CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ MÔN MÁY TÀUCHƯƠNG 1. NỒI HƠI TÀU THỦY

ĐỊNH NGHĨA , PHÂN LOẠI, CÁC THÔNG SỐ CỦA NỒI HƠI

Định nghĩa nồi hơi.

Nồi hơi tàu thuỷ là thiết bị sử dụng năng lượng của chất đốt (hoá năng của dầu đốt, than, củi) biến nước thành hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao, nhằm cung cấp hơi nước cho thiết bị động lực hơi nước chính, cho các máy phụ, thiết bị phụ và nhu cầu sinh hoạt của thuyền viên trên tàu.

Hình 2-1:.Sơ đồ nguyên lý của hệ động lực hơi nước

- Trên sơ đồ nguyên lý một hệ thống động lực hơi nước bao gồm các thiết bị cơ bản sau đây.

Nồi hơi là thiết bị sinh hơi, hơi khi ra khỏi nồi hơi là hơi bão hào ẩm đi vào bộ phận quá nhiệt để sấy khô thành hơi quá nhiệt. Sau khi quá nhiệt hơi đi vào tuabin để giãn nở sinh công. Quá trình gión nở đoạn nhiệt làm cho áp suất giảm xuống, khi đi ra khỏi tua bin hơi đi vào bầu ngưng được làm lạnh và ngưng thành nước. Nước được bơm đưa trở lại nồi hơi. Bầu ngưng được làm mát bằng nước biển. Để cấp nước vào nồi hơi bơm cần tạo ra một áp lực để thắng lực đẩy do áp lực của nước trong nồi hơi và lực cản của đường ống cấp nước.

. Phân loại theo cách quét khí lò và sự chuyển động của nước theo bề mặt đốt nóng

a) Nồi hơi ống nước: Là nồi hơi hỗn hợp nước và hơi đi trong ống, còn ngọn lửa và khói lò quét ngoài ống.

b) Nồi hơi ống lửa: Là nồi hơi ngọn lửa và khí lò quét trong ống còn hỗn hợp nước và hơi bao ngoài ống.

c) Nồi hơi liên hợp: Là nồi hơi ống lửa mà trong đó bố trí thêm một số ống nước

Các thông số chính của nồi hơi tầu thủy

1. Áp suất

Nồi hơi

Tua bin

Bầu ngưng

Bơm

Bộ quá nhiệt

Bao gồm áp suất nồi hơi, áp suất của hơi sấy, áp suất hơi giảm sấy, áp suất nước cấp.

Đơn vị (Kg/cm2, MPa, atm)

- Áp suất nồi hơi (pN) là áp suất của nước và hơi bảo hoà chứa trong bầu nồi.

( Dựa vào PN tra bảng tìm được nhiệt độ bão hoà Ts)

Hình 2-2: Sơ đồ thông số áp suất và nhiệt độ của NH

- Áp suất hơi sấy: ( Phs) là áp suất khi ra khỏi bộ sấy hơi. có Phs < PN từ 1 4 atm.

- Áp suất hơi giảm sấy: (Pgs) là áp suất hơi sau bộ giản sấy có Pgs<Phs

- Áp suất nước cấp: (Pnc) là áp suất sau bầu hâm, trước bầu nồi.

Áp suất nước cấp cao hơn áp suất nước nồi hơi từ 3- 6 atm để thắng được sức cản để đẩy được nước vào nồi hơi.

2. Nhiệt độ

- Nhiệt độ hơi bão hoà ( Ts ) là nhiệt độ của hơi bão hoà trong bầu nồi.

- Nhiệt độ hơi sấy: ( Ths) là nhiệt độ của hơi sau bộ sấy hơi.

- Nhiệt độ hơi giảm sấy: ( Tgs) là nhiệt độ của hơi sau bộ giảm sấy.

- Nhiệt độ nước cấp: ( Tnc) là nhiệt độ nước cấp nồi sau bầu hâm trước bầu nồi.

- Nhiệt độ khói: ( Tkl ) là nhiệt độ của khói lò ra khỏi nồi hơi.

- Nhiệt độ không khí cấp: ( Tkk ) là nhiệt độ của không khí nhập vào buồng đốt.

3. Sản lượng hơi :

Ký hiệu: DN

Đơn vị: (kg/ h, T/h)

- Là lượng hơi lớn nhất sinh ra trong 01 giờ của NH dưới điều kiện NH cung cấp hơi ổn định, lâu dài.

Sản lượng hơi chung

DN = Dhs + Dgs + Dx

Pnc

Phs ,Ths

Pgs , Tgs

Pn

Với Dhs: sản lượng hơi sấy, Dgs: sản lượng hơi giảm sấy, Dx sản lượng hơi bão hoà.

Chú ý: Dx là lượng hơi bão hoà cung cấp cho máy phụ và hệ thống chứ không phải là lượng hơi bão hoà sinh ra tại bầu nồi.

Khi cần thiết, nồi hơi có thể quá tải đến sản lượng lớn nhất Dmax = (125 140%) DN

4. Nhiệt lượng có ích:

Ký hiệu::Qi Đơn vị ( Kcal/h ; KJ/h)

Là nhiệt lượng đã dùng vào việc đun sôi,bốc hơi, sấy hơi nước trong 01 giờ của NH, tức là nhiệt lượng đã dùng để biến nước cấp thành hơi nước mà NH cung cấp trong 01 giờ.

5. Hiệu suất nồi hơi.

Ký hiệu: N

Là tỷ số giữa nhiệt lượng có ích cho NH trên tổng số nhiệt lượng do chất đốt toả ra.

Qi B - Lượng nhiên liệu tiờu thụ trong 01 giờ ( Kg/ h)

N = Qi - Nhiệt lượng cú ớch (Kcal/h)

B.QpH Qp

H - Nhiệt trị thấp của nhiên liệu ( Kcal/ kg)

6. Suất tiêu hao nhiên liệu.

Ký hiệu: ge Đơn vị ( Kg/ mlci. h)

Là lượng chất đốt cần dùng để hệ động lực phát ra một mã lực có ích trong 01 giờ.

VD: Nồi hơi đốt dầu PN =100 120 atm và Ts =5500C ge =200 210g/ mlci.h

7. Diện tích hấp nhiệt .

Ký hiệu: S Đơn vị (m2)

Là bề mặt kim loại hấp nhiệt của chất chao nhiệt ( như khí lò, hơi sấy ) truyền cho chất nhận nhiệt ( nước, hơi nước, không khí).

Diện tích hấp nhiệt tính về phía tiếp xúc với khí lò. Riêng với bộ sưởi không khí và bộ giảm sấy tính theo đường kính trung bình của ống.

Có các dạng:

- Mặt hấp nhiệt bước xạ: Sb là mặt hấp nhiệt cạnh buồng đốt, trực tiếp tiếp xúc với ngọn lửa.

- Mặt hấp nhiệt đối lưu : Sđ là mặt hấp nhiệt ở xa buồng đốt và được khối lò quét qua.

- Mặt hấp nhiệt bốc hơi: Sbh là bề mặt hấp nhiệt của khớ lũ làm cho nước sôi và bốc hơi.

- Mặt hấp nhiệt tiết kiệm: Stk chỉ là bề mặt hấp nhiệt của bộ hâm nước tiết kiệm và bộ sưởi không khí.

8. Dung tích buồng đốt.

Ký hiệu: Vbđ Đơn vị (m3)

Là dung tích của không gian đốt cháy nhiên liệu

2. KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA NỒI HƠI ỐNG LỬA ỐNG NƯỚC NỒI HƠI ỐNG NƯỚC

Là nồi hơi mà nước đi trong ống còn khói lò đi bên ngoài và quét qua bề mặt các ốngNồi hơi ống nước gồm các thiết bị chính sau:

Nồi hơi: Bầu hơi, bầu nước.Cụm ống (nối hai bầu).

Buồng đốt: Không gian thực hiện quá trình cháy của chất đốt cung cấp nhiệt cho nồi hơi.

Bộ quá nhiệt (sấy hơi). Bộ hâm nước tiết kiệm: tận dụng nhiệt

khói lò hâm nước trước khi cấp vào nồi hơi nhằm tăng hiệu suất của nồi hơi (NH), giảm ứng suất nhiệt.

Bộ sấy không khí tiết kiệm: tận dụng nhiệt khói lò để sấy nóng không khí cấp vào buồng đốt cháy tốt hơn tăng hiệu suất của nồi hơi.

Thiết bị cấp nước: bơm, lọc, ..... Chú ý: Pbơm > Pnồi . Thiết bị cấp nhiên liệu: két, bầu hâm, bơm, súng phun, ... Thiết bị điều khiển, kiểm tra: áp kế, nhiệt kế, ống thuỷ, van an toàn,

van xả cặn. Thiết bị tự động điều chỉnh:

+ Điều chỉnh quá trình cháy. + Điều chỉnh nước nồi hơi.+ Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt.

Nguyên lí làm việc: Ở buồng đốt : Do nhiên liệu được phun sương cộng với không khí

mồi lửa. Hổn hợp cháy tạo ngọn lửa và khói lò có nhiệt độ cao, khí

lò quét qua các bề mặt hấp nhiệt truyền nhiệt cho nước ở trong ống ở gần buồng đốt nhất. Ở đây có cường độ hoá hơi lớn hơn ở cụm ống nước sôi xa buồng đốt. Mật độ hỗn hợp trong cụm (II) nhỏ hơn cụm (I) nên sẽ tạo thành vòng tuần hoàn tự nhiên trong NH. Hơi nước tập trung trên bầu hơi & thoát ra ngoài qua mặt sàng để tách hơi & hạt nước đến bộ quá nhiệt. Sau đó chúng được đưa đến các thiết bị sử dụng.

Khói lò đi từ buồng đốt quét qua cụm ống nước đi qua thiết bị sấy hơi qua bầu hâm đi ra ngoài qua ống khói.

Ưu nhược điểm của nồi hơi ống nướca. Ưu điểm:- Gọn nhẹ, vì lượng nước trong nồi hơi ít, các ống nhỏ nên dễ bố trí

được bề mặt hấp nhiệt lớn, cường độ hấp nhiệt cao,- Có thể chế tạo được hàng loạt, từ loại nhỏ đến loại lớn, chỉ cần thay đổi

số lượng ống,- Có thể bố trí hợp lý các bề mặt hấp nhiệt và bố trí được các bề mặt hấp

nhiệt tiết kiệm có diện tích lớn, nên hiệu suất của nồi hơi lớn hơn nồi hơi ống lửa,

- Thời gian nhóm lò lấy hơi nhanh (0,52h) đặc biệt (46h),- Khi nổ vỡ không nguy hiểm lắm, vì lượng nước ít và ống nuớc thường

bị nứt vỡ trước bầu nồi.

b. Nhược điểm: - Đòi hỏi chất lượng nước cấp tốt, được lọc kỹ càng vì các ống nhỏ

cong, cường độ trao nhiệt lớn,- Coi sóc, bảo dưỡng nồi hơi phức tạp.- Năng lực tiềm tàng bé, vì ít nước trong nồi hơi, nên khó duy trì áp suất

hơi ổn định,- Chiều cao không gian hơi bé, nên cần phải có thiết bị khô hơi.

NỒI HƠI ỐNG LỬA

Là nồi hơi mà khói lò đi trong ống, còn nước bao bọc bên ngoài ống.

Dầu đốt và không khí được cấp vào buồng đốt (2) cháy, sinh ra khí lò, khí lò đi vào hộp lửa 3, sau đó đi vào các ống lửa 4, trao nhiệt cho nước bao bọc chung quanh buồng đốt, hộp lửa, ống lửa hoá thành hơi. Khói lò đi tiếp qua hộp khói, bộ hâm nước tiết kiệm, bộ sưởi không khí.

Đặc điểm kết cấu

a. Thân nồi hơi Thân nồi hơi hình trụ tròn, do 1, 2, 3 tấm thép nồi hơi hàn hoặc tán

lại, mối hàn hoặc tán dọc thân nồi hơi không nên ở cùng một đường sinh để chống xé dọc nồi hơi, không nên ở cùng mức nước nồi hơi để để tránh gây nên ứng xuất nhiệt và hiện tượng mỏi, không nên tỳ lên bệ nồi hơi vì khó kiểm tra và mối nối chóng bị mục rỉ.

Cửa chui khoét trên thân nồi hơi có hình bầu dục, trục ngắn theo hướng đường sinh của thân nồi vì bầu hình trụ có ứng suất xé dọc lớn gấp đôi ứng suất xé ngang, nên nồi hơi dễ bị xé dọc hơn xé ngang.

b. Nắp nồi hơi Nồi hơi có nắp trước và nắp sau. Nắp trước còn gọi là mặt sàng

trước, vì có các lỗ khoét để lắp buồng đốt, ống lửa, đinh chằng dài.c. Buồng đốt

Buồng đốt bị tác dụng của nhiệt độ cao, của lực nén khí cháy, phía ngoài bị tác dụng của áp lực nước và bị võng xuống bởi chính trọng lượng bản thân. Do đó buồng đốt có kết cấu hình trụ, để đảm bảo độ bền tốt (chịu lực tốt).

Buồng đốt có thể là hình trụ tròn, có thể là hình trụ gợn sóng.Buồng đốt hình trụ gợn sóng có các ưu điểm: làm tăng bề mặt hấp

nhiệt của buồng đốt lên 812%, khử được giãn nở nhiệt khi nhiệt độ thay đổi, buồng đốt hình trụ tròn phải có kết cấu khử giãn nở nhiệt riêng (như một đầu buồng đốt di động). Buồng đốt hình trụ gợn sóng tăng được độ dẻo theo hướng dọc trục, và tăng độ cứng theo hướng kính, đảm bảo chịu được áp suất cao.

Số lượng buồng đốt tuỳ thuộc vào diện tích bề mặt hấp nhiệt, thông thường nồi hơi có 1, 2, 3 buồng đốt.

d. Hộp lửa Hộp lửa dùng để tiếp tục đốt số chất đốt chưa kịp cháy hết trong

buồng đốt, dung tích của hộp lửa không nhỏ hơn dung tích của buồng đốt để đảm bảo cháy hết chất đốt, diện tích mặt cắt ngang của hộp lửa nên bằng diện tích mặt cắt ngang của tất cả các ống lửa thuộc hộp lửa đó.

Thành trước của hộp lửa được gọi là mặt sàng sau.Vách sau và vách bên của hộp lửa được cố định với thân nồi hơi và

với hộp lửa khác bằng các đinh chằng ngắn.e. Mã đỉnh hộp lửa

Hộp lửa tiếp xúc với ngọn lửa có nhiệt độ cao, lại có kết cấu hình hộp, nên không có lợi cho việc chịu lực vì vậy đỉnh hộp lửa có gắn mã gia cường, còn gọi là mã đỉnh hộp lửa.

f. Ống lửa Ống lửa dẫn khói lò đi từ hộp lửa vào hộp khói và trao nhiệt cho

nước bao bọc bên ngoài để hoá thành hơi. Ống lửa là bề mặt hấp nhiệt

chủ yếu của nồi hơi (chiếm 8090%). Có 2 loại ống lửa: ống lửa thường và ống lửa chằng. Ống lửa chằng ngoài nhiệm vụ dẫn khói lò, còn có nhiệm vụ chằng giữ nắp trước của nồi hơi với thành trước của hộp lửa (chằng giữ 2 mặt sàng).

Ống lửa thường có độ dày 2,54,5 mm và tuỳ thuộc vào áp suất của nồi hơi. 2 đầu mút của ống lửa thường được nong lên hoặc hàn lên các mặt sàng. Đầu mút phía hộp lửa phải đuợc bẻ mép.

Ống lửa chằng dày 59,5 mm, 2 đầu mút của ống lửa chằng được hàn hoặc bắt ren ốc vào các mặt sàng. Ống lửa chằng chiếm khoảng 30% tổng số các ống lửa và được bố trí xen kẽ với các ống lửa thường.

g. Đinh chằng ngắn, đinh chằng dài Đinh chằng ngắn dùng để chằng giữ thành hộp lửa với nhau, chằng

giữ thành hộp lửa với nắp sau của nồi hơi. Đinh chằng ngắn có thể được cố đình bằng cách ren hàn hoặc tán đinh.

Đinh chằng dài để chằng giữ nắp trước và nắp sau của nồi hơi (phần không có ống lửa). Đinh chằng dài được cố định bằng cách hàn hoặc bắt ren ốc . Đinh chằng dài có đường kính bằng 5090 mm.

h. Bầu khô hơi Bầu khô hơi làm tăng chiều cao của không gian hơi, làm cho các hạt

nước có trọng lượng lớn hơn phải rơi trở lại nồi hơi, làm tăng độ khô của hơi.

Nắp cửa người và nắp cửa tayNắp cửa người (còn gọi là nắp cửa chui) để người sử dụng có thể

chui vào bên trong nồi hơi kiểm tra, vệ sinh, sửa chữa nồi hơi. Nắp cửa người có vành gia cường phía bên trong nồi hơi.

Nắp cửa tay dùng để luồn tay vào lau chùi, vệ sinh và sửa chữa bên trong nồi hơi.

Nắp cửa người, nắp cửa tay đều được đóng từ phía trong ra, để lợi dụng áp suất trong nồi hơi làm tăng độ kín của cửa. Nắp cửa người và nắp cửa chui đều có hình bầu dục và nếu nắp được khoan ở phần hình trụ của thân nồi, thì trục ngắn hướng theo hướng đường sinh của thân nồi.

Ưu, nhược điểm+ Ưu điểm:

- Nhờ ống lớn và thẳng nên có thể dùng được nước xấu, chưa lọc hoặc nước lẫn dầu.

- Bền, sử dụng đơn giản.- Thân nồi chứa nhiều nước, năng lực tiềm tàng lớn, áp suất nồi hơi khá

ổn định, ngay cả khi thay đổi tải đột ngột.- Chiều cao của không gian hơi khá lớn nên độ khô của hơi nước khá

cao x = 0,950,98, do đó không cần phải có thiết bị khô hơi. + Khuyết điểm:

- To, nặng, chứa nhiều nước.

- Cường độ bốc hơi yếu.- Nước nhiều, nên thời gian nhóm lò lấy hơi lâu từ 610h, nồi hơi chính

lên đến 2448h.- Khi nổ vỡ khá nguy hiểm.

YÊU CẦU NƯỚC CẤP CHO NỒI HƠI, GẠN MẶT - XẢ ĐÁY NƯỚC NỒI NƯỚC CẤP CHO NỒI HƠI

Yêu cầu đối với nước cấp nồi hơi. Nước ngưng (từ hơi nước) phải tinh khiết. Nước không bị lẫn nước biển, rò lọt ở bình ngưng. Nước không có dầu (từ các phụ tải: máy hơi, tua bin... ) Nước không lẫn không khí. Nước bổ sung phải đảm bảo chất lượng.

Các phương pháp lọc nước nồi.

Dùng thuốc chống đóng cáu cặn: + Xút NaOH, K2CO3, Na3PO4: các chất này phản ứng hoá học

với các muối cứng trong nước làm cho muối cứng lắng thành cáu bùn để xả ra ngoài.

+ Có thể cho trực tiếp vào nồi hơi hoặc pha ở két.

Lọc cặn:Nước qua lưới lọc, các ngăn than cốc ở bể lọc, cặn cáu sẽ bị giữ lại.

Lọc dầu: Dùng khăn bông, vải gai, xơ mướp, ...

Khử khí: Đun sôi thì các chất khí hoà tan sẽ bay hơi hoặc pha các chất hấp thụ oxy như: N2H4, Na2SO3.

Định kì gạn mặt xả đáy+ Gạn mặt: Ca/1 lần (gạn chất nổi, màng dầu)

Xả đáy: ngày/lần (xả cạn bùn lắng đọng).4. NHIÊN LIỆU DÙNG CHO NỒI HƠI

Nước nồi hơi

Để đảm bảo cho nồi hơi làm việc an toàn, tin cậy, kéo dài tuổi thọ và mang lại hiệu quả kinh tế cao, yêu cầu nước cấp NH phải đảm bảo chất lượng và đảm bảo các tiêu chuẩn quy định.

I. Các tiêu chuẩn của nước nồi hơi.

Chất lượng nước nồi được đánh giá qua các chỉ tiêu nồi hơi.

1. Độ vẩn đục: Là các hạt lơ lửng gây vẩn đục nước nồi hơi.2. Lượng cặn khô: Là lượng của chất hữu cơ và vô cơ tan đến dạng phân tử

ở dạng keo (mg/lit).

