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

Chia sẻ: Hồ Văn Mậu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:100

Thêm vào BST

Báo xấu

100
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp với đề tài "Trang thiết bị điện tàu HongKong Pioneer – đi sâu trạm phát điện và vấn đề ổn định điện áp cho máy phát" đã hoàn thành với kết cấu nội dung gồm 3 phần chính: phần 1 trang bị điện tàu HongKong Pioneer, phần 2 đi sâu nghiên cứu trạm phát điện và vấn đề ổn định điện áp cho máy phát, phần 3 kết luận.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

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

…………..o0o………….. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU HONGKONG PIONEER – ĐI SÂU TRẠM PHÁT ĐIỆN VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO MÁY PHÁT
MỤC LỤC Mục lục ...............................................................................................................Trang Lời nói đầu ................................................................................................................. 4 Giới thiệu chung về tàu Hongkong Pioneer .............................................................. 5 Phần 1 trang bị điện tàu Hong Kong Pioneer ............................ 10 Chương 1:Hệ thống lái tàu Hong Kong Pioneer ...................................................... 10 1.1. Giới thiệu chung về hệ thống lái ....................................................................... 11 1.1.1 .Khái niệm ........................................................................................................ 11 1.1.2.Các yêu cầu đối với hệ thống lái ....................................................................... 11 1.2 Giới thiệu hệ thống lái tàu Hong Kong Pioneer................................................ 11 1.2.1 Sơ đồ thủy lực ................................................................................................... 12 1.2.2. Sơ đồ điều khiển động cơ lai bơm thủy lực ...................................................... 13 1.2.3.Các chế độ lái.................................................................................................... 14 1.3. Đánh giá hệ thống ............................................................................................. 17 Chương 2:Hệ thống điều khiển nồi hơi .................................................................... 18 2.1 Khái quát chung về hệ thống ............................................................................. 18 2.1.1. Khái niệm ........................................................................................................ 18 2.1.2. Đặc điểm, nhiệm vụ, phân loại ......................................................................... 18 2.1.3.Yêu cầu đối với nồi hơi tàu thủy ....................................................................... 20 2.1.4 Các chức năng điều khiển nồi hơi ..................................................................... 21 2.2.Hệ thống điều khiển nồi hơi tàu Hong kong Pioneer ....................................... 21 2.2.1.Giới thiệu phần tử ............................................................................................. 21 2.2.2 Nguyên lý hoạt động ......................................................................................... 25 2.2.3 Nhận xét ,đánh giá ............................................................................................ 32 Chương 3: Các hệ thống truyền động điện khác ...................................................... 33 3.1.Hệ thống neo tàu Hong Kong Pioneer............................................................... 33 3.1.1. Giới thiệu chung về hệ thống neo ..................................................................... 33 Trang 1
