ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang thiết bị điện tàu dầu 6500T, đi sâu tính toán ngắn mạch trạm phát điện
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
100 MB Bao gồm tất cả thiết kế 2d (mạch điện, mạch điều khiển ,.... thuyết minh, , bản vẽ nguyên lý, bản vẽ thiết kế, mạch điều khiển, và nhiều tài liệu liên quan kèm theo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang thiết bị điện tàu dầu 6500T, (đi sâu tính toán ngắn mạch trạm phát điện)
MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang thiết bị điện tàu dầu 6500T, đi sâu tính toán ngắn mạch trạm phát điện
Lời nói đầu................................................................................................................................ 3
Giới thiệu chung về tàu dầu 6500 T..................................................................................... .4
PHẦN I: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU DẦU 6500T.......................................................... 6
Chương 1: Các hệ thống phục vụ buồng máy tàu dầu 6500T............................................ 6
1.1. Hệ thống quạt gió buồng máy......................................................................................... 6
1.1.1. Giới thiệu chung............................................................................................................ 6
1.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống quạt gió buồng máy tàu dầu 6500T............... 6
1.1.3. Các bảo vệ của hệ thống.............................................................................................. 7
1.2. Hệ thống máy nén khí...................................................................................................... 7
1.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống máy nén khí................................................................ 7
1.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống............................................................................. 8
1.2.3. Các bảo vệ của hệ thống.............................................................................................. 9
1.3. Hệ thống chỉ báo mức các két dầu tàu 6500 T........................................................... 10
1.3.1. Tổng quan về hệ thống chỉ báo mức két dầu.......................................................... 10
1.3.2. Phân tích nguyên lý hoạt động và đánh giá hệ thống............................................ 11
1.4. Hệ thống điều khiển nồi hơi......................................................................................... 12
1.4.1. Giới thiệu chung về nồi hơi....................................................................................... 12
1.4.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống........................................................................... 18
1.4.3. Báo động và bảo vệ hệ thống.................................................................................... 28
1.4.4. Nhận xét và đánh giá.................................................................................................. 30
Chương 2: Các hệ thống truyền động điện tàu dầu 6500T.............................................. 32
2.1 Hệ thống truyền động điện tời neo............................................................................... 32
2.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống tời neo........................................................................ 32
2.1.2 Hệ thống tời neo tàu dầu 6500T................................................................................ 32
2.2.Truyền động điện hệ thống lái...................................................................................... 34
2.2.1.Khái niệm và các yêu cầu đối với hệ thống lái........................................................ 34
2.2.2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái tàu dầu 6500T............................................ 35
2.2.3. Các báo động và bảo vệ của hệ thống...................................................................... 36
PHẦN II: ĐI SÂU TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRẠM PHÁT ĐIỆN.............................. 38
Chương 3: Bảng điện chính tàu dầu 6500 T...................................................................... 38
3.1.Tổng quan về trạm phát điện chính.............................................................................. 38
3.1.1. Khái niệm..................................................................................................................... 38
3.1.2. Điều kiện và yêu cầu làm việc của trạm phát điện tàu thuỷ................................. 38
3.1.3. Phân loại và chọn các thông số cơ bản cho trạm phát điện tàu thuỷ.................. 38
3.2. Cấu tạo và thông số của trạm phát điện chính tàu 6500 T....................................... 40
3.2.1. Các thông số của trạm phát điện chính.................................................................... 40
3.2.2. Cấu tạo của bảng điện chính..................................................................................... 41
3.2.3. Các phần tử trong bảng điện chính và chức năng.................................................. 41
3.3. Nguyên lý hoạt động...................................................................................................... 44
3.3.1. Ổn định điện áp cho các máy phát........................................................................... 44
3.3.2. Các hệ thống đo và điều khiển trên bảng điện chính 47
3.3.3. Hòa đồng bộ các máy phát khi công tác song song. 50
3.3.4. Phân chia tải cho các máy phát công tác song song. 58
3.3.5. Báo động và bảo vệ cho trạm phát điện.................................................................. 65
Chương 4: Giới thiệu về tính toán ngắn mạch................................................................... 73
4.1. Cơ sơ lý thuyết về tính toán ngắn mạch...................................................................... 73
4.2. Tính toán ngắn mạch trạm phát điện một chiều........................................................ 75
4.3. Tính toán trạm phát điện xoay chiều.......................................................................... 76
4.3.1. Quá trình quá độ khi xảy ra ngắn mạch 3 pha........................................................ 76
4.3.2. Các phương pháp tính dòng ngắn mạch của mạng điện xoay chiều.................... 77
4.3.3. Tính toán ngắn mạch cho trạm phát điện bằng phương pháp IEC....................... 77
Chương 5: Tính toán ngắn mạch trạm phát điện tàu dầu 6500....................................... 83
5.1. Tính dòng ngắn mạch tại điểm số 1............................................................................. 83
5.2. Tính dòng ngắn mạch tại điểm số 2............................................................................. 86
Kết luận................................................................................................................................... 89
Tài liệu tham khảo.........................................................................................................90
LỜI NÓI ĐẦU
Việt Nam là một đất nước nằm ven biển và có đường bờ biển khoảng 3260 km. Từ xưa con người đã biết sử dụng đường biển để vận chuyển hàng hoá. Với chiến lược phát triển kinh biển đã được quốc hội đề ra, ngày nay ngành hàng hải đang phát triển một cách mạnh mẽ và vận tải đường biển đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong việc vận chuyển hàng hoá trong nước cũng như ra nước ngoài.
Là một sinh viên hàng hải, sau gần 5 năm học tập và rèn luyện tại trường đại học Hàng Hải Việt Nam, dưới sự quan tâm dạy dỗ và nhiệt tình truyền đạt kiến thực chuyên ngành điện tàu thuỷ của các thầy cô giáo trong khoa điện, em cũng đã phần nào nắm được những kiến thức cơ bản của nghành điện nói chung và nghành điện tàu thuỷ nói riêng. Sau thời gian hơn hai tháng thực tập tốt nghiệp, em đã tìm hiểu những kiến thức thực tế để bổ sung cho bản thân và cũng đã thu thập được một số tài liệu để phục vụ cho việc làm đồ án tốt nghiệp. Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa, em đã được giao đề tài làm đồ án tốt nghiệp: “Trang thiết bị điện tàu dầu 6500T. Đi sâu tính toán ngắn mạch trạm phát điện”.
Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo trong khoa, đặc biệt là thầy giáo Th.s. Phan Đăng Đào nên sau thời gian ba tháng em đã hoàn thành xong nội dung đề tài tốt nghiệp đã được giao. Tuy nhiên, do trình độ và kiến thức của bản thân còn hạn chế nên chắc chắn đồ án của em không thể tránh khỏi còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy hướng dẫn cùng các thầy cô giáo trong khoa để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là thầy giáo Th.s. Phan Đăng Đào đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Giới thiệu chung về tàu dầu 6500 T
Tàu 6500 T là tàu chở dầu, hoá chất,được thi công đóng mới tại công ty đóng tàu Phà Rừng dưới sự giám sát của các chuyên gia Hàn Quốc.