3. Lượng muối chung: Là tổng số muối khoáng hoà tan trong nước (mg đương lượng/lít).4. Lượng dầu: Xác định lượng dầu có trong một lít nước nồi hơi (mg/lít).5. Lượng khí: Xác định lượng khí O2 và CO2 có trong một lít nước nồi hơi.6. Độ Clorua: Biểu thị lượng muối Clorua trong nước là trị số mg ion Cl- trong

một lít nước.7. Độ cứng: Tổng số các ion C++ và in Mg++ Của các muối can xi và magiê

hoà tan trong nước (mg đương lượng/lít). Có 2 loại độ cứng.- Độ cứng tạm thời: Biểu thị lượng mối bicacbonat canxi và magiê Ca(HCO)2 và

Mg(HCO3)2. Các muối này khi đun sôi nước sẽ tạo thành cáu bùn lắng xuống đáy bầu nồi.- Độ cúng vĩnh cửu: Biểu thị các muối khác của canxi và magiê có trong nước

như CaSO4, MgSO4 , CaCl2, CaSl03...) Các muối này khi đun sôi sẽ tạo thành cáu cứng bám vào các bề mặt trao nhiệt của nồi hơi.Tổng số độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu bằng độ cứng chung.

8. Chỉ số PH: Biểu thị đặc tính của nước thông qua chỉ số PH ta biết nước có tính axit, nước trung tính hay nước có tính kiềm. Trung tính: PH = 7 . Tính axít: PH<7. Tính bazơ PH >7.Nếu nước có tính axít sẽ rất nguy hiểm cho nồi hơi vì khi nhiệt độ nước tăng, nước bị ion hoá mạnh thêm,gây ăn mũn cỏc chi tiết nồi hơi.Thông thường nước nồi hơi có độ PH = 8÷11.

9. Độ kiềm: Khi pha thuốc chống cáu (Na2 CO3, NaOH, Na3 PO4 ... ) vào nước nồi hơi sẽ ngăn được cáu đóng lên bề mặt hấp nhiệt, đồng thời còn tránh được phản ứng gây nên bởi axit trong nồi. Song nếu độ kiềm quá cao sẽ làm cho thiết bị giũn nứt kiềm tính, làm hỏng kim loại màu do vậy cần khống chế độ kiềm của nước nồi trong phạm vi quy định.

* Độ kiềm chung không biểu thị tổng số lượng các ion OH -, CO3-2, HCO3

-, PO4-3

trong một số lít nước.

* Độ kiềm phốt phát Kp dùng để đo dung lượng Na3PO4 thừa trong nước nồi có tính dựa theo số lượng anhydric phốtpho P2O5 trong một lít nước.

* Độ kiềm nitơrat Kn dùng để đo lượng NaNO3 ( Nitratnatri) trong nước nồi. NaNO3 được pha vào nước nồi để chống dòn kiềm.

Bảng tiêu chuẩn chọn nước nồi hơi

Tiêu chuẩnđơn vị

đoNHON NHOL

Độ cứng mg đl/ lít < 0,5 < 0,02

Hàm lượng dầu mg / lít <3 < 3

Hàm lượng O2 mg / lít - < 0,05

Clorua (nước ngưng) mg / lít < 50 < 2

Hàm lượng muối chung

mg / lít < 13000 < 2000

Clorua (nước nồi) mg / lít < 8000 < 500

Độ kiềm nitơrat mg / lít 150 300 120150

Độ kiềm phốt phát mg / lít 2 5 1520

Độ cứng vĩnh cửu mg / lít < 0,4 < 0,05

Chỉ số PH mg / lít 9,610 9,6

II. Xử lý nước nồi hơi.1. Tác hại của một số muối và tạp chất có trong nước.a. Muối trong nước- Muối cứng tạm thời: Ca( HCO3), Mg(HCO3)2 khi đun sôi tạo thành cáu bùn và

có thể xả được nhờ việc xả đáy nồi hơi do vậy khi xả đáy để đưa muối cứng tạm thời ra khỏi bầu nồi phải tốn một lượng nước và nhiệt.- Muối cứng vĩnh cửu: CaSio3, MgSio3, CaSo4, MgSo4... khi nước được đun sôi

chúng lắng đọng thành các lớp cáu cứng bám lên bề mặt hấp nhiệt của nồi hơi làm giảm cường độ trao đổi nhiệt, giảm sản lượng sinh hơi và hiệu suất nồi hơi.b. Dầu: Nếu trong nước có dầu, dầu sẽ bám lên bề mặt hấp nhiệt. Hệ số dẫn

nhiệt của bản thân dầu rất bé do đó tăng nhiệt trở thành ống dẫn đến giảm cường độ trao đổi nhiệt của thành vỏch ống.c. Tạp chất khí: Các chất khí hoà tan trong nước nồi hơi như O2, CO2 ... làm

tăng quá trình ăn mòn trong nồi hơi, oxi gây ăn mòn trực tiếp thép của NH. Còn CO2 là các chất xúc tác của quá trình mục gỉ thép của nồi hơi.d. Tạp chất cơ học: Các tạp chất cơ học là trung tâm tạo bọt tích tụ nhiều bóng

hơi làm cho nước sủi bọt gây nên hiệu ứng "trương" nước nồi làm nước chảy vào các thiết bị dùng hơi gây nên hiện tượng thuỷ kích. 2. Phương pháp xử lý nước nồi hơi.a. Xử lý nước ngoài nồi.* Khử cặp cơ học: Được thực hiện ở các vách lọc (két vách) thực hiện ở két

khử dầu riêng).Vật liệu lọc dầu là than hoạt tính, sơ mướp, khăn bông.* Khử khí NHOL khử ở vách lọc, NHON khử khí ở bầu khử khí riêng. Có nhiều

phương pháp khử khí như đun sôi nước làm bay các khí trong nước, dùng hoá chất để hấp thụ khí...

* Khử muối cứng. Dùng hoá chất như vôi Ca(OH)2 kiềm NaOH, Na2CO3 biến muối cứng vĩnh cửu thành muối tạm thời và đun sôi tạo thành cáu bùn được xả ra ngoài.b. Xử lý nước trong nồi. Dùng với nồi hơi có chất lượng hơi thông thường cho

hoá chất vào trong nồi hơi hoặc dùng siêu âm.* Dùng hoá chất. Có thể đưa trực tiếp vào nồi hơi, hoặc có thể pha trong két có

chia vạch sau đó dùng bơm để bơm vào nồi hơi hoặc đặt hoá chất chống cáu cặn trước đường ống hút của bơm cấp.* Dùng siêu âm (chỉ dùng cho NHOL và NHLH). Siêu âm phá hoại quá trình kết

tinh của muối cứng lên bề mặt hấp nhiệt cáu cứng vỡ thành cáu bựn.2-9. Chất đốt của nồi hơi.

I. Yêu cầu đối với chất đốt nồi hơi.

Chất đốt nồi hơi là những chất khi cháy cho ta nhiệt lượng còn gọi là nhiên liệu nồi hơi. Gồm nhiều loại.* Chất rắn: Than đỏ, gỗ.* Chất lỏng: Các loại dầu đốt.* Chất khí và năng lượng nguyên tử.1. Yêu cầu: Rẻ tiền, kinh tế, lượng sinh nhiệt cao, ít tro bụi và lưu huỳnh, không

tự bén cháy. Trên các tàu thuỷ hiện nay chủ yếu chỉ dùng dầu đốt (dầu nặng FO và dầu nhẹ

DO) vì có các đặc điểm.* Ưu điểm:- Hiệu suất của NH khi dùng dầu đốt lớn hơn (10- 18%)- Nhỏ gọn hơn, hiệu quả kinh tế cao hơn.- Tính cơ giới và tự động hoá cao hơn.- Tính cơ động cao, thời gian nhóm lò nhanh.* Nhược điểm: - Giá thành dầu đốt cao.- Gây mục, rỉ, ăn mòn điểm sương.- Gây ăn mòn vanadi.II. Các tính chất của dầu đốt nồi hơi.1. Tỷ trọng. Là tỷ số giữa trọng lượng một đơn vị thể tích dầu đốt ở toC và

trọng lượng một đơn vị thể tích nước ở 40C. Tỷ trọng phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng thì tỷ trọng giảm.2. Độ nhớt: Là nội lực ma sát giữa các phần tử chất lỏng khi chúng chuyển

động tương đối với nhau. Đây là thông số quan trọng nhất vì ảnh hưởng đến khả năng lưu động chất lượng phun của dầu và quá trình cháy của nú. Độ nhớt càng cao thì lưu động kém, quá trình cháy càng kém. Khi nhiệt độ cao thì độ nhớt giảm. Phải hâm dầu khi sử dụng dầu có độ nhớt cao.a. Độ nhớt Engơle (oE)

Là tỷ trọng giữa thời gian chảy của 200mml dầu ở nhiệt độ 50oC (750C, 100oC) qua ống nhỏ giọt của nhớt kế Engơle và thời gian chảy của 200mml nước ở 20oC cũng qua ống nhỏ giọt ấy. Đây là độ nhớt tương đối .

b. Độ nhớt Xentixtoc (0CSt)

Là thời gian chảy của 60mml dầu ở 38oC (660C , 100oC) qua ống nhỏ giọt của nhớt kế xentixtoc. Nó là độ nhớt tuyệt đối.

3. Điểm động đặc.

Là nhiệt độ cao nhất mà tại đó nhiên liệu bắt đầu bị đông đặc lại (khi nghiêng bình dầu góc 45o thì dầu không thay đổi bình dáng của mình trong một phút) .Dầu đốt NH quy định điểm đông đặc <5oC. Điểu này có vai trò quan trọng trong việc lưu chuyển của dầu (ở xứ lạnh).

4. Điểm bốc cháy và điểm cháy.

* Điểm bốc cháy (bén cháy): Là nhiệt độ thấp nhất mà khi ta đưa nhọn lửa vào gần hỗn hợp sương dầu và khí thì hỗn hợp đó bốc cháy khi ta cất ngọn lửa đi thì hỗn hợp đó tắt ngay.

* Điểm cháy: Là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó khi ta đưa ngọn lửa gần vào hỗn hợp sương dầu và khí thì hỗn hợp đó cháy. Khi cất ngọn lửa đi thì hỗn hợp tiếp tục cháy trong thời gian ít nhất là 3 giõy.

Quy định điểm cháy của dầu đốt nồi hơi > 60oC để đảm bảo an toàn cho NH.

5. Hàm lượng nước.(W)

Là lượng nước chứa trong nhiên liệu. Làm nhiệt trị của nhiên liệu bị giảm, quá trình cháy không ổn định thậm chí có súng phun bị tắt không cháy được. Ngoài ra còn làm tắc, rỗ sỳng phun.

Quy định cho dầu đốt nồi hơi W<1%

6. Hàm lượng lưu huỳnh và vanadi :

Đây là 2 chất có hại của nhiên liệu.

S - Gây ăn mòn điểm sương hay ăn mòn ở nhiệt độ thấp.T≤140oc

V- Gây ăn mòn ở nhiệt độ cao.T ≥ 685oc.

7. Tạp chất rắp trong nhiên liệu (A):

Là các chất tro, cát, bụi trong nhiên liệu chúng có thể làm tắc lỗ sỳng phun, chóng mài mòn lỗ sỳng phun. Quy định cho dầu đốt nồi hơi A < 0,3%.

2-10. Khai thác vận hành nồi hơi

Trong quá trình sử dụng nồi hơi phải tuyệt đối tuân thủ các quy định trong vận hành khai thác nồi hơi. Các quy định trong quy phạm, các quy định của nhà chế tạo.

5. SƠ ĐỒ THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG TÀU THỦYHỆ THỐNG THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG HƠI NƯỚC TÀU THỦY

Nguyên lí làm việc: Tại NH thực hiện quá trình sản xuất hơi nước (gia nhiệt cho nước

hơi) biến đổi hoá năng của chất đốt thành hơi. Bầu sấy hơi: biến hơi bảo hoà hơi quá nhiệt Ở tuabin: nhiệt năng của hơi biến thành động năng của dòng hơi do

hơi giản nở trong các ống phun, động năng của hơi tác động lên các cánh tuabin làm tuabin quay.

Vì ntb cao nên phải giảm xuống thông qua hộp số (có thể thêm tuabin thực hiện quá trình chạy lùi).

Tại bầu ngưng (BN): hơi nước được làm mát để ngưng tụ thành nước.

Nước ngưng được bơm nước ngưng hút ra đưa qua bầu hâm cấp 1. Sau đó được bơm cấp nước nồi bơm qua bầu hâm cấp 2 đến NH.

+ Hệ thống TBNL hơi nước tàu thuỷ làm việc theo chu trình kín+ Lượng hơi, nước thất thoát sẽ được bổ sung.

CHƯƠNG 2. TUABINĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI TUABIN, MỤC ĐÍCH DÙNG TUABIN

Tua bin tầu thủy là một động cơ nhiệt có cánh kiểu rô to. Trong đó thế năng và động năng của dòng hơi hay khí xả động cơ diesel được biến đổi thành cơ năng làm quay rô to. Loại sử dụng hơi nước của nồi hơi gọi là tua bin hơi, loại sử dụng khí xả của động cơ diesl gọi là tua bin khí xả.

Tuabin hơi là 1 động cơ nhiệt dùng để biến đổi nhiệt năng của hơi thành công cơ học.

a. Phân loại theo công dụngPhân loại theo công dụng ta có các loại tuabin sau: Tuabin hơi chính, được sử dụng làm động lực chính cho hệ động lực tuabin

hơi nước để đẩy tàu đi. Tuabin hơi phụ, dùng để lai các máy phụ trên tàu, như động cơ lai máy

phát, máy bơm, máy thuỷ lực v.v…, Tuabin hơi phụ có cả trên các tàu hơi nước và cả trên các tàu diesel.

KẾT CẤU, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TUABIN MỘT TẦNG CÁNH

Tua bin xung kích một tầng một dãy cánh

1. Sơ đồ kết cấu.

1. Trục tua bin. 4. ống phun.2. Rô to. 5. Vỏ tua bin.3. Cánh động. 6. ống thoát hơi.

Hình 3-5: Tua bin xung kích một tầng một dãy cánh

Phía trên hình biểu diễn các đường biến thiên áp suất và tốc độ dòng hơi khi qua tầng tua bin.

Trên chu vi của rôto (đĩa) 2 có gắn các cánh động 3. Rôto được lắp với trục 1 bằng then. Hơi vào tua bin qua ống phun 4 gắn trên vỏ 5 của tua bin. Hơi sau khi làm việc thoát ra ngoài theo ống thoát 6.

2. Nguyên lý làm việc

Hơi chỉ giãn nở trong ống phun từ P0 (áp suất trước ống phun) đến P1 (sau ống phun trước cánh ). Còn trong rãnh công tác hơi không giãn nở tức là p1 = p2 , trong đó p2 là áp suất sau cánh công tác.

Trong ống phun tốc độ của dòng hơi tăng từ co tới c1 ,vào cánh động tốc độ giảm từ c1 xuống c2 .Động năng của dòng hơi biến thành cơ năng.

3. Nhược điểm: Công suất hạn chế, hiệu suất thấp.

4. Ư u điểm: Đơn giản, kích thước gọn, làm việc chắc chắn, giá thành rẻ nên nó thường dùng để lai các máy móc phụ như bơm, quạt ....

ƯU NHƯỢC ĐIỂM

1. Ưu điểm:

Động cơ tua bin tàu thuỷ có một loạt ưu điểm mà các động lực khác không có được.

- Tua bin có quá trình sinh công liên tục là quá trình sinh công có lợi nhất cho các động cơ nhiệt. Có thể sử dụng thông số hơi rất cao, tốc độ cao. Mặt khác có quá trình sinh công liên tục do đó tải trọng cơ nhiệt được giữ ở chế độ ổn định không thay đổi.

- Tua bin có tính kinh tế cao các chất công tác có khả năng giãn nở lớn và giãn nở hơi được tận dụng triệt để (thế năng ban đầu được sử dụng triệt để). Tua bin hiện đại có thông số hơi ban đầu: po = 20 100 atm

to = 600 650 0C . Giãn nở đến áp suất thải 0,05 0,03 atm

- Các chi tiết của tua bin chỉ có chuyển động quay tròn đều, không có các chuyển động tịnh tiến song phẳng do vậy động cơ làm việc êm, chi phí cho ma sát rất hạn chế, giảm tổn thất cơ giới.

- Tua bin có phạm vi mở rộng công suất rất lớn (có thể từ vài chục đến vài vạn mã lực).

- Trọng lựợng nhẹ thể tích nhỏ đặc biệt phù hợp với tầu cần tốc độ cao.

- Điều khiển, sử dụng dễ dàng. Làm việc tin cậy. Độ sẵn sàng cao. Chi phí sửa chữa phục vụ ít.

- Có nhiều khả năng để hiện đại hoá.

2. Nhược điểm.

- Vòng quay của tua bin quá lớn so với vòng quay thích hợp của chân vịt do vậy phải bố trí truyền động giảm tốc.

- Không có khả năng đảo chiều trực tiếp (tự đảo chiều).

- Hiệu suất chung còn thấp hơn so với động cơ diesel, các động cơ diesel hiện đại: 36 42%. Hệ thống tua bin tàu thuỷ: 22 26%

- Tính cơ động không cao bằng động cơ diesel.

Ưu nhược điểm của tuabin hơi.

Ưu điểm: Động cơ hoạt động liên tục, vòng quay cao (15000 rpm), quay một

chiều nên tải trọng ít thay đổi không thay đổi về ứng suất nhiệt, giảm mài mòn, êm, tuổi thọ cao, làm việc tin cậy.

Bảo quản vận hành đơn giản, buồng máy sạch sẽ (không bị rò rỉ dầu, nước ra ngoài).

Công suất lớn (1 tuabin có thể có công suất = 100.000 CV) Hiệu suất:

+ Lớn hơn so với máy hơi, tuabin khí.

+ Nhỏ hơn so với động cơ đốt trong: (máy hơi: < 16%, tuabin khí: 30%, tuabin hơi: 35%, động cơ đốt trong: 45%)

Lắp dưới tàu: trọng tâm thấp không có moment lật.

Nhược điểm Hệ thống cồng kềnh, phức tạp (chỉ lắp cho tàu lớn). Khởi động, vận hành chậm (do phải sấy). phụ thuộc vào thời gian

khởi động và dừng nồi hơi. Vòng quay quá lớn, lớn hơn nhiều vòng quay thích hợp của chân vịt,

vì vậy phải sử dụng bộ giảm tốc (hộp số) nối động cơ với chân vịt, làm tăng kích thước và trọng lượng của hệ động lực tuabin, giảm hiệu suất của hệ thống.

Không đảo chiều được: Không thể đảo chiều tuốc bin được, do đó phải có tuốc bin lùi, hoặc phải sử dụng chân vịt biến bước. Sử dụng tuabin lùi làm tăng trọng lượng và kích thước của máy, làm tăng tổn thất của hệ động lực, vì phải lai cả các bộ phận không làm việc trong chu trình của tuabin.

1. Ưu điểm Ít hỏng hóc, ít ồn, ít dao động hơn hệ động lực diesel tàu thuỷ. Chịu tải tốt hơn ở điều kiện sóng gió. Khả năng quá tải lớn. Xuất tiêu hao dầu nhờn nhỏ. Có thể dùng được dầu xấu, vì quá trình cháy trong nồi hơi là liên tục. Sử dụng đơn giản, giảm được số lần kiểm tra và sửa chữa động cơ. Có quá trình sinh công liên tục, là quá trình sinh công lợi nhất ở các động

cơ nhiệt. Động cơ chỉ có các chi tiết quay, không có phần chuyển động tịnh tiến, nên

kết cấu đơn giản hơn, giảm được tổn thất cơ giới, sử dụng an toàn và làm việc tin cậy.

Khả năng sinh công lớn, hiệu suất động cơ cao, trọng lượng nhỏ, thể tích nhỏ.

Có thể dễ dàng hiện đại hoá hệ động lực. Có thể sử dụng được năng lượng nguyên tử. Có nhiều triển vọng trong công nghiệp tàu thuỷ.

2. Nhược điểm Không thể đảo chiều tuabin được, do đó phải có tuabin lùi, hoặc phải sử

dụng chân vịt biến bước. Sử dụng tuabin lùi làm tăng trọng lượng và kích thước của máy, làm tăng tổn thất của hệ động lực, vì phải lai cả các bộ phận không làm việc trong chu trình của tuabin.

Vòng quay của tuabin quá lớn, lớn hơn nhiều vòng quay thích hợp của chân vịt, vì vậy phải sử dụng bộ giảm tốc (hộp số) nối động cơ với chân vịt, làm

tăng kích thước và trọng lượng của hệ động lực tuabin, giảm hiệu suất của hệ thống.