3.1.2. Sơ đồ thủy lực tàu Hong Kong Pioneer ............................................................ 33 3.1.3. Sơ đồ điều khiển động cơ lai bơm thủy lực ..................................................... 34 3.2 Hệ thống quạt gió buồng máy và Bơm ballast tàu Hong Kong Pioneer ......... 35 3.2.1. Khái quát chung .............................................................................................. 35 3.2.2. Hệ thống quạt gió buồng máy tàu Hong Kong Pioneer ..................................... 36 3.2.3.Bơm ballast tàu Hong Kong Pioneer ................................................................. 38 3.3. Hệ thống Máy nén khí tầu Hong Kong Pioneer............................................... 39 3.3.1.Khái quát chung ................................................................................................ 39 3.3.2.Hệ thống máy nén khí tàu Hong Kong Pioneer .................................................. 40 Phần 2: Đi sâu nghiên cứu trạm phát điện và vấn đề ổn định điện áp cho máy phát ..................................................................... 43 Chương 4– Trạm phát điện Hong Kong Pioneer 6500T ........................................ 43 4.1. Giới thiệu chung về trạm phát điện chính ....................................................... 43 4.1.1 Khái niệm ......................................................................................................... 43 4.1.2 Yêu cầu về trạm phát điện tàu thuỷ ................................................................... 43 4.1.3. Đặc điểm kỹ thuật của trạm phát điện chính tàu Hong Kong Pioneer .............. 43 4.2. Giới thiệu các phần tử cảu trạm phát .............................................................. 45 4.3. Các chế độ công tác của trạm phát .................................................................. 49 4.3.1 Chức năng hòa đồng bộ các máy phát ............................................................... 49 4.3.2 Chức năng phân bố tải giữa các máy phát công tác song song ........................... 53 4.4. Kiểm tra, báo động và bảo vệ cho trạm phát ................................................... 54 4.4.1 Bảo vệ quá tải ................................................................................................... 54 4.4.2 Bảo vệ ngắn mạch ............................................................................................. 54 4.4.3 Bảo vệ công suất ngược .................................................................................... 54 4.4.4 Bảo vệ cách điện thấp ....................................................................................... 55 Chương 5: Tổng quan chung về các hệ thống tự động điều chỉnh điện áp cho máy phát đồng bộ 3 pha trên đội tàu thế giới.Và nghiên cứu thiết kế bộ tự động điều chỉnh điện áp............................................................................................ 56 Trang 2
5.1.Khái niệm về vấn đề ổn áp................................................................................. 56 5.1.1.Sự cần thiết phải ổn định điện áp cho các máy phát đồng bộ ............................. 56 5.1.2.Những quy định của Đăng Kiểm đối với các hệ thống tự động điều chỉnh điện áp ....................................................................................................................... 56 5.1.3.Các nguyên nhân gây ra dao động điện áp của máy phát đồng bộ...................... 57 5.2.Các nguyên lý xây dựng các loại hệ thống TĐĐCĐA ngày nay ....................... 59 5.2.1.Nguyên lý điều chỉnh theo nhiễu loạn ............................................................... 59 5.2.2.Nguyên lý điều chỉnh theo độ lệch .................................................................... 67 5.2.3.Nguyên lý điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc kết hợp ...................................... 74 5.3.Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu Hồng Kông Pioneer ........................ 82 5.3.1 Giới thiệu phần tử ........................................................................................... 82 5.3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống ................................................................. 84 5.4. Đánh giá ưu nhược điểm của các nguyên tắc.Từ đó rút ra ý tưởng thiết kế một bộ tự động điều chỉnh điện áp ..................................................................... 86 5.5. Nghiên cứu, thiết kế 1 bộ tự động điều chỉnh điện áp điển hình..................... 87 5.5.1.Đề suất sơ đồ điều chỉnh điện áp ....................................................................... 87 5.5.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống .................................................................... 89 5.5.3.Giải thích 1 số chức năng .................................................................................. 92 Phần 3 Kết luận ....................................................................................................... 99 Tài liệu tham khảo ................................................................................................. 100 Trang 3
LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là một quốc gia nằm ở ven biển, có bờ biển dài 3260 Km. Từ xa xưa nhân dân ta đó biết sử dụng bờ biển để vận chuyển hàng hoá. Ngày nay vận tải biển đóng vai trò quan trọng trong giao thông vận tải. Nó chiếm ưu thế về khối lượng hàng hóa và cả khoảng cách vận chuyển, chính vì vậy mà ngày nay trong công cuộc đổi mới, hội nhập và mở cửa thì vận tải đường biển đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân, là động lực thúc đẩy nền kinh tế phát triển theo hướng hội nhập. Để đáp ứng và khai thác triệt để tài nguyên trên, chúng ta cần có một nền công nghiệp tàu thuỷ hiện đại với những công nghệ đóng mới, sửa chữa tàu thủy bắt kịp với trình độ phát triển của thế giới, ngoài ra cần phải đào tạo đội ngũ kỹ sư, thuyền viên có trình độ kiến thức phù hợp với sự phát triển của khoa học công nghệ. Là một sinh viên học tập tại khoa điện -điện tử tàu biển của trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam. Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện, em đó được trang bị tương đối đầy đủ các kiến thức cơ bản về những hệ thống điện năng trên tàu thuỷ và còn được tiếp cận với những trang thiết bị, công nghệ điều khiển hiện đại đó và đang được áp dụng trên nhiều con tàu vận tải hiện nay trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Sau khi thực tập tại công ty đóng tàu Phà Rừng, em đó tìm hiểu và thu thập được tài liệu tàu chở dầu 6500T mang tên Hong Kong Pioneer. Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa, em được giao đề tài thiết kế tốt nghiệp: “Trang thiết bị điện tàu Hong Kong Pioneer. Đi sâu trạm phát điện và vấn đề ổn định điện áp cho máy phát.” Qua quá trình tổng hợp, nghiên cứu sơ đồ thu thập được và sự nỗ lực phấn đấu của bản thân cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn Th.s Đinh Anh Tuấn cùng các thầy giáo trong khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, em đó hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất.Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được được sự chỉ bảo của các thầy để đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Đinh Anh Tuấn, cùng nhiều thầy cô đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Hải Phòng,ngày,tháng năm 2009 Sinh viên: Lê Đình Tú Trang 4
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU DẦU HONG KONG PIONEER Tàu Hong Kong Pioneer là tàu chở dầu, hoá chất trọng tải 6500 tấn, được thi công đóng mới tại công ty đóng tàu Phà Rừng dưới sự giám sát của các chuyên gia Hàn Quốc. 1. Miêu tả chung về con tàu (mô tả hình dáng tàu): Tàu có mũi quả lê, sống đuôi và 1 boong chính liên tục với boong dâng lái, boong thượng tầng. Ca bin, buồng nghi khí, và khoang máy được lắp đặt ở phía lái. Phần vỏ chính của tàu dưới boong chính được chia cách bởi các vách ngang, vách dọc thành các khoang, các khu vực sau: * Khu vực lái: Phần lái để lắp buồng máy lái, các két nước ngọt, khoang cách ly và két dầu nặng. * Khu vực buồng máy: Buồng máy bố trí lắp đặt máy chính, các bệ sàn máy phụ, buồng điều khiển máy, xưởng sửa chữa và kho chứa.v.v Két dầu trực nhật và két phục vụ (F.O) và két lắng dầu bôi trơn được bố trí lắp đặt ở vị trí thích hợp. Đáy đôi gồm két lắng dầu bôi trơn, két dầu diesel, két dầu bẩn và các két cần thiết khác. * Khu vực hàng: Khu vực hàng có kết cấu vỏ kép, đáy đôi và gồm có 11 két hàng, 1 két nước bẩn,12 két nước ballast, 1 két nước ngọt khu vực hàng *Khu vực mũi (vùng mũi) : Két mũi, hầm xích neo, kho thuỷ thủ trưởng, các kho cần thiết khác, buồng chân vịt mũi được bố trí lắp đặt trên phần mũi tàu. *Phạm vi khai thác: Tàu được thiết kế để chở những hàng cùng với các cơ cấu kết cấu của tàu nhưng giới hạn chở hàng tương đương với nội thất trong bản thuyết minh chung bao gồm cả trọng lực riêng của hàng hóa. - Các sản phẩm từ dầu. - Các hóa chất ,IMO loại II và III bao gồm hàng độc hại. - Các hóa chất ,các hàng không phân cấp theo IMO - Rau,dầu cá và dầu động vật. Trang 5
