Giáo trình thợ ống tàu thủy

các con đội tiếp xúc với các cam tới (lúc này không khí trong bình (4) thoát ra ngoài theo van (2) dần trong xi lanh phía phải sẽ dâng lên đầy bình. - Muốn tàu chạy lùi (động cơ quay theo chiều ngược lại) thì trước tiên phải dừng động cơ lại. Tiếp sau đó mới xoay van (2) về vị trí "lùi", khi đó khí nén sẽ vào bình (4) đẩy dầu xuống làm piston bị đẩy sang trái. Trục cam sẽ bị đẩy sang trái làm con đội chuyển sang tiếp xúc với các cam lùi, động cơ sẽ quay theo chiều ngược lại. CHƯƠNG III NỒI HƠI TÀU THUỶ VÀ CÁC HỆ THỐNG PHỤC VỤ NỒI HƠI § 3-1. KẾT CẤU NỒI HƠI TÀU THỦY I. Sơ đồ nguyên lý nồi hơi ống lửa 1. Nồi hơi ống lửa ngược chiều (Tuần hoàn tự nhiên) 1.1 Sơ đồ kết cấu: 1. Thân nồi 5. Không gian nước 9. Hộp lửa 2. Cụm ống lửa 6. Nắp hộp lửa 10. Buồng đốt 3. Đinh chằng dài 7. Ống thuỷ 11,13. Cửa kiểm tra 4. Không gian hơi 8. Đinh chằng ngắn 12. Mặt sàng trước 7 Hình 3-1. Sơ đồ nồi hơi ống lửa ngược chiều * Bầu nồi: có dạng hình trụ tròn được ghép từ 1,2 hoặc 3 tấm thép nồi hoặc hơi bằng mối hàn hoặc đinh tán. Vật liệu là thép (20k, 25k hoặc T5k), ở trên bầu nồi có khoét các cửa hình elíp để vào vệ sinh. * Buồng đốt: có cấu tạo hình lượn sóng để tăng bề mặt tiếp xúc và bảo đảm có thể co giãn khi nhiệt độ thay đổi (có thể có 1, 2 nhiều buồng đốt). * Hộp lửa: có dạng hình hộp, phần đỉnh bị thu hẹp lại số hộp lửa tương ứng với số buồng đốt. Phần trên đỉnh hộp lửa bố trí thanh gia cường bằng mã đỉnh hộp lửa. Một mặt của bộp lửa được khoét các lỗ để lắp các ống lửa. Ba mặt còn lại của hộp lửa liên kết với nắp sau của bầu nồi và các mặt khác bằng các đinh chằng ngắn. * Ống lửa: Có 2 loại - Ống lửa thường: dẫn khí lò từ hộp lửa đến hộp khói và dùng để làm mặt hấp nhiệt (chiếm 80 - 90% diện tích hấp nhiệt của nồi hơi). - Ống lửa chằng: ngoài nhiệm vụ trên còn có tác dụng chằng giữ nắp trước nồi hơi với thành hộp lửa. Số ống lửa chằng bằng 20 - 30% tổng số ống lửa. * Đinh chằng: - Đinh chằng dài: dùng để chằng giữ phần không gian có ống lửa với nắp sau của nồi và thân nồi. * Hộp khói: khói lò đi ra khỏi ống lửa được dẫn vào hộp khói trước khi đi quét qua bộ sưởi không khí, bộ hâm nước tiết kiệm và đi ra ống khói. Phía trước hộp khói có cửa hộp khói, qua nó có thể tiến hành lau chùi muội hoặc bịt bỏ những ống lửa bị nứt vỡ. * Bầu khô hơi: Làm tăng chiều cao của không gian hơi trong thân nồi, do đó buộc các hạt nước lớn trong hơi nước rơi trở về không gian nước, kết quả làm tăng độ khô của hơi, miệng của bầu khô hơi được khoét ở thân nồi và được hàn vào thân nồi. 1.2 Nguyên lý hoạt động - Nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng đốt 10 thực hiện quá trình cháy tạo ra khí lò. Khí lò đi vào hộp lửa 9 cháy nốt phần nhiên liệu chưa kịp cháy trong buồng đốt và phân phối khí cháy cho các ống lửa. Khí cháy tiếp tục đi qua bộ sấy hơi (quá nhiệt) rồi đi qua hộp khói, qua bộ hâm nước tiết kiệm, bộ sưởi không khí rồi ra ngoài. - Nước trong bầu nồi nhận nhiệt xung quanh buồng đốt, xung quanh hộp lửa và chủ yếu là ở các ống lửa, hoá hơi. Hỗn hợp nước và hơi có tỷ trọng bé hơn so với nước. Chính sự chênh lệch tỷ trọng đó tạo nên vòng tuần hoàn của nước ở trong nồi hơi ống lửa. - Hơi trích từ nồi thực hiện qua bầu khô hơi và qua bộ sấy hơi thành hơi quá nhiệt rồi tới các thiết bị tiêu thụ hơi. - Chú ý mực nước phải ngập hết các ống để tránh cháy ống. 1.3 Ưu nhược điểm * Ưu điểm: - Nhờ ống lớn và thẳng nên có thể dùng nước với chất lượng không cao chưa lọc hoặc có lẫn dầu. - Thân nồi chứa nhiều nước làm cho nồi hơi có năng lựơng tiền tàng lớn nên áp suất nồi hơi khá ổn định ngay cả khi đột ngột tăng giảm lượng hơi nước lấy từ nồi hơi. - Độ khô của nồi hơi tương đối cao do chiều cao của không gian hơi khá lớn. Không cần thiết bị khô hơi, kết cấu bền sử dụng đơn giản. * Nhược điểm: - To nặng, trong khi thân nồi nắp nồi rất to, rất dày, mà không phải là bề mặt hấp nhiệt, cường độ bốc hơi yếu, do đó chỉ dùng cho loại nồi hơi bộ thông số thấp. - Thời gian nhóm lò lấy hơi rất lâu (6¸10 giờ). - Khi nổ vỡ thân nồi sẽ gây tai nạn rất nguy hiểm. Nồi hơi ống lửa thường chỉ được dùng làm nồi hơi phụ nhất là các tầu dầu (ở loại tàu này, trong nước cấp thường có lẫn dầu). Ngoài ra còn được dùng cho tàu máy hơi nước nhỏ nhất là các tàu lai dắt là loại tàu có tải trọng luôn biến đổi. II. Sơ đồ nguyên lý nồi hơi ống nước Nước tuần hoàn bên trong ống, khí lò quét qua bên ngoài ống. Có nồi hơi ống nước tuần hoàn tự nhiên và tuần hoàn cưỡng bức. Nồi hơi ống nước tuần hoàn tự nhiên gồm có các loại: Kiểu khí lò đi chữ Z, kiểu chữ D nghiêng, chữ D đứng 3 bầu đối xứng, 3 bầu không đối xứng… Hình 3-2: Nồi hơi ống nước chữ D đứng 1. Ưu nhược điểm 1.1. Ưu điểm: Gọn nhẹ hơn nhiều so với nồi hơi ống lửa vì lượng nước ít ống nhỏ nên bố trí được bề mặt hấp nhiệt lớn, cường độ hấp nhiệt cao. - Thời gian nhóm lò, lấy hơi nhanh chóng (1,5 - 2 giờ) do lượng nước trong nồi ít và tuần hoàn tốt. - Có thể chế tạo từ loại nhỏ đến loại lớn, thông số hơi thấp đến thông số hơi rất cao. - Khi nổ vỡ không nguy hiểm lắm vì lượng