất có giá trị tương ứng với các giá trị của các tín hiệu điều

THIẾT BỊ THỰC HIỆN

LỆNH

ĐIỀU

HỆ THỐNG NHẬN TÍN HIỆU VÀ XỬ LÍ TRUNG TÂM

TÍN HIỆU BẢO VỆ TÍN HIỆU CÁC THÔNG SỐ ĐT

BÁO ĐỘNG

khiển đầu vào hay nói cách khác thiết bị nhận tín hiệu vào là các bộ chuyển đổi Ví dụ: chuyển đổi báo mức dầu sang điện, chuyển đổi áp lực sang điện…

- Hệ thống xử lý trung tâm

Là hệ thống xử lý các tín hiệu (từ khối thiết bị nhận tín hiệu vào) và đưa ra các quyết định điều khiển, báo động, bảo vệ hệ thống, khối này đã được lập trình sẵn để hoạt động đúng yêu cầu của người vận hành Khối này là các bộ vi sử lý, PLC, các mạch điện tử bán dẫn khác…

3.1.2 Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển từ xa Diezel

+ Ưu điểm của hệ thống :

- Giảm bớt được số người phục vụ trên tàu

- Rút ngắn thời gian thao tác vận hành cho hệ thống xử lý trung tâm đó đảm nhận những chức năng điều khiển trung gian

- Thực hiện lệnh chính xác ổn định và nhanh chóng

- Cải thiện được điều kiện làm việc của con người

- Nâng cao độ tin cậy tính an toàn trong quá trình khai thác con tàu

- Có thể thực hiện khai thác tối ưu và theo dõi từ xa tình trạng kỹ thuật của máy

- Cho phép hình thành một trung tâm đIều khiển tiến tới tạo đIều kiện hoàn thiện khai thác tối ưu con tàu

+ Nhược điểm của hệ thống :

- Hệ thống có cấu trúc phức tạp và chi phí đầu tư lớn, đường dẫn dầu, dẫn gió phải kéo từ xa …

- Giá thành cao

- Đòi hỏi người khai thác phải có trình độ chuyên môn nhất định

3.1.3 Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển từ xa Diezel

- Việc thực hiện điều khiển máy chỉ bằng một tay điều khiển có thể đưa tay điều khiển từ vị trí bất kỳ nào đó đến vị trí cần thiết mà không cần dừng lại ở các vị trí trung gian , các thao tác trung gian đều do hệ thống thực hiện

trí tay điều khiển từ xa Diezel phải phù hợp với các lệnh điều khiển máy và chỉ báo

ra

khiển chính ở buồng lái , nên đặt trạm điều khiển phụ ở cách gà Khi trạm điều khiển

chính hoạt động thì trạm điều khiển phụ cũng hoạt động theo (không cần phải chuyển trạm điều khiển vì lí do cơ động)

phải ngắt ra khi điều khiển bằng tay

trình chậm , bình thường , nhanh ( sự cố ) Trong đó chương trình chậm dựng cho máy tốc độ thấp để tránh ứng suất toả nhiệt cho máy , chương trình sự cố có thể dựng cho tàu hoặc máy có sự cố và được điều khiển khẩn cấp cho những trường hợp sau :

+ Có thể khởi động Diezel với lượng nhiên liệu lớn

+ Có thể thực hiện ngược lại khi tốc độ chiều kia đang cao

+ Đưa Diezel đạt tới tốc độ ổn định nhanh

+ Cho Diezel chịu tải cực đại

+ Có thể tác động trực tiếp lên thanh răng nhiên liệu để dừng Diezel khẩn cấp

+ Số lần khởi động lại từ 37 lần , lần khởi động cuối cùng không thành công thỡ khụng cho phộp khởi động nữa

+ Cần có rơle trung gian khống chế thời gian giữ các lần khởi động cũng như tổng thời gian các lần khởi động