Hiệu suất chung của hệ động lực tuabin nhỏ. Hệ động lực diesel có hiệu suất chung bằng 3642%; hệ động lực tuabin có hiệu suất chung bằng 2226%.

Suất tiêu hao nhiên liệu lớn. Thời gian khởi động và dừng hệ thống lâu, phụ thuộc vào thời gian khởi

động và dừng nồi hơi.

CHƯƠNG 3. ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONGKHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Động cơ nhiệt bao gồm động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài.Động cơ đốt ngoài: Là loại động cơ nhiệt có quá trình đốt cháy nhiên liệu

được tiến hành ở bên ngoài động cơ. (Ví dụ: Máy hơi nước kiểu piston, tua bin hơi nước ...)

Động cơ đốt trong: Là loại động cơ nhiệt trong đó việc đốt cháy nhiên liệu, sự toả nhiệt và quá trình chuyển hoá từ nhiệt năng của môi chất công tác (hỗn hợp khí đốt do việc cháy nhiên liệu), sang cơ năng được tiến hành ngay trong bản thân động cơ. (VD: động cơ diesel, động cơ cacbua ratơ, động cơ ga ...)

Động cơ đốt trong là một động cơ nhiệt. Nhiên liệu được đốt cháy chuyển hoá từ nhiệt năng cơ năng xảy ra bên trong

động cơ.

PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

0.1. Theo cách thực hiện chu trình công tác.

Động cơ 4 kì: chu trình công tác được hoàn thành trong thời gian 4 hành trình của piston (2 vòng quay trục khuỷu).

Động cơ 2 kì: chu trình công tác được hoàn thành trong thời gian 2 hành trình của piston tương ứng với 1 vòng quay trục khuỷu.

VẼ ĐỒ THỊ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

Nguyên lí làm việc của động cơ diesel 4 kì :

Xét khi piston ở vị trí ĐCT. Tại đây ta có: +Vmin = Vc

+ = 00 (góc quay trục khuỷu : 4 kì: = 0 - 7200

Hành trình thứ nhất: hành trình nạp Khi piston ở ĐCT Vc chứa đầy sản phẩm cháy còn sót lại của chu trình

trước. Điểm đặt trưng cho trạng thái của nó là điểm 5. P5 = P0 (áp suất khí quyển).

Khi trục khuỷu quay: piston dịch chuyển xuống, V tăng lên tạo chân không. Khi áp suất P5 < P0 thì không khí được hút vào xylanh nhờ supáp nạp đã mở (lúc này supáp xả đóng).

Trên đồ thị công thì hành trình nạp ứng với đường cong 5-5’-1. Để cải thiện quá trình nạp tốt hơn (đẩy khí sót, tăng khí nạp: người ta cho

supáp nạp mở sớm trước khi piston đến ĐCT. Góc mở sớm là 1=4’-5. Thường 1: 180 – 300

Đồng thời supáp nạp được đóng muộn hơn so với ĐCD (tại điểm 1’), góc đóng muộn là 2 = 1-1’. Thường thì 2 = 180 – 450: với động cơ không tăng áp.

Vì supáp nạp mở sớm, đóng muộn nên thới gian nạp thực tế của quá trình nạp lớn hơn thới gian của hành trình nạp.

Hành trình thứ hai: hành trình nén Piston đi từ ĐCD đến ĐCT, thể tích xylanh giảm dần không khí bị nén lại, do

đó nhiệt độ và áp suất tăng lên (cuối quá trình nén thì Tc = 600 – 8000C và Pc = 3,0 – 5,0 Mpa).

Vì supáp nạp đóng muộn nên thời gian của quá trình nén nhỏ hơn thời gian của hành trình nén.

Để quá trình cháy của nhiên liệu tốt hơn (có thời gian chuẩn bị cháy) người ta cho phun nhiên liệu (qua BCA – vòi phun) vào xylanh sớm hơn so với ĐCT, góc phun sớm là 3= 2’-2 (thường 3 = 10 – 300)

Thời gian chuẩn bị cháy dài hay ngắn phụ thuộc rất nhiềy yếu tố: tính chất của nhiên liệu, chất lượng hạt nhiên liệu, nhiệt độ và áp suất của không khí nén & sự hoà trộn của hỗn hợp.

Hành trình thứ ba: hành trình cháy và giản nở Piston đi từ ĐCT xuống ĐCD. Hành trình này bao gồm quá trình cháy và quá

trình giản nở. Sau khi kết thúc giai đoạn chuẩn bị cháy, số nhiên liệu trong xylanh được cháy

nhanh. Ap suất (P) tăng lên đột ngột (Pz). Sau đó quá trình cháy được tiến hành tương đối đều hơn vì số nhiên liệu được cấp vào bốc cháy nhanh hơn (P const).

Trên đồ thị giai đoạn cháy là giai đoạn yz. Quá trình cháy kết thúc hoàn toàn tại 3. Từ 3 là quá trình giản nở của sản phẩm

cháy đẩy piston xuống ĐCD. Ap suất khí cháy trong quá trình giản nở truyền trực tiếp cho piston để sinh

công có ích. Vì vậy hành trình thứ ba này được gọi là hành trình công tác (đường 2-3-3’).

Hành trình thứ tư : hành trình thải Piston đi từ ĐCD lên ĐCT (supáp xả mở, sản phẩm cháy bị đẩy ra khỏi

xylanh). Để cải thiện quá trình thải, để giảm Pr ở giai đoạn thải (sẽ giảm được công

tiêu hao piston đẩy khí thải ra ngoài. Người ta cho supáp xả mở sớm (trước ĐCD) một góc 5 35 – 450 = 3’-4.

Tại điểm b:+ Pb = 0,25 – 0,5 Mpa.+ Tb = 650 – 7500C.

Đồng thời để đẩy sạch sản phẩm cháy, supáp xả lại được đóng muộn hơn so với ĐCT (điểm 5’). Góc đóng muộn là 6 =5-5’ (18 – 250)

Cuối quá trình thải:+ Pr’ = 0,103 – 0,105 Mpa.+ Tr’ = 350 – 4500C.

Do có sự mở sớm và đóng muộn của supáp xả nên thời gian của quá trình thải lớn hơn thời gian của hành trình thải.

Trên đồ thị tròn ta thấy có giai đoạn cả hai supáp đều mở: gọi là góc trùng điệp của supáp: 4 = 1 + 6 và 4 trùng với 4’-5’.

Sau khi kết thúc quá trình thải tức động cơ đã hoàn thành một chu trình công tác thì một chu trình công tác mới tiếp theo được bắt đầu.

Thông qua đồ thị ta có một số kết luận: Toàn bộ chu trình công tác của động cơ 4 kì thực hiện trong hai vòng quay

trục khuỷu hay 4 hành trình của piston.

Trong 4 hành trình chỉ có hành trình cháy giản nở (hành trình thứ 3) là chất công tác sinh công (công dương). Còn 3 hành trình còn lại (nạp, nén, thải) là 3 hành trình tiêu tốn công (công âm). Công này được thực hiện nhờ moment quán tính của các chi tiết quay của động cơ: bánh đà, trục khuỷu. Hoặc nhờ công của các xylanh khác (động cơ nhiều xylanh).

Thời điểm đóng mở các supáp, phun nhiên liệu không trùng với ĐCT, ĐCD của piston được gọi là thời điểm phân phối khí. Sự lựa chọn các góc phân phối khí có ảnh hưởng rất nhiều đến công suất (N) và tính kinh tế của động cơ.

Nguyên lý làm việc của động cơ Diesel 2 kì Một vài đặc điểm về cấu tạo,

nguyên lí làm việc của động cơ diesel 2 kì.

Các cửa nạp khí mới, xả khí củ được khoét bên hông sơmi xylanh của động cơ (cửa nạp một bên, cửa thải một bên. Mỗi cửa bằng ½ chu vi xylanh). Mép trên của cửa xả cao hơn cửa nạp, mép dưới hai cửa bằng nhau và trùng với ĐCD của piston. Việc đóng mở các cửa nạp và xả do piston thực hiện.

Hình 6: Đồ thị công chỉ thị và đồ thị phân phối khí của động cơ 2 kì Đặc biệt có loại động cơ hai kì

không có cửa xả trên thân sơmi xylanh thì phải có supáp xả trên nắp xylanh (gọi là động cơ hai kì quét thẳng).

Động cơ hai kì bắt buộc Pquét > Pkq (>1,15 at) mới thực hiện được quá trình nạp quét khí được. Vì vậy phải có máy nén không khí (bơm piston, bơm roto, ...). hoặc dùng hốc dưới của piston cùng với không gian cácte làm bơm quét.

Chu trình công tác của động cơ hai kì tiến hành như sau:

Hành trình thứ nhất: hành trình cháy và giản nở Xét khi piston đi từ ĐCT xuống ĐCD: ở hành trình này động cơ thực hiện quá

trình cháy và giản nở (sinh công) (đoạn z – b). Ở cuối quá trình giản nở khi mép trên của piston đi qua mép trên của cửa xả,

xylanh thông với bên ngoài, sản phẩm cháy có P > Pkq nên tự do thải ra ngoài cho tới khi áp suất trong xylanh giảm xuống bằng hoặc lớn hơn một chút so với áp suất khí quét (Pkq) ở cửa nạp.

Piston tiếp tục đi xuống: Khi mép trên của piston đi qua mép trên của cửa nạp (mở cửa nạp) Pquét > Pkq đưa khí nạp vào xylanh (vì hai cửa nạp và xả cùng mở nên khí mới đẩy khí xả ra ngoài đồng thời nạp đầy khí mới vào xylanh: hai quá trình thực hiện đồng thời nên còn gọi là giai đoạn quét khí. Kết thúc khi piston ở ĐCD.

Quá trình quét – xả: bkda.

Hành trình thứ hai: hành trình nén Khi piston đi từ ĐCD lên ĐCT: quá trình quét của không khí sạch vẫn tiếp tục

cho đến khi piston đóng cửa nạp. Sau khi đóng cửa nạp không khí mới vẫn xả ra ngoài một ít (vì lúc này cửa xả vẫn mở).

Quá trình nén bắt đầu khi piston đóng kín cửa xả và kết thúc khi piston ở ĐCT (đoạn a–c). Áp suất và nhiệt độ của không khí tăng dần. Trước ĐCT một góc 5–300 thì nhiên liệu được phun vào (góc phun sớm) tạo điều kiện cho quá trình cháy, gần ĐCT thì quá trình cháy bắt đầu (c_z)

Khi piston đi xuống thì một chu trình mới lại bắt đầu.

Một số kết luận: Chu trình công tác của động cơ thực hiện trong hai hành trình của piston hoặc

một vòng quay trục khuỷu. Phải tốn một công để lai máy nén (6 – 12 Ni). Khi quét khí có một phần khí nạp bị dò lọt do lẫn trong sản phẩm cháy tổn

thất khí nạp . Một phần hành trình của piston dùng vào việc quét và thải khí.

Piston đi lên (ĐCD lên ĐCT) thực hiện kỳ nén, đi xuống (ĐCT xuống ĐCD) thực hiện kỳ cháy giãn nở sinh công. Vào đầu các kỳ nén và cuối kỳ giãn nở, có các quá trình thải khí cháy, nạp không khí và quét khí cháy mà người ta thường gọi là quá trình trao đổi khí.

Sự khác nhau cơ bản tính chất hai loại động cơ (bốn kỳ và hai kỳ) là hình thức sinh công và trao đổi khí. Trong đó động cơ hai kỳ sinh công sau một vòng quay còn động cơ bốn kỳ sinh công sau hai vòng quay trục khuỷu. Như vậy, nếu hai loại động cơ có cùng số vòng quay và kích thước cơ bản thì động cơ hai kỳ về lý thuyết có công suất lớn gấp hai lần động cơ bốn kỳ. Thực tế, một phần hành trình phải sử dụng cho các quá trình trao đổi khí, động cơ hai kỳ chỉ sinh công suất lớn hơn động cơ bốn kỳ có 1.8 lần. Ngoài ra, để thực hiện được quá trình trao đổi khí (nạp và quét khi) động cơ hai kỳ đòi hỏi không khí nạp phải được nén sơ bộ trước để có áp suất cao hơn so với không khí môi trường.

Hình 1.7 Đồ thị công chỉ thị của động cơ diesel hai kỳ

Hình 1.8 Đồ thị tròn trao đổi khí động cơ diesel bốn kỳ

4. CÁC HÌNH THỨC QUÉT KHÍ Ở ĐỘNG CƠ 2 KỲ

Các hình thức quét khí ở động cơ hai kì. Quá trình thải sản phẩm cháy và nạp không khí mới ở động cơ hai kì chiếm

khoảng 120 – 1500 góc quay trục khuỷu (4K > 3600). Trong quá trình ấy xảy ra quá trình hoà trộn giữa khí mới và sản phẩm cháy và một số vùng (góc chết) trong xylanh không khí quét không tới được.

Chất lượng của quá trình thải sản phẩm cháy và nạp không khí mới của động cơ 2K phụ thuộc vào đặc điểm của hệ thống quét và thải

Dựa vào phương hướng vận động của dòng không khí quét người ta chia thành hai loại: quét vòng và quét thẳng.

z

c

ba

P

V

z’

e

k

Vc Vs

Quét vòng:

Dòng không khí đi theo đường vòng: các cửa nạp và thải đặt ở phần dưới của xylanh và được đóng mở nhờ piston.

Dựa vào vị trí các cửa người ta chia ra:+ Quét vòng đặt ngang: cửa thải đối diện cửa quét. + Quét vòng đặt một bên: cửa thải và cửa quét đặt một bên vách xylanh+ Quét vòng đặt xung quanh: cửa thải , cửa quét đặt xung quanh.+ Quét vòng đặt hỗn hợp: kết hợp.

Chiều cao của cửa thải và cửa quét ở hệ thống quét vòng có 3 trường hợp:+ Mép trên cửa thải cao hơn mép trên cửa quét+ Mép trên cửa thải thấp hơn mép trên cửa quét.

Nếu chỉ có một hàng cửa quét thì tất cả cửa quét phải lắp van một chiều. Nếu có hai hàng cửa quét thì chỉ cần lắp van một chiều cho hàng cửa quét phía trên.+ Mép trên cửa thải ngang với mép trên cửa quét (phải lắp van một chiều tự

động trong cửa quét.

Hệ thống quét thẳng:Dòng không khí quét chỉ theo một chiều. Các cơ cấu của hệ thống quét

được đặt ở hai đầu xylanh (cửa quét ở dưới xylanh, supáp xả ở nắp xylanh).Ở động cơ đối đỉnh thì cửa xả ở một phía xylanh do một piston điều khiển, còn cửa nạp thì ở phía bên kia và do piston kia điều khiển. 5. SO SÁNH ĐỘNG CƠ 4 KỲ VÀ 2 KỲ

So sánh hai loại động cơ 4 kì và 2 kì: Nếu hai động cơ cùng các kích thước (D, S, n, i) thì về mặt lý thuyết N2k=2N4k.

Nhưng thực tế chỉ lớn hơn 1,6 – 1,8 lần do phải tốn một phần công suất cho máy nén khí và một phần của hành trình để quét thải và bị dò lọt khí nạp.

Quá trình thải khí củ và nạp khí mới của 4 kì tốt hơn (hoàn hảo hơn) và các quá trình này được thực hiện trong hai hành trình.

Cấu tạo cơ cấu quét khí 2 kì đơn giản hơn 4 kì (quét vòng không có supáp nạp, xả). Nhưng 2 kì phải có máy nén khí.

Động cơ 2 kì thì moment quay biến đổi điều đặn hơn (vì cả chu trình chỉ trong hai hành trình của piston)

Động cơ 4 kì dể chọn góc phân phối khí vì chỉ cần thay đổi cơ cấu cam (vị trí, biến dạng) trên trục phân phối (thay đổi sớm muộn)

Góc ứng với quá trình cháy_ giản nở của 4K > 2K:+ Động cơ 4K gần bằng 1400.+ Động cơ 2K gần bằng 100 – 1200.

Bằng phương pháp tăng áp có thể tăng công suất động cơ 4K dể hơn vì ứng suất nhiệt và hệ thống tăng áp của nó cũng đơn giản hơn 2K

Tính kinh tế của hai loại động cơ gần như nhau (140 – 190 g/mlh).

6. CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ

MỘT VÀI THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ

4.1. Áp suất chỉ thị bình quân [Pi]:(sơ đồ công chỉ thị bình quân)Là áp suất quy ước trung bình không đổi của khí trong xylanh công tác, tác

dụng lên piston trong thời gian một hành trình của nó, thực hiện một công bằng công của toàn bộ chu trình khi P thay đổi.

Áp suất chỉ thị bình quân (Pi) là tỉ số giữa công chỉ thị (Li) của chu trình với thể tích công tác (Vs) của xylanh.

Pi = (1)

Về ý nghĩa hình học: Pi là chiều cao trung bình của diện tích đồ thị công theo một tỉ lệ xích nào đó.

Pi là một thông số quan trọng để kiểm tra quá trình công tác và tải động cơ. Độ chênh lệch giá trị Pi giữa các xylanh không được lớn hơn 2,5% giá trị trung bình của động cơ.

Muốn thay đổi Pi của từng xylanh ta có thể thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho chu trình. Trong khai thác động cơ nếu tải giữa các xylanh không đồng đều sẽ gây quá tải cục bộ cho từng xylanh, ảnh hưởng xấu đến độ tin cậy, tuổi thọ, tính kinh tế của động cơ.

Đối với động cơ thấp tốc có thể đo được đồ thị công chỉ thị bằng INDICATOR. Từ đó có thể tính được Pi.

+ Đối với động cơ không tăng áp: Pi = 0,3 – 1 Mpa.+ Đối với động cơ có tăng áp: Pi = 2,0 Mpa hoặc lớn hơn.

4.2. Công suất chỉ thị

Công suất chỉ thị của động cơ Công suất ứng với công chỉ thị của chu trình gọi là công suất chỉ thị

Theo (1) thì Li = Pi.Vs (kJ) hay Nm. Công suất chỉ thị của một xylanh:

Ni = (w).

+ z : số kì (4kì: z = 4; 2 kì: z = 2)+ n: vòng quay động cơ (v/phút).

Vậy Ni của cả động cơ : Ni = Ni (XL). i (số xylanh).

Ni = (w).

Công suất có ích của động cơ (Ne). Là công suất đo được tại bích ra của trục động cơ. Ở đó công suất của động

cơ được truyền cho phụ tải (chân vịt, máy phát, ...)

Ne < Ni : một lượng bằng công của tất cả các lực cản: +Công tiêu hao cho ma sát.+Công dẫn động bơm, cơ cấu phân phối+Động cơ 2 kì: máy nén, ...

Nếu gọi Nm là công suất cơ giới (công của các loại cản trở trên) thì:Ne =Ni – Nm.

Tỉ số giữa Ne và Ni gọi là hiệu suất cơ giới của động cơ.

m = = (0,05 – 0,93).

Tích số giữa Pi và m gọi là áp suất có ích trung bình của động cơ (Pe) Pe = .Pi (N/m2) Hoặc : Ne = m.Ni

Ne = m.Pi (w).

4.3. Hiệu suất chỉ thịHiệu suất của động cơ là tỉ số giữa nhiệt lượng biến thành công có ích và

nhiệt lượng cấp vào chu trình.Nhiệt lượng cấp cho động cơ gồm 2 phần:

Phần Q có ích = 40 ÷ 45% Phần Q bị tổn thất:

+ Do khí xả mang đi: 20 ÷ 25%.+ Do làm mát mang đi: 25÷30%.+ Do tổn thất khác (toả ra môi trường): 8 ÷10%.

Có 2 loại hiệu suất:

Hiệu suất chỉ thị:

I =

+Li: công chỉ thị của động cơ. (Li = 3600.Ni (sinh ra trong 1 giờ))+QCV: nhiệt lượng cấp cho động cơ trong 1 giờ.

Nếu trong 1 giờ đốt hết Bkg nhiên liệu có Qthấp (QH: nhiệt lượng toả ra khi đốt 1kg nhiên liệu: kJ/kg) thì QCV = B.QH.

I = =

Mà = gi (suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị của động cơ: g/ml.h).

Vậy: I =

Hiệu suất có ích:

e =

Biến đổi tương tự: e =

Trong đó:+ ge: suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ. Là thông số cơ bản đặt

trưng cho động cơ. Nó đánh giá tính kinh tế và mức độ hoàn hảo của động cơ.+ Đối với động cơ tàu thuỷ thì ge = 200 ÷ 240g/kWh.

