Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện, em đã 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, côn
Trang 1ỜI I U
Trong công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, nghành giao thông vận tải có một vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nó đem lại hiệu quả cao
về kinh tế cho đất nước, đặc biệt là giao thông vận tải biển Nước ta với lợi thế có bờ biển dài, khí hậu ổn định tạo điều kiện thuận lợi cho ngành giao thông vận tải biển phát triển, là tiền đề để ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta phát triển mạnh mẽ Hiện nay công nghệ đóng tàu của Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc Chúng ta
đã đóng được những con tàu lớn, trang thiết bị hiện đại với chất lượng cao, được nhiều bạn hàng trên thế giới như Nhật Bản, Đức, Đan Mạch, Na Uy, Anh,… tin cậy đặt hàng
Là một sinh viên học tập tại khoa Điện - Điện Tử của trường Đại học Hàng hải Việt Nam Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện, em đã 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 đã và đang được áp dụng trên nhiều con tàu vận tải hiện nay trên thế giới cũng như tại Việt Nam Được sự nhất trí
của ban chủ nhiệm khoa, em được giao đề tài tốt nghiệp:“Trang thiết bị điện tàu container 1800TEU - i sâu nghiên cứu thiết kế phần điện điều khiển và động lực
hệ thống chống nghiêng tàu thủy”
Qua quá trình tổng hợp, nghiên cứu tài liệu thu thập được với sự nỗ lực cố gắng của bản thân với các bạn trong nhóm, cùng sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, cô
giáo trong khoa Điện - Điện Tử, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo PGS.TS Hoàng
ức Tuấn, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên do trình độ còn hạn
chế, nên đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý chân thành của các thầy cô giáo để đồ án của em hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Hoàng ức Tuấn, cùng các thầy
cô giáo và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này
Hải Phòng, ngày 11 tháng 11 năm 2015
Sinh viên
Vũ Quý Dương
Trang 2ỜI CAM OA
Tôi xin cam đoan công trình này là của riêng tôi Các kết quả và số liệu trong đề tài là trung thực, chƣa đƣợc đăng trên bất kỳ tài liệu nào
Hải phòng, tháng 11 năm 2015
Sinh viên
Vũ Quý Dương
Trang 3MỤC ỤC
ỜI N I ĐẦU 1
LỜI CAM ĐOAN 2
MỤC LỤC 3
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 1800TEU 6
1 Đặc tính cơ bản của tàu 6
1.1 Kích thước chính của tàu 6
1.2 Chiều cao boong 6
2 Tải trọng 6
3 Dung tích két 7
4 Tốc độ và công suất 7
5 Độ bền và mức tiêu hao nhiên liệu 7
6 Nguyên lý thiết kế và mô phỏng chung 7
7 Danh mục thuyền viên 8
8 Giới thiệu về hệ thống điện tàu chở container 1800 TEU 8
8.1 Trạm phát chính 8
8.2 Trạm phát sự cố 9
CHƯƠNG I: BẢNG ĐIỆN CHÍNH TÀU CONTAINER 1800TEU 10
1.1 Giới thiệu bảng điện chính tàu container 1800 TEU 10
1.2 Giới thiệu phần tử trong hệ thống 10
1.2 Mạch động lực và đo lường của bảng điện chính máy phát số 1 15
1.3 Mạch điều khiển đóng aptomat chính của máy phát số 1 17
1.4 Mạch ngắt sự cố 19
1.5 Công tác song song của các máy phát 21
1.6 Bảo vệ cho Trạm phát 26
CHƯƠNG II: MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỂN HÌNH TRÊN TÀU CONTAINER 1800TEU 31
2.1 Hệ thống báo cháy tàu 1800TEU 31
2.1.1 Giới thiệu một số phần tử của hệ thống 31
Trang 42.1.2 Nguyên lý hoạt động 33
2.2 Hệ thống bơm ballast & bilge 36
2.2.1 Giới thiệu phần tử trong hệ thống bơm Ballast & Bilge 36
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống bơm Ballast & Bilge 39
2.2.3 Hệ thống Chỉ báo & Báo động 41