- Phải đảm bảo Diezel vượt nhanh qua vùng tốc độ cộng hưởng , nếu tay điều khiển vô tỡnh đặt vào vùng tốc độ cộng hưởng thỡ hệ thống phải tự động làm việc ở dưới hoặc tren vùng cộng hưởng ( bằng cách giảm hay tăng lượng nhiên liệu vào động cơ)

- Cần trang bị hệ thống tự động kiểm tra báo động và bảo vệ cho các thông số của Diesel

- Cần có máy tự ghi lệnh và hoàn thành lệnh theo tốc độ Diezel

- Cần sử dụng bộ điều chỉnh tốc độ nhiều chế độ , ngoài điều chỉnh tốc độ nó cần phải

có chức năng khác như hạn chế quá tải động cơ , giảm tốc độ Diesel khi các thông số chính vượt quá giá trị quy định và có thể thực hiện ngắt nhanh nhiên liệu khi dừng và đảo chiều quay Diezel

- Trụ điều khiển từ xa Diezel chỉ nên đặt tối thiểu số đèn báo như báo cấp nguồn , báo

hệ thóng quá tải và báo một số thông số chính

- Hệ thống cần xây dựng trên các thiết bị thống nhất hoá ít chủng loại để có thể thay đổi lắp lẫn cho nhau Trong trường hợp cần thiết có thể trang bị các thiết bị dự trữ

3.1.4 Phân loại

* Phân loại theo phương pháp điều khiển (dựa vào tính chất đối tượng)

- Hệ thống điều khiển từ xa Diezel lai chân vịt bước cố định

- Hệ thống điều khiển từ xa Diezel lai chân vịt bước

- Hệ thống điều khiển từ xa Dieszel lai chân vịt điện

* Phân loại theo nguồn năng lượng điều khiển

- Điều khiển từ xa Diesel bằng năng lượng điện + khí (khí điều khiển và khí thực hiện) Khí điều khiển 5¸ 7 Kg/cm2

Khí thực hiện 20¸ 30 Kg/ cm2

- Điều khiển từ xa dùng năng lượng điện

3.1.5 Các chức năng cơ bản của hệ thống điều khiển Diezel :

- Chức năng tự động hâm nóng Diezel

Nhiệt độ hâm t0 = 30¸ 450

Năng lượng hâm:

- Năng lượng điện dùng điện để đốt nóng dây điện trở để hâm nóng dầu hoặc nước Dỗu và nước sẽ luôn chuyển tuần hoàn để hâm nóng động cơ

- Dùng năng lượng nước nóng lấy từ nước làm mát Diezel – Máy phát

- Năng lượng hơi nóng lấy từ nồi hơi phụ

Để duy trì nhiệt độ thân nhiệt của máy

t0min  t0  t0max

Phương trình thuật toán điều khiển quá trình hâm nóng động cơ:

Hình 3.1: Thuật toán quá trình,hâm nóng động cơ

Cảm biến điều khiển là các rơle nhiệt

- Chức năng khởi động từ xa Diezel

Bất kỳ hệ thống điều khiển từ xa Diesel nào đều được thực hiện hai quá trình:

+ Quá trình chuẩn bị khởi động

+ Quá trình khởi động

* Quá trình chuẩn bị khởi động:

- Via máy: Để tránh sức ì, chọn thời điểm khởi động thích hợp kiểm tra xem máy có

bị kẹt không, bôi trơn 1 số chi tiết chuyển động Thường dùng động cơ điện lai để tiến hành via máy, khi via máy thì có tiếp điểm hành trình via máy và có tín hiệu máy đang via

- Khởi động bơm dầu bôi trơn:

Nếu bơm dầu bôi trơn gắn cùng trục với Diesel thì mạch bảo vệ áp suất dầu bôi trơn thấp phải được ngắt ra khi khởi động động cơ

tăng lên

- Chuẩn bị mạch điện: Bật các công tắc điều khiển cần thiết trên bảng điều khiển

- Chọn trạm điều khiển, thống nhất điều khiển trên buồng lái – buồng điều khiển máy hay tại máy