* Miêu tả chung về con tàu
Tàu có mũi quả lê, sống đuôi và boong dâng lái, boong dâng mũi. Boong ở, 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 hướng lái
Phía hướng lái của tàu được dùng làm buồng máy lái, các két nước ngọt, khoang cách ly và két dầu nặng.
- Khu vực buồng máy
Buồng máy bố trí lắp đặt thiết bị nâng chính, các bệ sàn máy phụ, buồng điều khiển máy, xưởng sửa chữa và kho chứa….
Két dầu trực nhật và két phục vụ 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
- Phần hướng 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.
* Các kích thước cơ bản
- Chiều dài toàn bộ : 110.00 m
- Chiều dài giữa hai đường vuông góc : 102.00 m
- Chiều rộng:18.20 m
- Chiều cao mạn/ chiều sâu : 8.75 m
- Mớn nước thiết kế : 6.70 m
- Mớn nước tính theo sức bền của tàu : 6.80 m
* Tải trọng
- Tổng tải trọng : 4600 tonnes
- Tải trọng ở mớn nước thiết kế : 6500 tonnes
* Dung tích
- Két dầu hàng bao gồm két nước bẩn : 7300 m3
- Két dầu nặng (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 ballast : 2650 m3
* 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.
* Sức chứa
|
Class / cấp |
Deck / boong |
Engine/ máy |
Etc |
|
Captain class |
Captain |
Chief i Engineer |
|
|
Officer class Cấp sĩ quan |
C/officer 2nd/officer 3rd/officer |
1st/engineer 2nd/engineer 3rd/engineer |
Pilot, owner |
|
Petty officer Hạ sĩ quan |
Bosun |
No.1 oiler |
Cook |
|
Crew class Thuyền viên |
8 sailer |
2 Oilers |
Owner |
|
Total Tổng số |
8 persons |
7 persons |
3 persons |
PHẦN I: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU DẦU 6500T.
Chương 1: Các hệ thống phục vụ buồng máy tàu dầu 6500T
1.1. Hệ thống quạt gió buồng máy.
1.1.1. Giới thiệu chung.
Trên tàu thuỷ, truyền động điện thiết bị bơm quạt được xếp vào nhóm máy phụ quan trọng. Như ta đã biết, truyền động điện các máy phụ trên tàu tiêu thụ tới 90 % tổng công suất của toàn trạm, trong đó máy phụ buồng máy chiếm tới 50 %. Ở những tàu chuyên dụng ( như tàu dầu ) truyền động điện của thiết bị bơm, quạt gió có ý nghĩa đặc biệt quan trọng và công suất tiêu tốn của chúng cũng khá lớn.
Các hệ thống truyền động điện thiết bị bơm, quạt thực hiện các chức năng sau:
- Phục vụ cho hành trình của con tàu: Các loại bơm dầu đốt, dầu bôi trơn máy chính, máy nén khí, các loại bơm nước làm mát.
- Đảm bảo an toàn khi chạy tàu: Các loại bơm chuyển dầu đốt, dầu nhờn, bơm la canh, bơm ballast, bơm cứu hỏa…
- Đảm bảo sinh hoạt cho thuyền viên: Các quạt thông gió ở các phòng ở, các nơi sinh hoạt công cộng, các bơm nước sinh hoạt…
- Phục vụ cho khai thác: Các loại bơm thủy lực và thiết bị làm hàng, bơm chuyển dầu ở các tàu chở dầu, các quạt thông gió hầm hàng…
Bơm quạt thực chất là các động cơ điện lai các cơ cấu khác biến đổi cơ năng của động cơ sơ cấp thành áp suất và lưu lượng để vận chuyển chất lỏng hay tạo nên áp suất cần thiết trong hệ thống truyền dẫn thủy lực. Đặc tính của nó khác với các loại neo, tời là nó luôn làm việc ở chế độ động cơ với tốc độ cố định. Do vậy hệ thống điều khiển của nó khá đơn giản thuận tiện cho quá trình khai thác. Vì tầm quan trọng của nhóm phụ tải này do vậy ở các sơ đồ điều khiển các động cơ truyền động, hệ thống tuy đơn giản nhưng đầy đủ tính năng kỹ thuật, có thể điều chỉnh bằng tay, tự động phù hợp với yêu cầu .
1.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống quạt gió buồng máy tàu dầu 6500T.
a. Giới thiệu phần tử của hệ thống. ( Sơ đồ FM02GSP- SHEET No 38 )
OL : Đèn báo động cơ đang được sấy.
43S : Cầu dao đóng cấp nguồn cho điện trở sấy
89 : Aptomat cấp nguồn cho hệ thống
A : Biến dòng
EOCR : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho quạt gió
F1, F2, F3, F4 : Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển
88F : Contacter đóng cấp nguồn cho quạt gió chạy theo chiều thuận
88R : Contacter đóng cấp nguồn cho quạt gió chạy theo chiều ngược
6 : Contacter đóng cấp nguồn cho quạt gió khởi động theo chế độ Y
88-1 : Contacter đóng cho quạt gió hoạt động ở chế độ Δ
19 T : Rơ le thời gian khống chế thời gian khởi động
WL : Đèn báo nguồn
GLF : Đèn báo quạt gió chạy thuận
GLR : Đèn báo quạt gió chạy ngược
4FX : Rơ le trung gian điều khiển quá trình chạy thuận
4RX : Rơ le trung gian điều khiển quá trình chạy ngược
3-OX : Rơ le trung gian điều khiển quá trình dừng quạt gió
3CF : Nút ấn cho quạt gió chạy thuận
3CR : Nút ấn cho quạt gió chạy ngược
3- O : Nút ấn dừng quạt gió
RHM : Đồng hồ tính thời gian hoạt động của quạt gió
b. Nguyên lý hoạt động của hệ thống.
- Bật Atomat 89 để cấp nguồn cho hệ thống.
Nguồn của mạch điều khiển được cấp qua biến áp hạ áp T440 /220-20V . Khi đó đèn WL sáng báo nguồn cấp đã sẵn sàng.
- Muốn quạt gió chạy theo chiều thuận thì ta ấn nút 3CF. Khi đó rơ le 4FX có điện , đóng các tiếp điểm 4FX(6) và 4FX(8-9) cấp nguồn cho contacter 88F có điện,nguồn được cấp qua tiếp điểm 6 của contacter 6 (do đóng trước). Contacter 88 F có điện mở tiếp điểm thường đóng ở mạch sấy đển cắt nguồn sấy, và đóng tiếp 88F ở mạch động lực sẵn sàng cấp nguồn cho quạt chạy theo chiều thuận.