2.3 Hệ thống khởi động động cơ bơm bơm ballast trên tàu container 1800TEU 42
2.3.1 Chức năng, đặc điểm của hệ thống bơm ballast 42
2.3.2.Các phần tử trong hệ thống bơm ballast 42
2.3.3.Nguyên lý hoạt động của hệ thống bơm ballast 43
2.3.4.Các bảo vệ của hệ thống bơm ballast 44
CHƯƠNG III: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐỘNG LỰC HỆ THỐNG CHỐNG NGHIÊNG TÀU THỦY 46
3.1 Tổng quan hệ thống chống nghiêng tàu thủy 46
3.1.1 Giới thiệu về hệ thống chống nghiêng tàu thủy 46
3.1.2 Chức năng của hệ thống chống nghiêng tàu thủy 46
3.1.3 Các yêu cầu đối với hệ thống chống nghiêng tàu thủy 47
3.1.4 Kết cấu của hệ thống chống nghiêng tàu thủy sử dụng bơm 1 chiều 49
3.2 Thiết kế hệ thống tự động chống nghiêng tàu thủy 50
3.2.1 Định hướng thiết kế hệ thống tự động chống nghiêng tàu thủy 50
3.2.2 Thiết kế mạch động lực, điều khiển hệ thống tự động chống nghiêng tàu thủy 51
3.2.3 Thiết kế phần đo lường tín hiệu góc nghiêng của hệ thống chống nghiêng tàu thủy 60
3.2.4 Thiết kế phần điều khiển và giám sát hệ thống 61
3.3 Kết quả mô hình vật lý 65
3.3.1 Mô hình trong phòng thí nghiệm 65
3.3.2 Thử mô hình vật lý trên tàu 70
KẾT LUẬN 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
Trang 5PHỤ LỤC 75 NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 76 ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN 77
Trang 6GIỚI THIỆU CHU G VỀ TÀU 1800TEU
Tàu container 1800TEU là loại tàu chuyên dụng được thiết kế để chở các loại container, do đặc thù như vậy nên loại tàu này có yêu cầu cao hơn về chất lượng cũng như kĩ thuật đóng (như tính ổn định của tàu phải cao, thời gian làm hàng phải ngắn) Đây là con tàu container hiện đại và lớn nhất từ trước đến nay được đóng tại Việt Nam Con tàu được đóng tại tổng công ty đóng tàu Hạ Long Tàu có ba hầm hàng, buồng máy và phòng sinh hoạt ở phía đuôi tàu, mũi bầu, một bánh lái cân bằng và chân vịt mũi
1 ặc tính cơ bản của tàu
a Kích thước chính của tàu
- Chiều dài toàn tàu: 179,00m
- Chiều dài giữa 2 đường vuông góc: 167,00m
- Chiều cao trên boong chính: 5,900m
b Chiều cao boong
Chiều cao boong lý thuyết tính từ đường tâm
- Boong chính đến boong dâng mũi tại phía lái: ≈ 2,70m
- Boong chính đến boong dâng lái: ≈ 3,0m
- Boong dâng lái đến boong lầu lái (6 tầng): ≈ 2,75m
- Lầu lái đến boong la bàn: ≈ 2,80m
2 Tải trọng
- Tàu có trọng tải khoảng 18900T với trọng lượng riêng nước biển 1,025T tại mớn nước thiết kế 9,00m
- Tàu có trọng tải khoảng 25800T với trọng lượng riêng nước biển 1,025T tại mớn nước thiết kế 10,70m
Trang 7- Tàu có khả năng chuyên chở các container tiêu chuẩn ISO 20’ft (20’x8’x8’6”) thỏa mãn yêu cầu của IMO:
+ Trong hầm hang: ≈ 740 TEU
+ Trên boong: ≈ 1054 TEU
+ Tổng cộng: ≈ 1794 TEU
3 Dung tích két
- Két dầu HFO (đầy 100%): ≈ 2100 m3
- Két dầu DO (đầy 100%): ≈ 100 m3
- Két L.O (đầy 100%): ≈125 m3
- Két nước ngọt (đầy 100%): ≈ 200 m3
- Két nước balát (đầy 100%): ≈ 8200 m3
4 Tốc độ và công suất
Công suất máy tương đương 90% MCR - vòng tua tối đa liên tục và tốc độ chân vịt là 101,4 vòng/ phút tương ứng với 14205 kW
5 ộ bền và mức tiêu hao nhiên liệu
Mức tiêu hao nhiên liệu thiết kế của máy chính ở công suất định mức liên tục xấp xỉ 57 tấn/ ngày khi FO có tỉ lệ toả nhiệt thấp (LCV) 42700 kJ/ kg
Độ bền dựa trên công suất định mức liên tục của máy chính khi tàu đạt vận tốc 20,1hải lý bằng khoảng 15600 dặm
6 guyên lý thiết kế và mô phỏng chung
Tàu chở container 1800TEU là loại tàu viễn dương, chân vịt của tàu là loại chân vịt biến bước được lai bởi một máy chính là loại động cơ 7UEC 60 LSE
có công suất 15785kW phù hợp với việc chở các loại container