nước ít và ống nước thường nứt vỡ trước bầu nồi. 1.2. Nhược điểm: - Do ống nhỏ, cong, cường độ trao đổi nhiệt cao thông số hơi cao nên cần nước cấp nồi chất lượng tốt. Việc coi sóc bảo dưỡng cần tốt hơn. - Do ít nước nên năng lượng tiềm tàng bé, khi nhu cầu về hơi nước đột ngột tăng giảm sẽ khó đảm bảo giữ áp suất hơi ổn định. - Chiều cao không gian hơi trong bầu bé, nếu không có thiết bị khô hơi thì độ ẩm của hơi nước khá cao. III. Nồi hơi ống nước chữ D đứng Sơ đồ nguyên lý của một loại nồi hơi đang sử dụng rộng rãi hiện nay trên hình vẽ: Nồi hơi ống nước đứng dạng chữ d đứng: 1. Sơ đồ nguyên lý: 1. Bộ sưởi không khí tiết kiệm 5. Bầu góp 2. Bộ hâm nước tiết kiệm 6. Trống nước 3. Trống hơi 7. Cụm ống nước 4. Thân nồi hơi 1 2 3 4 5 6 7 Hình 3-3: Sơ đồ NHON chữ D đứng 2. Nguyên lý làm việc Nhiên liệu được đưa vào buồng đốt nhờ thiết bị cung cấp nhiên liệu sau khi hoà trộn đồng đều với không khí và sấy nóng với nhiệt độ cao nhiên liệu đốt cháy tạo ra ngọn lửa và khói lò có nhiệt độ cao thực hiện quá trình trao đổi nhiệt độ cho cụm ống nước sôi thứ nhất, cụm nước sôi thứ hai và cụm vách ống. - Nước trong cụm ống nước sôi thứ nhất gần buồng đốt hơn sẽ có cường độ hoá hơi lớn hơn nên lượng sinh hơi sẽ lớn hơn cụm nước sôi thứ hai. Mật độ của hỗn hợp nước hơi trong cụm ống nước sôi thứ nhất nhỏ hơn ở cụm ống nước sôi thứ hai, bởi vậy sẽ tạo thành vòng tuần hoàn tự nhiên trong nồi hơi, khi lên tới bầu nồi, hơi nước sẽ thoát qua mặt sàng ở không gian hơi trong trống hơi. - Khói lò sau khi quét qua cụm ống nước sôi thứ nhất, qua bộ quá nhiệt (bộ sấy hơi), qua cụm ống nước sôi thứ hai sẽ quét qua bộ hâm nước tiết kiệm và bộ sửa không khí tiết kiệm rồi ra ngoài. IV. Nồi hơi ống nước chữ D nghiêng 1. Trống hơi 2. Vách ống 3. Cụm ống nước lên 4. Buồng đốt 5. Hộp góp 6. Lớp ống dưới đáy 7. Trống nước 8. Bộ sấy hơi 9. Cụm ống nước xuống 10. Bộ hâm nước tiết kiệm 11. Bộ sưởi không khí Hình 3-4. Sơ đồ NHON chữ D nghiêng 1. Đặc điểm kết cấu: Kiểu nồi hơi này có 2 bầu (1 bầu hơi, 1 bầu nước) ngoài ra còn có bầu góp vào vách ống, chỉ có một đường khí lò, ống của các cụm nước sôi dốc nghiêng 35 ¸ 700. Có vách ống 3 phía hoặc 4 phía. Bộ sấy hơi kiểu nằm (để có thể đặt giữa 2 cụm nước sôi) có bộ hầm nước tiết kiệm và bộ sưởi không khí tiết kiệm. Có khi bầu dưới có đặt tấm dẫn để chia dòng nước cho cụm nước sôi và cụm vách ống. - Nồi hơi chỉ có 2 bầu, lại có vách ống nên giảm được diện tích các cụm ống nước sôi, nên gọn nhẹ, chiều ngang hẹp, rất tiện lợi bố trí hai nồi hơi trên tàu, giá thành chế tạo thấp. Bộ sấy hơi nằm ngang có thể rút ra phía vách trước nồi hơi để bảo dưỡng. - Ống có góc vuông lớn không cần tấm dẫn khí vẫn có thể đảm bảo khí lò quét khắp mặt hấp nhiệt. - Các ống to có góc nghiêng lớn nên mạch tuần hoàn tương đối bảo đảm. - Thành buồng đốt ít bị cháy bỏng vì có vách ống. - Do vậy kiểu nồi hơi này sử dụng rộng rãi trên tàu thuỷ. 2. Nguyên lý hoạt động - Khí cháy sinh ra trong buồng đốt quét qua các mặt hấp nhiệt của cụm ống nước lên qua bộ sấy hơi, qua cụm ống nước xuống, qua các bộ tiết kiệm rồi đi ra ngoài. - Kiểu nồi này có mạch tuần hoàn của nước như sau: Nước trong cụm nước sôi thứ I (cụm ống lên) gần buồng đốt hơn hấp được nhiều nhiệt cường độ hoá hơi lớn, một phần bốc thành hơi hình thành hỗn hợp nước hơi có tỷ trọng nhẹ, nước ở trong cụm nước số II (cụm ống xuống 9) hấp thụ được ít nhiệt nên nước trong các ống ấy không bị bốc hơi. Nước ấy có tỷ trọng lớn hơn từ đó hình thành mạch tuần hoàn như sau: Nước từ bầu 1 theo các ống 9 xuống vào bầu dưới 7 phần theo các ống lên 3 trở về bầu 1 (1® 9®7®3®1 ). Một phần đi vào các ống nước đặt ở đáy 6 rồi đi vào bầu góp của vách ống 5, từ bầu góp theo các ống 2 lên ở vách ống và trở về bầu trên 1 (1®9®7® 6®5®2®1). V. Nồi hơi tuần hoàn cưỡng bức nhiều lần (Nồi hơi khí xả) Hình 3-5: NHON tuần hoàn cưỡng bức 1. Sơ đồ kết cấu 1. Bơm nước cấp 2. Bầu phân ly hơi 3. Ống khói 4. Bơm cấp nhiên liệu 5. Súng phun 6. Cụm ống ruột gà 7. Quạt gió 8. Ống góp vào 9. Buồng đốt 10. Bơm nước tuần hoàn 11. Két nước cấp 12. Ống góp ra Hình 3-6: Sơ đồ NHON tuần hoàn cưỡng bức Đối với nồi hơi tuần hoàn tự nhiên, không cho phép chế tạo nồi hơi có thông số cao, sự tuần hoàn lại không đảm bảo vững chắc do đó dễ bị cháy hỏng vì khi ấy độ chênh lệch về tỷ trọng giữa nước và hơi nước bão hoà không lớn, cột áp động lực bé không cho phép bố trí ống với đường kính nhỏ không dùng được ống uốn khúc nhiều lần, lưu tốc tuần hoàn bé do đó nồi hơi to nặng. Vì vậy đối với nồi hơi cao áp (áp suất cao hơn áp suất tới hạn) bắt buộc phải dùng nồi hơi tuần hoàn cưỡng bức vì khi độ chênh lệch về tỷ trọng bằng không. Những nồi hơi thông số thấp, cần thật gọn nhẹ nên dựng nồi hơi tuần hoàn cưỡng bức kiểu tuần hoàn nhiều lần (hoặc kiểu lưu động thẳng). 