Các hàng chất lỏng khác sẽ được chở miễn là sự độc hại,khả năng phản ứng ,khả năng gây cháy ,áp suất hơi, mật độ, có sức bền với vật liệu két và các vật chất khác trong phạm vi giới hạn của bản thuyết minh chung. 2. Các kích thước cơ bản: - Chiều dài toàn bộ (Length O.A.): 110.00 M - Chiều dài giữa hai đường vuông góc (Length B.P.) : 102.00 M - Chiều rộng (breadth MLD. ): 18.20 M - Chiều cao mạn/ chiều sâu (Depth MLD.): 8.75 M - Mớn nước thiết kế (Draft (Design) MLD.): 6.70 M - Mớn nước kích thức tiết diện cơ cấu (Scantling MLD. ): 6.80 M - Chiều cao boong và sự cong ngang boong: - Chiều cao giữa các boong (tại đường tâm tàu). - Boong chính – boong dâng mũi: 2.900 M - Boong chính –boong dâng lái 2.900 M - Boong dâng lái – boong A 2.650 M - Boong A –boong B 2.650 M - Boong B-Boong sĩ quan 2.650 M - Boong sĩ quan–boong nghi khí hàng hải 2.650 M - Boong nghi khí hàng hải – boong la bàn 2.600 M - Cong ngang boong (straight camber) 0.150 M 3. Tải trọng: - Tải trọng toàn phần : 7500tonnes - Tải trọng ở mớn nước thiết kế: 6500 tonnes 4. Dung tích: - Két dầu hàng bao gồm két nước bẩn: 7300 M3 - Két dầu nhiên liệu (dầu F.O): 275 M3 - Két dầu diesel (dầu D.O): 90 M3 - Các két nước ngọt: 110 M3 - Két nước sạch: 200 M3 - Các két nước dằn ballast: 2650 M3 5. Tốc độ và sức bền: Tốc độ thử tại mớn nước thiết kế khoảng 13.50 hải lý tại vòng quay lớn nhất Tốc độ khai thác tại mớn nước thiết kế khoảng 13.00 hải lý tại 90% vòng quay lớn nhất với 15 % dự trữ. Sức bền khoảng 5500 N.M tại vòng quay trung bình (NCR). Trang 6
6. Sức chứa: Class / cấp Deck / boong Engine/ máy Etc Captain class Captain Chief Cấp thuyền Thuyền Engineer trưởng trưởng Máy trưởng Officer class C/officer 1st/engineer Pilot ,owner Cấp sĩ quan 2nd/officer 2nd/engineer 3rd/officer 3rd/engineer Petty officer Bosun No.1 oiler Cook Hạ sĩ quan Thủy thủ trưởng Crew class 3 sailer 2 Oilers Owner Thuyền viên Total 8 persons 7 persons 3 persons 7.Trạm phát điện chính và sự cố: Tàu dầu Hong Kong Pioneer được trang bị 3 máy phát loại không chổi than của hãng YANMAH và 1 máy phát sự cố. a.Các thông số của máy phát chính: Số lượng: 3 Model: 6N165L_UN Công suất: 500 KVA Tần số: 60 Hz; Số pha: 3 pha Điện áp: AC 445 V Dòng điện: 642 A Cosφ: 0,8 Vật liệu cách điện: Cấp F Điện áp sấy: 110 V, 1 pha,60Hz Công suất mạch sấy: 200 W Điện áp động cơ điều tốc: 110 V, 1 pha,60Hz Công suất động cơ điều tốc: 20 W Điện áp máy phát kích từ : 100 V Trang 7
Dòng kích từ : 40 A Số vòng quay định mức: 1200 v/p SERIAL NO: 510046A1A Tổng trọng lượng: 2100 Kg b.Các thông số của máy phát sự cố: Số lượng : 1 TYPE: SUC.M274H1 Công suất : 206,2 KVA Tần số : 60 Hz Số pha: 3 pha Điện áp : 450 V Dòng điện : 264,6 A Cosφ : 0,8 Vật liệu cách điện : Cấp H Điện áp máy phát kích từ : 35V 8.Máy chính: Máy chính được thiết kế và sản xuất dựa trên quy định chung của nghành hang hải và nghuyên tắc của đăng kiểm. Vật liệu và thiết bị cho máy được sản xuất và các thiết bị van, ống, bích, bu long, ê cu, thiết bị đo v.v được cấp theeo đúng tiêu chuẩn của Hàn Quốc và thực tế của nhà máy đóng tàu. Máy mang kí hiệu: Hanshin LH46L Loại: Động cơ diesel tàu thuỷ 4 thì, tác dụng đơn, piston một hàng thẳng đứng, một tua bin tăng áp và một bầu làm mát không khí ( sinh hàn gió). Số lượng: 1 bộ Công suất tối đa: 2.942KW Vòng quay tại công suất tối đa: 200 (RPM) Dầu nhiên liệu (F.O) 3500 sec R.W. No.1 ở 1000F Suất (lượng) tiêu hao nhiên liệu: 136 g/HP.h + 3% Hệ thống khởi động: Khởi động bằng khí nén Hệ thống đảo chiều: Đảo chiều trực tiếp Khởi động và dừng: Bên cạnh máy, trong buồng điều khiển máy, trên buồng lái Trang 8
Hệ thống điều khiển tốc độ: Trên buuồng lái, buồng điều khiển máy Hệ thống làm mát: Làm mát xi lanh bằng nước ngọt Làm mát piston bằng dầu nhờn (L.O) Mỗi sinh hàn – nước biển Làm mát: Nước biển Trang 9
Phần 1:Trang thiết bị điện tàu Hong Kong Pioneer Chương 1:Hệ thống lái tàu Hong Kong Pioneer. 1.1. Giới thiệu về hệ thống lái. 1.1.1. Khái niệm: Hệ thống lái là hệ thống thực hiện chức năng điều khiển con tàu theo hành trình cho trước, đi lại trong các luồng hẹp hoặc điều động tàu ra vào cảng. Hoạt động của thiết bị lái có ý nghĩa rất lớn trong việc đảm bảo an toàn, nâng cao hiệu quả kinh tế trong khai thác . Với chức năng và tầm quan trọng như vậy, hệ thống truyền động điện lái phải đáp ứng được các yêu cầu cơ bản . Hệ thống phải có cấu tạo đơn giản, có độ bền cao. Hệ thống điều khiển phải được thiết kế với sơ đồ đơn giản nhất, sử dụng ít phần tử nhất . - Có hệ số dự trữ cao . - Có khả năng quá tải lớn theo mômen . - Phải đảm bảo thời gian bẻ lái (- max  +max)  28s . - Đơn giản và thuận tiện trong điều khiển . - Phải có thiết bị kiểm tra để biết vị trí thực của bánh lái . - Hệ thống phải có lái sự cố . - Trọng lượng và kích thước nhỏ , giá thành thấp . 