Mặt khác, khi rơ le 4FX có điện, các tiếp điểm 4FX (37) đóng lại cấp nguồn cho đồng hồ RHM để tính thời gian hoạt động của quạt. Đồng thời tiếp điểm 4FX (33-34) mở ra cắt nguồn cấp cho contacter 4RX tránh trường hợp quạt chạy theo chiều ngược lại, và tiếp điểm 4FX (26-27) đóng lại sẵn sàng cấp nguồn cho đèn GLF.
Khi tiếp điểm 4FX (6) đóng → rơ le 19T có điện, contacter 6 có điện → đóng tiếp điểm 6 ở mạch động lực làm cho quạt gió khởi động ở chế độ Y. Sau thời gian đặt của rơ le 19T thì tiếp điểm 19T (13) mở ra cắt nguồn cấp cho contacter 6, để dừng quá trình khởi động theo chế độ Y. Và tiếp điểm 19T (15) đóng lại để cấp nguồn cho contacter 88-1 → đóng các tiếp điểm 88-1 ở mạch động lực để đưa quạt gió chuyển sang hoạt động ở chế độ Δ. Đồng thời tiếp điểm 88-1 (26) đóng lại → đèn GLF sáng báo hiệu quạt gió đang chạy theo chiều thuận.
- Muốn quạt chạy theo chiều ngược thì ta ấn nút 3CR, lúc đó rơ le 4RX có điện → đóng các tiếp điểm của nó lại cấp nguồn cho các contacter 88R và contacter 6. Quá trình khởi động và đưa quạt gió vào hoạt động tương tự như khi quạt gió chạy theo chiều thuận.
- Khi muốn dừng quạt gió ta ấn nút 3-0. Lúc đó rơ le 3-OX có điện → mở các tiếp điểm 3-OX (32) hoặc 3-OX (35) làm cho rơ le 4FX hoặc 4RX mất điện → mở các tiếp điểm 4FX (9) hoặc 4RX (11) → cắt nguồn cấp cho contacter 88 F ( hoặc 88R) → mở các tiếp điểm 88F hoặc 88R ở mạch động lực → quạt gió ngừng hoạt động.
1.1.3. Các bảo vệ của hệ thống.
Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực nhờ Aptomat 89, bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển nhờ các cầu chì F1,F2,F3,F4.
Bảo vệ quá tải cho hệ thống nhờ rơ le nhiệt EOCR : Khi xảy ra quá tải thì tiếp EOCR chuyển trạng thái → cắt nguồn cấp cho các rơ le 4FX hoặc 4RX → các contacter 88F hoặc 88R mất điện → quạt gió dừng hoạt động.
Bảo vệ O cho hệ thống : Khi quạt gió đang hoạt động, nếu sự cố mất điện thì khi có điện trở lại thì hệ thống sẽ không hoạt động trở lại ngay. Muốn hệ thống hoạt động trở lại ta phải ấn nút khởi động từ đầu.
1.2. Hệ thống máy nén khí
1.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống máy nén khí.
Hệ thống máy nén khí được sử dụng trên tàu nhằm mục đích cung cấp khí thiết yếu cho khởi động động cơ Diesel và cung cấp khí cho các hoạt động khác như cung cấp gió cho còi hơi, cho máy tời cầu thang, phục vụ vệ sinh.... Hệ thống có chế độ hoạt động thường, chế độ tự động, các bảo vệ, hoạt động tin cậy trong quá trình vận hành đảm bảo duy trì lượng khí liên tục cho quá trình hoạt động của con tàu.
Yêu cầu của máy nén khí phải cung cấp đầy đủ khí cho các hệ thống cần khí nén, khí nén phải đảm bảo áp lực cần thiết với từng hệ thống khác nhau.
Hệ thống máy nén khí tàu dầu 6500 T
Model : LT-1508W
Type : 3-Stage, Air cooled
Số xy lanh : 3
Lưu lượng : 80 m3/ h
Vòng quay : 1160 rpm
Nhiệt độ khí nén: 40 độ
Áp suất khí nén lớn nhất : 33 kg/cm2
Công suất động cơ : 18,5 KW
Điện áp động cơ lai : 440 V/AC- 3 pha – 60 Hz
Cấp cách điện: F
Trọng lượng : 182 Kg
1.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống.
a. Giới thiệu phần tử ( Model LT-1508W )
MCCB : Cầu dao tự động cấp nguồn cho động cơ
A : Ampe kế đo dòng
M : động cơ dị bộ 3 pha
TR : Biến áp hạ áp cấp nguồn điều khiển 220 V
51 : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải
F1,F2,F3 : Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch
WL : Đèn báo nguồn
GL : Đèn báo máy nén đang chạy
H : Đồng hồ đếm thời gian chạy của máy nén
RL (9) : Đèn báo nhiệt độ khí nén cao
RL (10) : Đèn báo mức dầu LO trong két thấp
RL (11) : Đèn báo quá tải
RESET : Nút reset hệ thống
23 AX : Rơ le trung gian đóng khi nhiệt độ khí nén cao
23 A : Cảm biến nhiệt độ khí nén
33 QX: Rơ le trung gian đóng khi mức dầu LO thấp
33 Q : Cảm biến mức dầu LO trong két
AX : Rơ le trung gian đóng khi mức dầu LO không thấp
88 : Contacter cấp nguồn cho động cơ
88-1 : Contacter ở chế độ Δ
6-1 : Contacter ở chế độ Y
19T : Rơ le thời gian
20T : Rơ le thời gian
P/S : Cảm biến áp lực khí nén kiểu vi phân
SV1,SV2,SV3: Các van điện từ để xả và đóng khi chạy máy nén
b. Nguyên lý hoạt động
* Chế độ MANU:
Bật công tắc về chế độ MANU
Đóng MCCB cấp nguồn cho hệ thống. Lúc đó đèn WL sáng báo nguồn đã được cấp cho hệ thống.
Ấn nút 3C để khởi động máy nén. Khi ấn 3Cthì nguồn được cấp cho contacter 88, tiếp điểm 88 đóng lại để tự duy trì nguồn cho contacter 88. Đồng thời khi ấn nút 3C thì rơ le thời gian 19T,20T có điện và contacter 6-1 có điện → đóng tiếp điểm 6-1 ở mạch động lực để cho động cơ khởi động ở chế độ Y. Sau thời gian đặt của rơ le thời gian 19T (5 s) thì tiếp điểm thường đóng 19T (24) mở ra → contacter 6-1 mất điện, và tiếp điểm 19T (26) đóng lại → cấp nguồn cho contacter 88-1 → động cơ được chuyển sang hoạt động ở chế độ Δ.
Mặt khác, ban đầu khi cấp nguồn cho rơ le thời gian 20T thì tiếp điểm 20T (28) chưa đóng, nên các van SV1,SV2,SV3 chưa có điện nên máy nén được khởi động không tải. Đồng thời khí và hơi nước từ máy nén được xả ra ngoài các van này.
Sau thời gian đặt của rơ le thời gian 20T (8 s) thì tiếp điểm 20T (28) đóng lại → cấp nguồn cho các van SV1,SV2,SV3. Các van này chuyển trạng thái, kết thúc quá trình xả khí xót, hơi nước và bắt đầu quá trình nén khí vào chai khí.