2. Nguyên lý làm việc và tuần hoàn cưỡng bức Sự tuần hoàn của nước và hơi không phải là dựa vào đối lưu tự nhiên mà là nhờ cột áp của bơm tuần hoàn cưỡng bức 10. Nước từ bầu phân ly 2 được bơm tuần hoàn cưỡng bức 10 đưa tới ống góp vào 8 chia cho ống nước sôi ruột gà 6 (gồm đoạn ống hấp nhiệt bức xạ và đoạn ống hấp nhiệt đối lưu). Sau đó nước và hơi được đưa tới cụm ống góp nước ra 12 rồi trở về bầu phân ly 2 .Tại đây nước và hơi được tách ra, hơi được lấy từ không gian phía trờn đi tiêu dùng. Hơi bão hoà từ bầu 2 qua van hơi chính đi công tác. Khí cháy được tạo ra ở buồng đốt, quét qua các bề mặt trao đổi nhiệt của các cụm ống ruột gà truyền nhiệt cho nước ở trong ống. Nước đi trong ống nước sôi bốc thành hơi, hình thành hỗn hợp nước hơi đi vào bầu phân ly 2. Còn nước cấp vào nồi hơi được bơm cấp nước 1 hút nước từ két 11 đưa vào bầu phân ly 2. Bội số tuần hoàn: K = Gn / Dn = 6 - 8 Gn - Khối lượng nước cấp DN - Sản lượng nồi hơi Nghĩa là lưu lượng nước bằng 6 - 8 lần lượng sinh hơi. Ưu khuyết điểm và công dụng * Ưu điểm: - Nhờ bơm với cột áp 20 - 30 m H20 khắc phục sức cản tuần hoàn do đó có thể tuỳ ý bố trí ống của các mặt hấp nhiệt có thể dùng ống ruột gà nên bề mặt trao đổi nhiệt tùy ý, nồi hơi rất gọn nhẹ dễ bố trí trên tàu. - Nhóm lò rất nhanh, lấy hơi nhanh (15 - 20 phút) - Làm việc ổn định khi tải thay đổi (tính cơ động tốt) * Khuyết điểm: - Bơm tuần hoàn phải chịu nhiệt độ cao (180 - 3200C ) nên tuổi thọ không cao. - Do ống ruột gà nên khó vệ sinh sửa chữa, do vậy cần nước phải chất lượng cao. Do đó nồi hơi tuần hoàn cưỡng bức nhiều lần chỉ dùng làm nồi hơi phụ, nồi hơi khí xả với lượng sinh hơi 0,2 - 12 tấn/giờ. VI. Nồi hơi liên hợp phụ khí xả 1. Sơ đồ kết cấu * Nồi hơi liên hợp ống lửa - ống nước: Là nồi hơi phụ ống lửa, nồi hơi khí xả ống nước. 1. Bơm dầu đốt 8. Ống góp vào 2. Quạt gió 9. Két nước cấp 3. Cụm ống lửa 10. Bơm nước cấp 4. Không gian hơi 11. Bơm nước tuần hoàn 5. Van chặn 12. Buồng đốt của nồi hơi phụ 6. Ống góp ra 13. Ống xả của động cơ điêzel chính 7. Cụm ống ruột gà của nồi hơi khí xả Hình 3-7: Sơ đồ nồi hơi liên hợp phụ khí xả 2. Nguyên lý hoạt động Hệ thống liên hợp nồi hơi khí thải tuần hoàn cưỡng bước - nồi hơi phụ ống lửa ngược chiều. Khi động cơ điêzel chính dừng mà cho nồi hơi phụ hoạt động.Thì quạt gió và bơm dầu sẽ cung cấp không khí và nhiên liệu vào buồng đốt tạo nên hỗn hợp khí cháy trong buồng đốt nồi hơi, khí cháy đi vào cụm ống lửa trao nhiệt cho nước để đun sôi nước trong nồi hơi rồi đi ra ống khói. Khí này hơi được sản ra nhờ việc đốt nồi hơi phụ. Khi tàu chạy, nồi hơi khí thải cung cấp hơi nước, còn nồi hơi phụ không đốt dầu và chỉ có tác dụng của một bầu phân ly hơi. Nước từ trong không gian nước của nồi hơi phụ qua van hút vào bơm tuần hoàn cưỡng bức 11, đưa tới ống góp vào 8 tới các ống ruột gà 7 của nồi hơi khí thải, hấp nhiệt của khí thải động cơ hình thành hỗn hợp nước hơi vào cụm ống góp ra trở về nồi hơi phụ tiến hành phân ly thành nước và hơi. Hơi nước được dẫn từ nồi hơi phụ theo đường hơi chính ra đến nơi tiêu dùng. Để giúp cho nồi hơi khí thải chóng cung cấp đủ hơi nước có thể đồng thời đốt nồi hơi phụ, khi động cơ chính chạy ở chế độ nhỏ tải. § 3-2. CÁC HỆ THỐNG PHỤ VỤ CHO NỒI HƠI TÀU THỦY Hình 3-8: Sơ đồ hệ thống nồi hơi phòng thực hành Khoa Máy CHƯƠNG IV BƠM VÀ CÁC HỆ THỐNG PHỤ TRÊN TÀU § 4.1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC LOẠI BƠM THÔNG DỤNG 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. Hình 4-1: Kết cấu bơm ly tâm một cấp Trục bơm Bánh cánh Cánh bơm Vỏ bơm Cửa đẩy 1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc Hình 4-2: 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 1mặt, 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 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 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 khí trong hệ thống bơm nếu điều chỉnh van hút. 4. Các trục trặc thường xảy 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 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 - Bi 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 II. Bơm piston Bơm piston là bơm mà chúng hoạt động theo nguyên lý của máy thủy 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 xylanh. 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 xylanh bị nén qua van một chiều (9) vào ống đầy (1).Ứng với mỗi vòng quay của trục động cơ lại thì loại bơm piston đơn (một cấp) này hút một lần và đẩy một lần. 1. Cửa đẩy 2. Bình tích năng 3. Xylanh 4. Piston 5. Bàn trượt 6. Trục khuỷu 7. Cửa hút 8. Van hút 9. Van đẩy Hình 4-3. Bơm piston một hiệu lực Nếu 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 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 Hình 4-4. Bơm piston hai hiệu lực Bơm 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 đảy 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. Bơm piston 2 hiệu lực gồm một xylanh 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 piston Bơm piston có khả năng tự hút (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 b) 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 các van hút,đảy - 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. Vỏ bơm Van an toàn Bánh răng Van hút Van đẩy Cửa hút Cửa đẩy III. Bơm bánh răng 1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động Hình 4-5. 