1.1.2. Các yêu cầu đối với hệ thống lái: a. Yêu cầu về khai thác. - Hệ thống điều khiển cho phép chỉnh định các thông số khi điều kiện khai thác của tàu thay đổi, để đáp ứng được yêu cầu về chất lượng và an toàn của hệ thống. - Trong chế độ tự động phải giữ cho con tàu chuyển động theo hướng đi cho trước với độ chính xác Δα ≤ ± 1°. - Biên độ dao động trung bình của tàu so với hướng đi cho trước không vượt quá 1° khi sóng biển không quá cấp 3 và vận tốc tàu ≥ 6 hải lý, không vượt quá 2 - 3° khi sóng biển không quá cấp 6, khi sóng biển quá cấp 6 thì cho phép biên độ dao động trung bình từ 4° - 5°. - Hệ thống lái tự động có khả năng thay đổi hướng đi của con tàu nhưng trong quá trình thay đổi hướng đi của tàu bằng chế độ lái tự động phải thay đổi từ từ .Mỗi lần thay đổi không vượt quá 10 % tổng giá trị hướng đi. Trong thực tế người ta thay đổi 5°/ lần để tránh lật tàu . - Hệ thống lái phải đảm bảo điều khiển được 3 chế độ: lái đơn giản, lái lặp và lái sự cố. Trang 10
- Hệ thống lái phải đảm bảo thuận lợi khi khai thác, phải có tín hiệu báo động bằng đèn và còi khi mất nguồn la bàn, mất nguồn máy lái, quá tai, lệch hướng đi cho phép. - Hệ thống lái phải hoạt động an toàn trong các chế độ rung lắc lớn, đồng thời phải đảm bảo độ chính xác khi nhiệt độ môi trường thay đổi từ -10°C ÷50°C, độ ẩm từ 95 ÷ 98 %. b. Yêu cầu về cấu trúc : - Cấu trúc các khí cụ phải có khả năng làm việc tin cậy trong thời gian ít nhất là 10 năm. - Cấu trúc các phần tử phải đơn giản thuận tiện, an toàn cho việc sửa chữa và bảo quản. - Trụ điều khiển đặt ở buồng lái phải kín nước. Còn các thiết bị đặt ở buồng máy lái phải chống nước ( chống được các tia nước bắn vào ). - Hoạt động của hệ thống không gây nhiễu đối với thiết bị vô tuyến quá mức cho phép. - Thiết bị điều khiển, chỉnh định bố trí trên bề mặt trụ điều khiển thuận lợi cho việc khai thác và bên cạnh nó phải ghi các chức năng. - Trụ điều khiển phải có đèn chiếu sáng riêng ở từng chế độ và cường độ sáng có thể đièu khiển từ 0 ÷ Max. - Các lắp đậy các cửa phải được mở dễ dàng khi sửa chữa và bảo quản. - Vỏ máy phải được nối đất bảo vệ. - Bề mặt khí cụ phải được bọc lớp chống gỉ, không cho phép dùng các chất nhôm, hợp kim nhôm và các kim loại nóng chảy để chế tạo các linh kiện dẫn điện. 1.2. Giới thiệu hệ thống lái tàu Hong Kong Pioneer . Trên tàu dầu 6500t được trang bị hai hệ thống lái độc lập, nhưng phục vụ cho một động cơ máy lái để điều chỉnh bánh lái cho hành trình của con tàu.  Thông số của máy lái : - Giới hạn góc lái là 700 (350 về mỗi bên) - Tốc độ bẻ lái : Bẻ lái từ 350 bên này sang 350 bên kia mất 28s - Máy lái dạng xilanh lực cố định - Kích thước của xi lanh Φ195mm - Kích thước của piston Φ180mm - Nguồn cuộn van điện từ :AC 110V.  Thông số của bơm thủy lực. - TYPE : GXPO-20R; - Lượng chiếm chỗ của thủy lực: 34L/MIN - Áp lực làm việc Max: 150Kg/cm2 - Áp lực chân của van an toàn: 187,5Kg/cm2 Trang 11
 Thông số của động cơ điện lai bơm thủy lực. MARINE TYPE : T.E.F.C (IP-44) - Công suất : 7,5Kw - Điện áp: AC 440V-3P - Tần số: 60Hz - Vòng quay: 1750 V/p - Vật liệu chế tạo :cách điện cấp B. 1.2.1. Sơ đồ thủy lực (DSR -2P-1) a. Giới thiệu phần tử : 1 :Mô tơ điện lai bơm thủy lực 2 :Bơm thủy lực 3 :Van an toàn 4 :Van một chiều 5 :Khối li hợp giữa động cơ và bơm 6 :Đồng hồ đo áp lực 7 :Lỗ thông hơi; 8 :Thiết bị chỉ báo mức dầu trong két 9 :Phin lọc dầu 10 :Cảm biến mức dầu trong két 11 :Van điện từ 12 :Cụm van một chiều 13 :Cụm van an toàn. b. Nguyên lý hoạt động của sơ đồ thủy lực: Muốn động cơ hoạt động đầu tiên ta phải khởi động bơm thủy lực ,khi đó van điện từ chưa được tác động nên dầu thủy lực sẽ được đi theo đường là: Dầu từ két qua phin lọc 9, qua bơm thủy lực 2, qua van một chiều số 4, qua van điện từ 11 và quay trở về két thủy lực. Trong quá trình tuần hoàn dầu đó, nếu áp lực dầu tăng cao thì dầu sẽ được qua va an toàn số 3 và hồi về két thủy lực . Giả sử muốn bẻ lái sang phải, ta tác động vào hệ thống điều khiển để cuộn van điện từ phía phải có điện. Khi đó van điện từ 11 sẽ mở ra cho dầu thủy lực đi theo đường chéo bên phải. Qua đó dầu thủy lực sẽ được đưa vào xilanh bên phải tác động vào piston đẩy bánh lái quay sang phải, dầu thủy lực từ xi lanh lực bên trái sẽ được hồi về két thủy lực qua van điện từ 11. Trong quá trình đó nếu áp lực dầu trong đường ống tăng cao thì các van an toàn sẽ tác động và làm giảm áp lực trong đường ống để tránh quá tải cho động cơ lai bơm thủy lực và tránh vỡ đường ống. Muốn bánh lái quay sang trái thì ta tác động vào cuộn van bên trái . Trang 12