7. CÁC HỆ THỐNG TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠ

CÁC PHƯƠNG PHÁP TĂNG ÁP CHO ĐỘNG CƠNếu gọi P0: là áp suất của không khí trước máy nén PK: là áp suất của không khí sau máy nén.

Thì = : gọi là tỉ số tăng áp suất.

Động cơ tăng áp thấp thì = 1,3÷1,9 N tăng 1,5 lần. Động cơ tăng áp trung bình thì = 1,9÷2,5 N tăng 2,0 lần. Động cơ tăng áp cao thì = 2,5÷3,5 N tăng 2,5÷3,0 lần.

Các loại máy nén khí thường dùng cho tăng áp Máy nén kiểu piston. Máy nén kiểu li tâm (cánh quạt). Máy nén kiểu Roto.

Phương pháp dẫn động máy nén khí Dẫn động bằng cơ giới tăng áp bằng truyền động cơ giới (do động cơ

chính hoặc động cơ điện lai). Dẫn động bằng tuabin khí thải tăng áp bằng tuabin khí thải. Kết hợp cả hai phương pháp trên tăng áp hỗn hợp.

Làm mát khí tăng áp Không khí sau khi bị nén ở MN thì nhiệt độ tăng lên (80 – 1000C). Để tăng

được mật độ của không khí và hạ thấp ứng suất nhiệt của các chi tiết thuộc nhóm piston –xylanh người ta phải làm mát không khí nén trước khi đưa vào động cơ.

Việc làm mát được thực hiện tại các bầu làm mát (bầu sinh hàn) khí tăng áp. Công chất làm mát thường là nước ngoài mạn tàu (nước đi trong ống, không khí bên ngoài).

Tăng áp bằng truyền động cơ giới

Giới thiệu: Người ta thường sử dụng máy nén piston, máy nén roto và do trục khuỷu

của động cơ dẫn động thông qua bộ truyền động có thể là: + Bánh răng.+ Xích.+ Đai (dây curoa).

Đặc biệt ở những động cơ có patanh bàn trượt người ta thường tận dụng không gian phía dưới của piston làm máy nén tăng áp.

Nhận xét: Hiệu quả tăng áp theo phương pháp này kém. Pk 0,15 – 0,16Mpa. Nếu muốn tăng Pk công suất tiêu thụ cho máy nén sẽ

tăng lên (vượt quá 10%) đ/cơ giảm xuống.+ MN roto thì: Pk = 0,150 – 0,155 Mpa.+ MN li tâm thì: Pk < 0,28 Mpa.

Ne = Ni – Nm – Nk

+ Nm: công suất tổn thất cơ giới

+ Nk: công suất tổn thất do lai máy nén. Nếu tiếp tục tăng Pk Tk Nk tăng. Do đó Ne tăng rất ít, thậm chí còn

giảm nếu như số tăng công suất chỉ thị ( Ni) nhỏ hơn số tăng công suất tiêu thụ cho máy nén ( Nk).

Tăng áp bằng tuabin khí thảiĐây là biện pháp tốt nhất để làm tăng cộng suất động cơ và nâng cao các

chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật của động cơ.Hiện nay đang được áp dụng rộng rải cho động cơ Diesel.

Giới thiệu sơ đồ Khí thải sau khi ra khỏi động cơ được đưa đến tuabin, nhờ năng lượng của

khí thải làm cho trục tuabin quay. Trên trục tuabin có lắp một máy nén (li tâm). Máy nén hút không khí ở ngoài trời (P0) nén lên Pk rồi đưa vào động cơ (trước khi vào động cơ khí nén được làm mát)

Nhận xét: Lượng không khí nén cấp cho động cơ được tự động biến đổi theo công suất

của động cơ (Nđ/cơ). Nđ/cơ tăng năng lượng chứa trong khí thải càng lớn không khí nén cấp cho động cơ càng nhiều. Đây là ưu điểm nổi bật của phương pháp tăng áp bằng tuabin khí thải.

Trong phương pháp tăng áp bằng cơ giới: lượng không khí nén cấp cho động cơ trong mỗi chu trình phụ thuộc vào vòng quay động cơ (nd/cơ) mà không phụ thuộc vào phụ tải của động cơ. Vì vậy khi giảm tải vẫn phải tiêu

hao một phần công suất cho khối lượng không khí nén thừa không cần thiết đưa vào động cơ trong chế độ nhỏ tải.

Nếu so sánh có 2 động cơ có 2 phương pháp tăng áp cơ giới và tuabin khí thải khi cùng một Ni thì Ne của động cơ tăng áp bằng tuabin khí thải sẽ lớn hơn Ne của động cơ tăng áp bằng cơ giới một lượng bằng Nk. Vì vậy hiệu suất của động cơ tăng áp khí thải > động cơ tăng áp cơ giới (4 – 6%)

Tính kinh tế của động cơ tăng áp khí thải vì phần lớn quá trình cháy của nhiên liệu diễn ra ở điều kiện V = const nhiệt độ lớn nhất của chu trình sẽ cao, tổn thất cơ giới tăng không đáng kể, khi đó vẫn tận dụng được năng lượng của khí thải

Góc phân phối khí của động cơ tăng áp khí thải lớn hơn (góc trùng )

làm sạch khí sót và làm mát buồng đốt tốt hơn.

Tăng áp hỗn hợp Là biện pháp sử dụng cùng lúc cả 2 máy nén (máy nén của tuabin khí

thải và máy nén truyền động cơ giới) Có 2 phương pháp tăng áp hỗn hợp:

+ Tăng áp hỗn hợp nối tiếp+ Tăng áp hỗn hợp song song.

Có thể sử dụng hốc dưới piston của động cơ có patanh bàn trượt làm cấp tăng áp cơ giới (mắc song song).

Nhận xét: + Ưu điểm của phương pháp song song là lưu lượng không khí qua mỗi

máy nén đều nhỏ hơn do đó kích thước máy nén nhỏ hơn so với tăng áp nối tiếp (đối với tăng áp nối tiếp: máy nén thứ 2 (cơ giới) phải lớn).

+ Hệ thống tăng áp hỗn hợp có cấu tạo phức tạp hơn nhiều (vì phải có 2 máy nén).

CHƯƠNG 4. CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ(NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ - NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC)

HỆ THỐNG LÀM MÁT

HỆ THỐNG LÀM MÁT

1.1. Nhiệm vụ: Làm mát cho động cơ và các thiết bị khác: máy nén khí, gối đỡ hệ trục, hộp số, ... Đối với động cơ cần làm mát các chi tiết có nhiệt độ cao: sơmi xylanh, nắp

xylanh, supáp xả, vòi phun, ống xả, ... Mục đích chủ yếu của việc làm mát động cơ là giữ cho các chi tiết của động cơ ở

một nhiệt độ nhất định, đảm bảo khả năng làm việc của vật liệu chế tạo và làm tăng tuổi thọ cho động cơ.

1.2. Yêu cầu: Trong một hệ động lực có nhiều động cơ thì mỗi động cơ phải có một hệ

thống làm mát độc lập, song phải có sự liên hệ và hỗ trợ lẫn nhau. Mỗi hệ thống làm mát phải có 2 bơm mắc song song (1 bơm dự phòng). Các van thông biển phải đảm bảo hút nước trong mọi điều kiện dể dàng:

thông mạn, thông đáy. Nhiệt độ, áp suất của nước làm mát khi vào, ra khỏi động cơ phải xác định

được và điều chỉnh được.Hệ thống làm mát gián tiếp: TFW ra = 75 – 900C.

I. Nhiệm vụ của hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát có nhiệm vụ mang một phần nhiệt từ các chi tiết của động cơ (ví dụ: Sơ mi xilanh, nắp xilanh, đỉnh piston...) bị nóng lên trong quá trình làm việc do tiếp xúc với khí cháy hoặc do ma sát. Ngoài ra còn có nhiệm vụ làm mát cho khí tăng áp, dầu bôi trơn.

Để làm mát xilanh và nắp xilanh người ta thường dùng nước ngọt hay nước biển.

Để làm đỉnh piston, thường dùng dầu bôi trơn hay nước ngọt làm mát riêng. Công chất làm mát có thể là nước ngọt hay dầu diesel nhẹ.

II. Các hệ thống làm mát dùng cho diesel tàu thuỷ

Có 2 loại:

- Hệ thống làm mát hở.

- Hệ thống làm mát kín.

1. Hệ thống làm mát hở (1 vòng)

Hệ thống này dùng nước ngoài mạn tàu để làm mát trực tiếp cho động cơ sau đó lại xả ra ngoài mạn. Hệ thống làm mát hở thường dùng cho động cơ công suất nhỏ.

* Nguyên lý làm việc:

Nước ngoài mạn tàu qua van thông biển, qua bầu lọc đến bơm đưa đi làm mát cho dầu ở sinh hàn dầu và sau đó đi làm mát cho các bộ phận trong động cơ, sau đó xả ra ngoài mạn tàu. Để tránh nước vào làm mát cho động cơ quá lạnh, người ta nối giữa đường ra và đường vào của nước làm mát bằng một đường ống trên đó bố trí van điều tiết nhiệt độ.

* Sơ đồ hệ thống.

Hình 5-13: Hệ thống làm mát hở

Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ.

Nhược điểm: Có nhiều nhược điểm lớn chính như sau:

- Nhiệt độ nước làm mát ra khỏi động cơ không được vượt quá 50 - 550C để trỏnh tạo ra hiện tượng kết tủa muối làm giảm khả năng trao đổi nhiệt của hệ thống, ngoài ra lượng muối đóng cặn (tích tụ) trên đường ống làm tắc ống. Nhiệt độ nước ngoài tàu thay đổi rất lớn (từ 5 - 300C) tuỳ thuộc vào vùng hoạt động của tàu và thời tiết dẫn đến nhiệt độ của các vách làm mát cũng thay đổi làm cho ứng suất nhiệt của các chi tiết tăng lên. Ngoài ra khi nhiệt độ thấp có khả năng ngưng tụ hơi nước kết hợp với sản phẩm cháy tạo thành các loại axít làm tăng mức độ ăn mòn sơmi xilanh.

- Dù đã lọc qua bầu lọc nhưng nước vẫn bị bẩn (do bùn, cát...) nên các khoang làm mát xilanh và nắp xilanh bị bẩn rất nhanh, gây nên những điểm nóng cục bộ dẫn đến việc tạo ra các vết nứt trên những bề mặt đó.

2. Hệ thống làm mát kín (2 vòng)

Hệ thống này gồm 2 vòng tuần hoàn.

- Vòng tuần hoàn nước ngọt: Làm mát trực tiếp cho động cơ, máy nén tăng áp, tua bin khí xả... và nó tuần hoàn trong một chu trình kín.

- Vòng tuần hoàn nước mặn: Dùng nước ngoài mạn tàu làm mát cho dầu nhờn, nước ngọt, không khí tăng áp rồi xả ra ngoài mạn tàu.

* Sơ đồ hệ thống.

Vanth«ng biÓn BÇu läc

V-1B¬m

Sinh hµn dÇu nhên

§ éngc¬

Diesel

Van ®iÒu tiÕt nhiÖt ®éVanx¶ m¹n

Hình 5-14: Hệ thống làm mát kín

* Nguyên lý làm việc.

+ Vòng tuần hoàn hở: Nước từ ngoài mạn tàu qua van thông biển, qua phin lọc nhờ bơm qua sinh hàn dầu nhờn, sinh hàn nước ngọt đồng thời qua làm mát cho sinh hàn khớ tăng áp rồi ra ngoài.

+ Vòng tuần hoàn kín: Nước ngọt sau khi ở động cơ ra qua sinh hàn nước ngọt được bơm hút đưa vào động cơ. Một phần nước nóng ra khỏi động cơ được đưa vào két dãn nở để thoát hơi, thoát khí (tránh tích hơi trong khoang nước). Sau đó lại về trước bơm. Lượng nước hao hụt được bổ sung qua két dãn nở.

Các van điều tiết nhiệt độ duy trì nhiệt độ cần thiết cho hệ thống . Trước khi khởi động động cơ cần hâm động cơ ta mở hơi hâm vào bầu hâm,

sau đó chạy bơm nước ngọt.Nhiệt độ nước ngọt ra khỏi động cơ khoảng 65- 800C, còn hiệu số nhiệt độ

nước ngọt ở cửa ra và vào động cơ khoảng ∆T = 8 ữ 10oc.

* Ưu điểm: Khống chế được chất lượng nước làm mát nên hệ thống đường ống, các khoang chứa nước làm mát sạch. Mặt khác đảm bảo nhiệt độ nước vào động cơ không thấp quá nên giảm được ứng suất nhiệt.

* Nhược điểm: Hệ thống cồng kềnh, phải mang theo nước ngọt.

HỆ THỐNG BÔI TRƠN

HỆ THỐNG DẦU NHỜN

1.3. Giới thiệu chung Các loại dầu nhờn thường dùng cho HĐL tàu thuỷ:

Dầu bôi trơn: (dầu tuần hoàn, dầu xylanh): ME, GE, máy nén lạnh, máy nén khí, máy lọc FO, LO, ...

Dầu bôi trơn chi tiết: Tuabin tăng áp, hộp số, điều tốc, ...Dầu thuỷ lực: tời, neo, cẩu, máy lái, hệ thống điều khiển.

1.4. Nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống

1.4.1.Nhiệm vụ:

Cung cấp liên tục , đầy đủ dầu bôi trơn cho động cơ trong mọi điều kiện để tạo chêm dầu, giảm ma sát tăng hiệu suất cơ giới của động cơ.

Làm sạch bề mặt ma sát, giảm mài mòn, tăng tuổi thọ động cơ. Làm mát các bề mặt ma sát bằng cách truyền nhiệt: nhận nhiệt của các chi tiết

mang ra khỏi động cơ và truyền cho nước làm mát ở bầu sinh hàn (BSH). Tăng độ kín khít cho nhóm chi tiết piston – sơmi. Làm công chất cho các hệ thống thuỷ lực, ly hợp, đảo chiều, tự động điều khiển.

1.4.2.Các yêu cầu

Nếu hệ động lực có nhiều động cơ thì mỗi động cơ phải có một hệ thống độc lập và các hệ thống đó có thể hỗ trợ cho nhau.

Phải xác định và điều chỉnh được các thông số P, T của dầu nhờn trước và sau khi vào động cơ.

Phải bảo đảm chất lượng dầu nhờn: lọc sạch, không có nước. Hệ thống phải đơn giản, làm việc tin cậy, dể sử dụng, suất tiêu hao dầu nhờn là

nhỏ nhất.

1.5. Các phương pháp xử lý dầu bôi trơnViệc làm sạch LO đối với động cơ là vô cùng quan trọng, nó góp phần nâng

cao tuổi thọ cho động cơ. Vì vậy trong hệ thống LO nhất thiết phải có thiết bị xử lý LO sau mỗi chu kì làm việc.

Có 2 cách xử lý LO: Xử lý song song. Xử lý thay thế.

1.5.1.Xử lý song song:

Trong hệ thống có các thết bị chuyên dùng: máy lọc, bầu lọc (tinh, thô) để tách tạp chất và nước ra khỏi LO (lượng dầu đi qua thiết bị lọc chiếm 15 – 20% tổng lượng dầu LO trong hệ thống, lượng hao hụt được bổ sung).

Ưu điểm của phương pháp này là chất lượng LO được ổn định. Nhưng hệ thống lại phức tạp, thường chỉ áp dụng cho tàu lớn – hành trình dài.

1.5.2.Xử lý thay thế:

LO được thay thế sau thời gian sử dụng theo quy định (khi chất lượng LO giảm tới mức giới hạn, thời gian thay LO phụ thuộc vào loại động cơ).

Dầu củ được dùng vào mục đích khác hoặc tái sinh. Ưu điểm: đơn giản.

Nhược điểm: chất lượng LO giảm theo thời gian làm việc giảm tuổi thọ động cơ. Nên thường chỉ áp dụng cho tàu nhỏ – hành trình ngắn.

1.6. Các phương pháp bôi trơn

a) Bôi trơn thủ công:

Người thợ định kì tra dầu vào các vị trí phụ như: supáp, đòn gánh (động cơ thấp tốc)

b) Bôi trơn kiểu nhỏ giọt:

Dùng thiết bị đặc biệt có thể điều chỉnh lượng dầu nhỏ xuống các chi tiết cần bôi trơn (van, ...).

c) Bôi trơn kiểu vung toé:

Đầu to biên va đập vào dầu trong cácte động cơ vung dầu lên bôi trơn mặt gương sơmi xylanh, dầu nhỏ biên, ...

Lắp vòng gạt dầu trong các ổ đỡ, bệ chõi.

d) Bôi trơn bằng áp lực tuần hoàn

Đây là phương pháp phổ biến, sử dụng bơm LO áp suất cao thông qua hệ thống đưa dầu đến chổ cần bôi trơn.

Ưu điểm:Độ tin cậy cao.Chất lượng bôi trơn tốt.Làm mát bề mặt ma sát tốt.Có thể sử dụng LO có độ nhớt bé.Công ma sát và công lưu động nhỏ.

Ở hệ thống LO bôi trơn theo phương pháp này, người ta sử dụng các thiết bị chỉ báo: P, T, độ nhớt để quan sát và điều chỉnh được chế độ bôi trơn. Các chi tiết làm việc quan trọng, chịu tải trọng nặng như cổ trục, cổ khuỷu, chốt piston, ... đều được bôi trơn bằng áp lực tuần hoàn.

Tuỳ theo động cơ: PLO = 1,5 – 5kg/cm2

Phương pháp này được chia làm 2 kiểu:Bôi trơn cácte ướtBôi trơn cácte khô.

Bôi trơn cácte ướt: LO được chứa trong cácte động cơ, sau khi đi bôi trơn các chi tiết LO lại rơi

xuống cácte. Kiểu này chất lượng dầu không được tốt lắm. Chỉ áp dụng cho động cơ vừa và

nhỏ. Bôi trơn cácte khô:

LO sau khi bôi trơn không chứa ở cácte mà được đưa về két (két tuần hoàn). Áp dụng cho động cơ lớn (LO từ 4 – 10m3).

e) Bôi trơn kiểu phun dầu cao áp:

Ap dụng cho việc bôi trơn sơmi xylanh Có thể sử dụng dầu tuần hoàn để phun lên sơmi.

Hoặc sử dụng dầu xylanh có hệ thống riêng: gồm bơm, đầu phun, van một chiều để đưa xylanh oil vào các lỗ, các rãnh trên sơmi. Dầu này không tuần hoàn (sử dụng 1 lần) áp dụng cho động cơ lớn, thấp tốc:

P = 50 – 80kg/cm2

gLO = 0,7 – 2g/kwh.

1.7. Sơ đồ hệ thống dầu nhờn.

Hình 11: Sơ đồ hệ thống bôi trơn cho động cơ Diesel tàu thuỷ .

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

1.8. Nhiệm vụ của hệ thốngGồm các nhiệm vụ chính sau:

Dự trữ, bảo quản và tiếp nhận nhiên liệu (từ bờ, kho, từ tàu khác) Cung cấp nhiên liệu cho ME, GE, máy phụ, nồi hơi, ... hoạt động trong mọi điều

kiện. Làm sạch nhiên liệu bằng cách phân li, lọc sạch tạp chất, nước trong nhiên liệu. Hâm nóng nhiên liệu (F.O). Hâm ở tank, trước khi lọc, trước khi đưa vào động cơ. Vận chuyển nhiên liệu từ két này sang két kia:

Phục vụ cho việc sử dụng cũng như điều chỉnh sự cân bằng tàu.Từ tàu lên bờ, từ tàu sang tàu khác.

1.9. Yêu cầu đối với hệ thống nhiên liệu Phải đảm bảo cho động cơ hoạt động bình thường trong mọi điều kiện (tàu

nghiêng, lắc, ...) Các Tank, đường ống, ... thuộc hệ thống nhiên liệu không được bố trí trên các

thiết bị toả nhiệt như ống xả động cơ, bầu tiêu âm, động cơ điện, không đi qua két F.W, phòng ở, ...

Mỗi két chứa F.O, D.O phải có ống thông hơi đặt trên mặt hở của boong; phải có ống tràn về két thấp hơn.

Các bơm (bơm chuyển dầu, bơm cung cấp) phải có 2 bơm mắc song song (một cái dự phòng).

H = 20 – 25m cột nước.Q = bơm đầy két lớn nhất trong t = 2 – 4h.