Tàu có ba hầm hàng, buồng máy và phòng sinh hoạt ở phía đuôi tàu, mũi bầu, một bánh lái cân bằng và chân vịt mũi
Trang 87 Danh mục thuyền viên
Cấp phó
Phó nhất, phó hai, phó 3
7 Máy 2, máy 3
Máy 4, thợ điện
Thuyền viên theo tiêu chuẩn kênh đào SUEZ ( không thuộc tổng
8 Giới thiệu về hệ thống điện tàu chở container 1800 TEU
a Trạm phát chính
Hệ thống điện tàu container 1800TEU có trạm phát chính gồm 3 tổ máy phát điện chính với các thông số ghi trên biển máy nhƣ sau:
+ Công suất định mức: 1710KW
+ Điện áp định mức: 450VAC
+ Dòng điện định mức: 2742A
+ Số pha định mức: 3
+ Tần số định mức: 60Hz
+ Cos định mức: 0,8
Kiểu động cơ lai máy phát: 4 thì, động cơ tốc độ trung bình, piston kiểu ống dẫn động đơn ráp với một máy phát điện xoay chiều làm mát bằng khí
Trạm phát điện chính tàu container 1800TEU sử dụng các máy phát không chổi than và có các máy phát kích từ riêng có các thông số định mức cơ bản sau: + Công suất: 17.9 kW
+ Cụm kích từ: 3 pha với dòng điện 115 A
Trang 9b Trạm phát sự cố
Hệ thống điện tàu container 1800TEU có 1 tổ máy phát sự cố với các thông
số sau:
+ Công suất định mức: 170kW
+ Điện áp định mức: 450VAC
+ Số pha định mức: 3
+ Tần số định mức: 60Hz
+ Cos định mức: 0,8
Kiểu động cơ lai máy phát 4 thì piston hình ống trụ, hoạt động đơn, có hệ làm mát tự động đồng bộ với bơm nước ngọt làm mát, bộ tản nhiệt khí và quạt có kích cỡ phù hợp để cung cấp đủ lượng làm mát cho động cơ diezel
- Công suất ra: theo tiêu chí nhà chế tạo
- Vòng tua: 1800 vòng/ phút
- Hệ khởi động: bằng điện, thủy lực
- FO: FO DMA (bằng chất lượng MDO) và dầu diezel nhẹ DMX
Lắp cụm máy phát điện xoay chiều diesel dưới boong dâng lái Động cơ có
hệ cấp dầu bôi trơn cưỡng bức và đồng bộ với các thiết bị đi kèm gồm bơm O, lọc FO, bơm cấp FO, bộ làm sạch supap hút, bầu tiêu âm khí xả và hệ thống khởi động
Ngoài trạm phát chính và trạm phát sự cố tàu container 1800TEU còn có bộ nguồn sự cố là hệ thống các ácquy
Trang 10CHƯƠ G I: BẢ G IỆ CHÍ H TÀU CO TAI ER 1800TEU
1.1 Giới thiệu bảng điện chính tàu container 1800 TEU
Bảng điện chính của tàu container 1800TEU gồm có 10 panel
- Panel SNP 1 (SHEET No.30): panel phục vụ cho Diezel lai máy phát số 1
- Panel SNP 2 (SHEET No.33): panel phục vụ cho Diezel lai máy phát số 2
- Panel SNP 3 (SHEET No.36): panel phục vụ cho Diezel lai máy phát số 3
- Panel SNP 4 (SHEET No.39): panel kết nối điện lưới với máy phát
- Panel SNP 5 (SHEET No.42): panel cấp nguồn cho các thiết bị hoà đồng bộ các máy phát
- Panel SNP 8A (SHEET No.48): panel cấp nguồn 3~60Hz 440V cho các phụ tải
- Panel SNP 9A (SHEET No.53): panel cấp nguồn 3~60Hz 440V cho các phụ tải
- Panel SNP 9B (SHEET No.55): panel cấp nguồn 3~60Hz 440V cho các phụ tải
- Panel SNP 10 (SHEET No 57): panel cấp nguồn 60Hz 220V cho các phụ tải
1.2 Giới thiệu phần tử trong hệ thống
* Panel SNP 1 (SHEET No.30): panel phục vụ cho Diezel lai máy phát số 1
- V11: đồng hồ đo điện áp của máy phát 1
- A11: đồng hồ đo dòng điện của máy phát 1
- F11: đồng hồ đo tần số của máy phát 1
- VS11: công tắc chuyển mạch đo điện áp
- AS11: công tắc chuyển mạch đo dòng các pha
- S 11: đèn báo màu xanh báo máy phát số 1 đang hoạt động
- S 12: đèn báo màu xanh báo ACB của máy phát đang đóng
- S 13: đèn báo màu đỏ báo ACB của máy phát đang mở
- S 14: đèn báo động cơ đang sấy
- PB11: đèn báo ngắt và báo động khi reset ACB
- SH11: công tắc 2 vị trí chọn điện trở sấy
- RHM: đồng hồ đo thời gian máy phát hoạt động
* Panel SNP 2 (SHEET No.33): panel phục vụ cho Diezel lai máy phát số 2
(Giống máy phát số 1)