1.2.2 Sơ đồ điều khiển động cơ lai bơm thủy lực (DWG. FM02ST SHEET No.37). a. Giới thiệu phần tử. 28X: Rơ le trung gian 89: Aptomat cấp nguồn cho hệ thống A: Ampe kế đo dòng F1-F4: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch 88 : CTT cấp nguồn cho bơm 27B: Rơ le trung gian kiểm soát nguồn T440V/220-20V 100VA :biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển WL: Đèn báo nguồn GL: Đèn báo chạy EOCR1: Rơ le nhiệt EOCR2: Rơ le cảm biến lỗi pha 51X: Rơ le trung gian khi quá tải 3C: Nút khởi động 3-0: Nút dừng 27X: Rơ le kiểm soát nguồn điều khiển RHM: Đồng hồ đếm thời gian hoạt động của động cơ lai bơm 88 : Rơ le trung gian lấy tín hiệu báo khi chạy 47Y: Rơ le trung gian lấy tín hiệu báo khi mất pha HYD.TKL :Cảm biến mức dầu trong két 33X: Rơ le trung gian lấy tín hiệu báo khi mức dầu trong két thấp 33: Rơ le trung gian để chống tín hiệu giả mức dầu trong két thấp khi bị rung lắc do sóng. b. Nguyên lý hoạt động. Bật áp tô mát cấp nguồn cho hệ thống tới rơ le 27B=1 đóng tiếp điểm của nó và đưa tín hiệu đi báo nguồn không bị lỗi lên buồng lái và buồng điều khiển máy, và khối báo động chung AMS. Đèn WL sáng báo nguồn sẵn sàng. Rơ le 27X=1 đưa tín hiệu để báo nguồn điều khiển không bị lỗi lên bảng điều khiển trên buồng lái và buồng điều khiển dưới buồng máy lái. Muốn khởi động động cơ ta ấn nút 3C. Khi đó CTT 88 có điện và mất điện ngay, nhưng tiếp điểm của nó đóng và giữ nguyên trạng thái đóng cho đến khi cuộn 4T có điện thì thôi. Tiếp điểm 88 mạch động lực đóng để sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ lai bơm. Tiếp điểm 88 ( 18-19) đóng lại cấp nguồn cho cuộn cắt 4T. Tiếp điểm 88 ( 21) đóng lại cấp nguồn cho đồng hồ đếm thời gian chạy và rơ le trung gian 88X. Rơ le 88X =1 →đóng tiếp điểm 88X(16) →đèn GL sáng báo chạy . Trang 13
Tiếp điểm: 88X(31,32) =1 báo chạy trên buồng lái . 88 (41,42) =1 báo chạy trên buồng điều khiển máy. Muốn dừng động cơ ta ấn nút 3-0. Khi đó cuộn 4T có điện →mở tiếp điểm 88 mạch động lực →cắt nguồn cho động cơ lai bơm. Đèn GL tắt báo động cơ dừng. c. Các báo động của hệ thống : - Hệ thống không bảo vệ quá tải mà chỉ đưa tín hiệu để báo động. Khi quá tải tiếp điểm EOCR1 đóng cấp điện cho Rơ le 51X , tiếp điểm thường đóng 51X ở mạch J1Jc mở ra để đưa tín hiệu off vào khối AMS (báo động chung), tiếp điểm 51X (34) mở ra báo quá tải trên buồng lái. Tiếp điểm 51X(44) mở ra đưa tín hiệu báo quá tải dưới buồng điều khiển máy. - Khi mất nguồn điều khiển →rơ le 27X =0 ,tiếp điểm 27X(81) ở mạch J1Jc mở ra cắt tín hiệu vào khối AMS. Tiếp điểm 27X (43) =0 đưa tín hiệu báo mất nguồn điều khiển dưới nguồn điều khiển máy. Tiếp điểm 27X(33)=0 đưa tín hiệu báo mất nguồn điều khiển lên buồng lái . - Nếu mức dầu trong két thủy lực thấp thì rơ le thời gian 33T có điện, sau thời gian đặt trước thì 33X có điện và đưa tín hiệu đi báo động mức két thủy lực thấp. - Nếu mất nguồn cấp cho hệ thống thì 27B=0 và đèn WL không sáng. Rơ le 27X mất điện và lấy tiếp điểm đưa đi để chỉ báo và báo động chung . - Nếu hệ thống động lực bị lỗi pha thì tiếp điểm EOCR2 =1 →rơ le 47Y=1,các tiếp điểm rơ le 47Y của nó thay đổi trạng thái và đưa tín hiệu đến AMS báo trên buồng lái và buồng điều khiển máy. - Các tín hiệu báo: mất nguồn điều khiển, quá tải, báo nguồn, mất pha, mức dầu trong két thấp, đều được nghi vào bộ VDR để ghi lại hoạt động của hệ thống. 1.2.3 Các chế độ lái: Hệ thống lái tàu dầu Hong Kong Pioneer 6500T là hệ thống lái PR-2600-E do hãng TOKIMEC INC thiết kế. Hệ thống này có ba chế độ lái là HAND, AUTO và NON - FOLLOW - UP. a. Giới thiệu phần tử.  Mạch chế độ lái đơn giản: NON-FOLLOW-UP CONTROLLER: Khối điều khiển lái đơn giản ROTARY SWITCH: Công tắc xoay PILOT SWITCH PANEL: Panel chuyển chế độ lái SOLENOID VALVE: Van điện từ điều khiển bẻ lái  Mạch chế độ lái lặp: STEERING WHEEL: Vô lăng lái RUDDER ORDER ANGLE POTENTIOMETER : Chiết áp tạo lệnh bẻ lái Trang 14