Nếu sử dụng F.O thì phải có thêm két D.O có VDO 20%VFO (để sử dụng khi manơ, khởi động).

Phải có thiết bị hâm FO (700C – 1200C nhằm làm giảm độ nhớt) tại các két để có thể bơm, lọc và sử dụng được cho động cơ.

Các két trực nhật (sử dụng hàng ngày) phải có bầu hâm để đảm bảo:Hệ động lực (ME, GE, ...) hoạt động 12h (đối với FO).Hệ động lực (ME, GE, ...) hoạt động 8h (đối với DO).Đối với canô, xuồng cứu sinh 4h.

1.10. Sơ đồ hệ thống (tiêu biểu) Hệ thống DO Hệ thống FO Dầu bẩn

Giới thiệu 1 số thiết bị: bơm, máy lọc, hâm.

chuyển dầu FO DO và ngược lại. Thuyết minh hệ thống

Hình 10: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu

HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

. Hệ thống khởi động

1. Nhiệm vụ và yêu cầu:

Động cơ đang ở trạng thái dừng, để nó có thể bắt đầu hoạt động cần phải dùng một nguồn năng lượng bên ngoài nào đó lai động cơ đến một tốc độ quay khởi động (nkđ), đó là tốc độ quay nhỏ nhất mà vận tốc trung bình của piston đạt đến giá trị Cm cần thiết để nhiên liệu có thể tự bốc cháy và động cơ có thể làm việc.

Có nhiều phương pháp khởi động động cơ diesel. Khởi động bằng tay, khởi động bằng động cơ điện, khởi động bằng những động cơ xăng phụ, khởi động bằng không khí nén.

Trong các phương pháp khởi động nói trên (trừ khởi động bằng không khí nén) các thiết bị khởi động tác dụng trực tiếp lên trục cổ của động cơ tức là sự chuyển động bắt đầu từ trục cơ (trục cơ dẫn động còn piston bị dẫn). Với những cách khởi động này động cơ có thể khởi động với bất kỳ vị trí nào của piston và không phụ thuộc vào số xilanh động cơ.

Khởi động bằng khí nén là phương pháp dùng không khí nén có áp lực cao (10 - 50kG/cm2) tác dụng lên đỉnh các piston để đẩy piston đi xuống qua đó làm quay trục khuỷu. Như thế khâu dẫn động ở đây là piston còn khâu bị dẫn là trục

cơ. Khởi động bằng không khí nén là phương pháp chủ yếu của động cơ diesel tàu thuỷ.

Chú ý là khi các vị trí piston đều ở điểm chết thì khởi động bằng khí nén khụng thực hiện được vì lực chuyển động quay trục khuỷu ở những vị trí tận cùng của piston hầu như không có. Điều kiện để động cơ có thể khởi động bằng khí nén khi piston ở bất kỳ vị trí nào chỉ có thể thực hiện được với động cơ có nhiều xilanh. Cụ thể động cơ 4 kỳ thì ít nhất phải có 6 xilanh và động cơ 2 kỳ ít nhất có 4 xilanh.

* Yêu cầu khởi động bằng khí nén.- Khí nén phải đủ áp lực để làm quay trục khuỷu dễ dàng (thông thường từ 10

- 30 kg/cm2). Lượng khớ nộn phải đủ để khởi động động cơ được 10 - 20 lần.Tuỳ theo loại thiết bị có thể dùng khoảng áp suất không khí nén như sau:+ Khởi động bằng không khí nén áp suất thấp.p = 20 - 30 kg/cm2

+ Khởi động bằng không khí nén áp suất trung bình.p = 60 - 80 kg/cm2

+ Khởi động bằng không khí nén áp suất cao.p = 150 - 250 kg/cm2

Nếu áp dụng hai loại sau trong hệ thống phải có van giảm áp để giảm áp suất khí khởi động đến 20 - 30 kg/cm2.

- Khí nén vào khởi động động cơ phải ở thời kỳ sinh công (cháy giãn nở) của từng xilanh và theo đúng thứ tự nổ của động cơ. Thời gian khí nén vào xilanh phải kết thúc trước khi supáp xả của xilanh đó mở (nếu không, khí nén sẽ lọt qua supáp xả ra ngoài).

Đối với động cơ diesel muốn khởi động ở bất kỳ vị trí nào của trục khuỷu và để tiết kiệm khí nén khởi động thì phải thoả mãn điều kiện sau:

ĩ ≤ ố ≤ 1800 — õĩ : Gúc kẹp nổ giữa cỏc xi lanhố : Gúc cấp khớ nộnõ: Gúc mở xupỏp xảGóc cấp khí nén khởi động đối với động cơ 4 kỳ: 130 - 1400 đối với động cơ 2

kỳ khoảng 1000.Như vây đối với động cơ 4 kỳ có 720/140 >5 phải lấy 6 xilanh.Đối với động cơ 2 kỳ 360/100 >3 phải lấy từ 4 xilanh.- Sau khi khởi động xong khí nén trên đường ống phải được xả ra ngoài để

đảm bảo an toàn.

2. Hệ thống khởi động bằng không khí nén cấp vào buồng đốt động cơ

Hệ thống bao gồm: Máy nén, bình chứa không khí áp suất cao, van khởi động đặt trên nắp xilanh.

Quá trình đưa khí nén vào xilanh có thể theo 2 cách:

- Lần lượt đưa khí nén vào trước, cấp nhiên liệu sau (động cơ công suất nhỏ).

- Đồng thời đưa khí nén và nhiên liệu vào trong xilanh cùng một lúc (phổ biến ở các động cơ có công suất lớn và vừa).

Hệ thống khởi động bằng không khí nén của động cơ diesel tàu thuỷ được chia làm 2 loại: Hệ thống khởi động trực tiếp và hệ thống khởi động gián tiếp.

a. Hệ thống khởi động trực tiếp bằng không khí nén.

Thường sử dụng cho động cơ cao tốc, công suất nhỏ. Đặc điểm là dùng cam khống chế đường gió chính.

* Sơ đồ hệ thống.

1. Máy nén gió. 5. Tay khởi động.

2. Chai gió. 6. Đĩa chia giú.

3. Van chặn chính. 7. Đường thoát gió.

4. Van khởi động chính. 8. Các xupáp khởi động.

Hình 5-16: Hê thống khởi động trực tiếp

* Nguyên lý làm việc:

- Trước khi khởi động phải kiểm tra áp lực chai gió (2).- Khi mở van (3) khí nén từ bình (2) vào hộp van khởi động (4). Khi ta ấn tay

khởi động gió vào đĩa chia gió (6) là hộp van phân phối. Khí nén từ bộ phận phân phối lần lượt vào các xilanh theo thứ tự nổ của động cơ, qua các supáp khởi động tác động lên piston làm quay trục khuỷu. Tốc độ trục khuỷu tăng dần và đến khi tự làm việc được thì ngừng ấn tay (5) cho hoạt động bằng nhiên liệu. Khoá van (3) lại, khí nén theo đường (7) ra ngoài bảo đảm an toàn.

Áp lực ở chai gió (2) thiếu thì dùng máy nén (1) bổ sung đạt đến áp lực yêu cầu.

Đĩa chia gió (bộ phận phân phối khí khởi động) điều khiển bằng trục phân phối.

1.11. Nguyên lý khởi động bằng khí nén (loại trực tiếp) Người ta đưa khí nén có P = 10 – 30kg/cm2 vào xylanh động cơ vào thời kì giản

nở của động cơ, khi đó khí nén tác động lên piston làm cho cơ cấu biên – khuỷu hoạt động trục động cơ quay đến vòng quay khởi động (nkđ).

Nếu động cơ nhiều xylanh – quy luật cấp khí khởi động theo đúng theo thứ tự nổ của động cơ. Việc này do một đĩa chia gió đảm nhận, đĩa này do trục khuỷu lai.

Supáp khởi động lắp trên nắp xylanh: thời điểm mở của nó (do đĩa chia gió phân phối đến từng van khởi động) thường mở trước ĐCT 100; thời gian cấp khí nén thường kéo dài đến 1200 đối với động cơ 2 kì, và 1500 đối với động cơ 4 kì.

Để có thể khởi động động cơ ở bất kì vị trí nào của trục khuỷu thì số xylanh của

động cơ phải thoả mãn: =

Động cơ 4 kì phải có ít nhất 6 xylanh ( = 1200) Động cơ 2 kì phải có ít nhất 4 xylanh ( = 900).

Trong thực tế nếu số i < 6 ở động cơ bốn kì hoặc i < 4 ở động cơ hai kì nói trên, khi không khởi động được ta chỉ việc quay trục đến một vị trí khác.

b. Hệ thống khởi động gián tiếp bằng khí nén.

* Sơ đồ hệ thống:

1. Mỏy nộn giú. 6. Tay khởi động.

2. Chai gió. 7. Đường gió phụ.

3. Van chặn chính. 8. Đường gió chính.

4. Van khởi động chính. 9. Các xupáp khởi động.

5. Van khởi động. 10. Đĩa chia gió.

Hình 5-17: Hê thống khởi động gián tiếp

* Nguyên lý hoạt động:

Khi mở van (3), khí nén từ chai gió (2) vào hộp (4) theo đường (T) lên hộp van (5) theo đường (H) vào phần trên hộp van khởi động chính (4) tạo nên sự cân bằng áp suất nên hộp van khởi động đóng chặt .Khí ấn tay khởi động (6) xuống, mở thông đường (H) và (C) nên khí nén trên hộp (4) theo đường (C) ra

ngoài tạo nên sự chênh lệch áp suất, do đó hộp (4) mở khí nén ra và được chia làm 2 đường. Đường gió chính và đường gió tới đĩa chia gió.

- Phần lớn khí nén chủ yếu theo đường (8) đến chờ sẵn ở các supáp khởi động đó là đường gió chính để khởi động.

- Phần kia vào đĩa chia gió (10) sau đó vào phần trờn của supáp khởi động theo thứ tự nổ của động cơ, nhờ trục phân phối tác động vào đĩa chia gió để thông đường gió phụ tới từng supáp khởi động. Mở supáp khởi động cho đường gió chính vào xilanh để khởi động động cơ.

- Khi khởi động xong, ngừng ấn tay khởi động, khoá van (3) và nạp bổ sung nhờ máy nén khí.

Hệ thống khởi động gián tiếp được sử dụng phần lớn cho động cơ diesel lai chân vịt.

1.12. Sơ đồ nguyên lý Quy phạm đăng kiểm:

Phải có 2 máy nén khí (có 1 máy nén độc lập)

Q của máy nén phải đảm bảo nạp đầy các chai gió trong 1 giờ từ P ban đầu bằng 5kg/cm2.

V của chai gió đủ để khởi động 12 lần liên tục đối với động cơ tự đảo chiều và 6 lần đối với động cơ không tự đảo chiều.

V chai gió phục vụ cho động cơ phụ (máy đèn) đủ khởi động 6 lần.

Nhiệt độ không khí nạp vào chai gió <450C.

Phải có van an toàn trên chai gió và có kẹp chì của đăng kiểm. Hình 14: Sơ đồ hệ thống khởi động động

cơ bằng gió nén

CHƯƠNG 5. CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ TÀU(NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC)

HỆ THỐNG LACANH

HỆ THỐNG LACANH.

1.13. Nhiệm vụ, yêu cầu. Nước lacanh được hiểu là các loại nước đọng tại hầm hàng, buồng máy, tunel,

hầm lĩn, kho, ... Nước này xuất hiện khi có sự ngưng tụ của hơi nước, dò lọt từ các hệ thống FW, SW hoặc từ bên ngoài thân tàu (nước biển, nước mưa) qua nắp hầm hàng, cửa thông trời, thủng ống ...

Nước lacanh có thể gây ô nhiễm môi trường vì nó mang theo các chất gây ô nhiễm từ hàng hoá, dầu mỡ, ... vì vậy, phải được kiểm soát một cách chặt chẽ tránh vi phạm công ước (MARPOL 73/78).

Nhiệm vụ của hệ thống là phải thu gom được các loại nước lacanh (hầm hàng, buồng máy) để xử lí khi đã phù hợp với qui phạm sẽ được bơm ra khỏi tàu (có thể bơm ra biển hoặc lên các trạm tiếp nhận).\

*.Hệ thống la canh được bố trí sao cho đơn giản và tối thiểu. Sản lượng và sự phân bố bơm la canh trên tàu được quy định bởi:

* Các nguyên tắc phân cấp tầu

- Công ước quốc tế của IMO về an toàn sinh mạng trên biển 1974 (SOLAS 1974).

Tất cả các bơm la canh là loại tự mồi hoặc chúng được bố trí sắp xếp sao cho khi cần thì chúng ngay lập tức hoạt động được.

* Thiết bị phân ly dầu nước (Oily- water Separator) rất cần thiết trên các tàu thuỷ để tránh việc xả dầu ra biển khi bơm la canh, khi rửa các két ...

Luật quốc tế yêu cầu lắp đặt thiết bị phân ly nước la canh trên các tàu thuỷ vì dầu và sản phẩm lẫn dầu xả ra nước sẽ cản trở đến các quá trình tự nhiên như quá trình quang hợp, trao đổi khí dẫn đến phá hoại các loài tảo và sinh vật trôi nổi, đó là những điều cực kỳ cần thiết cho đời sống của cá tôm và sinh vật biển. Ở bờ thì việc xả dầu sẽ gây nguy hiểm cho chim chóc, cho ô nhiễm bờ biển. Chính vì vậy, việc lắp đặt, sử dụng và bảo dưỡng các thiết bị phân ly nước la canh là bắt buộc.

2. Sơ đồ hệ thống:

Hệ thống la canh bao gồm một hoặc vài bơm nối với hệ thống đường ống thông tới các hố la canh, thông qua các van được bố trí thích hợp, các bơm đó được gọi là bơm la canh. Bơm la canh còn có đường ống hút thông ra biển và đường xả qua thiết bị phân ly nước la canh (Oily- water Separator) ra ngoài mạn tàu.

1. Giỏ hút la canh. 6. Cụm van một chiều.2. Van thoát mạn. 7. Phin lọc.3. Máy phân ly dầu nước. 8. Van nước biển.4. Van điện từ. 9. Bơm la canh.5. Két dầu cặn.

Hình 8-2: Sơ đồ hệ thống la canh (Bilge)

3. Nguyên lý làm việc

Muốn hút nước la canh ở vị trớ nào trong buồng mỏy hoặc trong hầm hàng thỡ ta mở van tương ứng của vị trí đó trên cụm van một chiều, mở van chặn tới bơm la canh. (trước và sau bơm) rồi mở van thoát mạn 2. Nước canh sẽ hỳt qua van 1 chiều, qua phin lọc tới bơm la canh 9 để đưa qua máy phân ly dầu- nước la canh 3. Tại đây nước sạch được tách ra và đưa ra mạn tầu qua van thoát mạn, cũn dầu cặn cũng được tách ra và đưa về két dầu cặn 5 qua van điện từ 4.

HỆ THỐNG BALLAST

HỆ THỐNG BALLAST.

1.14. Nhiệm vụ yêu cầu.Tàu rỗng thường có khả năng chịu đựng khi đi biển kém hơn tàu có hàng.Dằn ballast được use nhằm:Nâng cao kha năng đi biển và tính ổn địnhCân bằng ứng suất tác dụng kên vỏ tàuTăng khả năng quay trở và tốc độ

Điều chỉnh cân bằng tàu (ngang – dọc) khi không hàng cũng như có hàng. Dùng nước ngoài mạn tàu. Phải bơm ra – vào các két ballast trong mọi điều kiện của con tàu. Phải có hệ thống van, bơm dự phòng sử dụng dễ dàng. Có thể dùng DO, FO, FW để điều chỉnh cân bằng tàu.

1.15. Trang thiết bị của hệ thống. Các két được bố trí ở đáy tàu từ mũi tới lái, đối xứng qua trục dọc của tàu và được

chia làm nhiều két độc lập nhau. Mỗi két đều có:

Van đẩy, van hút.Thông hơi.

Ống đo. Các van ballast có thể đặt tập trung ở buồng máy hoặc đạt ngay tại các két (nếu có

tunel) và được đóng mở từ xa bằng hệ thống khí nén - thuỷ lực – điện. Các bơm thường có lưu lượng (Q) và cột áp (H) lớn. Là loại bơm li tâm (đặt dưới

thấp, không phải mồi). Ngoài ra có thể dùng các bơm cứu hoả để thay thế khi cần thiết.

Hình 20: Hệ thống Ballast

HỆ THỐNG CỨU HỎA

HỆ THỐNG CỨU SINH – CỨU HOẢ

1.16. Khái niệm Các thiết bị cứu sinh, cứu hoả được trang bị cho tàu thuỷ phải tuân theo SOLAS

74 về thể loại cũng như số lượng. Về nguyên lí chung có thể được hiểu như sau:

Về thiết bị cứu hoả:Hệ thống dập lửa bằng nước, hơi nước.Hệ thống dập lửa bằng CO2, hoá chất.Dập lửa bằng bình xách tay (bọt).Dập lửa bằng cát (thùng).Thiết bị báo cháy (nhiệt độ, khói).

Một số chú ý:Phải phân công trách nhiệm cứu sinh, cứu hoảPhải có sơ đồ hệ thống cứu hoả (Fire plan).Bích nối tiêu chuẩn (cảng vụ kiểm tra).Giấy chứng nhận cho các bình cứu hoả.

Lưu ýPhải có tín hiệu báo động riêng

Chỉ xả CO2 vào không gian kín và không có người (tắt quạt thông gió, đóng kín cửa trước khi xả CO2).

1.17. Ví dụ điển hình: hệ thống dập lửa bằng CO2. Hệ thống gồm:

Trạm CO2: Phụ thuộc cỡ tàu, số lượng chai CO2 có thể nhiều hay ít (P = 150kg/cm2)Được đặt trong một phòng, được cố định và có mối liên kết bằng van, ống

(theo nhóm) Các điểm cần dập lửa bằng CO2:

Buồng máy.Hầm hàng.Các kho.Từ trạm CO2 ống dẫn khí đến các

vị trí trên. Thiết bị điều khiển:

Có thể điều khiển tại chổ (tại trạm CO2).

Có thể điều khiển từ xa (tại buồng lái).

Hình 22: Sơ đồ hệ thống cứu hoả bằng CO2 : 1: Bình CO2; 2: đồng hồ; 3: bầu góp

4: vị trí cần bảo vệ ;5:ống phân phối; 6: Van khi sử dụng CO2.

Hệ thống cứu hỏa dựng CO2

1. Sơ đồ hệ thống

1. Thiết bị báo động. 6. Bình CO2 khởi động.2. Van an toàn. 7. Bộ báo động.3. Dây giật mở van. 8. Hộp điều khiển.4. Van chặn tới hầm hàng. 9. Đưong khí CO2 tới buồng máy.5. Xilanh và piston điều khiển. 10. Bình CO2.

Hình 8-4: Sơ đồ hệ thống cứu hoả dùng CO2

2. Nguyờn lý làm việc

Khí CO2 được chứa trong những chai bằng thép dưới dạng thể lỏng với áp suất cao. Lượng CO2 yêu cầu được tính toán theo toàn bộ thể tích lớn nhất của không gian hầm hàng và không gian buồng máy. Hệ thống này được thiết kế để cứu hoả cho các hầm hàng và buồng máy. Trên các chai CO2 có lắp cơ cấu dùng để giải phóng CO2. Tất cả các hệ thống xả CO2 mà con người hay lui tới (buồng máy, buồng bơm ..) phải được lắp các thiết bị báo động để báo cho con người biết rời khỏi khu vực đó trước khi xả khí CO2. Khi có hỏa hoạn xẩy ra tại vị trí nào đó trên tầu như ở buồng máy hoặc hầm hàng ta giật dây mở 3 bên trái trong hộp 8, khi này khí CO2 trong bỡnh khởi động 6 sẽ đẩy piston 5 đi xuống làm các bỡnh CO2 10 mở, nếu hỏa hoạn xẩy ra ở hầm hàng ta mở van 4, nếu ở buồng mỏy ta giật tay 3 bờn phải trong hộp 8 lỳc này khớ CO2 sẽ được xả vào khu vực hỏa hoạn.

Chỳ ý: Trước khi xả khí CO2 thỡ khu vực chỏy phải khụng cũn người ở đó, khu vực cháy phải đóng kín, tắt quạt thông gió.

CHƯƠNG 6. MÁY PHỤBƠM LY TÂM

I. Bơm ly tâm

Bơm ly tâm là bơm cánh dẫn, hoạt động theo nguyên lý của máy thuỷ lực cánh dẫn. Cơ cấu truyền và dẫn năng lượng động cơ chính là hệ thống bánh cánh công tác.

