Các dạng thiết bị năng lượng tàu thủy hiện đại

1.3- CÁC DẠNG THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG TÀU THUỶ HIỆN ĐẠI

1.3.1- THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG ĐIÊDEN

1- Đặc điểm của TBNL điêden

Thiết bị năng lượng điêden là loại TBNL sử dụng động cơ điêden làm máy chính

cho tàu. Đó là động cơ đốt cháy nhiên liệu trong xilanh theo nguyên lý tự bốc cháy nhờ

sự nén hỗn hợp nhiên liệu – không khí đến áp suất và nhiệt độ nhất định. Trong TBNL

điêden, các động cơ phụ thường cũng là các động cơ điêden.

Thiết bị điêden có các đặc điểm sau:

+ Lực quán tính của động cơ điêden có tính chu kỳ.

+ Hoạt động sinh công có tính chu kỳ và động cơ quay không đều.

+ Phải có cơ cấu phân phối khí mới đảm bảo tính chu kỳ của quá trình nạp, xả.

+ Một số chi tiết phải làm việc trong vùng nhiệt độ cao và ma sát lớn.

+ Các chi tiết chịu tải có tính chu kỳ.

+ Chiều quay của trục khuỷu không ảnh hưởng đến qui luật chuyển động của

pittông;

+ Sản phẩm cháy của nhiên liệu với không khí được hình thành ngay trong buồng

cháy của động cơ. Hiệu suất cao, thiết bị đơn giản;

+ Áp suất và nhiệt độ tức thời trong xilanh rất cao, do vậy tuổi thọ của động cơ

thấp;

+ Phải có thiết bị khởi động và đảo chiều quay phức tạp;

+ Nhiệt độ khí xả cao, mang theo nhiều nhiệt năng ra ngoài (cho dù có giải quyết

tận dụng nhiệt nhưng phần nhiệt lượng thải ra ngoài vẫn còn lớn);

+ Khi động cơ làm việc theo đặc tính bộ phận thì quá trình cháy diễn ra không tốt

lắm, suất tiêu hao nhiên liệu tăng, động cơ làm việc không ổn định.

Ngày nay, trên các phương tiện thuỷ, TBNL điêden thường chiếm (95 ÷ 97)% số

lượng các tàu đóng mới hàng năm. Dù rằng, TBNL tuabin khí ngày càng chiếm ưu thế

trên các tàu cỡ lớn, nhưng trong tương lai, người ta dự đoán rằng TBNL điêden sẽ là

loại TBNL chủ yếu của tàu sông, tàu biển cỡ nhỏ và tàu pha sông biển vì rằng chúng có

các ưu điểm hơn hẳn so với các loại TBNL khác.

2- Ưu nhược điểm của TBNL điêden

- Có dải công suất rộng và có khả năng tạo được tổ hợp công suất ở phạm vi lớn;

- Động cơ điêden dễ cường hoá và tăng công suất nhờ việc áp dụng tăng áp;

- Tính kinh tế tương đối cao (đối với thiết bị có tận dụng nhiệt thải từ động cơ);

- Có thể sử dụng các kiểu truyền động khác nhau;

- Tương đối đơn giản trong việc tự động hóa điều khiển;

- Động cơ có thể tự đảo chiều quay khi cần đối chiều chuyển động của tàu;

- Giá thành thấp;

- Độ ồn thấp, kích thước và khối lượng tương đối nhỏ.

BƠM CỦA HỆ THỐNG CHUNG TOÀN TÀU `

THÔNG GIÓ

THIẾT BỊ LẠNH

ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

MÁY MÓC PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ CHÍNH

MÁY MÓC PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ PHỤ

MÁY NÉN KHÍ

THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT MÁY PHÁT ĐIỆN DO ĐỘNG CƠ

CHÍNH LAI

TRUYỀN ĐỘNG VÀ HỆ TRỤC NHU CẦU SINH HOẠT NỒI HƠI TẬN DỤNG PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ SẤY NÓNG