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 hút được các vãnh răng của hai bánh răng mang sang khoang 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 hút chất lỏng (dầu) luôn bị các bánh răng mang đi nên lượng chất lỏng giảm, các răng ra khớp nên thể tích các rãnh 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 4-6. Bơm bánh răng nghiêng Hình 4-7. Bơm bánh răng ăn khớp trong Bơm bánh ăn khớp trong về nguyên lý hoạt động giống bơm bánh răng ăn khớp ngoài. Chỉ khác về kích thước nhỏ gọn hơn bơm bánh răng ăn khớp ngoài, vì một bánh răng nằm 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 – 20000 v/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 2 - 30 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 vòng quay không đổi. § 4.2 CÁC HỆ THỐNG PHỤ TRÊN TÀU THUỶ Các hệ thống tàu thuỷ được bố trí để phục vụ cho sự an toàn, cho việc sinh hoạt của thuyền viên trên tàu. Chúng thường được chia làm hai loại: Các hệ thống thông dụng và các hệ thống chuyên dùng. * Các hệ thống tàu thuỷ thông dụng (bất cứ tàu nào cũng phải có) bao gồm: - Hệ thống nước dằn tàu (Ballast) - Hệ thống la canh (Bilge) (hút khô) - Hệ thống cứu hoả (Fire fighting) - Hệ thống nước sinh hoạt (Fresh water) - Hệ thống thông gió - Hệ thống xử lý nước thải (Water treatment) - Hệ thống xử lý nước lacanh, dầu cặn, đốt rác. * Các hệ thống chuyên dùng (chỉ bố trí trên những tàu chuyên dụng như trên tàu dầu, tàu chở hoá chất ...). I. HỆ THỐNG NƯỚC DẰN TÀU (BALLAST) 1. Nhiệm vụ: 1. Nâng cao tính ổn định cho con tàu đảm bảo cho con tàu luôn cân bằng (không bị lệch, bị nghiêng). 2. Nâng cao hiệu suất đối với hệ lực đẩy. Hệ thống ballast dùng khi tàu xếp hàng không đều. Khi tàu không chở hàng (tàu chạy ballast hoặc khi có ngoại lực tác dụng lên tàu sóng, gió ... 3. Việc điều hành hoạt động của hệ thống ballast được thực hiện theo lệnh của sĩ quan boong (thông thường là Chief Officer) khi đã nghiên cứu tính ổn định của tàu trong điều kiện khai thác thực tế. Sau khi nhận được lệnh bơm nước ballast vào các két dằn hoặc hút khô một vài két nước dằn tương ứng thì sĩ quan máy sẽ thực hiện các thao tác cần thiết. 2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống ballast 2.1 Sơ đồ hệ thống: Hệ thống ballast gồm các thiết bị chính như: các két chứa nước dằn, các bơm, hệ thống đường ống và các van. 1. Van thông biển 2. Hộp van hút của bơm 3. Bơm ballast 4. Van thoát mạn 5. Hộp van đẩy của bơm 6. Hộp van vào ra các két ballast 7. Các két ballast phải, trái 8. Két ballast mũi 9. Két ballast lái Hình 4-8: Sơ đồ hệ thống ballast * Các két ballast (các két chứa nước dằn) là những két chứa nước dùng để cân bằng tàu. Chúng được bố trí đều dưới đáy tàu từ mũi đến đuôi tàu ở mỗi két đều trang bị ống đo và ống thông hơi. * Bơm ballast dùng để hút nước dằn tàu từ ngoài vào làm đầy các két ballast, rút nước ra khỏi các két hoặc chuyển nước dằn từ két này sang két khác. Thường dùng bơm ly tâm để có lưu lượng lớn. * Hệ thống đường ống và các van dùng để nối các két với bơm, nối bơm thông ra biển. Tuy nhiên các tàu không phải bố trí hoàn toàn giống nhau. Một vài tàu có trang bị các két ballast hoặc két dầu là các két đáy đôi (trừ một hoặc hai két ở mạn phải và mạn trái dùng để chứa nước ngọt là không phải đáy đôi), vài tàu thì chỉ có 2 hoặc 3 két đáy đôi những tàu khác có một két hoặc hơn ở dưới thấp nữa làm két đáy (deep tank). Tất cả các tàu đều phải có két ballast ở phía mũi tàu và phía lái tàu (forpeak tank và aftpeak tank). Thông thường thì bơm ballast và bơm la canh (hút khô) có thể dùng thay thế cho nhau được. Ngoài ra một số tàu khi bơm của hệ thống nước biển làm mát máy chính bị trục trặc có thể dùng bơm ballast để thay đổi. Các hộp van của hệ thống ballast và bơm ballast thông thường được bố trí ở ngay trong buồng máy. Các van trong hệ thống ballast thường là van chặn bình thường (khi mở thì van được nâng lên). 2.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống: * Đưa nước vào dằn tàu: chẳng hạn bơm nước vào để dằn két mũi thì ta mở các van sau (van thông biển, van giữa của hộp van hút bơm, van giữa và van mũi của hộp van đẩy bơm, van két mũi của hộp van ballast). Còn các van khác đều đóng sau đó chạy bơm ballast thì nước biển sẽ được hút vào két mũi. Sau khi đã dằn đủ thì ta dừng bơm và đóng các van lại. * Hút nước ra từ các két ballast: giả sử hút nước từ két số 1 trái thì ta mở các van sau (van giữa của hộp van hút bơm, van giữa của hộp van đẩy bơm, van số 1 trái của hộp van ballast, van thoát mạn). Còn các van khác đều đóng sau đó chạy bơm ballast thì nước sẽ được hút từ két số 1 trái ra ngoài. Sau khi đã bơm xong thì ta dừng bơm và đóng các van lại. * Với các két khác cũng tương tự. * Trong hệ thống ta có thể hút nước từ két này sang két kia và ngược lại. Trong thực tế khai thác các bơm ballast nên chú ý đến khả năng "mồi bơm". Nhiều trường hợp khi bơm hút nước từ các két ballast đẩy ra ngoài mà mực nước trong két không giảm, thậm chí có khi mực nước lại dâng cao. Nguyên nhân có thể