Khi muốn dừng máy nén thì ta ấn nút 3-0, dẫn đến contacter 88 và 88-1 mất nguồn → mở tiếp điểm của nó ở mạch động lực → cắt nguồn cấp cho động cơ lai → quá trình nén dừng lại.
* Chế độ AUTO:
Bật công tắc chọn chế độ sang vị trí AUTO. Khi đó máy nén khí sẽ được khởi động và dừng tự động thông qua cảm biến áp suất kiểu vi phân P/S. Khi áp suất khí nén trong chai gió xuống thấp dưới ngưỡng của P/S ( ≤ 18 kg/cm2 ), thì tiếp điểm P/S đóng lại cấp nguồn cho contacter 88 để khởi động máy nén. Quá trình khởi động giống như ở chế độ MANU. Sau khi hoạt động một thời gian, áp suất trong chai gió tăng lên đến ngưỡng trên của P/S ( ≥ 33 kg/cm2 ) thì tiếp điểm P/S mở ra → cắt nguồn cấp cho contacter 88 và 88-1 → máy nén dừng hoạt động.
1.2.3.Các bảo vệ của hệ thống.
* Bảo vệ động cơ lai máy nén:
- Bảo vệ ngắn mạch bằng Aptomat MCCB.
- Bảo vệ quá tải cho động cơ lai bằng rơ le nhiệt 51:
Khi bị quá tải thì tiếp điểm 51 chuyển trạng thái, ngắt nguồn cấp cho contacter 88 và 88-1 làm máy nén ngừng hoạt động. Đồng thời rơ le 51X có điện → tiếp điểm 51X (11) đóng lại → đèn RL sáng báo máy nén đang bị quá tải.
- Bảo vệ “O” nhờ tiếp điểm tự duy trì của Contacter 88.
* Bảo vệ cho máy nén:
+ Khi mức dầu bôi trơn máy nén thấp thì hệ thống không hoạt động. Vì khi mức dầu bôi trơn thấp → tiếp điểm 33 Q mở ra → rơ le AX mất điện → đóng tiếp điểm thường đóng AX → rơ le 33QX có điện → mở tiếp điểm 33QX (19) → ngắt nguồn cấp cho các contacter điều khiển hoạt động của động cơ → máy nén dừng hoạt động. Đồng thời khi rơ le 33QX có điện thì tiếp điểm 33QX (10) đóng lại → cấp nguồn cho đèn Rl sáng để thông báo mức dầu bôi trơn máy nén thấp.
+ Khi nhiệt độ khí nén cao thì máy nén cũng dừng hoạt động. Khi nhiệt độ khí nén cao thì tiếp điểm 23A của cảm biến nhiệt đóng lại, dẫn đến rơ le 23AX có điện → tiếp điểm 23AX (18) mở ra ngắt nguồn cấp cho các rơ le điều khiển động cơ lai → máy nén dừng hoạt động. Đồng thời khi rơ le 23AX có điện, dẫn đến đóng tiếp điểm 23AX (9) → đèn RL sáng báo nhiệt độ khí nén cao.
* Bảo vệ cho chai gió:
- Các van an toàn cho chai gió.
1.3. Hệ thống chỉ báo mức các két dầu tàu 6500 T.
1.3.1. Tổng quan về hệ thống chỉ báo mức két dầu.
a. Chức năng của hệ thống :
Kiểm tra đánh giá khả năng công tác của đối tượng, phát ra tín hiệu báo động hoặc bảo vệ khi có sự cố xảy ra.
Cho phép xác định nhanh vị trí hỏng hóc, có thể đề suất những lời khuyên để sửa chữa khôi phục thiết bị.
b. Yêu cầu đối với hệ thống tự động kiểm tra :
Số lượng các thông số kiểm tra phải đạt số lượng tối thiểu để cho hệ thống đơn giản nhưng mặt khác các thông số đó phải đủ để đánh giá chính xác trạng thái đối tượng.
Tính chính xác không nhầm lẫn không bỏ sót.
Hệ thống cần phát tín hiệu báo động bằng âm thanh hoặc ánh sáng khi thông số cần kiểm tra vượt ra ngoài giới hạn cho phép : khi hệ thống bảo vệ, khi hệ thống mất nguồn cung cấp chính chuyển sang nguồn sự cố.
Tín hiệu ánh sáng chỉ rõ nguyên nhân hỏng hóc khi chưa nhận biết (chưa khẳng định sự cố) thì ánh sáng sẽ nhấp nháy. Khi người vận hành nhận biết (ấn nút tắt còi) thì ánh sáng vẫn còn tồn tại, ánh sáng đó chỉ mất khi chúng ta loại trừ sự cố và ấn nút hoàn nguyên.
Báo động bằng âm thanh thường dùng chung cho các thông số và nó được tắt khi nhận biết, nhưng vẫn phải đảm bảo khi có thông số nào đó vượt ra ngoài phạm vi cho phép thì âm thanh vẫn được phát ra, âm thanh này phải dễ phân biệt với các loại âm thanh khác.
Bên cạnh âm thanh báo động còn có ánh sáng báo động chung. Báo động chung đó thường được đưa đến những nơi công cộng như buồng máy, buồng điều khiển trung tâm, buồng lái...
Hệ thống phải có khả năng nhớ sự cố. Tín hiệu báo động ngay sau khi thông số đạt giá trị tới hạn và được báo động trong suốt quá trình cho tới khi nhận biết sự cố mặc dù lúc đó giá trị thông số trở lại trạng thái ban đầu.
Nếu hệ thống trang bị máy tự ghi thì tốc độ ghi phải nhanh hơn so với tốc độ biến đổi thông số.
Các thiết bị chỉ thị phải đảm bảo cho người vận hành nắm được thông tin chính xác, nhanh và không cần chuyển đổi.
c. Giới thiệu chung về hệ thống chỉ báo mức két dầu tàu 6500 T.
Để có thể đo chỉ báo mức hàng và báo động khi xảy ra các sự cố trong các tàu chở dầu và hoá chất thì người ta sử dụng các cảm biến để đo áp suất két dầu, đo nhiệt độ két hàng và mức dầu trong két.
- Cảm biến áp suất: Cảm biến áp suất có thể chọn mức cao hay mức thấp tùy vào điều kiện công tác. Tín hiệu áp lực két hàng cao chỉ đưa ra báo động bằng chuông và đèn. Áp suất giới hạn hoạt động : -1 ~ 0,6 bar.
- Cảm biến nhiệt độ: Hệ thống trang bị cảm biến nhiệt độ. Nhiệt độ làm việc cho phép trong két dầu giới hạn từ -40 ~ 850C. Tín hiệu nhiệt độ chỉ đưa ra báo động bằng chuông và đèn.
- Cảm biến mức: Cảm biến mức là loại cảm biến quan trọng nhất trong hệ thống tự động kiểm tra và đo mức két hàng. Chúng đưa ra chỉ báo lượng hàng chính xác có trong két hàng, đảm bảo an toàn cho việc xuất nhập hàng.