1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc

Trục bơm

Bánh cánh

Cánh bơm

Vỏ bơm

Cửa đẩy

Hình 7-2:.Sơ đồ cấu tạo bơm ly tâm

Miệng hút ở trung tâm bơm, còn miệng thoát theo phương tiếp tuyến. Vỏ bơm làm dạng xoáy ốc tạo ra khe hở với cánh bơm tăng dần về phía miệng thoát. Cánh bơm có nhiều loại (loại cánh thẳng, loại cánh cong, cánh hút 1 mặt, cánh hút 2 mặt...).

Trước khi bơm làm việc cần phải làm cho thân bơm (trong đó có bánh công tác) và ống hút được điền đầy chất lỏng - gọi là mồi bơm.

Khi động cơ lai trục bơm quay, làm bánh công tác quay, các phần tử chất lỏng ở trong bánh công tác do tác dụng của lực ly tâm bị dồn từ trong ra ngoài, chuyển động theo các máng dẫn và đi vào ống đẩy (quá trình đẩy).

Đồng thời ở lối vào của bánh công tác tạo nên một vùng có áp suất chân không, và dưới tác dụng của áp suất trong bể chứa lớn hơn áp suất ở lối vào của bơm, chất lỏng ở bể hút liên tục được đưa vào bơm theo đường ống hút (quá trình hút).

Quá trình hút và đẩy của bơm là quá trình liên tục tạo nên dòng chảy liên tục trong bơm.

Vì không khí có tính chịu nén do đó p chỉ đủ để bơm chất lỏng, còn không đủ lực để hút và bơm chất khí do vậy phải mồi bơm.

Điểm đặc trưng của bơm ly tâm là mỗi một phần tử công chất thu được năng lượng như nhau từ cánh bơm công tác, điều đó có nghĩa là công chất được tăng đều năng lượng của mình khi qua các cánh bơm.

Nếu công chất đi qua tuần tự một số cánh công tác trên cùng một bơm (các cánh mắc nối tiếp) thì năng lượng công chất thu được tỷ lệ với số lần cánh. Những bơm loại này được gọi là bơm ly tâm nhiều cấp.

Nếu công chất được tách ra và qua song song loạt cánh thì cột áp của công chất sau bơm như nhau nhưng lưu lượng gấp đôi. Loại bơm này là bơm ly tâm một cấp lưu lượng lớn. 2. ứng dụng của bơm ly tâm

Bơm ly tâm bơm được nhiều loại chất lỏng, ít nhậy cảm với chất lỏng có chứa hạt rắn, kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn làm việc tin cậy, lưu lượng đều.

Bơm ly tâm có sản lượng lớn, song cột áp không lớn lắm nên thực tế trên tàu thuỷ chúng được sử dụng hầu hết trong các hệ thống làm mát, nước sinh hoạt, hệ thống cứu hoả và hệ thống ballast.

3. Những lưu ý khi khai thác bơm ly tâm- Sử dụng bơm phải tuân thủ tài liệu kỹ thuật hướng dẫn của nhà chế tạo.- Trước khi khởi động bơm cần mồi bơm cho đầy và xả khớ trong bơm một

cách triệt để. Để khẳng định rằng bơm làm việc với sản lượng đầy đủ, cần quan sát áp kế lắp đặt trên bơm.

- Nhiệt độ ổ đỡ bơm không vượt quá 70 - 800c.- Khi bơm làm việc mà xuất hiện một số trục trặc thì cần phải xem xét và tìm

nguyên nhân khắc phục ngay.

- Việc điều chỉnh sản lượng bơm cần chú ý tới tình trạng đường ống, tình trạng khớ trong hệ thốnh bơm nếu điều chỉnh van hút.

4. Các trục trặc thường xẩy ra đối với bơm ly tâm:a) Sau khi khởi động bơm không cấp được chất lỏng. Nguyên nhân có thể là:- Không mồi triệt để.- Hút lẫn không khí.- Van đẩy vẫn còn đóng.- Độ cao đặt bơm quá lớn.- Cánh bơm bị tắc hoặc phin lọc quá bẩn.- Bơm quay không đúng chiều.- Vận tốc quá nhỏ.b) Bơm hoạt động với lưu lượng không đủ:- Do lẫn không khí vào bơm.- ống hút bị bẩn nhiều.- Cánh công tác bị tắc hoặc phin lọc bẩn.c) Bơm sử dụng công suất lớn hơn bình thường.- Làm việc với quá mức về sản lượng.- Vận tốc bơm quá lớn.- Bơm lắp đặt không chính xác.- Ma sát cơ khí các chi tiết trong bơm.d). Ổ đỡ, vòng bi quá nóng.- Bơm lắp đặt không tốt.- Bôi trơn kém.- Bạc hoặc ổ bi quá chặt.- Không làm mát ổ đỡ tốt.e) Bơm làm việc rung động.- Bơm lắp đặt sai qui cách.- Mất cân bằng động của bánh cánh.- Bị tắc bánh cánh.- Bánh cánh quá mòn.- Bánh cánh bị bám bẩn quá nhiều.- Trục bơm bị cong vênh.g) Bơm làm việc có tiếng ồn không bình thường.- Sản lượng quá cao hoặc quá thấp so với định mức.- Bơm lẫn không khí.- Bơm lắp đặt sai qui cách.- Bơm làm việc trong vùng xâm thực.

BƠM PISTONBơm pistonBơm piston là bơm mà chúng hoạt động theo nguyên lý của máy thuỷ lực thể

tích, trong đó cơ năng của động cơ kéo bơm được biến thành năng lượng của dòng chất lỏng được bơm và thực hiện nhờ piston chuyển động tịnh tiến qua lại nén trực tiếp lên chất lỏng trong xilanh.

1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của bơm piston một hiệu lực.

Khi piston (4) sang phải, thể tích buồng làm việc tăng lên, áp suất ở đây giảm nên chất lỏng từ ống hút (7) qua van một chiều (8) vào xi lanh (3).

Khi piston (4) sang trái, dưới áp lực của piston, chất lỏng trong xilanh bị nén qua van một chiều (9) vào ống đầy (1). Ứng với mỗi vòng quay của trục động cơ thì loại bơm piston đơn (một cấp) này hút một lần và đẩy một lần.

Hình 7-3. Bơm piston một hiệu lựcNếu ban đầu chưa có chất lỏng, mà chỉ có không khí trong khoang công tác

của bơm thì chất khí cũng được hút và đẩy ra, cho đến khi lượng khí trong hệ thống hút giảm đi đến một áp suất thích hợp, lúc đó chất lỏng được hút và điền đầy, chiếm chỗ phần chân không, sau đó là quá trình bơm chất lỏng diễn ra.

2. Bơm piston hai hiệu lực

Hình 7-4. Bơm piston hai hiệu lựcBơm piston 1 cấp có lưu lượng không đều. Để đạt được độ đồng đều lớn hơn

về lưu lượng, người ta sử dụng bơm piston có hai, ba hoặc nhiều hiệu lực tuy nhiên kết cấu phức tạp và cồng kềnh hơn.

Nguyên lý hoạt động: Giả sử khi piston chuyển động sang phải, thể tích buồng bơm bên phải giảm làm áp suất tăng van đẩy 6 bên phải mở, chất lỏng được đẩy ra cửa đẩy. Đồng thời thể tích bên trái buồng bơm tăng làm áp suất giảm và van hút 7 bên trái mở chất lỏng được hút vào bên trái buồng bơm. Khi piston chuyển động về bên trái thì quá trình diễn ra ngược lại.

1. Cửa đẩy.2. Bình tích năng.3. Xilanh.4. Piston.5. Bàn trượt.6. Trục khuỷu.7. Cửa hút.8. Van hút.9. Van đẩy.

1. Vỏ bơm.2. Tay biên.3. Bàn trượt.4. Cán piston.5. Cửa đẩy. 6. Van đẩy.7. Van hút.8. Cửa hút.9. Piston.

Bơm piston 2 hiệu lực gồm một xilanh cùng 2 khoang công tác được phân chia bởi piston. Piston làm việc cả hai phía, có 2 van hút và 2 van đẩy. Trong một chu kỳ làm việc của bơm có 2 quá trình hút và 2 quá trình đẩy.

3. Những điều chú ý trong khi khai thác bơm pistonBơm piston có khả năng tự hỳt (không cần mồi), có khả năng làm việc với cột

áp cao trong khi lưu lượng không đổi.Cần thực hiện đầy đủ các yêu cầu và hướng dẫn sử dụng bơm của nhà chế

tạo khi khai thác.

a) Chuẩn bị khởi động và cho chạy bơm

- Kiểm tra dầu mỡ bôi trơn ở các vị trí cần thiết.

- Via thử vài vòng xem bơm có bị kẹt không.

- Kiểm tra và đóng mở các van công tác một cách chính xác.

- Kiểm tra thiết bị làm mát nhóm truyền động của bơm (nếu có).

- Định kỳ kiểm tra van an toàn, tránh kẹt.

- Xem xét kỹ bên ngoài, chắc chắn không có gì cản trở hoạt động của bơm.

Sau khi tiến hành các công việc trên thì cho bơm hoạt động. Nếu điều chỉnh được tốc độ của bơm, thì nên tăng từ vòng quay từ nhỏ nhất đến định mức.

b) Trong thời gian làm việc của bơm cần theo dõi:

- Các chỉ số làm việc của bơm (áp suất hút, đẩy...).

- Kiểm tra dầu mỡ bôi trơn.

- Kiểm tra nhiệt độ thân bơm, ổ đỡ.

- Nếu bơm làm việc với bình điều hòa thì định kỳ xả bớt không khí nén đến mức độ thích hợp.

4. Một số trục trặc ở bơm piston và nguyên nhân

a) Nếu bơm không cấp được chất lỏng có thể vì:

- Van hút chưa mở.

- Lưới lọc hút quá bẩn.

- Có vật cản trong ống hút.

- Van hút bị kênh hoặc treo.

g) Bơm làm việc với sản lượng kém

- Các van mở chưa hết.

- Tình trạng các van kém.

- Tắc lưới lọc hoặc ống hút.

- Rò lọt nhiều không khí vào bơm.

- Xéc măng kém, rò lọt chất lỏng nhiều.

- Hư hỏng các lò xo của cỏc van hỳt, đẩy.

- Hồi chất lỏng về bơm qua van an toàn.

- Piston quá mòn.

- Không đảm bảo đủ vòng quay.

- Các chi tiết của bơm lắp đặt không đúng kỹ thuật.

c) Bơm làm việc với công suất cao hơn bình thường

- Thiếu bôi trơn trong hệ truyền động.

- Vòng quay của bơm quá cao.

- Lắp ráp hộp giảm tốc không đúng qui cách.

- Kẹt các chi tiết động.

- Các bulông ép thiết bị làm kín quá căng.

- Ổ đỡ lắp ráp không đúng kỹ thuật.

- Tắc nghẽn ống đẩy.

* Nếu không có tài liệu hướng dẫn cụ thể, thì định kỳ 500 1000 giờ làm việc của bơm cần thiết tiến hành kiểm tra, nếu cần phải sửa chữa, thay mới các van, thiết bị làm kín, vòng xéc măng của piston. Sau 3000 4000 giờ làm việc phải tháo, đo đạc, xác định khối lượng sửa chữa bơm

BƠM BÁNH RĂNG

Bơm bánh răng

1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hình 7-5. Sơ đồ cấu tạo bơm bánh răng ăn khớp ngoài.

Bơm bánh răng 1 chiều.

Bơm bánh răng hoạt động được nhờ một cặp bánh răng hoặc nhiều bánh răng ăn khớp với nhau đặt trong vỏ bơm. Một trong các bánh răng đó được dẫn động từ động cơ lai và gọi là bánh chủ động.

- Khi động cơ lai hoạt động, bánh chủ động quay, dẫn bánh bị động quay ngược chiều với nó. Chất lỏng từ khoang hỳt được các rãnh răng của hai bánh răng mang sang khoang đẩy.

Vỏ bơm

Van an toàn

Bánh răng

Van hỳt

Van đẩy

Cửa hỳtCửa đẩy

- Tại khoang đẩy , do các bánh răng vào khớp, các đầu răng khớp vào các rãnh răng nên chèn chất lỏng ra làm áp suất tăng lên, chất lỏng (dầu) ra khỏi bơm theo đường đẩy.

- Tại khoang hỳt chất lỏng (dầu) luôn bị các bánh răng mang đi nên lượng chất lỏng giảm, các răng ra khớp nên thể tích các rónh răng tăng áp suất giảm, chất lỏng sẽ được hút vào khoang theo đường hút.

- Khi áp suất trên đường đẩy lớn hơn định mức thì van sẽ mở cho 1 phần chất lỏng xả về phía trước bơm để giảm bớt áp suất. Với kết cấu của bơm hình 7-5 thì chiều quay thay đổi cửa hút và cửa đẩy không đổi nhờ có hai cặp van hút và đẩy.

1: Bánh răng. 2: ổ lăn. 3: gioăng làm kín.4: Trục lai.

Hình 7-6. Bơm bánh răng nghiêng

Hình 7-6. Bơm bánh răng ăn khớp trong

Bơm bánh ăn khớp trong về nguyên lý hoạt động giống bơm bánh răng ăn khớp ngoài

Chỉ về kích thước nhỏ gọn hơn bơm bánh răng ăn khớp ngoài,vì một bánh răng năm trong một bánh răng khác.

2. Một số đặc điểm của bơm bánh răng

- Bơm có thể làm việc với vũng quay cao n = 10000 - 20000v/ph.- Bơm bánh răng chỉ thích hợp với loại chất lỏng có độ nhớt vừa phải và tính

bôi trơn tốt. Thực tế chỉ thích hợp với việc bơm dầu nhất là dầu nhờn.- Bơm bánh răng có kết cấu đơn giản, kích thước gọn nên bền và chịu tải tốt.- Có khả năng tạo được áp suất khả cao (tới 2ữ30 Kg/cm2).- Có sản lượng đều hơn nhiều so với bơm piston.- Làm việc tin cậy, tuổi thọ cao.- Do khe hở giữa phần động và phần tĩnh khá bé và do lai truyền bằng răng

nên rất nhạy cảm với các vật bẩn do vậy phải chú ý đến phin lọc và loại chất lỏng được bơm.

- Bơm không điều chỉnh được lưu lượng và áp suất khi vũng quay khụng đổi.

BƠM CÁNH GẠT

1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động

* Sơ đồ cấu tạo:

1. Vỏ bơm.2. Bánh răng trong.3. Vành bán nguyệt.4. Bánh răng ngoài.5. Cửa đẩy.6. Cửa hút.

Hình 7-8. Bơm cánh gạt

* Nguyên lý hoạt động:

- Khi rôto quay, các rãnh có chứa cánh gạt trên thân rôto quay theo.

- Do việc đặt lệch tâm rôto trong vỏ bao và cánh gạt luôn tỳ sát vào vỏ nên giữa các cặp cánh với vỏ tạo thành các khoang công tác có sự biến đổi về thể tích.

- Với chiều quay như hình vẽ, thể tích biến đổi từ 0 (điểm trờn cùng) và có giá trị max tại điểm dưới cùng. Tạo nên vùng hút và nạp chất lỏng tạo nên khoang hút(nửa bên trái).

- Ở nửa vòng tròn bên phải, là vùng có thể tích nhỏ dần tạo nên khoang đẩy nén ép chất lỏng ra ngoài. Chất lỏng được vận chuyển một cách liên tục khi rôto quay.

Để tăng hiệu quả thì người ta dùng nhiều cánh gạt cho bơm.

2. Đặc điểm của bơm cánh gạt

- Do đặc điểm kết cấu mà đòi hỏi chất lỏng phải sạch và tính bôi trơn tốt do vậy loại bơm này rất phù hợp với dầu nhờn, dầu đốt.

- Sản lượng của bơm khá đều và hoạt động được với số vùng quay cao (2000-3000v/ph).

- Áp suất công tác đạt tới 20-100 atm.- Cấu tạo phức tạp hơn bơm bánh răng.- Nhiều chi tiết tiếp xúc với nhau nên ma sát cơ khí cao.- Ưu điểm cơ bản của bơm cánh gạt là có thể điều chỉnh được lưu lượng khi

vũng quay khụng đổi, bằng cách thay đổi độ lệch tâm e của roto và vỏ.- Thường sử dụng trong các hệ thống truyền động thuỷ lực đặc biệt là hệ

thống cẩu và đóng mở hầm hàng, do việc dễ điều chỉnh sản lượng và đảo chiều có thể áp dụng điều khiển tự động và từ xa khi là động cơ thuỷ lực.

MÁY NÉN KHÍ: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, TÁC HẠI CỦA DUNG TÍCH THỪA

7-4. Máy nén khí

1. Nhiệm vụ của máy nén khí trên tàu thuỷ

- Cung cấp khí nén với áp suất cao (20-30)kg/cm2 phục vụ cho các hệ thống khởi động, đảo chiều động cơ diesel tàu thuỷ, phục vụ cho các công việc điều

1. Cánh trượt.2. Roto.3. Cửa đẩy.4. Cửa hút.

khiển khai thác tàu như cấp gió cho còi hơi, cho máy tời cầu thang, phục vụ vệ sinh...

- Cung cấp khí nén siêu cao áp (150-400) kg/cm2 phục vụ các mục đích quân sự như bắn ngư lôi, phóng tên lửa, nạp khí cho các trạm lặn dưới biển bằng bình khí ôxy....

- Máy nén lạnh dùng trong hệ thống lạnh và điều hoà không khí dưới tàu thuỷ.

MNK được chia làm 2 nhóm chính:

* Nhóm MNK thể tích: Như máy nén piston.

* Nhóm MNK động lực: Vớ dụ máy nén ly tâm.

2. Máy nén khí piston một cấp

Trong MNK piston một cấp, chất môi giới chỉ được nén một lần rồi đẩy vào bình chứa.

Các bộ phận chủ yếu của máy nén piston 1 cấp gồm có:

1. Chai giú. 5. Piston.

2. Van xả. 6. Xilanh.

3. Van nạp. 7. Bàn trượt.

4. Bầu lọc giú.

Hình 7-9:.Máy nén gió piston một cấp

Khi piston chuyển động từ trái sang phải (từ ĐCT đến ĐCD) van nạp mở khi đến 4, van xả đóng, áp suất trong xilanh giảm xuống(tạo thành chân không) và đưa không khí ngoài trời vào xi lanh qua van hút (clape hút3). Trên đồ thị quá trình nạp là 4-1, áp suất lúc nạp không thay đổi là p1.

Tiếp theo là quá trình nén khí, piston chuyển động từ phải sang trái (ĐCD đến ĐCT). Trong quá trình này hai van nạp và thải đều đóng.

Nén khí có thể tiến hành theo quá trình đẳng nhiệt, quá trình đa biến hoặc quá trình đoản nhiệt áp suất tăng từ Pa đến P1

Sau đó là quá trình thải khí (p1 = const) van xả mở và van nạp đóng kín. Khí thải sau khi nén được dẫn qua đường ống và nạp vào chai giú 1 (thực chất là bình ổn áp đường 2-3 trên đồ thị).

Trên chu trình lý thuyết, nén đoạn nhiệt công trên hao nhiều nhất, nén đẳng nhiệt công hao ít nhất. Nhưng nén đẳng nhiệt rất khó khăn về chế tạo nên trong thực tế thường được nén theo quá trình đa biến.

3. Máy nén khí piston nhiều cấpa. Lý do phải dùng MNK nhiều cấpTrong thực tế cần khí nén với áp suất cao và trung bình, nhưng MNK một cấp

khó có thể duy trì với áp suất cao bởi các lý do sau:- Nếu dùng MNK một cấp để nén khí tới áp suất cao thì nhiệt độ cuối quá trình

nén rất lớn, và dẫn tới ôxy hoá dầu tự nhiên trên thành xilanh, piston.... dẫn tới kẹt các chi tiết chuyển động và các van (clape) hút, xả.

- Khi áp suất cao, hiệu suất máy nén giảm nhiều.- Năng lượng dùng để nén khí trong MNK 1 cấp tăng lên rất nhiều so với dùng

MNK nhiều cấp do vậy trên tàu thuỷ sử dụng các loại MNK nhiều cấp.-Trong mỏy nộn khớ nhiều cấp thỡ khớ nộn sau khi ra khỏi mỗi cấp sẽ được

làm mát để tăng hiệu quả của máy nén.

b. Sơ đồ kết cấu của mỏy nộn khớ hai cấp

Hình 7-10: Kết cấu máy nén khí hai cấp

1. Nắp xilanh cấp I.2. Van hút và đẩy cấp I.3. Piston cấp I.4. Bầu làm mát trung gian cấpI.5. Bánh đà.6. Van hút và đẩy cấp II.7. Piston cấp II.8. Bầu làm mát trung gian cấp II.9. Bơm dầu nhờn.10. Trục khuỷu.