do thực hiện thao tác bơm không tốt nên nước biên bên ngoài với mực nước cao hơn sẽ tràn vào hệ thống. Thông thường khi hút ballast, ta bơm hút nước biển qua van thông biển rổi xả ra mạn tàu. Sau khi bơm đã hoạt động ổn định, ta đóng dần van thông biển và mở dần van hút ballast. Việc theo dõi áp suất đẩy và hút của bơm sẽ duy trì chế độ làm việc tốt của bơm. * Do tính chất quan trọng của hệ thống ballast nên việc điều động các công việc đối với hệ thống được chỉ đạo từ thuyền phó nhất và trực tiếp sĩ quan máy đảm nhận thi hành. II. HỆ THỐNG LA CANH (BILGE) 1. Nhiệm vụ: Hệ thống la canh được trang bị dưới tàu nhằm: - Hút và phân ly lượng nước bẩn tích tụ trong buồng máy, ở các hầm hàng ra ngoài tàu và tách các tạp chất dầu cặn ra khỏi nước bẩn tích tụ để đốt hoặc đưa lên bờ. Tất cả các nước và dầu tích tụ trong buồng máy trong các hầm hàng gọi chung là nước la canh. Nước la canh tồn tại là do nước hoặc dầu rò rỉ từ các hệ thống khác trên tàu hoặc từ trong máy ra, hoặc nước rò lọt từ ngoài vào qua phần làm kín trục chân vịt, khi rửa vệ sinh hầm hàng hoặc buồng máy. Nước la canh tồn tại trong tàu đều trút xuống các hố la canh. Các hố la canh này được bố trí thích hợp nằm rải rác trong buồng máy và các hầm hàng. 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 7. Phin lọc 2. Van thoát mạn 4. Van điện từ 8. Van nước biển 3. Máy phân ly dầu nước 5. Két dầu cặn 9. Bơm la canh Hình 4-9: Sơ đồ hệ thống la canh (Bilge) 3. Nguyên lý làm việc: Muốn hút nước la canh ở vị trí nào trong buồng máy hoặc trong hầm hàng thì 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 hút 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 tàu qua van thoát mạn, còn dầu cặn cũng được tách ra và đưa về két dầu cặn 5 qua van điện từ 4. * Hệ thống la canh được bố trí sao cho đơn giản tối thiểu. Sản lượng và sự phân bố bơm la canh trên tàu được quy định bởi: * Các nguyên tắc phân cấp tàu: - 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, làm 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. III. HỆ THỐNG CỨU HOẢ (FIRE FIGHTING) 1. Nhiệm vụ và các phương pháp cứu hoả Hệ thống cứu hoả được trang bị trên tàu nhằm để đảm bảo an toàn cho con người, tàu và hàng hoá khi có hoả hoạn xảy ra. Hệ thống gồm hai phần: + phần báo động + phần dập lửa Các phương pháp cứu hoả trên tàu thuỷ tương ứng với các hệ thống cứu hoả được trang bị trên tàu bao gồm: Hệ thông cứu hoả dùng nước Hệ thống cứu hoả dùng CO2 Hệ thống các bình chữa cháy xách tay Hệ thống khí trơ (Inert gas system) dùng trên các tàu dầu, tàu chở hóa chất. Tuỳ theo kết cấu kích thước của con tàu mà người ta trang bị hệ thống cứu hoả dùng nước kết hợp với hệ thống CO2 và hệ thống các bình chữa cháy xách tay hoặc chỉ có hệ thống các bình chữa cháy xách tay. 2. Hệ thống cứu hoả dùng nước 2.1 Nguyên lý chung: Hệ thống gồm: Bơm, đường ống chính và các nhánh vòi khóa, các ống mềm có vòi rồng. Hệ thống dùng để dập lửa ở các hầm hàng, buồng máy, buồng ở, boong sàn, buồng lái và phần kiến trúc thượng tầng. Ngoài ra còn để cấp nước tới hệ thống tạo bọt, rửa boong, hầm hàng … Theo quy phạm Đăng kiểm thì sản lượng tổng của các bơm cứu hỏa không nhỏ hơn 15% lưu lượng tổng của các vòi rồng cứu hỏa trên tàu. Cột áp bảo đảm dòng phụt chụm ở vòi xa nhất không thấp hơn 10 m trên boong cao nhất. Trong hệ thống phải có bơm cứu hỏa sự cố do động cơ độc lập lai và có van hút thông biển độc lập mở được từ xa. Và các bơm cứu hỏa phải có khả năng tự hút được. 2.2 Sơ đồ hệ thống cứu hỏa bằng nước: Hình 4-10: Sơ đồ hệ thống cứu hỏa bằng nước biển 3.3 Nguyên lý hoạt động: Hệ thống này gồm các bơm cứu hoả chính lấy nước từ mạn tàu cấp vào hệ thống cứu hoả. Hệ thống ống cứu hỏa dẫn nước ra boong tàu, lên các hành lang buồng ở, thượng tầng, buồng máy, kho vật tư... Khi cú hỏa hoạn xẩy ra tại vị trí nào đó trên tàu ta mở van thông biển, chạy bơm cứu hỏa mở van chặn chính, khi đó nước biển sẽ chờ sẵn tại các van của họng cứu hỏa, ta chỉ việc nối vòi rồng vào khớp nối gần nhất nơi xẩy ra đám cháy và mở van cứu hỏa trước vòi rồng và phun nước vào đám cháy. 3. Hệ thống cứu hỏa dùng CO2 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. Đường khí CO2 tới buồng máy 5. Xilanh và piston điều khiển 10. Bình CO2 3.1 Sơ đồ hệ thống Hình 4-11: Sơ đồ hệ thống cứu hoả dùng CO2 3.2 Nguyên 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 hang 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 boá 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 tàu như ở buồng máy hoặc hầm hàng ta giật dây mở 3 bên trái trong hộp 8, khi này khí CO2 trong bình khởi động 6 sẽ đẩy piston 5 đi xuống làm các bình CO2 10 mở, nếu hỏa hoạn xẩy ra ở hầm hàng ta mở van 4, nếu ở buồng máy ta giật tay 3 bên phải trong hộp 8 lúc này khí CO2 sẽ được xả vào khu vực hỏa hoạn. Chú ý: Trước khi xả khí CO2 thì khu vực cháy phải không còn người ở đó, khu vực cháy phải đóng kín, tắt quạt thông gió. IV. HỆ THỐNG NƯỚC SINH HOẠT Bao gồm hệ thống nước ngọt và hệ thống nước mặn sinh hoạt. 1. Hệ thống nước ngọt sinh hoạt 1.1 Nhiệm vụ:Trên