- Có hai loại cảm biến được đặt trong két hàng : Cảm biến rời rạc phục vụ cho việc báo động và bảo vệ còn cảm biến liên tục phục vụ cho việc đo và chỉ báo mức hàng.
+ Cảm biến mức rời rạc :
Đây là loại cảm biến kiểu phao đưa ra tín hiệu dạng tiếp điểm (ON – OFF). Hệ thống được trang bị hai cảm biến mức loại này trong két. Một cảm biến mức két cao chỉ đưa ra tín hiệu báo động và một cảm biến mức quá cao đưa ra tín hiệu bảo vệ. Ở mức báo động thì lượng hàng vẫn có thể đưa thêm vào két mà không gây mất an toàn, chỉ khi nào mức két quá cao mới có tín hiệu bảo vệ dừng bơm hàng.
Tàu dầu 6500T sử dụng loại cảm biến kiểu FMP40. Cảm biến này được lắp trên đỉnh két hàng.
Cảm biến mức dầu trong két : nguồn điều khiển DC 11-28V, năng lượng tiêu thụ nhỏ nhất là 60mW, lớn nhất là 900 mW.Đo được mức hàng từ 1 ¸ 35m, nhiệt độ cho phép chung của dầu -400C~1500C và nhiệt độ xung quanh két -400C~800C.
Tàu dầu 6500T có 12 két hàng mỗi két được bố trí một cảm biến áp lực và nhiệt độ dầu trong két, một cảm biến để đo mức két dầu, một cảm biến để báo động khi mức dầu trong két quá cao và tràn dầu.
1.3.2. Phân tích nguyên lý hoạt động và đánh giá hệ thống.
a.Giới thiệu phần tử.
* Sơ đồ PA-CMSCA201 :
BZ : Còi.
L2 : Đèn báo động.
L1 : Đèn báo nguồn.
R1 : Rơle báo nguồn bị lỗi.
R2 : Rơle dự phòng.
SW1 : Công tắc cấp nguồn cho mạch điện.
CB1 :Aptômát.
* Sơ đồ C2C001 :
RADAR LEVER GAUCE : Là các cảm biến báo mức két dầu loại sóng Radar.
PRESSURE TRANSMITTER :Bộ chuyển đổi áp lực dầu trong két ra tín hiệu liên tục.
TEMPERATURE SENSOR : Các cảm biến để đo nhiệt độ dầu trong két.
I.S BARRIER : Bộ cách ly.
* Sơ đồ H1C0001 :
C3-C4 : Chân đưa tới thiết bị báo động chung cho mức dầu cao.
H3-H4 : Chân đưa đến đèn báo động mức dầu cao.
SWITCH POWER SUPPLY : Bộ biến đổi điện áp AC/DC.
D1-D2 : Chân đưa đến thiết bị báo nguồn bị lỗi.
C1-C2 : Chân đưa tới thiết bị báo động chung cho mức dầu tràn.
H1-H2 : Chân đưa đến đèn báo động mức dầu tràn.
b.Nguyên lý hoạt động.
Nguồn cấp cho cho panel điều khiển để đo và báo động cho các mức dầu quá cao và dầu tràn là AC 220V 60Hz.
Nguồn cấp cho bộ cách ly BARRIER là nguồn 24V DC.
Nguồn cấp cho mạch báo mức dầu cao AC220V 60Hz.
Nguồn cấp cho mạch báo mức dầu tràn AC220V 60Hz.
Các tín hiệu về mức két hàng được lấy từ cảm biến đo mức dầu kiểu RADAR được đưa đến các đầu vào PLC của mạch điều khiển. Từ đó nó xử lý các tín hiệu đầu vào,tín hiệu đầu ra đưa đến màn hình của các máy tính để báo mức dầu trong két hoặc ra tín hiệu báo động và bảo vệ két hàng.
Khi mức dầu trong két thay đổi thì tín hiệu vào tương tự ở các chân A,B sẽ thay đổi giá trị dòng dẫn đến tín hiệu ra từ mạch PLC thay đổi và khi mức dầu cao thì có tín hiệu đưa đến mạch điều khiển để thực hiện báo động và bảo vệ.
* Báo mức dầu trong két cao.
Khi lượng dầu trong két cao lên cách đỉnh là 0.8m thì tiếp điểm cảm biến mức đóng lại đưa đến khối I.S BARRIER, khối này đưa tín hiệu đến các đầu vào của PLC đưa đến màn hình máy tính để báo động chung. Đồng thời cấp nguồn cho mạch kiểm tra và giám sát mức dầu cao AU-2030A(H1C001), sau khoảng thời gian trễ từ 0,2 ~ 30 giây thì tiếp điểm R3c-R3a đóng lại cấp nguồn cho đèn và còi báo động mức dầu cao.
* Báo mức két tràn cao.
Khi lượng dầu trong két tràn cao thì đóng tiếp điểm của cảm biến mức tràn cao,đưa tín hiệu đến khối I.S BARRIER,đưa tín hiệu đến các đầu vào của PLC. Đồng thời tín hiệu được gửi tới khối kiểm tra và giám sát mức dầu tràn AU-2030A(H1C001), sau thời gian trễ là 1 giây thì đóng tiếp điểm R3a-R3c cấp nguồn cho đèn và còi báo động mức dầu tràn. Từ đó đưa tín hiệu đến để dừng động cơ lai bơm làm hàng.
c. Đánh giá hệ thống.
Hệ thống chỉ báo két dầu là một hệ thống quan trọng trên các tàu chở dầu. Quá trình giám sát các thông số của mức két hàng phải đảm bảo được tính chính xác và độ tin cậy cao.
Hệ thống có thể được hiển thị bằng đồng hồ kim, hiển thị bằng số, hiển thị bằng máy tính và giao diện đồ hoạ bằng ngôn ngữ lập trình…Hệ thống chỉ báo mức két hàng tàu 6500T sử dụng phương pháp chỉ báo hiển thị bằng máy tính.
Hệ thống chỉ báo mức két có thể có nhiều giải pháp trong đó có thể sử dụng điện tử bán dẫn,PLC,vi điều khiển….Tàu dầu 6500T sử dụng PLC điều khiển.
Đây là một giải pháp mang tính ứng dụng cao với nhièu những ưu điểm như : Xử lý tín hiệu nhanh, tính tự động cao, hệ thống được giám sát một cách chủ động, có thể đo được nhiều kênh khác nhau, giá thành chi phí thấp…Bên cạnh những ưu điểm hệ thống còn có những nhược điểm : Có nhiều sai số trong phép đo…
* Một số sai số trong phép đo :
- Sai số phương pháp : Sai số này sinh ra do không hoàn thiện của phương pháp đo và sự không chính xác của biểu thức lý thuyết.
- Sai số của thiết bị đo : Là sai số cảu thiết bị sử dụng, nó liên quan đến cấu trúc và mạch đo của dụng đo không được hoàn chỉnh, tình trạng của dụng cụ đo.