- Máy chuẩn bị khởi động phải không có sự cố

tma

Khi chuẩn bị khởi động phải lưu ý:

+ Đang via máy thì không dược khởi động

+ Tín hiệu bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp cần ngẳt ra sau một thời gian khi máy đã chạy thì nó được đưa vào

* Quá trình khởi động:

- Mở van dẫn gió từ chai gió đến trước van khởi động

- Dịch trục cam về vị trí tương ứng với chiều quay của Diesel (sau khi phát lệnh khởi động và tuỳ theo chiều tiến hay lùi) Khi trục cam đã nằm đúng vị trí thì sau đó có tín hiệu ngắt gió dịch trục cam Có tiếp điểm hành trình của trục cam, khi trục cam đã nằm đúng vị trí, đồng thời tiếp điểm hành trình đóng và có tín hiệu báo vị trí trục cam

- Mở van khởi động đưa gió vào các xi lanh khi trục cam đã nằm ở vị trí yêu cầu (áp suất gió từ chai gió khoảng 20 – 30kg/cm2)

- Điều khiển để thanh răng nhiên liệu nằm ở vị trí hạn chế mức nhiên liệu trong quá trình khởi động Khi khởi động bình thường lượng nhiên liệu đưa vào bằng 20% lượng nhiên liệu định mức Khi khởi động sự cố là 40% Đồng thời đưa nhiên liệu vào động

cơ

- Khi tốc độ quay đạt giá trị nào đó mà ứng với giá trị đó thì Diesel có thể tự quay được và nhiên liệu có thể tự cháy, khi đó nhiên liệu tiếp tục đưa vào ứng với tốc độ thực tế của Diesel Tín hiệu này được gửi đến3 nơi:

+ Ngắt gió khởi động

+ Cắt mạch hạn chế nhiên liệu khởi động và chuyển sang lấy tín hiệu điều khiển tốc

độ từ bên ngoài (tay điều khiển)

+ Gửi tín hiệu đến mạch đèn báo hiệu tín hiệu khởi động thành công

Để cảm biến tín hiệu thường dùng của máy phát một chiều có một số ưu điểm sau: + Chỉ báo được tốc độ quay và chiều quay

+ Chỉ cho phép tạo ra nhiều hiệu ứng với các tốc độ cần thiết Ví dụ như tín hiệu tốc độ

để cắt khi khởi động, tốc độ quay cho phép dịch trục cam, tốc độ quay cho phép đóng

mở ly hợp, tốc độ quay quá tốc độ

Ngoài ra có thể dừng máy phát xung, máy đếm vòng…

- Nếu khởi động lần đầu không thành công thì hệ thống có khả năng khởi động lại từ 3

- 7 lần, thời gian giữa các lần khởi động từ 3 - 10 giây Trong quá trình khởi động có

bộ phận đếm số lần khởi động và có bộ phận khống chế tổng thời gian khởi động Khi quá thời gian đó thì hệ thống không được phép khởi động cả khi số lần khởi động chưa hết Nếu lần khởi động cuối cùng không thành công thì phải có tín hiệu báo bằng đèn

và có tín hiệu xoá tín hiệu khởi động và đưa toàn bộ hệ thống về trạng thái khởi động lại lần sau

Khi khởi động không thành công thì vẫn có tín hiệu ngắt gió khởi động, đồng thới có tín hiệu báo máy khởi động không thành công

- Phải đưa nhanh động cơ qua vùng tốc độ cộng hưởng bằng cách tăng nhiên liệu theo quá trình nhanh

- Hệ thống có khả năng loại trừ không cho máy hoạt động trong vùng tốc độ cộng hưởng bằng cách sau:

+ Bằng chương trình đặc biệt giữ cho tốc độ Diesel dưới tốc độ cộng hưởng khi tín hiệu điều khiển nằm ở vùng cộng hưởng