tàu nước ngọt dùng cho sinh hoạt của thuyền viên và bổ sung cho hệ thống động lực của tàu. 1.2 Sơ đồ hệ thống 1. Rơle áp suất 5. Môtơ điện 9. Bình áp lực (Hydropho) 2. Bộ khởi động cho bơm 6 .Van chặn 10. Ống thủy 3. Van một chiều 7. Két nước ngọt 11. Đường nước đi sinh hoạt 4. Bơm nước ngọt 8. Đường khí nén 12. Van xả đáy Hình 4-12: Sơ đồ hệ thống nước ngọt sinh hoạt 1.3 Nguyên lý làm việc Hệ thống nước ngọt sinh hoạt gồm bơm nước ngọt hút nước ngọt từ két đưa tới két áp lực (bình Hydropho) từ đó đến các nơi tiêu thụ: tới các chỗ sinh hoạt, tới bổ sung cho két giãn nở (ở hệ thống làm mát máy), két vách nồi hơi và tới phục vụ cho máy lọc dầu. Nhờ có két áp lực 9 và rơ le áp suất 1 mà bơm 4 sẽ hoạt động ngắt quãng. Rơ le áp suất trong bình áp lực để đóng mạch cho bơm hoạt động khi mực nước xuống thấp hoặc ngắt mạch cho bơm ngừng khi mực nước lên cao. Trong quá trình làm việc không khí ở bình áp lực sẽ mất mát, để bổ xung thì ta mở van trên đường cấp khí lấy khí từ van giảm áp sau chai gió. Trên tàu phải có ít nhất hai két nước ngọt thay đổi nhau để dự trữ nước. Ngoài ra trên tàu còn trang bị thiết bị chưng cất nước ngọt. 2. Hệ thống nước biển vệ sinh 2.1 Nhiệm vụ Hệ thống này có nhiệm vụ lấy nước từ ngoài tàu đưa vào các nhà vệ sinh để phục vụ việc sinh hoạt của thuyền viên. 2.2 Sơ đồ hệ thống: 1. Rơle áp suất 5. Môtơ điện 9. Bình áp lực (Hydrophor) 2. Bộ khởi động cho bơm 6. Van chặn 10. Ống thuỷ 3. Van một chiều 7. Van thụng biển 11. Đường nước đi sinh hoạt 4. Bơm nước biển 8. Đường khí nén 12. Van xả đáy Hình 4-13: Sơ đồ hệ thống nước mặn vệ sinh 2.3 Nguyên lý làm việc: Hệ thống nước mặn sinh hoạt gồm bơm nước mặn hút nước mặn từ van thông biển đưa tới két áp lực (bình Hydrophor) từ đó đến các nơi tiêu thụ (tới các nhà vệ sinh). Nhờ có két áp lực 9 và rơ le áp suất 1 mà bơm 4 sẽ hoạt động ngắt quãng. Rơ le áp suất trong bình áp lực để đóng mạch cho bơm hoạt động khi mực nước xuống thấp hoặc ngắt mạch cho bơm ngừng khi mực nước lên cao. Trong quá trình làm việc không khí ở bình áp lực sẽ mất mát, để bổ xung thì ta mở van trên đường cấp khí lấy khí từ van giảm áp sau chai gió. Ở những tàu nhỏ đôi khi người ta không trang bị bình áp lực trong hệ thống nước mặn vệ sinh. Khi đó bơm nước mặn vệ sinh làm việc liên tục và người ta trích một phần nước từ bơm này qua làm mát cho máy nén gió, qua bầu ngưng của máy lạnh hoặc cho các mục đích khác. CHƯƠNG V QUI TRÌNH CHẾ TẠO, ĐI MỚI HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG § 5.1 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG THEO QUI PHẠM ĐĂNG KIỂM Phân loại ống theo đăng kiểm Việt nam Loại chất Áp suất thiết kế (P) và nhiệt độ thiết kế Nhóm I Nhóm II Nhóm III Hơi nước P > 1,6 Mpa hoặc T > 300oC P ≤ 1,6 Mpa và T ≤ 300oC P ≤ 0,7 Mpa và T ≤ 170oC Dầu nóng P > 1,6 Mpa hoặc T > 300oC P ≤ 1,6 Mpa và T ≤ 300oC P ≤ 0,7 Mpa và T ≤ 150oC Dầu đốt, dầu bôi trơn và dầu thuỷ lực dễ cháy P > 1,6 Mpa hoặc T > 150oC P ≤ 1,6 Mpa và T ≤ 150oC P ≤ 0,7 Mpa và T ≤ 60oC Không khí, khí CO2, nước và dầu thủy lực không cháy P > 4,0 Mpa hoặc T > 300oC P ≤ 4,0 Mpa và T ≤ 300oC P ≤ 0,7 Mpa và T ≤ 200oC Phân loại ống theo đăng kiểm DNV Hệ thống đường ống dùng cho Loại I Loại II Loại III p (bar) T (oC) p (bar) T (oC) p (bar) T (oC) Hơi, dầu có nhiệt độ cao > 16 > 300 ≤ 16 ≤ 300 ≤ 7 ≤ 170 Dầu đốt, dầu bôi trơn, dầu thủy lực > 16 > 150 ≤ 16 ≤ 150 ≤ 7 ≤ 60 Các loại công chất khác > 40 > 300 ≤ 16 ≤ 300 ≤ 16 ≤ 200 § 5.2 YÊU CẦU CỦA ĐĂNG KIỂM DNV VỀ TAY NGHỀ THỢ HÀN ỐNG § 5.3 CÁC LOẠI ỐNG, VAN VÀ MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG 1. Đường ống Hệ thống tàu thủy là mạng lưới đường ống cùng với các phụ tùng, các cơ cấu phục vụ và các dụng cụ để vận chuyển chất lỏng hay chất khí bên trong tàu. Trong quá trình khai thác các hệ thống tàu thủy chịu mài mòn tự nhiên, ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học do tác dụng của chất lỏng bên trong và của môi trường bên ngoài. Các hư hỏng khác do chất lượng các mối ghép, phụ tùng và vật liệu ống không đảm bảo. Phụ thuộc vào độ mòn và hư hỏng đường ống, tiến hành tháo một phần hay toàn bộ đường ống để sửa chữa. Trước khi bắt đầu công việc phải lập sơ đồ lắp ráp với bảng hạng mục ống, phụ tùng và toàn bộ đặc tính kỹ thuật của chúng. Có rất nhiều loại ống trên tàu thủy với vật liệu và kích thước khác nhau. Cần phân biệt loại ống nào thì sử dụng cho mục đích nào. Có thể chia ra làm các nhóm đường ống như sau: Đường ống nước biển: chịu áp lực thấp nhưng phải chống ăn mòn hóa học. Vì vậy thường dùng ống bằng thép các bon mạ kẽm hoặc bọc nhựa có chiều dày quy ước SCH40. Đường ống nước ngọt và đường ống dầu thông thường sử dụng ống thép các bon có chiều dày quy ước là SCH40. Đường ống hơi và đường ống khí nén: Sử dụng ống thép các bon chịu nhiệt độ cao và có bề dày quy ước là SCH80. Đường ống thủy lực: nếu áp suất công tác dưới 210 kg/cm2 thì sử dụng ống có ký hiệu OST - 2 hay ống thép các bon có bề dày quy ước là SCH160; nếu áp suất công tác dưới 100kg/cm2 thì sử dụng ống có ký hiệu OST - 1 hay ống thép