- Sai số chủ quan : Là những sai số do người sử dụng
- Sai số khách quan : Là những sai số gây ra do ảnh hưởng của điều kiện bên ngoài lên đối tượng cũng như dụng cụ đo.
- Sai số ngẫu nhiên : Là thành phần sai số của phép đo thay đổi không theo một quy luật nào.
1.4. Hệ thống điều khiển nồi hơi.
1.4.1. Giới thiệu chung về nồi hơi.
a. Khái niệm.
Nồi hơi tàu thuỷ là thiết bị dùng 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 máy phụ và nhu cầu sinh hoạt của hành khách và thuyền viên.
b. Các loại hệ thống nồi hơi.
Theo mục đích sử dụng trên tàu thuỷ hiện nay thường dùng các loại nồi hơi sau :
- Nồi hơi chính: Nồi hơi cung cấp hơi nước cho thiết bị đẩy tàu trong các máy hơi nước chính, hoặc tuabin hơi chính lai chân vịt và dùng cho các máy phụ và nhu cầu sinh hoạt.
- Nồi hơi phụ: Dùng tạo nên lượng hơi cần thiết khi tàu chưa hành trình.
- Nồi hơi kinh tế: Hoạt động chế độ khi tàu hành trình trên biển, chúng ta dùng nhiệt độ khí xả ra từ máy chính đun nóng nước.
c. Các yêu cầu đối với hệ thống nồi hơi tàu thuỷ.
- Sử dụng an toàn, phải có kết cấu bền chắc, độ tin cậy cao. Đó là chỉ tiêu quan trọng nhất của hệ thống nồi hơi tàu thuỷ vì nó đảm bảo sự an toàn cho con tàu.
- Đảm bảo gọn nhẹ, dễ bố trí ở trên tàu và phải có dung tích lò lớn, năng suất bốc hơi lớn, lưu tốc khí lò nhanh.
- Cấu tạo đơn giản, bố trí thiết bị thuận tiện cho việc bảo dưỡng sửa chữa và khai thác, sử dụng đơn giản và điều kiện làm việc vận hành thoáng mát dễ khai thác.
- Tính cơ động cao, thời gian nhóm lò sấy hơi nhanh có thể tăng giảm tải để thích ứng với sự tăng giảm của động cơ khi cần thiết, khi tàu nghiêng lắc ngang ± 30°, lắc dọc ± 12° thì các phần tử hấp nhiệt không bị nhô lên khỏi mặt nước.
- Hệ thống điều khiển làm việc chắc chắn và tin cậy thuận tiện trong việc sửa chữa.
- Có tính kinh tế cao.
- Các chức năng của hệ thống điều khiển nồi hơi
- Chức năng tự động cấp nước
Chức năng này nhằm giữ cho mức nước trong nồi hơi luôn luôn trong giới hạn nhất định. Đảm bảo cho nồi hơi không bị cháy khi nước trong nồi hơi giảm thấp, hay trào ra ngoài khi mức nước quá cao. Thường hệ thống nồi hơi có 2 bơm cấp nước. Quá trình cấp nước có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động.
Mức nước luôn luôn được duy trì ở mức: hmin1hhmax .(Hình 3)
Hình 3
* Phương trình thuật toán và sơ đồ logic:
B(t) : Lệnh bơm.
B(t-1) : Lệnh nhớ của bơm.
hmax : Tiếp điểm mức cao.
hmin : Tiếp điểm mức thấp.
Phương trình:
B(t) = hmin + B(t-1).
B(t) = 1 : Động cơ lai bơm có điện.
B(t) = 0 : Động cơ lai bơm mất điện.
Khi h < hmin : B(t) = 1 + 1.1 = 1 → Động cơ bắt đầu bơm.
Khi hmin < h < hmax : B(t) = 0 + 1.1 = 1 → Động cơ vẫn bơm.
Khi h = hmax : B(t) = 0 + 1.0 = 0 → Động cơ dừng bơm.
Khi hmin < h < hmax : B(t) = 0 + 0.1 = 0 → Động cơ vẫn dừng bơm.
Khi h = hmin : B(t) = 1 + 0.1 = 0 → Động cơ tiếp tục bơm.
Sơ đồ logic:
- Chức năng hâm dầu FO.
Nồi hơi thường dùng dầu nhẹ ( DO ) để đốt mồi sau đó khi cháy thành công chuyển sang dùng dầu đốt FO hoạt động sau này. Dầu FO có độ nhớt cao, quá trình phun sương khó, độ bắt lửa kém vì vậy trước khi phun dầu vào lò dầu FO cần được hâm nóng để giảm độ nhớt dễ dàng cho quá trình phun sương.
Nhiệt độ dầu hâm cỡ 801200C và luôn ở mức: t0mint0t0max
Chức năng hâm dầu đốt thực hiện được bằng tay hoặc tự động.
*Phương trình thuật toán và sơ đồ logic:
- Phương trình thuật toán :
H(t) = tmin + H(t-1).
H(t) = 1 : Điện trở sấy hoạt động.
H(t) = 0 : Điện trở sấy ngừng hoạt động.
H(t-1) : Trạng thái trước đó của điện trở sấy được nhớ lại.
Khi t < tmin : H(t) = 1 + 1.1 = 1 → Điện trở sấy hoạt động.
Khi tmin < t < tmax : H(t) = 0 + 1.1 = 1 → Điện trở sấy vẫn hoạt động.
Khi t = tmax : H(t) = 0 + 1.0 = 0 → Điện trở sấy ngừng hoạt động.
Khi tmin < t < tmax : H(t) = 0 + 0.1 = 0 → Điện trở sấy vẫn dừng hoạt động.
Khi t = tmin : H(t) = 1 + 0.1 = 0 → Điện trở sấy tiếp tục hoạt động.
Quá trình lại được tiếp diễn như ban đầu.
- Sơ đồ logic :
- Chức năng tự động đốt lò
Quá trình đốt được chia ra làm 2 giai đoạn là giai đoạn chuẩn bị đốt lò và giai đoạn đốt lò. Quá trình đốt nồi hơi có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động. Thiết bị tạo chương trình đốt có thể là:
+ Cam chương trình.
+ Rơle chương trình: Kiểu bán dẫn, vi mạch…
+ Thiết bị điều khiển khả trình PLC.
* Giai đoạn chuẩn bị đốt lò:
Được thực hiện theo chương trình định trước và được quyết định bởi thiết bị chương trình.
- Phát lệnh đốt lò do người thực hiện bật công tắc, ấn nút điều khiển cho mạch phía sau → thiết bị chương trình hoạt động.
- Mở cửa gió bật quạt gió để thổi sạch khí CO, CO2 ra khỏi lò đồng thời cấp khí O2 cho lò đảm bảo quá trình cháy an toàn cho lò.
- Biến áp đánh lửa hoạt động cùng với dầu mồi ( hoặc dầu đốt được hâm nóng ) phun vào lò.