+ Trên bàn điều khiển có đánh đấu đỏ vùng tốc độ cộng hưởng, khi tay điều khiển dừng ở vùng này thì có tín hiệu báo động

+ Trong hệ thống chu trình gia tốc thì phải tự động chuyển sang chu trình nhanh khi tốc độ đạt gần tốc độ cộng hưởng và tự chuyển về chu trình chậm Tốc khi tốc độ đã vượt quá tốc độ cộng hưởng

Được thực hiện khi:

+ Đưa tay điều khiển từ vị trí bất kì về vị trí STOP (thường dùng phổ biến)

+ ấn nút dừng bình thường

Khi đó hệ thống từ từ đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí giảm dầu nên tốc độ của Diezel cũng giảm dần Đồng thời van điện từ đặt trước bộ điều tốc đóng lại làm cho Diezel dừng hẳn Để làm được điều đó, thuật toán sẽ như sau:

- Lệnh dừng bình thường chỉ được đưa tới phần tử thực hiện (van điện từ) để dừng máy khi đã có tín hiệu tốc độ khác 0

- Tự động đưa đến bộ điều khiển để giảm tham số cho trước của bộ điều tốc, nhờ có việc cung cấp nhiên liệu cho Diezel giảm dầu và tốc độ quay của Diezel giảm 1 cách từ

từ

- Khi tốc độ giảm xuống còn 0,2 tốc độ định mức, nhờ rơle cảm biến tốc độ để phát tín hiệu Tín hiệu này được dùng để mở ly hợp (nếu có) Đóng van nhiên liệu để đảm bảo việc dừng máy

- Khi tốc độ n = 0 thì phát tín hiệu báo bằng đèn chỉ cho người vận hành biết máy đang dừng Tự động đưa máy về trạng thái ban đầu Hệ thống lặp đưa thanh răng nhiên liệu

về vị trí chuẩn bị khởi động

* Dừng sự cố:

Gồm một mạch điện riêng hoàn toàn độc lập với mạch trên, phát lệnh dừng sự cố bằng cách ấn nút EMMERGENCY STOP – dừng sự cố Nút E.S có màu đỏ Khi đó đóng van điện từ sau bộ điều tốc Nó có thể đồng thời cắt nhanh cả hai đường gió từ tuabin tăng áp để giảm nhanh tốc độ và tăng độ tin cậy vào việc dừng máy Tín hiệu trực tiếp tác động lên thanh răng nhiên liệu để đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí 0, hoặc trực tiếp tác động vào đường dầu bơm cao áp bằng van điện từ để cắt dầu dừng khẩn cấp Diezel

- Nhiệt độ nước làm mát tăng cao (cấp 2)

- Nhiệt độ dầu bôi trơn hoặc nhiệt độ thân máy tăng cao

Tất cả những điều trên đều dẫn tới dừng khẩn cấp Diesel

+ Khi có lệnh dừng sự cố người vận hành ấn nút E.S thì van điện từ dừng sự cố phải đóng ngay tức khắc để cắt nhiên liệu vào Diezel và có thể cắt gió vào tuabin tăng áp để giảm nhanh tốc độ của Diezel

+ Khi tốc độ giảm xuống còn khoảng 0.2 tốc độ định mức thì rơle tốc độ phát tín hiệu mở li hợp và tự động đưa hệ thống về trạng thái ban đầu

+ Phát tín hiệu báo động bằng đèn hoặc còi báo động về sự cố

- Chức năng đảo chiều quay từ xa Diezel

Chỉ áp dụng đối với Diezel có đảo chiều

Đảo chiều là quá trình kết hợp của thuật toán dừng máy bình thường và thuật toán khởi động theo chiều quay ngược lại

Quá trình đảo chiều xảy ra khi đưa tay điều khiển sang vị trí ngược lại:

+ Hệ thống hoạt động và cắt nhiên liệu ra khỏi máy

+ Tốc độ Diezel giảm từ từ

+ Khi tốc độ n = (2  2.5) nđm thì có tín hiệu dịch trục cam theo chiều ngược lại (dịch trước khi dừng máy) để nhanh chóng hãm động cơ dừng và bắt đầu khởi động theo chiều ngược lại Các bước khởi động theo chiều ngược lại tương tự như quá trình khởi động Sau đó bộ điều tốc dịch theo khỏi vị trí 0 và quá trình lặp lại theo chiều tiến hoặc lùi

Đối với Diezel không đảo chiều thì việc đảo chiều quay chân vịt là nhờ hệ thống ly hợp và hộp số bao gồm các bước sau:

- Khi có tín hiệu vào tay điều khiển - điều khiển đưa bộ điều tốc vào vị trí vòng quay đảo chiều - ngắt nhiên liệu

- Khi tốc độ Diezel giảm đến tốc độ cho phép đảo chiều thì hệ thống sẽ phát tín hiệu xoá chiều quay cũ và đóng ly hợp theo chiều quay mới

- Khi ly hợp của chiều quay mới đóng xong thì hệ thống phát tín hiệu điều khiển bộ điều tốc cho nhiên liệu vào Diezel tăng dần và tốc độ tăng dần

Thuật toán đảo chiều có thể xảy ra một trong những trường hợp sau:

+ Tay điều khiển chuyển về vị trí dừng và dừng lại ở đó Khi tốc độ

n = 0 thì mới chuyển tay điều khiển sang vị trí ngược lại

+ Chuyển tay điều khiển từ vị trí tiến sang lùi hoặc từ vị trí lùi sang tiến mà không dừng lai ở vị trí trung gian

- Chức năng điều chỉnh tốc độ từ xa Diezel

Việc điều chỉnh tốc độ động cơ Diezel từ xa cần đảm bảo yêu cầu

- Bộ điều chỉnh tốc độ từ xa Diezel phải đảm bảo thay đổi tốc độ từ xa Diezel theo ý muốn và bằng phẳng

- Có thể thay đổi tốc độ động cơ theo chương trình định trước

- Có thể ổn định tốc độ với mọi chế độ tải của động cơ

Để thoả mãn chức năng này được xây dựng trên hai khối cơ bản sau:

+ Khối mạch lặp (có chứa khâu chương trình hoặc không)

+ Khối điều tốc

Thực chất của việc điều khiển từ xa Diezel là quá trình bẻ tay điều khiển, đó là quá trình truyền động bằng góc Khi góc bẻ của tay càng lớn tức ta muốn tốc độ của máy càng cao và ngược lại

 Thực hiện trung gian  cấp điện cho động cơ sécvô, động cơ sécvô quay theo chiều tương ứng Từ đó tác động vào bộ điều tốc để thay đổi góc mở của thanh răng nhiên liệu  thay đổi được tốc độ của động cơ Diezel

sécvô ngừng quay Khi muốn điều chỉnh tốc độ của động cơ sécvô theo chương trình thì tín hiệu ra của động cơ sécvô sẽ gửi tới chương trình và điều chỉnh tốc độ động cơ theo chương trình đặt trước.Trong thực tế để tạo lặp người ta có thể dùng hai dạng khác nhau

- Tạo lặp theo cầu điện trở

- Tạo lặp theo kiểu XenXin

- Chức năng điều khiển đóng mở ly hợp từ xa Diezel

Điều kiện đóng mở ly hợp:

độ cho phép

Ba dạng năng lượng thực hiện đóng mở ly hợp là:

- Người ta thường dùng van điện từ để điều khiển điện – khí

- Khi ly hợp đóng hoặc mở bao giờ nó cũng tác dụng lên tiếp điểm, tiếp điểm nó có thể

là thường đóng hoặt thường mở để chỉ báo bằng đèn, hoặc dùng để điều hiển các mạch khác

- Chức năng tự động kiểm tra , báo động và bảo vệ Diezel

Mục đích:

- Đảm bảo kiểm tra thông số của Diezel một cách đáng tin cậy

- Nâng cao tính khách quan khi kiểm tra Diezel

- Đảm bảo phản ứng nhanh khi có sự cố

- Nâng cao độ tin cậy cho Diezel

Các nguyên tắc xây dựng thuật toán:

- Quan tâm tới số lượng thông số cần kiểm tra đảm bảo cho máy đạt mức độ an toàn

- Thông số được chia thành hai nhóm:

+ Nhóm 1: Rất nguy hiểm (cấp 2); quá tốc; áp lực dầu bôi trơn, nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ nước thân máy (cấp 2) Các thông số này khi vượt quá giá trị qui định phải báo động và đồng thời dừng máy

+ Nhóm 2: Thường báo các tín hiệu dự phòng, ví dụ: nhiệt độ khí xả, nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ dầu bôi trơn (cấp 1) Thông số chưa nguy hiểm

lắm được báo dự phòng Các thiết bị chỉ báo thường đặt tại máy và bảng điều khiển

- Hệ thống có thể trang bị các mạch ngắt tín hiệu sự cố để việc điều động tàu vẫn được tiến hành trong trạng thái khẩn cấp

* Hệ thống bảo vệ:

- Đối với áp lực dầu bôi trơn

+ Khi áp lực dầu bôi trơn giảm thì thiết bị phải ngừng máy với thời gian dưới 7 giây

Để dừng nhanh tín hiệu từ cảm biến liên tục được đưa đến hệ thống

Chú ý: Trong hệ thống này khi n = 0 thì có thể áp lực dầu bằng 0 Do đó muốn khởi động phải Sun điện trở mạch điều khiển, khi tốc độ đạt tới giá trị nhất định thì tín hiệu này được đưa vào

Khi đảo chiều quay của động cơ thì làm tương tự

Nếu tốc độ Diesel tăng thêm 10% tốc độ định mức thì gọi là quá tốc Lúc đó phải có tín hiệu đưa đến mạch dừng hay mạch dừng sự cố, ở nhiều máy dùng bộ Diezel điều tốc li tâm, thuỷ lực, aptomat an toàn thì các thiết bị này đưa nhanh nhiên liệu về vị trí dừng máy

Bên cạnh đó người ta trang bị rơ le ly tâm để đóng mạch cho dừng sự cố Cần chú ý khi có hiện tượng vượt tốc khi thanh răng nhiên liệu vượt vị trí 0 Để dừng sự cố tin cậy ta có thể tiến hành cắt gió vào xilanh

- Đối với nhiệt độ nước làm mát và dầu bôi trơn

+ Nhiệt độ nước làm mát và dầu bôi trơn quá cao thì phải tiến hành dừng máy theo chương trình bình thường

Nếu bộ chương trình dừng bình thường không hoạt động thì sau một thời gian tín hiệu dừng sự cố được phát ra và đưa khối dừng sự cố vào hoạt động

Nếu hệ thống nước làm mát dầu bị sự cố thì có thể làm tăng nhiệt độ của Diezel gây

ra hỏng máy Do đó phải có tín hiệu kiểm tra áp lực của nước làm mát, khi áp lực của nước đột ngột giảm thì có tín hiệu dừng máy thích hợp

Có hệ thống khi nhiệt độ của nước, của dầu quá cao nó tự động đưa máy về trạng thái không tải và ở đó máy được làm mát trước khi dừng

3.2 Hệ thống điều khiển từ xa Diezel máy chính tàu Container 700 TEU

Hệ thống điều khiển từ xa Diezel máy chính tàu Container 700TEU do hãng Caterpillar Motoren thiêt kế Hệ thống cho phép điều khiển máy chính trên buồng lái

và trung tâm điều khiển buồng máy

Máy chính: loại máy MAK 8M43C do hãng MAK – Đức chế tạo

- Công suất liên tục tối đa: 7200 KW

C