các bon có bề dày quy ước là SCH120. Đường ống làm việc với nhiệt độ dưới 0oC thì sử dụng ống thép thông thường không phải là thép các bon. Đường ống đồng thường dùng ống nhỏ dễ uốn trong hệ thống lạnh, hệ thống khí điều khiển, đường ống dẫn đến các đồng hồ đo áp suất... Trước khi tiến hành sửa chữa ống phải xả hết chất lỏng có trong hệ thống đường ống đoạn cần sửa chữa. Việc sửa chữa đường ống bao gồm làm sạch, sửa chữa rò rỉ, chế tạo đường ống mới, lắp ráp và kiểm tra. Làm sạch ống có thể tiến hành bằng cơ giới, bằng hóa học hoặc bằng các phương pháp vật lý, siêu âm hoặc kết hợp các phương pháp với nhau. Sửa chữa ống: Việc sửa chữa ống tiến hành trong điều kiện hư hỏng không đáng kể đối với các ống thép bị rạn nứt, ăn mòn, rỗ châm kim có thể thủ tiêu bằng cách hàn đắp, hàn tán bằng hồ quang, bằng điện hay khí. Đối với các ống đồng thì hàn bằng khí. Sau khi sửa chữa ống phải được ủ ở nhiệt độ 850 đến 900oC. Khi làm nguội xong thổi bằng khí nén. Hình : Phương pháp bó ống tạm thời Hình : Cách hàn vá ống khi tồn tại áp suất bên trong ống Chế tạo ống Chế tạo ống gồm các nguyên công chính sau đây: chế tạo dưỡng, đánh dấu và cắt ống, uốn ống, chế tạo các chi tiết nối, lắp và hàn, gia công nhiệt, làm sạch, sơn, thử thủy lực. Chế tạo dưỡng trong thực tế sửa chữa tàu thường dùng các phương pháp sau đây: Chế tạo dưỡng theo vị trí trên tàu và chế tạo dưỡng theo ống được sửa chữa, chế tạo ống theo phương pháp vạch dấu (hay phóng dạng) chế tạo dưỡng theo hình chiếu ảnh. Chế tạo dưỡng từ dây thép mềm, từ các ống có đường kính nhỏ. Chế tạo dưỡng bằng cách uốn dây theo đường trục tâm của ống, thiếu sót của phương pháp này là mất nhiều thời gian để điều chỉnh và không thể qui cách hóa bán kính uốn ống. Cũng có thể chế tạo dưỡng từ ống tháo ra bằng cách lắp vào hai đầu ống hai mặt bích rồi hàn hai mặt bích đó xuống sàn. Sau đó dùng hai mặt bích đó làm tiêu chuẩn để chế tạo. Uốn ống: uốn ống tiến hành ở trạng thái nóng và trạng thái nguội. Việc uốn ống ở trạng thái nguội tiến hành trên các máy uốn ống truyền dẫn bằng thủy lực hay cơ giới. Phương pháp này có nhược điểm là tạo elíp, nếp uốn và thay đổi chiều dày thành ống. Uốn nóng bao gồm công tác đổ đầy cát khô vào ống, đánh dấu chỗ uốn, nung nóng ống thép lên 900¸950oC, ống đồng 750¸800oC. Chiều dài phần được nung nóng phụ thuộc vào đường kính ống và góc uốn. Sau khi uốn tháo nút đổ cát ra ngoài và dùng không khí nén thổi ống. Để kiểm tra nhiệt độ nung ống thép có thể dùng mối quan hệ màu sắc và nhiệt độ sau đây: Màu hồng nhạt 550oC Màu đỏ sẫm 650oC Màu mận chín 700oC Màu hồng sáng 800oC Màu vàng sẫm 900oC Màu vàng da cam 1000oC Màu vàng rơm 1000oC Hình : Hàn nối ống trực tiếp và nối ống sử dụng ống bao Hình : Ba phương pháp nối mặt bích 2. Sửa chữa van Van được làm từ ba vật liệu chính: van đồng: chịu nhiệt độ tới 550oF, chịu được các hóa chất ăn mòn, dễ chế tạo và sửa chữa; van sắt (FC): chịu nhiệt độ tới 450oF, rẻ hơn van đồng, có thể có nấm và đế van bằng đồng; van thép (FS): chịu nhiệt độ tới 1100oF. Có rất nhiều dạng van khác nhau được chế tạo để sử dụng với những mục đích khác nhau và điều kiện làm việc khác nhau. Hình : Ba dạng van cơ bản a- Van thông thường (Globe); b- Van lật một chiều (Check); c- Van cánh cống (Gate) Việc bảo dưỡng van bao gồm vệ sinh, thay tết làm kín, rà lại nấm va và đế van. Khi thay tết làm kín lưu ý tết cho van hơi là tết chì ký hiệu Pillar No. 315 và tết cho van dầu là tết mỡ ký hiệu Pillar No. 6501L. Tết cho van nước là Pillar No. 425F. Việc rà lại nấm van với đế van được thực hiện trực tiếp ngay trên van như hình 2-19. Việc đầu tiên là phải chốt nấm van với cán và sử dụng chính phần trên của van để dẫn hướng. Một số van phải tạo phần dẫn hướng để rà. Trong trường hợp bề mặt làm việc bị mòn rỗ nặng thì đưa nấm van lên máy tiện để tiện lại còn đế van thì sử dụng thiết bị để cắt đế van như trên hình 2-18. Hình : Cắt đế van bằng dụng cụ chuyên dụng Hình : Phương pháp rà lại van § 5.4 CÁC BƯỚC CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO, ĐI MỚI HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG TÀU THỦY § 5.5 QUY CHUẨN MỐI HÀN +++ § 5.6 PHƯƠNG PHÁP THỬ THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG 1. Mục đích: Phương pháp thử thủy lực đường ống được tiến hành sau khi hệ thống đường ống đã được hàn và lắp ráp hoàn thiện trên tàu nhằm mục đích phát hiện những chỗ còn bị rò rỉ do khuyết tật chế tạo hoặc do lỗi thi công lắp đặt. Đặc biệt quan trọng đối với những hệ thống chịu áp lực cao, hệ thống nhiên liệu, dầu nhờn... 2. Phân loại đường ống trên tàu thủy: Loại I: Đường ống hơi và ống hâm nhiên liệu: P > 1.6 MPa hoặc T > 3000C Đường ống nhiên liệu F.O và D.O: P > 1.6 MPa hoặc T > 1500C Đường ống khí nén, CO2, nước, L.O và dầu thủy lực: P > 4 MPa hoặc T > 3000C Loại II: Đường ống hơi và ống hâm nhiên liệu: P ≤ 1.6 MPa và T ≤ 3000C Đường ống nhiên liệu F.O và D.O: P ≤ 1.6 MPa và T ≤ 1500C Đường ống khí nén, CO2, nước, L.O và dầu thủy lực: P ≤ 4 MPa và T ≤ 3000C Loại III: Đường ống hơi và ống hâm nhiên liệu: P ≤ 