Có hai trường hợp xảy ra:
- Cháy thành công:
Ngọn lửa xuất hiện thông qua quang điện trở hoặc rơ le quang điện phản hồi về ngắt biến áp đánh lửa, ngắt phun dầu mồi để chuyển sang dầu đốt. Báo cháy thành công bằng đèn. Đồng thời mở thêm cửa gió đưa thêm gió vào lò và khi đó thiết bị chương trình dừng lại ở một vị trí nhất định sau khi thực hiện xong.
- Cháy không thành công:
+ Hệ thống sẽ tự động dừng đốt lò, tắt phun dầu vào buồng đốt, tắt biến áp đánh lửa. Lúc này vẫn duy trì quạt gió hoạt động trong một thời gian để thổi sạch khí xót trong lò ra ngoài chuẩn bị cho lần đốt tiếp theo.
+ Sau 3 đến 4 lần đốt không thành công hệ thống sẽ tự động dừng đốt, báo động bằng chuông và đèn.
+ Hệ thống có sự cố thì phải khắc phục xong sự cố và ấn nút hoàn nguyên thì mới có thể đốt trở lại.
- Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi
Đối với nồi hơi thì áp suất hơi là thông số quan trọng cần được điều chỉnh và duy trì ở mức PminPPmax . Để đảm bảo chức năng trên thì tuỳ từng nồi hơi mà có thể thực hiện đốt một cấp hoặc hai cấp.
Pmin cỡ 34 Kg/cm2, Pmax cỡ 7,5 Kg/cm2.
Quá trình điều khiển áp suất hơi trong lò được thực hiện bằng cảm biến áp suất, khi áp suất hơi trong lò đạt giá trị xác định thì dừng đốt còn khi áp suất hơi trong nồi giảm đến giá trị đặt thì nồi hơi tự hoạt động trở lại.
- Các phương pháp đốt:
+ Đốt một cấp
Phương trình thuật toán điều khiển:
T(t) = Pmin + T(t-1).
T(t) = 1 : Đốt lò
T(t) = 0 : Dừng đốt
T(t-1) : Lệnh nhớ trước đó.
Khi P ≤ Pmin : Đốt lò
Khi Pmin < P < Pmax : Lò vẫn được đốt.
Khi P = Pmax : Dừng đốt.
Khi Pmin < P < Pmax : Lò vẫn dừng đốt.
Khi P = Pmin : Đốt trở lại.
Sơ đồ logic:
+ Đốt hai cấp:
Đốt cao → đốt thấp → dừng đốt → đốt lại.
Dùng 4 cảm biến áp suất hơi.
Pmin1 < Pmin2 < Pmax2 < Pmax1
- Phương trình thuật toán cho quá trình đốt hai cấp.
Phương trình điều khiển vòi 1
V1(t) = Pmin1 + V1(t-1).
Phương trình điều khiển vòi 2
V2(t) = Pmin1 + Pmin2.V1(t) + V2(t-1).
P ≤ Pmin1 : V1(t) = 1 + 1.1 = 1 → V1(t) hoạt động.
V2(t) = 1 + 0.1 + 1.1 = 1 → V2(t) hoạt động → Đốt cao.
Pmin1 < P < Pmax2 : V1(t), V2(t) hoạt động → Đốt cao.
Pmax2 < P < Pmax1 : V1(t) hoạt động, V2(t) ngừng hoạt động → Đốt thấp.
P ≥ Pmax1 : Cả hai vòi ngừng hoạt động → ngừng đốt.
P = Pmin1 : Đốt trở lại.
Sơ đồ logic:
- Chức năng kiểm tra, báo động, bảo vệ nồi hơi
Các thông số báo động và bảo vệ tắt nồi hơi:
+ Mức nước nồi hơi giảm quá thấp hhmin3.
+ Nhiệt độ dầu đốt không đảm bảo t0t0min hoặc t0t0max.
+ Áp suất dầu đốt giảm quá thấp.
+ Quạt gió có sự cố.
+ Mất lửa.
+ Nhiệt độ khí thoát ra của lò quá cao tuỳ từng hệ thống có thể bảo vệ tắt lò hoặc không.
Các thông số báo động:
+ Mức nước trong nồi hơi giảm thấp ở mức hhmin2.
+ Mức nước tăng quá cao.
+ Ngoài ra còn 1 số thông số khác: Nhiệt độ dầu hâm, nhiệt độ khí xả.
* Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống
Nồi hơi tàu dầu 6500 T do hãng MIURA.CO.LTD thiết kế và chế tạo là nồi hơi ống nước kiểu đứng tuần hoàn tự nhiên.
Có các thông số sau:
- Áp suất thiết kế : 0.8 Mpa
- Áp suất làm việc : 0.6-0.7 Mpa
- Sản lượng hơi định mức : 400 kg/h
- Sản lượng thực tế : 359 kg/h
- Nhiệt độ cấp nước : 600 C
- Lượng tiêu thụ nhiên liệu : 27 kg/h
- Nguồn điện cấp : 440 V – 60 Hz – 3 pha
1.4.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống.