DEMODULATOR: Bộ tách tín hiệu SERVO AMP: Bộ khuyếch đại tín hiệu FEED BACK LINEAR SYNCHRO: Khối tín hiệu phản hồi góc bẻ lái  Mạch chế độ lái tự động: GYRO-COMPASS: La bàn con quay AUTO (S) : Khối lái tự động STEERING GEAR: Cơ cấu lái RUDDER : Bánh lái COURSE SETTING KNOB: Núm chỉnh đặt hướng đi cho trước REPEATER MOTOR : Động cơ lặp của la bàn phản ánh PROGRAMMER SWITCH: Công tắc chọn chế độ lái theo chương trình lập trình sẵn EXCELLENT AMP: Bộ khuyếch đại trong chế độ lái có lập trình PILOT WATCH: Khối trực canh RUDDER ANGLE LIMIT: Bộ tạo tín hiệu giới hạn góc bẻ lái SHIP: Con tàu WEATHER ADJ : Khối chỉnh đặt thời tiết RATE ADJ : Khối điều chỉnh tốc độ bẻ lái RUDDER ADJ: Điều chỉnh góc bẻ lái REPEATER SYN.KNOB: Núm đặt đồng bộ cho trước la bàn phản ánh; REPEATER CARD: Khối lặp của la bàn phản ánh POINTER: Kim chỉ góc đặt hướng đi MAGNETOMETER FOR SET COURSE: Bộ đặt hướng theo nguyên tắc từ điện. b. Phân tích nguyên lý hoạt động.  Chế độ lái đơn giản (non-follow-up). Khi chế độ lái tự động và chế độ lái lặp không còn khả năng hoạt động, khi đó ta phải chuyển sang chế độ lái đơn giản bằng cách chuyển công tắc chọn chế độ lái PILOT SWITCH PANEL sang vị trí LEVER. Bật công tắc xoay ROTARY SWITCH sang vị trí ON. Trong chế độ lái đơn giản thì cụm van điện từ điều khiển hướng đi được điều khiển bởi công tắc xoay đặt trong cụm điều khiển (bộ khuyếch đại tín hiệu không hoạt động). Khi điều khiển bẻ lái sang trái hoặc sang phải thì bánh lái được di chuyển trong hướng điều khiển giới hạn bánh lái. Khi cần điều khiển được nhả ra thì bánh lái dừng lại ở vị trí điều khiển. Tín hiệu phản hồi bánh lái tới vị trí trung tính hình học. Việc bẻ lái sang phải hoặc sang trái được thực hiện nhờ tay điều khiển lái đơn giản NON- FOLLOW-UP CONTROLLER, tín hiệu điều khiển được đưa đến van điện từ. Các van Trang 15
điện từ này được cấp nguồn trực tiếp để điều khiển đóng mở đường dầu để bẻ lái sang phải hoặc sang trái. Trong quá trình bẻ lái phải theo dõi đồng hồ chỉ báo góc lái để biết được vị trí bánh lái.Bánh lái chỉ dừng khi tay lái đơn giản được đưa về 0.  Chế độ lái lặp (hand steering gear). Để làm việc ở chế độ lái lặp,trước hết ta đưa bánh lái về mặt phẳng trung tính của tàu. Sau đó bật công tắc chọn chế độ lái PILOT SWITCH PANEL sang vị trí HAND. Trong chế độ lái này,tín hiệu điều khiển từ tay lái lặp STEERING WHEEL đưa tới khối phát lệnh điều khiển góc bẻ lái.Tín hiệu này được đưa đến bộ tách tín hiệu DOMODULATOR trước khi đưa đến bộ SERVO AMP để so sánh và khuyếch đại tín hiệu. Tín hiệu phản hồi góc bẻ lái FEED BACK LINEAR SYNCHRO cũng được đưa tới bộ tách tín hiệu. Tại đây hai tín hiệu sẽ được lọc tách và đưa đến bộ SERVO AMP. Tín hiệu ra từ bộ SERVO AMP được đưa đến van điện từ, van điện từ này được cấp nguồn để điều khiển đóng mở đường dầu để bẻ lái.  Chế độ lái tự động (auto steering gear). Chế độ lái tự động là chế độ lái mà trong quá trình giữ con tàu đi đúng hướng không cần đến sự tác động trực tiếp của con người. Chế độ này thường sử dụng khi tàu hành trình trên biển với sóng gió dưới cấp 6. Lái tự động có chức năng tự động điều chỉnh bánh lái theo hướng đi đặt trước khi có sự khác nhau giữa tín hiệu hướng đi đặt và hướng đi thực tế của tàu và làm sự sai lệch bị triệt tiêu bằng cách sử dụng khối xử lý trung tâm CPU. Tín hiệu độ lệch hướng đi của tàu sinh ra trong những trường hợp sau : + Khi có nhiễu loạn tác động . + Khi có sự thay đổi hướng đi đặt . Để hệ thống làm việc ở chế độ lái tự động, trước hết ta đưa bánh lái về mặt phẳng trung tính của tàu. Ta bật công tắc PILOT SWITCH PANEL sang vị trí AUTO. Vặn núm chỉnh đặt góc hướng đi COURSE SETTING KNOB tín hiệu chỉ thị góc được thể hiện trên kim đồng hồ chỉ góc. Tín hiệu này được đưa đến khối so sánh góc lệch hướng đi. Tín hiệu phản hồi hướng đi thực của con tàu được phản ánh qua la bàn con quay,đưa đến khối so sánh độ lệch hướng đi.Tín hiệu độ lệch này được đưa đến bộ tách tín hiệu DEMODULATOR. Tín hiệu phản hồi góc bẻ lái RUDDER FEED BACK SIGNAL từ cơ cấu lái được đưa đến bộ tách tín hiệu DEMODULATOR. Tại đây tín hiệu độ lệch hướng đi được phản ánh qua Trang 16