0.7 MPa và T ≤ 1700C Đường ống nhiên liệu F.O và D.O: P ≤ 0.7 MPa và T ≤ 600C Đường ống khí nén, CO2, nước, L.O và dầu thủy lực: P ≤ 1.6 MPa và T ≤ 2000C 3. Yêu cầu kỹ thuật: - Hệ thống đường ống loại I, II, đường ống nước cấp, đường ống khí nén và nhiên liệu nặng F.O, nhẹ D.O phải chịu áp suất thiết kế trên 0.35 MPa để thử thủy lực cùng với các mối hàn phụ vào phần kết cấu thân tàu sau khi hàn lắp ghép, áp suất thử được trình bày trong bảng dưới đây. Công việc thử này có thể thực hiện thậm chí sau khi hoàn thành hoặc lắp đặt xong trên tàu. - Đối với những đường ống của các van xả mạn: sau khi hàn lắp ghép xong phải tiến hành thử thủy lực trong xưởng trước khi đưa xuống lắp đặt vào tàu. Áp suất thử bằng 10 KG/cm2. Sau khi hoàn thành và kết thúc việc lắp ráp trên tàu, kiểm tra lại sự kín khít của ống xả mạn cuối với áp suất cao bằng vòi phun nước cao áp. 3.1 Bảng áp suất thử cho hệ thống đường ống tàu thủy Stt Hệ thống Áp suất công tác (MPa) Thử trong xưởng Thử trên tàu Áp suất thử (MPa) Thời gian thử Áp suất thử (MPa) Thời gian thử 1 Hệ thống neo và cẩu thủy lực Đường ống đẩy 6,4 9,6 10 Thử vận hành - Đường ống điều khiển 5,0 7,5 Đường ống dầu hồi 1,6 2,4 2 Hệ thống tời thủy lực Đường ống đẩy 6,4 9,6 10 Thử vận hành - Đường ống điều khiển 5,0 7,5 Đường ống dầu hồi 1,6 2,4 3 Hệ thống thủy lực nâng hạ xuồng cứu sinh Đường ống đẩy 21,0 31,5 10 26,5 10 Đường ống dầu hồi 0,4 0,6 0,5 4 Hệ thống máy lái thủy lực Đường ống áp suất cao 10,0 15,0 10 Thử vận hành - Đường ống cấp dầu và đường ống dầu rò 0,4 0,6 5 Đường ống cấp dầu Từ bơm cấp dầu đến máy chính 1,0 1,5 10 Thử vận hành - Từ bơm cấp dầu đến máy đèn 0,7 1,1 Các máy móc khác 0,45 0,7 6 Đường ống chuyển dầu 0,45 0,7 10 0,7 10 7 Hệ thống lọc dầu 0,45 0,7 10 0,7 10 8 Đường ống cấp dầu nhờn 0,4 0,6 10 0,4 10 9 Đường ống chuyển và lọc dầu nhờn 0,4 0,6 10 0,4 10 10 Đường ống bôi trơn trục chân vịt 0,4 0,6 10 0,4 10 11 Đường ống nước biển làm mát 0,4 0,6 10 0,4 10 12 Đường ống nước ngọt làm mát 0,3 0,45 10 0,3 10 13 Hệ thống vệ sinh bằng hóa chất 0,3 0,45 10 0,3 10 14 Đường ống khí xả trong buồng máy 0,2 0,3 10 - - 15 Hệ thống khí nén 3,0 4,5 10 3,0 10 0,7 1,2 0,8 1 1,5 1 16 Đường ống điều khiển đóng nhanh các van trong buồng máy Trước van giảm áp 3,0 4,5 10 3,0 10 Sau van giảm áp 0,8 1,2 0,8 17 Hệ thống trưng cất nước ngọt Đường ống nước biển 0,4 0,6 10 0,4 10 Đường ống nước ngọt 0,4 0,6 0,4 18 Hệ thống nước cấp nồi hơi và hệ thống nước ngưng Từ bơm cấp nước đến nồi hơi 1,2 1,8 10 1,8 10 Các đoạn ống khác 0,3 0,45 0,45 19 Đường ống hơi Đường ống hơi tới điều hòa không khí (đã qua van giảm áp) 0,4 0,6 10 0,6 10 Đường ống hơi tới van thông biển (đã qua van giảm áp) 0,15 0,25 0,25 Các đoạn ống khác 0,7 1,05 1,05 20 Hệ thống hâm sấy các két 0,7 1,05 10 1,05 10 21 Hệ thống hâm sấy 0,7 1,05 10 0,7 10 22 Hệ thống đường ống máy đốt rác 0,45 0,7 10 0,7 10 23 Hệ thống thủy lực điều khiển đóng mở các van 5,0 7,5 10 Thử vận hành - 24 Hệ thống nước dằn tàu, hệ thống lacanh và hệ thống cứu hỏa trong buồng máy Hệ thống lacanh 0,7 1,05 10 0,7 10 Hệ thống nước dằn tàu 0,4 0,6 0,4 Hệ thống cứu hỏa 0,7 1,05 0,7 25 Hệ thống dầu bẩn 0,6 0,9 10 0,9 10 26 Hệ thống hút khô và hệ thống nước dằn tàu Hệ thống hút khô 0,8 1,2 10 1,2 10 Hệ thống nước dằn tàu 0,4 0,6 0,4 27 Hệ thống cứu hỏa 0,7 1,1 10 0,7 10 28 Hệ thống … trong buồng máy 0,7 1,2 10 0,7 10 29 Hệ thống vệ sinh hầm hàng Đường ống nước ngọt 0,45 0,68 10 0,6 10 Đường ống cứu hỏa 0,7 1,1 0,7 Đường ống khí nén 0,7 1,1 0,7 30 Hệ thống cứu hỏa dùng CO2 Đường ống từ bình CO2 tới van phân phối chính 13,75 10 5 10 Đường ống từ van phân phối tới đầu phun 0,7 Đường ống điều khiển 5 31 Đường ống nước ngọt trong buồng máy 0,45 0,68 10 0,45 10 32 Đường ống nước thải sinh hoạt 0,45 0,68 10 0,45 10 Lưu ý: Những đoạn ống khó tháo lắp trên tàu có thể thử trực tiếp trên tàu mà không cần đem về xưởng. Với những đoạn ống không yêu cầu phải thử thủy lực nhưng đi ngầm qua khu vực cabin thì cũng cần phải thử với áp suất thử 0,4 MPa. Với ống và van thông biển phải thử trên xưởng với áp suất thử 1,0 MPa. 3.2 Chuẩn bị cho công việc thử thủy lực: Chuẩn bị không gian để thử Chuẩn bị bơm: kiểm tra hoạt động của bơm, áp suất đẩy của bơm phải lớn hơn hoặc bằng 1,5 áp suất thử. Đồng hồ đo áp suất: 2 bộ, sử dụng đồng hồ đo có giải đo bằng 2 lần áp suất thử và phải còn hạn kiểm tra. 3.3 Tiến hành thử: Ống sau khi gia công và hàn thì phải làm sạch, mài vát các cạnh sắc. Ghép các đoạn ống với đầy đủ buloong và gioăng làm kín. Lắp đặt bơm thử và đồng hồ đo áp suất: một đồng hồ đặt phía bơm và một đồng hồ đặt ở vị trí xa nhất hay cao nhất của hệ thống. Điền đầy nước vào hệ thống, xả khí trong hệ thống bằng cách nới lỏng mặt bích ở xa nhất và ở vị trí cao nhất. Bơm đến 0,5 áp suất thử, kiểm tra các mối ghép. Bơm đến áp suất thử như trong bảng trên, dùng búa 3,0 kg gõ vào đường ống và kiểm tra rò rỉ. Thời gian duy trì áp suất thử thường là 10 phút. Sau khi thử phải vệ sinh lại ống. Việc thử trên tàu cũng tiến hành tương tự sau khi đã lắp đặt hoàn thiện hệ thống.