1. Đường hút khí cấp I. 2. Van nạp cấp I.3. Piston.4. Van đẩy cấp II.5. Đường khí đẩy cấp II.6. Van hút cấp II.7. Bầu làm mát khí trung gian.8. Van đẩy cấp I.

Hình 7-11: Sơ đồ máy nén khí hai cấp

Nguyên lý hoạt động: Với kết cấu của máy nén hình 7-11 Có piston bậc gồm hai kích thước khác nhau được lai truyền chuyển động tịnh tiến trong một xi lanh. Chúng kết hợp với nhau tạo thành hai khoang công tác có thể tích khác nhau. Chất khí được nạp vào cấp I qua đường hút cấp I qua van nạp cấp I, sau đó nén qua cửa đẩy cấp I, qua bầu làm mát trung gian. Tiếp tục được nạp hút qua van hút cấp II, vào cấp II có thể tích nhỏ hơn và được nén lần hai và đẩy qua van đẩy cấp II tới chai gió.

MÁY NÉN KHÍ.

1.18. Giới thiệu chungNhu cầu khí nén dưới tàu thuỷ:

+ Khởi động máy chính, máy đèn (P = 2530kg/cm2).+ Phục vụ các hệ thống tự động điều khiển (P = 810kg/cm2)+ Phục vụ vệ sinh (810kg/cm2)

Máy nén thường dùng là loại máy nén piston một cấp hoặc nhiều cấp (tuỳ theo yêu cầu về áp suất).

Số lượng máy nén khí: ít nhất phải có 2 máy nén trong đó có 1 máy nén độc lập.

Số lượng bình đựng khí nén (chai gió) phải đủ về thể tích để thoả mãn đăng kiểm.

+ Đối với động cơ trực tiếp lai chân vịt: 12 lần liên tục.+ Đối với động cơ gián tiếp lai chân vịt: 6 lần liên tiếp.

Chai gió phải đảm bảo về mặt kết cấu, an toàn (có van nạp, van xả, van an toàn và van xả cặn, nước)

Khí nén trước khi nạp vào chai gió phải được làm mát (< 450C).Kết cấu máy nén piston

1.19. Máy nén pistonMáy nén piston: việc tăng áp suất của chất khí được thực hiện bằng cách giảm thể thích của chất khí. Máy nén roto, máy nén trục vít mằn trong nhóm này. Máy nén loại này gọi là máy nén tỉnh vì tốc độ của dòng khí không lớn.Đặc điểm của loại máy nén này là tạo được áp suất cao (vì có khả năng giảm thể tích nhiều), nhưng năng suất của máy nén (lưu lượng khí nén m3/h) đạt được nhỏ (vì kích thước xylanh hoặc không gian nén bị hạn chế) và dòng khí nén không liên tục. Do vậy đối với máy nén loại này phải có bình chứa khí nén để từ đó khí nén được lấy đi liên tục.

Cấu tạoGiống như động cơ piston nhưng hệ thống van nạp, xả (clabê) thay cho supáp

hút, xả.Trục máy nén piston thường được lai bằng động cơ điện hoặc động cơ diesel.

Máy nén khí 1 cấp chỉ có 1 piston.Máy nén khí 2 cấp có thể là 2 máy nén: 1 thấp áp và 1 cao áp. Giữa 2 máy nén

có làm mát trung gian. Thường người ta chế tạo piston có 2 bậc để làm máy nén 2 cấp. lớn là cấp thấp áp, nhỏ là cấp cao áp.

Muốn có P >100kg/cm2 phải sử dụng máy nén 2, 3, 4 cấp.Máy nén khí được bôi trơn bằng dầu nhờn riêng sử dụng kiểu cácte ướt.Việc làm mát máy nén người ta dùng hệ thống nước ngoài mạn tàu làm mát

sơmi và nắp xylanh.Hiện nay các máy nén khí thường làm việc tự động (start – stop) nhờ rơle áp

suất của chai gió

1.2.1 Máy nén một cấp:Nguyên lí làm việc:Gồm 3 quá trình: quá trình hút, quá trình nén và quá trình đẩyTrong quá trình nén: gổm có nén đẳng nhiệt, nén đoạn nhiệt và nén đa biến.Nhược điểm của máy nén một cấp:Tác hại của dung tích thừa: do đó máy nén một cấp không thể nào tão

được áp suất cao được và tỷ số tăng áp suất 2

1

10 12p

xp

. Nếu muốn có áp

suất cao hơn thì phải dùng máy nén nhiều cấp.Do đó máy nén một cấp là các máy nén nhỏ và cần áp suất không cao.

MÁY LỌC LY TÂM: NHIỆM VỤ, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC, CẤU TẠO1. Dầu và cỏc tạp chất của dầu

Việc lọc nhiên liệu (dầu đốt) và dầu bôi trơn (dầu nhờn) cho tầu thuỷ có một ý nghĩa thực tế hết sức quan trọng nhằm khai thác tàu thuỷ một cách an toàn và đạt hiệu quả kinh tế hơn.

Dầu đốt và dầu nhờn trong các kột, hệ thống thường có lẫn ít nước, cát bụi, vẩy sơn, phoi kim loại, muối, mỡ bôi trơn... phải được làm sạch trước khi đưa vào sử dụng.

Để loại bỏ nước và tạp chất trong dầu đốt và dầu nhờn có nhiều phương pháp kết hợp và hỗ trợ lẫn nhau. Trước khi tìm hiểu về các phương pháp lọc đặc biệt là nguyên lý làm việc của máy lọc dầu ly tâm, chúng ta cần tìm hiểu khái niệm về chất lỏng huyền phù và chất lỏng nhũ tương.

Chất lỏng có các cặn bẩn không hoà tan gọi là chất lỏng huyền phù, còn chất lỏng có các cặn bẩn hoặc hạt rắn hoà tan gọi là chất lỏng nhũ tương. Dầu trên tàu thuỷ vừa là chất lỏng huyền phù vừa là chất lỏng nhũ tương. * Có 3 phương pháp chính lọc dầu bẩn sau đây:

1. Lọc qua bầu lọc: Chỉ lọc sạch các chất lỏng huyền phù có chứa các hạt rắn thể to.

2. Lắng lọc nhờ trọng lực: Dựa trên cơ sở khác nhau về trọng lượng riêng của dầu, nước và các hạt rắn để tiến hành tách chúng trong các kột lắng.

3. Lọc qua các máy lọc ly tâm: Dựa vào sự chênh lệch về lực ly tâm giữa dầu, nước, hạt rắn mà tách chúng ra.

2. Nguyên lý lọc dầu ly tâmViệc phân tách chất lỏng nhũ tương hoặc huyền phù nhờ lực ly tâm dựa trên

sự chênh lệch về khối lượng riêng giữa các thành phần của chúng được gọi là lọc ly tâm.

Sự phân ly ly tâm khác với sự phân ly nhờ trọng lực ở chỗ: Lực tác động phân ly trong trường hợp đó là lực ly tâm chứ khụng phải là trọng lực.

* Phân ly nhờ trọng lực: (lắng gạn tự nhiên).- Lực phân ly trong lắng tự nhiên dựa trên cơ sở sự khác nhau về tỷ

trọng .ódầu.<. ónứơc.< órắn. ó: Là trọng lượng riêng.Lực ly tâm trong môi trường trọng lực là:Pg = g(ổnặng – ổnhẹ ) ổ : Khối lượng riêng.- Nhờ tỏc dụng của trọng lực trong hỗn hợp dầu khi đưa dầu có tạp chất,

nước vào trong két lắng, sau một thời gian nước và tạp chất có tỷ trọng lớn sẽ lắng xuống đáy két và được xả ra ngoài.* Phân ly nhờ lực ly tâm (máy lọc dầu ly tâm).

Dựa vào sự chênh lệch lực ly tâm (do khối lượng riêng khác nhau) giữa dầu, nước và hạt rắn. Plt = rự2(ổnặng – ổnhẹ )

Trong đó: rự2 - Gia tốc ly tâm (m/s2); r : Bán kính quay của hạt cứng (m);

ự: Tốc độ góc của hạt (r/s). ổnặng ., ổnhẹ : Khối lượng riêng của các phần tử nặng và phần tử

nhẹ.

3. Máy lọc dầu ly tâmThực hiện việc phân ly ly tâm nhiên liệu và dầu nhờn trên tàu thuỷ, người ta

thường sử dụng các loại máy phân ly ly tâm sau đây:- Máy phân ly dạng trống (hình ống).- Máy phân ly dạng đĩa (hình nón).a. Máy lọc dầu dạng hình ống

Hình 7-12: Sơ đồ máy lọc ly tâm hình ống

Sơ đồ máy lọc ly tâm dạng trống (bầu lọc hình ống) được thể hiện trên hình vẽ. Chi tiết cơ bản của máy là một ống quay hình trụ. Chất lỏng được cấp liên tục vào trống hình ống qua lỗ tâm ở bên dưới trống quay bao lấy thành trống và do tác dụng của lực ly tâm sẽ tạo trên thành trống một lớp có bề mặt parabôlôit ở trong. Do giá trị của lực ly tâm trong bầu lọc này thường lớn hơn trọng lực khoảng 12000- 60000 lần nên trong thực tế có thể coi dòng chất lỏng bao quanh thành trống có dạng mặt trụ. Các cặn bẩn trong chất lỏng dưới tác dụng của lực ly tâm văng ra ngoại vi và lắng lên thành trống, khi dừng máy lọc thì ta vệ sinh để lấy chúng ra .

Còn các pha của chất lỏng là dầu sạch và nước liên tục được dẫn qua các lỗ phía trên của trống. Máy lọc ly tâm dạng trống có hiệu ứng ly tâm lớn và được sử dụng để phân tách theo hai pha "rắn - lỏng"; "lỏng nặng- lỏng nhẹ" hoặc ba pha"rắn - lỏng nặng - lỏng nhẹ".

Số vòng quay của loại máy này khoảng 10000 -20000 v/ph nhưng diện tích lắng ly tâm nhỏ do cấu tạo kích thước hạn chế. Mặt nữa do thể tích buồng chứa bùn cặn nhỏ không thể làm vệ sinh trống nếu không dừng trống lại, nên kiểu dạng trống này hạn chế khả năng sử dụng của nó. Kiểu máy ly tâm dạng trống được dùng để làm sạch các chất lỏng ít cáu cặn vì không cần phải tháo ra làm vệ sinh bầu lọc sau mỗi ca.

b. Máy lọc dầu dạng đĩa

Hình 7-13: Máy lọc dầu dạng đĩaHiện nay về cơ bản, việc làm sạch nhiên liệu hoặc dầu nhờn trên các đội tầu,

người ta sử dụng các máy lọc ly tâm dạng đĩa. Cấu tạo máy lọc ly tâm kiểu đĩa khá phức tạp hơn kiểu trống và số vòng quay của bầu vào khoảng 4000-10000 v/phút. Song diện tích lắng gặn ly tâm kiểu đĩa lớn hơn nhiều so với kiểu trống. Mặt khác, trong trường hợp phân ly hai pha "rắn -lỏng" hay ba pha "rắn - lỏng nặng - lỏng nhẹ" chứa nhiều cặn bẩn, máy lọc ly tâm dạng đĩa có thể xả cặn bằng nhiều phương pháp: Xả cặn bằng tay, bằng tự động định kỳ, hay kiểu trống xả liên tục theo kiểu vòi phun lúc bầu lọc làm việc. Điều này rất ưu việt cho việc

sử dụng làm sạch dầu cung cấp cho hệ động lực tàu thuỷ theo yêu cầu của việc sử dụng nhiên liệu và dầu nhờn trên tàu thuỷ hiện nay. Bộ đĩa có dạng hình chóp cụt được lắp vào bên trong trống lọc với mục đớch tăng hiệu quả phân ly. Dầu bẩn phân ly được cấp từ trên xuống theo đường phía trong ống trung tâm, chia qua lỗ nhỏ ở nón đáy và chảy vào khoảng không gian giữa các đĩa. Ngay tại khu vực hàng lỗ khoan trên đĩa, phần lớn lượng nước lẫn trong dầu bẩn đã bị phân ly ra và chảy ra phía chu vi ngoài chồng đĩa rồi lên phía trên đĩa, phân chia (đĩa đỉnh) và qua cửa vành điều chỉnh (hoặc vít điều chỉnh) đi ra ngoài. Các hạt rắn bị giữ lại và được phân tách trong khoảng không gian giữa các khe đĩa. Dầu đã được lọc sạch sẽ được lấy ra ngoài từ ngả ra của dầu sạch ở chu vi phía trong đĩa.Các tạp chất bẩn sẽ được dồn ra phía ngoài cùng của trống máy lọc và chúng được xả ra ngoài bằng phương pháp tự động hoặc bằng tay mà không cần phải dừng máy lọc.

- Tốc độ quay của roto mỏy lọc khoảng 4000 -10000 v/ph.- Sản lượng khoảng 1500 -5000 l/h.- Sau khi lọc, hàm lượng nước trong dầu không quá 0,2%, tạp chất cơ học

không quá 0,06%.

CHƯƠNG 7. CÁC THIẾT BỊ TRÊN BOONG1. TỜI2. NEO3. MÁY LÁI

Chương IX

Các thiết bị trên boong

Các máy móc và thiết bị trên boong gồm:

- Thiết bị lái tàu thuỷ.

- Thiết bị tời neo.

- Thiết bị cần trục.

9-1. Thiết bị lái tàu thuỷ

I. Khái niệm chung và phân loại

Thiết bị lái tàu thuỷ dùng để quay trục bánh lái và bánh lái tới một góc nào đó theo yêu cầu điều khiển tàu với hướng đi qui định đúng như theo yêu cầu.

Thiết bị lái gồm các bộ phận chính sau:- Bánh lái: Nhận áp lực của dòng nước và làm thay đổi hướng chuyển động

của tàu.- Truyển động lái: Là cơ cấu liên hệ giữa bánh lái với máy lái và truyền mômen

cần thiết để quay bánh lái.- Máy lái: Là cụm năng lượng đảm bảo sự làm việc của bộ truyển động lái.- Bộ truyền động từ xa: Để liên hệ giữa máy lái với buồng lái.

Theo cấu tạo và nguyên lý hoạt động có các dạng thiết bị lái sau:* Thiết bị lái cơ.* Thiết bị lái hơi nước.* Thiết bị lái điện.* Thiết bị lái điện - thuỷ lực.Trong những năm gầm đây hầu như trên các tàu vận tải biển có trọng tải vừa

và lớn, người ta lắp các máy lái điện thuỷ lực có hiệu suất cao hơn so với các loại máy khác, hoạt động tin cậy, an toàn, kích thước nhẹ gọn, khối lượng bé.

II. Các yêu cầu chung với thiết bị láiCăn cứ vào các điều khoản của SOLAS 74 và những quy phạm đóng tàu

khác, các yêu cầu chung cơ bản đôí với thiết bị lái có thể tóm tắt như sau:1. Mỗi tàu phải có một máy lái chính và một máy lái sự cố được bố trí sao cho

khi trục trặc máy lái thỡ cú thể chuyển sang lỏi sự cố được. Thiết bị lái dự trữ có thể là thiết bị lái thứ hai trên những tàu lớn hoặc là máy lái quay tay trên các tàu nhỏ, và phải lắp đặt ra sao để cho khi có một hư hỏng ở hệ thống ống hoặc tại cụm năng lượng thì vẫn có khả năng lái tàu.

2. Khi ở tốc độ khai thác bộ truyển động chính cần chuyển bánh lái từ 350 mạn trái qua 350 mạn phải và ngược lại, thời gian chuyển bánh lái từ 350 mạn kia cần ít hơn 28 giây, cấu tạo của bánh lái cần tính toán tới hành trình lùi cực đại.

3. Trên các tàu khách, độ bền của các bộ phận truyển động lái phụ cần phù hợp với độ bền của các bộ phận truyển động chính, được tính ở tốc độ 12 hải lý/ giờ.

Thiết bị lái sự cố phải có khả năng nhanh chóng đưa vào hoạt động và quay bánh lái từ 150 mạn này sang 150 mạn kia trong 60 giây. Khi có chiều chìm lớn nhất và tốc độ bằng tốc độ công tác lớn nhất hoặc bằng 7 hải lý/ giờ.

4. Trên tàu khách nếu đường kính trục bánh lái lớn hơn 230mm thì phải đặt hai trạm điều lớn có một khoảng cách đủ so với trạm lái chính và phải đảm bảo việc truyền lệnh điều khiển đến buồng này. Khi có một trạm hỏng không gây cản trở đến trạm kia.

5. Thiết bị lái yêu cầu phải lắp đặt chắc chắn, trang bị những thiết bị chống va đập và các thiết bị đề phòng tác động điều kiện thời tiết, các ống và đường dây điện dẫn đến đó cần sử dụng loại đặc biệt. Cần bố trí các thiết bị giới hạn cho chính bánh lái và cả bộ phận truyển động lái, không những cho các giá trị nhỏ của góc quay bánh lái mà có thiết bị an toàn để hãm và chặn bánh lái.

6. Thiết bị lái cần lắp đặt phù hợp với thiết kế đã được phê chuẩn và được chế tạo bằng những vật liệu thiết kế quy định. Nó cần được thử phù hợp với các yêu cầu của thiết bị, trên tàu cần có các chi tiết dự trữ cho thiết bị lái để thay thế theo điều kiện tính toán khi khai thác.

7. Trong các thiết bị lái truyển động điện cần:

- Đề phòng bảo vệ khi đứt cầu chì ( khi đó nguyên nhân cần phải làm rừ) cầu chì phải để ở nơi dễ nhìn thấy.

- Bố trí bộ chỉ báo góc lái.

III. Hệ thống lái thuỷ lực

Máy lái thuỷ lực có ưu điểm là khối lượng nhỏ kích thước gọn, sức lái lớn hiệu suất cao, tiết kiệm được công suất của động cơ điện và đặc biệt là có độ tin cậy cao trong quá trình vận hành, khai thác.

Nhược điểm là chất lỏng dễ thẩm thấu hoặc rò rỉ có thể gây ra sự cố.

1. Sau đây là sơ đồ của hệ thống lỏi thủy lực.

I II

Hình 9-1: Sơ đồ máy lái thuỷ lực

2. Nguyên lý hoạt động

Khi khởi động máy lái I (bên trái ) động cơ điện sẽ lai bơm thủy lực và dầu thủy lưc được hút từ két, đẩy theo đường P qua van trượt điều kiển về đường K trở lại cửa hút của bơm.

Giả sử khi ta bẻ lỏi sang phải thỡ khi này van điện từ sẽ tác động làm cho van trượt điều khiển dịch chuyển sang trái, làm cho cửa P thông với cửa N, cửa T thông với cửa K. Khi này dầu từ của đẩy của bơm sẽ theo đường B cấp vao

1. Trục bỏnh lỏi. 5. Van trượt điều khiển. 2. Piston thủy lực. 6. Bơm thuỷ lực một chiều. 3. Van một chiều. 7. Két dầu. 4. Van an toàn.

xilanh thủy lực đảy piston sang phải đồng thời dầu ở xilanh kia sẽ thoát về theo đường A về cửa T thông với cửa K trở về của hút của bơm. Khi piston sang phải làm cho trục bánh lái quay theo chiều ngược kim đồng hồ và lệnh bẻ lái sang phải đó được thực hiện. Khi ta bẻ lái sang trái thỡ quỏ trỡnh sẽ ngược lại. Khi ta cho máy lái II hoạt động thỡ quỏ trỡnh hoạt động cũng tương tự như máy I . Ở hệ thống này chỉ cho được một trong hai máy lái hoạt động.

9-2. thiết bị tời neo

1. Các yêu cầu đối với một số chi tiết hệ thống neo tời

- Có khả năng thả neo với độ dài xích neo thích hợp.

- Một đầu cuối của xích neo phải được cố định chặt với tàu (trong hầm xích neo).

- Có khả năng nhổ mỏ neo rời khỏi đáy biển đáy sông.

- Treo mỏ neo nơi thuận tiện trắc chắn. Xích neo luôn sẵn sàng trong hầm xích.

- Có khả năng cắt bỏ xích neo với thời gian ngắn nhất.

- Phải có thiết bị hãm phanh để khống chế tốc độ thả neo.