la bàn đưa đến khối lái tự động AUTO (S), còn tín hiệu phản hồi góc bẻ lái được đưa đến bộ SERVO AMP. Quá trình lái tự động thì tín hiệu độ lệch hướng đi phải phù hợp với sự cài đặt trên bàn điều khiển lái tự động trong bàn điều khiển phía trước FACIA PANEL như tín hiệu điều chỉnh lại góc bẻ lái RUDDER ADJ, điều chỉnh tốc độ bẻ lái RATE ADJ, cũng như điều chỉnh thời tiết đặt trước. Tín hiệu độ lệch hướng đi được đưa đến bộ khuyếch đại tín hiệu SERVO AMP,cùng với tín hiệu góc bẻ lái như tín hiệu tỷ lệ (PROPORTIONAL), tín hiệu vi phân (DIFFERENTIAL) và tín hiệu tích phân (INTEGRAL SIGNAL). Tại bộ khuyếch đại tín hiệu SERVO AMP thì tín góc bẻ lái RUDDER ORDER SIGNAL và tín hiệu phản hồi góc bẻ lái RUDDER FEED BACK SIGNAL sau khi đưa qua bộ tách tín hiệu DEMODULATOR được so sánh. Tín hiệu ra được khuyếch đại trước khi đưa đến van điện từ SOLENOID VALVE của van định hướng trong cụm nguồn thủy lực để điều khiển đóng mở đường dầu theo đúng hướng đi đã định. 1.3 Đánh giá hệ thống.  Ưu điểm: - Hệ thống có nhiều chế độ lái, đảm bảo cho tàu có thể hành trình an toàn trong mọi điều kiện mặt biển. - Hệ thống có độ tin cậy cao nhờ 2 nguồn cấp và 2 phần tử thực hiện riêng biệt (van điện từ , bơm thuỷ lực ). - Phần tử thực hiện của hệ thống là loại xylanh có kích thước nhỏ, gọn . - Việc sử dụng các thiết bị bán dẫn làm giảm đáng kể trọng lượng và kích thước của hệ thống.  Nhược điểm: Đòi hỏi dầu thuỷ lực phải đúng chủng loại, chất lượng đảm bảo. Trang 17
Chương 2:Hệ thống điều khiển nồi hơi. 2.1 Khái quát chung về hệ thống. 2.1.1. Khái niệm. Nồi hơi tàu thuỷ là thiết bị sử dụng năng lượng của chất đốt ( hoá năng của dầu, 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 mày phụ, thiết bị và nhu cầu sinh hoạt của thuyền viên trên tàu. 2.1.2. Đặc điểm ,nhiệm vụ, phân loại. a.Đặc điểm,nhiệm vụ: - Trên tàu thuỷ thường được trang bị các loại nồi hơi sau: - Nồi hơi chính: Sử dụng trên các tàu máy hơi nước phục vụ máy chính. - Nồi hơi phụ: Tàu chạy máy Diesel, phục vụ máy chính và các chức năng khác - Nồi hơi khí thải ( nồi hơi kinh tế): là loại nồi hơi tận dụng nhiệt lượng khí thải của Diesel chính để hâm nóng nước phục vụ chủ yếu cho máy chính, ngoài ra dùng hơi để sử dụng cho các hệ thống phụ khác. - Nồi hơi phụ và nồi hơi kinh tế kết hợp với nhau dùng để: - Cung cấp hơi nước có áp suất từ 4  8 kg/cm2 cho các hệ thống sấy: sấy máy, sấy dầu chạy máy chính, nước sinh hoạt, sưởi ấm cho các phòng ở… - Đối với máy chính: Trước khi chạy khi chưa có đủ nhiệt lượng khí xả thì dùng nồi hơi phụ để nhanh chóng cung cấp hơi và nước nóng cho hệ thống sấy và vận chuyển dầu đốt. Khi máy chính đã có nhiệt lượng khí xả tối đa thì nồi hơi kinh tế đi vào hoạt động cũng thực hiện mục đích trên. - Đối với các máy phụ: Cung cấp hơi nóng để chạy máy phụ như tuabin hơi (đối với tàu dầu thường dùng máy phụ trên boong chạy bơm kiểu hơi nước để đề phòng cháy nổ). - Dùng trong hệ thống sinh hoạt: Đối với các tàu lớn hiện nay thường sử dụng kết hợp giữa nồi hơi phụ và nồi hơi kinh tế vì nó rất thuận tiện. Nó có thể hoạt động ở mọi chế độ của tàu: khi tàu đỗ và chuẩn bị điều động thì dùng nồi hơi phụ, khi tàu hành trình thì chuyển sang nồi hơi khí thải ( nồi hơi kinh tế). - Tuy nhiên khi sử dụng hơi nước, kể cả hơi nước quá nhiệt vẫn còn nhiều nhược điểm: - Tổn thất cao, hiệu suất sử dụng thấp. - Khoảng cách vận chuyển ngắn, tốn kém bọc cách nhiệt. - Đường ống và máy móc dễ hư hỏng do vận chuyển hơi nước. b. Phân loại nồi hơi: Trang 18
- Theo áp suất hơi: + Nồi hơi thấp áp: áp suất đến 20kg/cm2 + Nồi hơi trung áp: áp suất từ 20 đến 45kg/cm2 + Nồi hơi cao áp: áp suất đến 80 kg/cm2 - Theo sự chuyển động của khói lò và cửa nước so với bề mặt đốt nóng: +Nồi hơi ống lửa + Nồi hơi ống nước + Nồi hơi liên hợp - Theo nguồn nguyên liệu: + Nồi hơi đốt dầu (than) + Nồi hơi khí xả + Nồi hơi liên hợp – khí xả - Theo cách bố trí ống tạo thành bề mặt đốt nóng: + Nồi hơi ống nằm + Nồi hơi ống đứng - Theo cách liên kết của ống hơi với bầu nồi: + Nồi hơi chia nhiều phần. + Nồi hơi hai bầu + Nồi hơi ba bầu - Theo dòng khói lò: + Nồi hơi 1 và 3 hành trình + Nồi hơi 1 và 3 dòng chảy - Theo sự tuần hoàn của nước nồi: + Nồi hơi tuần hoàn tự nhiên + Nồi hơi tuần hoàn cưỡng bức (nhiều lần) - Theo vòng tuần hoàn: + Nồi hơi một vòng tuần hoàn + Nồi hơi hai vòng tuần hoàn - Theo phưong pháp cung cấp không khí: + Nồi hơi với thông gió tự nhiên + Nồi hơi dùng quạt hút + Nồi hơi dùng quạt gió, tăng áp - Theo sự điều khiển nồi hơi: + Nồi hơi với sự điều khiển bằng tay + Nồi hơi với sự điều khiển tự động một phần hoặc toàn phần - Theo công dụng: Trang 19