CHÍNH

T

PHỤC VỤ ĐỘNG CƠ PHỤ HIẾT BỊ Đ

Ẩ

Y

Đ

Ộ

N

G

C

Ơ

C

HÍN

H

T

HIẾ

T

BỊ N

Ă

N

G

L

Ư

Ợ

N

G

T

À

U

THIẾT BỊ Đ

Ẩ

Y

B

Ả

O

Q

U

ẢN

N

HIÊN

LIỆ

U, NƯ

Ớ

C, D

Ầ

U

N

H

Ờ

N, KH

Ô

N

G

KHÍ

KÉT

D

Ự

TRỮ

K

ÉT

C

H

ỨA

BÌN

H

C

H

Ứ

N

A

ỒI H

ƠI Đ

Ộ

C

L

ẬP

M

Á

Y

M

Ó

C

KH

AI TH

Á

C

V

À

C

H

Ế

BIẾ

N

Đ

Ộ

N

G

C

Ơ SỰ

C

Ố

V

À

A

C

Q

UI D

Ự PH

Ò

N

G

CHIẾU SÁNG DỰ PHÒNG THÔNG TIN LIÊN LẠC

D

Ụ

N

G

C

Ụ

KIỂ

M TRA

VÀ

ĐIỀ

U

KHIỂ

N TỰ

Đ

Ộ

N

G

Đ

Ộ

N

G

C

Ơ

ĐIỆ

N

C

Ủ

A

H

Ệ

TH

Ố

N

G TÀU

TRẠ

M

ĐIỆ

N

Đ

Ộ

N

G

C

Ơ

ĐIỆ

N

C

Ủ

A

M

Á

Y

M

Ó

C

M

ẶT B

O

O

N

G

MÁY LÁI

THIẾT BỊ LÁI

MÁY TỜI ĐẶT ĐỨNG

MÁY TỜI NẰM NGANG

MÁY TỜI XẾP DỠ

MÁY TỜI NÂNG HẠ XUỒNG CỨU

SINH

Đ

Ộ

N

G

C

Ơ

ĐIỆ

N

C

Ủ

A

M

ÁY

M

Ó

C PH

Ụ

Đ

Ộ

N

G

C

Ơ PH

Ụ

CHIẾU SÁNG

THIẾT BỊ ĐIỆN HÀNG HẢI

THÔNG TIN LIÊN LẠC

Hình 1.1- Sơ đồ thành phần TBNL tàu và mối quan hệ giữa các phần tử NHU CẦU SINH HOẠT

Nhược điểm cơ bản thuộc về bản chất của TBNL điêden là cơ cấu truyền lực kiểu

tay quay – thanh truyền được sử dụng trong động cơ điêden sử dụng nên gây ra rung

động động cơ và thân tàu (lực tác dụng, mômen quay của đong cơ không đều); Sự thay

đổi phương, chiều, trị số lực tiếp tuyến (vuông góc với tay quay), tốc độ góc của động

cơ gây ra dao động xoắn trục.

Trên các tàu cỡ vừa và cỡ nhỏ, người ta sử dụng các động cơ điêden 4 kỳ tăng áp

và không tăng áp, loại trung tốc đảo chiều và không đảo chiều và loại có tốc độ quay

cao, không đảo chiều làm động cơ chính. Công suất nhỏ nhất của động cơ chính là 4

kW và công suất cực đại của tổ hợp động cơ chính đạt đến 2.200 kW.

Các động cơ thủy có tốc độ quay thấp [ n = (100 ÷170) v / ph ] loại 2 kỳ tác dụng

đơn có con trượt được dùng phổ biến trên các tàu giao thông cỡ lớn. Chúng chiếm 75%

công suất thiết bị của TBNL mới. Loại lớn nhất có công suất tổ hợp đạt đến 26.480

kW. Sở dĩ các động cơ này được dùng phổ biến trên các tàu giao thông vì chúng có các

ưu thế sau:

+ Tính kinh tế nhiệt cao và có khả năng làm việc với nhiên liệu nặng (rẻ tiền);

+ Có khả năng truyền công suất trực tiếp đến chân vịt;

+ Tuổi thọ cao.

Trên các tàu cỡ nhỏ, tàu kéo, phà, tàu chuyên dùng, người ta trang bị các động cơ

điêden 4 kỳ trung và cao tốc làm máy chính.

Các động cơ điêden 4 kỳ cao tốc không tăng áp và tăng áp, công suất nhỏ được sử

dụng làm động cơ phụ tàu thủy.

Trong TBNL điêden, người ta áp dụng các kiểu truyền động chính: cơ khí, thủy

lực, điện và phối hợp.

Kiểu truyền động phụ thuộc vào kết cấu của động cơ điêden, tốc độ quay của trục,

kiểu loại và công dụng tàu. Thông thường, người ta sử dụng các kiểu truyền động thủy

lực và truyền động điện trong các trường hợp đòi hỏi tính cơ động của TBNL tàu cao,

động cơ chính sản ra công suất toàn phần ở các chế độ gần với chế độ buộc tàu hoặc

khi cần nhận tốc độ quay tối ưu của chân vịt ở chế độ hành trình.

Hình 1.2- Dạng chung của TBNL điêden

1.3.2- THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG TUABIN HƠI

1- Đặc điểm thiết bị năng lượng tuabin hơi

TBNL tuabin hơi là TBNL sử dụng động cơ chính là tuabin hơi (là loại động cơ

nhiệt đốt ngoài kiểu rôto).

Ở thiết bị năng lượng tuabin hơi, môi chất công tác tuần hoàn không ngừng theo

vòng kín, trong đó, diễn ra sự thay đổi trạng thái của môi chất công tác (nước nhận

nhiệt, biến thành hơi nước tại nồi hơi; hơi nước trao nhiệt để biến thành công tại tuabin