- Độ dài dây xích neo, tốc độ thả và kéo neo phải theo đúng qui phạm qui định.

2. Hệ thống truyền động tời - neo

* Động cơ lai: Có thể là động cơ điện, động cơ Diesel, động cơ thuỷ lực.

* Bộ giảm tốc: Thường là bộ truyền động bánh răng.

* Mỏ neo: Tuỳ thuộc vào độ lớn của tàu, địa bàn nơi hoạt động, trạng thái đáy biển nơi thả neo mà có kết cấu khác nhau.

* Xích neo: Phụ thuộc vào trọng tải nên chúng có kích thước và độ bền phù hợp.

* ống dẫn dây xích và mỏ neo: Được bố trí ở phía mũi và lái của tàu cho thuận tiện việc thả và kéo neo.

Hình 9-2: Truyền động tời neo

Động cơ lai 8 thông qua khớp nối và nhóm biến tốc cơ khí bánh răng, làm trục quay ra có trị số mô men lớn và giảm tốc độ quay. Tiếp đó truyền động này sẽ tiếp nhận ở trống quấn dây hoặc trống xích neo 5 do sự điều khiển của tay ly hợp 6. Trống phanh 4 có nhiệm vụ hạn chế tốc độ khi cần thiết. Thiết bị neo dùng để cố định tàu nhờ mỏ neo bám vào đáy biển, đáy sông nơi tàu chờ đợi.

Thiết bị tời dùng để kéo, buộc tàu cố định vào cầu cảng hoặc vào tàu khác khi cần thiết. Ở trên tàu, thông thường thiết bị tời được bố trí chung với máy neo để tiện sử dụng và tiết kiệm trang thiết bị.

3. Hệ thống tời- neo thuỷ lực

a. Sơ đồ hệ thống

Hình 9- 3: Sơ đồ hệ thống tời- neo thuỷ lực

b. Nguyên lý hoạt động theo sơ đồ đã cho:

Khi khởi động hệ thống tời neo thỡ bơm 5 sẽ hút dầu từ két đẩy qua P sang T tới phin lọc về két. Khi ta thả neo thỡ van trượt điều khiển dịch chuyển sang trái làm cửa P thông với L và cửa I thông với T. Khi này dầu từ P cấp tới L qua van

1. Trống tời.2. ổ đỡ.3. Trống xích.4. Phanh cơ khí.5. Ly hợp.6. Tay điều khiển.7. Bánh răng.8. Động cơ thuỷ lực,hoặc động cơ điện.

1. Động cơ thuỷ lực.2. Van an toàn.3. Van cân bằng tải.4. Van trượt điều khiển.5. Bơm thuỷ lực một chiều.6. Phin lọc.7. Két dầu.8. Van một chiều.9. Van tiết lưu điều chỉnh.

một chiều lên động cơ thủy lực làm động cơ quay theo chiều thả neo, dầu ra khỏi động cơ trở về cửa I tới T về két. Khi ta kéo neo thỡ van trượt dịch chuyển sang phải làm cho P thông với I và L thông với T, lúc này dầu từ P qua I một nhánh lên động cơ, một nhánh tới van tràn cân bằng mở thông van tràn và dầu từ động cơ sẽ qua van tràn cân bằng về két, đồng thời động cơ quay theo chiều kéo neo.

9-3. Thiết bị cẩu - trục

Thiết bị cẩu - trục được trang bị trên tàu biển dùng để bốc xếp hàng, hoá vật tư...giữa tàu với cảng hoặc giữa các tàu với nhau.

Thông thường thiết bị cẩu được chia ra hai loại nặng và nhẹ, tuỳ thuộc vào trọng lượng hàng hoá bốc xếp. Loại nhẹ - trọng tải <10 T

Loại nặng - trọng tải >10 T

I. Các chức năng hoạt động chính của cần trục cẩu

Với việc bốc xếp hàng hoá trong một phạm vi giới hạn bởi các kích thước của cẩu, chúng đều có những chức năng hoạt động chính đó là: Nâng, hạ hàng, nâng cần lên hạ cần xuống và quay hoặc xoay với một góc nào đó phục vụ việc sắp đặt hàng hoá.

1. Nâng hạ hàng

Việc nâng hạ hàng là thường xuyên và chiếm đến 70-100% các hoạt động của cẩu. Dây cáp dùng để nâng hạ hàng phải chịu được những lực:

Trọng lượng hàng hóa.

Trọng lượng móc cẩu và dây cáp.

Lực cản ma sỏt bởi cỏc dũng dọc.

.2 . Nâng hạ cần.

Việc nâng hạ cần để thay đổi tầm với của cẩu.

Song lực cần thiết để nâng cần không những phụ thuộc vào trọng lượng kiện hàng như việc nâng hạ hàng mà còn phụ thuộc vào góc của cần cẩu.

3. Sang cần (tạt cần trái - phải)

Chức năng sang cần cũng hoạt động thường xuyên song về giá trị lực tác động nhỏ. Nó chỉ thực hiện trong việc thắng quán tính khối lượng quay, thắng ma sát cơ khí và duy trì tốc độ dịch chuyển.

Đối với hệ thống nhỏ và đơn giản, việc tạt trái hay phải nhờ vào sức người. Song đối với hệ cẩu lớn thì phải dùng động cơ hoặc phải thiết kế cẩu trục kiểu ghép.

II. Truyền động điện - cơ khí cho máy cẩu

Cẩu điện - cơ khí gồm động cơ điện qua khớp nối làm quay hệ thống bánh răng và tời quay trống quấn dây. Ngoài ra qua một nhóm truyền động bánh răng

dẫn động và ly hợp ma sát hoạt động với chức năng của phanh điện. Toàn bộ nhóm bánh răng và các thiết bị khác được bảo vệ trong hộp vỏ kín có chứa dầu bôi trơn.

III . Truyền động thuỷ lực cho máy cẩu

1. Sơ đồ nguyên lý

Hình 9- 4: Sơ đồ hệ thống truyền động thuỷ lực tời- cẩu

2. Nguyên lý hoạt động theo sơ đồ đã cho:

Khi khởi động hệ thống tời cẩu thỡ bơm 5 sẽ hút dầu từ két đẩy qua P sang T tới phin lọc về két. Khi ta nâng hàng thỡ van trượt điều khiển dịch chuyển sang phải làm cửa P thông với I và cửa L thông với T. Khi này dầu từ P cấp tới I qua van một chiều lên động cơ thủy lực làm động cơ quay theo chiều nâng hàng, dầu ra khỏi động cơ trở về cửa L tới T về két. Khi ta hạ hàng thỡ van trượt dịch chuyển sang trái làm cho P thông với L và I thông với T, lúc này dầu từ P qua L một nhánh lên động cơ, một nhánh tới van cân bằng tải qua van tiết lưu mở thông van tràn cân bằng và dầu từ động cơ sẽ qua van tràn về két, đồng thời động cơ quay theo chiều hạ hàng.

Khi hệ thống mất điện có thể hạ hàng hoặc cần bằng cách mở van chặn 8.

c. Những lưu ý khi khai thác hệ thống tời neo-tời cẩu thuỷ lực

- Thao tác khai thác và bảo dưỡng trang thiết bị phải theo hướng dẫn của nhà chế tạo.

- Thường xuyên kiểm tra và bổ sung dầu mỡ ở các vị trí quan trọng cần thiết.- Thay dầu công tác đúng hạn hoặc khi xét thấy quá bẩn.- Thường kỳ kiểm tra ly hợp trống xích tời.- Hạn chế tối đa việc dùng cùng lúc các thiết bị theo tiêu chuẩn qui định.- Trước khi khởi động hệ thống phải đặt tay trang (van trượt điều khiển ở vị trí

O ).

1. Động cơ thuỷ lực hai chiều.2. Van an toàn.3. Van tiết lưu điều chỉnh.4. Van trượt điều khiển.5. Bơm thuỷ lực một chiều.6. Phin lọc.7. Két dầu.8. Van chặn.9. Van cân bằng tải.

- Thao tác huấn luyện việc sử dụng một cách thành thạo đối với các trang thiết bị này.

CHƯƠNG 8. MÁY LẠNH1. MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ - NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG3. CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG LẠNH

Chương X

Máy lạnh tàu thuỷ

10-1. các khái niệm chung về máy lạnh tàu thuỷ

Nhiệm vụ của các thiết bị lạnh là mang nhiệt lượng của hàng hoá hoặc vật dùng, mà chúng ta cần cất giữ chúng trong điều kiện nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ môi trường ra khỏi chúng và nhả ra cho môi trường chung quanh.

I. Ứng dụng của máy lạnh tàu thuỷ:

Máy lạnh tàu thuỷ được dùng dưới dạng: Máy lạnh thực phẩm, điều hoà không khí, làm lạnh hầm hàng, hệ thống lạnh container.

1. Hệ thống lạnh thực phẩm: Có nhiệm vụ cất giữ, bảo quản thực phẩm, phục vụ cuộc sống trên biển của thuyền viên (được lắp hầu hết trên các tàu biển đi xa).

2. Hệ thống lạnh hầm hàng: Chỉ lắp trên tàu đánh cá, tàu đông lạnh chuyên dụng để chở thịt, cá, rau quả với mục đích bảo quản hàng.

3. Hệ thống container lạnh: Trên container có gắn máy lạnh để chứa hàng cần bảo quản.

4. Hệ thống điều hũa khụng khớ : Ngoài ra dưới tàu biển còn có các thiết bị lạnh dưới dạng máy điều hoà không khí độc lập, ở buồng điều khiển máy, tủ lạnh, các thiết bị làm lạnh nước uống.

IV. Chu trình Cacnô ngược chiều ứng dụng cho máy lạnh

Các thiết bị làm lạnh có nhiệm vụ lấy nhiệt liên tục của môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường rồi nhả ra môi trường. Theo định luật nhiệt đông II: "nhiệt lượng không thể từ nó truyền từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao"

Nguyên lý làm việc của thiết bị lạnh chỉ có thể đạt được nếu ta đưa thêm công bên ngoài vào chu trình.

Chu trình lý thuyết cơ sở của máy lạnh là chu trình Cacnô ngược chiều gồm hai quá trình đẳng nhiệt và hai quá trình đoạn nhiệt xen kẽ nhau, tiến hành ngược chiều kim đồng hồ.

- Quá trình 1 2: là quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén (công chất nén đoạn nhiệt trong máy nén tiêu tốn công L1).

- Quá trình 2 3: Là quá trình nhả nhiệt đẳng nhiệt (công chất được ngưng tụ trong bình ngưng, nhả nhiệt lượng qk).

- Quá trình 3 4: Là quá trình giãn nở đoạn nhiệt. (công chất thực hiện giãn nở đoạn nhiệt trong máy giãn nở hoặc van tiết lưu để sinh công l2).

- Quá trình 4 1: Là quá trình thu nhiệt đẳng nhiệt (công chất thu nhiệt lượng của các đối tượng làm lạnh qo).

10-2. Máy lạnh tàu thuỷ dùng chu trình hơi

Đây là chu trình làm lạnh mà trong đó hiệu quả làm lạnh được tạo ra nhờ bay hơi công chất ở nhiệt độ thấp. Trong chu trình hơi đơn giản có 4 thiết bị chính là máy nộn (MN) bình ngưng (BN), van tiết lưu (VTL) hoặc máy giãn nở, và dàn bay hơi(DBH). Bốn thiết bị này được nối với nhau bằng hệ thống ống hợp lý kín hoàn toàn. Trong hệ thống kín này đựơc nạp công chất lạnh là các chất lỏng sôi ở nhiệt độ thấp như amôniac

( NH3) Freon -22, hoặc Freon- 12.

1. Sơ đồ hệ thống

Hình 10-1: Sơ đồ hệ thống lạnh dùng chu trình hơi

1. Mỏy nộn. 6. Nước biển vào làm mát bỡnh ngưng.

2. Bỡnh ngưng. 7. Nước biển ra.

3. Van tiết lưu. 8. Hơi công chất ra khỏi máy nén.

4. Giàn bay hơi. 9. Phin lọc ẩm.

5. Hơi công chất ra khỏi van tiết lưu 10. Đầu cảm ứng nhiệt của van tiết lưu.

2. Nguyên lý hoạt động:

Máy nén 1 nén công chất dưới dạng thể khí từ buồng lạnh ra và đẩy chúng tới bầu ngưng 2 để cống chất nhả nhiệt cho nước làm mát (thường dùng nước biển hoặc nước muối) và ngưng tụ chuyên sang dạng thể lỏng. Công chất chuyển tới van tiết lưu 3 (hoặc máy giãn nở). Ở đó trạng thái lỏng với áp suất cao chuyển dần sang trạng thái khí áp suất thấp hơn, thể tích nhiều hơn, nhiệt độ thấp hơn. Công chất ở dạng này tới dàn bay hơi để làm lạnh các khoang lạnh cần thiết. Tại các khoang lạnh công chất thu nhiệt lượng của thực phẩm.

Sau khi ra khỏi dàn bay hơi nhiệt độ của công chất tăng và lại được máy nén hút tạo thành vũng kớn. Đầu cảm ứng 10 cảm ứng nhiệt độ công chất ra khỏi dàn bay hơi để đóng mở van tiết lưu 3. Phin lọc ẩm 9 có tác dụng hút nước lẫn trong công chất.

Mỗi máy nén một cấp thường làm việc với tỷ số nén<7. Trường hợp cần làm lạnh ở nhiệt độ thấp, trong khi nhiệt độ môi trường bên ngoài hầu như không đổi nếu dùng máy nén một cấp sẽ gây tổn thất năng lượng lớn. Trong trường hợp này người ta chuyểnt sang dùng máy nén hai hay nhiều cấp, kết hợp làm mát trung gian sau mỗi cấp nén để giảm sự tiờu tốn công nén thường tính toán sao

cho nhiệt độ vào ra các cấp đều bằng nhau, tỷ số nén trong mỗi cấp bằng nhau: Chu trình nhiều cấp nén có thể dùng một cặp tiếu lưu hoặc 2 hay nhiều cấp tiết lưu, kết hợp với làm mỏt cụng chất trước tiết lưu sẽ giảm được tổn thất công thuận nghịch trong quá trình tiết lưu.

- Khi cần làm lạnh ở nhiệt độ thấp người ta dựng chu trình ghép, tức là ghép nhỏ chu trình một tầng lại với nhau thành chu trình ghép có tính nối tiếp cho buồng lạnh của chu trình kia (có nhiệt độ thấp hơn). Công chất trong mỗi chu trình độc lập khác nhau, phù hợp với điều kiện công tác trong từng giới hạn riêng. Việc ghép các chu trình như trên nâng cao mức độ hoàn hảo của chu trình một tầng, làm việc cùng giới hạn nhiệt độ.

Các chu trình làm lạnh nói chung đa dạng, trên đây chỉ nêu chu trình hơi kiểu đơn giản nhất. Các loại khác có thể xem các tài liệu về máy lạnh

10-3. Khai thác và bảo dưỡng hệ thống lạnh

I. Quy trình vận hành khai thác

1. Quy trình dừng hệ thống lạnh

Mục đích là để sau khi dừng hệ thống công chất lỏng sẽ không còn trong dàn bay hơi làm gây khó khăn cho lần khởi động tiếp theo và công chất cũng khó rũ lọt qua phần thấp áp.

Các bước cho dừng:

- Đóng van cấp lỏng (để máy nén hút hết công chất trong phần thấp áp dồn về bình ngưng, bình chứa).

- Đóng van chặn trên đường ống hút trước máy nén.

- Tắt động cơ lai máy nén.

- Đóng van chặn trên đường ống đẩy.

- Tắt quạt gió buồng lạnh.

- Tắt bơm nước làm mát bình ngưng.

2. Quy trình khởi động

- Kiểm ta xem có vật lạ xung quanh máy nén, dây cua roa không. Kiểm tra nguồn điện máy nén, mức dầu nhờn trong các te máy nén. Nếu có hõm dầu thì hõm trước khi khởi động (15 - 30 phút)

- Kiểm tra các van giữa máy nén và bình ngưng xem đã mở chưa, yêu cầu tất cả các van phải mở trước khi bật động cơ lai máy nén.

- Bật bơm nước làm bình ngưng.

- Bật công tắc khởi động động cơ lai máy nén.

- Theo dõi áp suất dầu nhờn bôi trơn, lắng nghe các tiếng động lạ.

- Mở từ từ van trên đường ống hút theo dõi xem máy nén có bị ngập lỏng không. Nếu bị ngập lỏng thì đóng van chặn lại và sau một lúc lại mở lại thật từ từ hơn.

- Chỉnh van tiết lưu, mở van cấp lỏng, theo dõi các thông số như áp suất hút, áp suất đẩy, áp suất dầu theo đúng hướng dẫn của nhà chế tạo.

- Bật quạt gió buồng lạnh.

3. Theo dõi việc vận hành hệ thống lạnh

Phải chấp hành theo đúng mọi hướng dẫn của nhà chế tạo

a. Kiểm tra thường xuyên

- Các thông số trên áp kế (áp suất hút trung gian, áp suất xả, áp suất dầu). Nhiệt kế (nhiệt độ của hút, cửa xả nhiệt độ của nước vào, nước ra ...) ampe kế (dòng điện máy nộn, bơm, quạt), vôn kế.

- Nhiệt độ tại các xi lanh, gối đỡ, bộ làm kín đầu trục.

- Mức dầu trong các te.

- Mức độ công chất lỏng cấp vào dầu bay hơi.

-Mức cụng chất trong bỡnh ngưng.

b. Kiểm tra định kỳ

- Trạng thái của piston, xi lanh, xộc măng, bạc trục, bạc biên, dây cua roa, khớp nối, clape hút, clape xả cùng các lò xo, môtơ điện, bơm, quạt gió ..

- Độ kín của cá van, cá cổ van, mối nối, mối hàn.

- Độ sạch, độ kớn của các thiết bị trao đổi nhiệt.

- Trạng thái của các tấm cách nhiệt, cách ẩm, các gioăng, đệm, cánh cửa buồng lạnh.

- Mức độ thừa thiếu của công chất, dầu nhờn.

- Độ chính xác của các thiết bị đo.

II. Bảo dưỡng hệ thống lạnh

1. Phá băng dàn bay hơi

Mục đích là ra nhiệt cho dàn bay hơi để tan băng tuyết trên dàn bay hơi.

+ Có thể bằng điện trở sấy.

+Có thể bằng công chất ra khỏi máy nén quay lại dàn bay hơi luôn.

- Khi thấy dàn bay hơi băng tuyết bám nhiều, nhiệt độ buồng lạnh tăng, băng tuyết bám về máy nén thì phải phá băng dàn bay hơi.

Cách phá băng phụ thuộc vào cấu tạo của hệ thống nhưng nguyên tắc chung là trước lúc phá băng, cần đóng van cấp lỏng hoặc van tiết lưu của dàn bay hơi. Cần phá băng trong thời gian đủ lâu để máy nén hút hết công chất lỏng có sẵn trong dàn bay hơi.

2. Xả không khí (xả Air):

Trong quá trình hoạt động của hệ thống lạnh nếu ta thấy có nhiều dấu hiệu chứng tỏ sự có không khí trong hệ thống như nhiệt độ buồng lạnh tăng, công nén lớn ta phải tiến hành xả không khí

3. Nạp bổ sung dầu nhờn:

Nếu qua kiểm tra ta thấy trong các te máy nén thiếu dầu nhờn thì ta phải nạp bổ sung dầu nhờn.

4. Nạp bổ sung công chất:

Khi trong hệ thống chứng tỏ sự thiếu công chất như áp suất hút, xả giảm nhiệt độ buồng lạnh tăng , ta tiến hành dò tìm chỗ hở làm kín lại và tiến hành nạp bổ sung công chất (cách nạp giống như nạp mới sau lắp ráp, sửa chữa)

5. Vệ sinh bầu ngưng:

Khi có dấu hiệu chứng tỏ bầu ngưng bị bẩn (áp suất ngưng tụ cao, độ chênh lệch nhiệt độ nước thấp) thì dừng hệ thống và vệ sinh bầu ngưng.

6. Xả dầu nhờn:

Trong hệ thống lạnh, dầu nhờn luôn đi cùng công chất, lượng dầu nhờn sẽ lắng động nhiều ít trong thiết bị tuỳ theo mức độ hoàn thiện của hãng chế tạo. Biện pháp xả nên căn cứ kết cấu từng loại thiết bị.

7.Vệ sinh các phin lọc:

Định kỳ cần vệ sinh phin lọc ẩm sau bình ngưng, phin lọc bẩn trước máy nén.