a. Giới thiệu phần tử
* Sơ đồ 1/16
WP1 : Bơm cấp nước nồi số 1
WP2 : Bơm cấp nước nồi số 2
OH : Điện trở sấy dầu đốt 3 pha
BP1, BP2 : Hai bơm cấp dầu đốt
BF : Quạt gió
BTP : Bơm tăng cường khi áp lực dầu đốt không đảm bảo
88 W1 : Contacter khống chế việc cấp nguồn cho WP1
88 W2 : Contacter khống chế việc cấp nguồn cho WP2
49 W1 : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho WP1
49 W2 : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho WP2
MCCB1 : Cầu dao khống chế việc cấp nguồn cho WP1
MCCB2 : Cầu dao khống chế việc cấp nguồn cho WP2
MCCB3 : Cầu dao khống chế việc cấp nguồn cho OH
88 H : Contacter khống chế việc cấp nguồn cho OH
88 Q1 : Contacter khống chế việc cấp nguồn cho BP1
88 Q2 : Contacter khống chế việc cấp nguồn cho BP2
49 Q1 : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho BP1
49 Q2 : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho BP2
88 FX : Contacter trung gian điều khiển mạch gió
88 F : Contacter khống chế việc cấp nguồn cho quạt gió
49 F : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ
88 BTP : Contacter khống chế việc cấp nguồn cho bơm tăng cường
49 BTP : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho BTP
CP1 : Bơm tuần hoàn nước nồi hơi số 1
CP2 : Bơm tuần hoàn nước nồi hơi số 2
88 CP1 : Contacter khống chế việc cấp nguồn cho CP1
88 CP2 : Contacter khống chế việc cấp nguồn cho CP2
49 CP1 : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho CP1
49 CP2 : Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho CP2
MCCB 4 : Cầu dao 3 pha cấp nguồn cho hai bơm nước tuần hoàn
MCCB 5 : Cầu dao 3 pha cấp nguồn cho quạt gió
MCCB 6 : Cầu dao 2 pha cấp nguồn cho biến áp
TR 750 VA : Biến áp hạ áp cấp nguồn cho mạch điều khiển
YR1, YT : Nguồn cấp cho mạch điều khiển
YR2, YT : Nguồn cấp cho mạch khởi động và dừng bơm tuần hoàn
YR4, YT : Nguồn cấp cho mạch khởi động và dừng bơm cấp nước
* Sơ đồ 2/16
Remote em’cy stop : Nút dừng sự cố từ xa
PB-3LT : Nút ấn thử đèn
WH1 : Đèn báo nguồn
GN1 : Đèn báo chạy
GN7 : Đèn báo bơm tăng cường chạy
RD2 : Đèn báo chương trình đốt có sự cố
AC 100 – 240 V/ DC 24V : Bộ biến đổi AC/DC
* Sơ đồ 3/16
IGT : Biến áp đánh lửa
43 BTP : Công tắc bật bơm tăng cường
TS : Cảm biến nhiệt độ khí xả
TSX : Rơ le trung gian điều khiển khi nhiệt độ khí xả cao
PM : Bơm dầu mồi
20VP1, 20VP2 : Các van dầu mồi
20V1, 20V2 : Các van dầu đốt
* Sơ đồ 4/16
23T : Bộ điều khiển nhiệt độ dầu đốt
SW : Cam chương trình điều khiển đốt lò, có hai chế độ bằng tay và tự động
FS – 901 : Bộ xử lý tín hiệu cảm biến ngọn lửa
Cds : Phần tủ cảm biến ngọn lửa
FRX : Rơ le cấp tín hiệu báo đốt lò thành công
63 SH : Cảm biến áp suất hơi kiểu vi sai
63 SX : Rơ le trung gian điều khiển áp suất hơi
SS43B : Công tắc cấp nguồn cho rơ le trung gian 43BX1
SS88Q : Công tắc cấp nguồn cho rơ le trung gian 43BX2
SS88F : Công tắc cấp nguồn cho quạt gió ở chế độ đốt bằng tay
SSIGT : Công tắc cấp nguồn cho biến áp đánh lửa ở chế độ đốt bằng tay
SS20V : Công tắc cấp nguồn cho van điện từ cấp dầu đốt ở chế độ bằng tay
PB3 – 4B : nút ấn phát lệnh đốt lò ở chế độ tự động
PB3 – 5B : Nút ấn dừng đốt ở chế độ bình thường
4X : Rơ le trung gian điều khiển đốt lò tự động
* Sơ đồ 5/16
LM1 – 200 : Bộ vi xử lý tín hiệu cấp nước nồi ở chế độ tự động
33WLLX : Van điện từ trung gian cấp tín hiệu khi mức nước nồi giảm quá thấp
SS43H : Công tắc chọn loại dầu hâm đốt
63Q : Cảm biến áp suất dầu FO
* Sơ đồ 6/16
22Q : Cảm biến nhiệt độ dầu đốt thấp
23QH : Cảm biến nhiệt độ dầu đốt cao
PB3 – 28B : Nút ấn dừng chuông
PB3 – LT : Nút ấn thử đèn
PB3 – RST : Nút ấn hoàn nguyên tín hiệu báo động
SS43H : Công tắc chọn hâm dầu
LS : Cảm biến mức dầu trong két
* Sơ đồ 7/16
NXL : Rơ le trung gian điều khiển chuyển dầu đốt
49 QX : Rơ le trung gian điều khiển bơm cấp dầu đốt
IGX : Rơ le trung gian cấp nguồn cho biến áp đánh lửa
20VX : Rơ le trung gian điều khiển van dầu đốt
IGX2 : Rơ le trung gian điều khiển biến áp đánh lửa
20VPX : Van điện từ trung gian mở đường dầu mồi
PMX : Rơ le trung gian điều khiển bơm dầu mồi
FT : Rơ le thời gian
* Sơ đồ 8/16
RD1 : Đèn báo mất lửa
RD3 : Đèn báo quạt gió có sự cố
RD4 : Đèn báo lửa không bình thường
RD5 : Đèn báo áp suất dầu đốt thấp
RD6 : Đèn báo mức nước quá thấp
RD7 : Đèn báo nhiệt độ khí xả cao
RD8 : Đèn báo mức nước thấp
RD9 : Đèn báo nhiệt độ dầu đốt thấp
RD10 : Đèn báo nhiệt độ dầu đốt cao
AX : Rơ le trung gian điều khiển mạch báo động chung
RX : Rơ le trung gian báo động chương trình đốt không bình thường
BZ : Chuông báo động
AX2 : Rơ le trung gian báo cắt đốt lò
* Sơ đồ 9/16
OR1 : Đèn báo nồi hơi làm việc ở chế độ tự động
63QX : Rơ le trung gian điều khiển khi áp suất dầu đốt thấp
33WX : Rơ le trung gian điều khiển bơm cấp nước nồi
RD12 : Đèn báo khi nước cấp cho nồi có nồng độ muối cao
RD13 : Đèn báo màng lọc bị tắc
* Sơ đồ 10/16
Các rơ le trung gian phục vụ các chế độ đốt khác nhau
* Sơ đồ 11/16
88W1, 88W2 : Hai contacter khống chế bơm cấp nước nồi số 1 và 2
EFX3 : Rơ le trung gian đóng tiếp điểm để có tín hiệu tới báo động chung
GN2 : Đèn báo bơm cấp nước đang chạy.
* Sơ đồ 12/16
EFX2 : Rơ le trung gian điều khiển đóng mở tiếp điểm báo bơm tuần hoàn gặp sự cố
88CP1, 88CP2 : Contacter khống chế hai bơm tuần hoàn nước nồi
88CX1, 88CX2 : Rơ le trung gian báo bơm tuần hoàn chạy
49CPX: Rơ le trung gian đóng mở tiếp điểm báo bơm tuần hoàn gặp sự cố
GN3 : Đèn báo bơm tuần hoàn chạy
* Sơ đồ 13/16
Các thông số báo động của nồi hơi
* Sơ đồ 14/16
LM1 – 200 : Bộ xử lý tín hiệu cấp nước nồi
* Sơ đồ 15/16
Phân công đầu vào ra của PLC
* Sơ đồ 16/16
Giản đồ thời gian quá trình hoạt động của nồi hơi
b. Nguyên lý hoạt động
Hệ thống có 5 chức năng cơ bản
+ Chức năng tự động cấp nước nồi hơi
* Chế độ cấp nước bằng tay
- Bật cầu dao tự động MCCB1 ÷ MCCB5
- Bật công tắc SS43W sang vị trí MANU
- Bật công tắc SS43WA để chọn bơm cấp nước số 1 hoặc số 2. Khi đó SSW1 hoặc SSW2 sẽ có điện và đóng tiếp điểm mạch động lực cấp điện cho một trong hai bơm cấp nước vào nồi
* Chế độ cấp nước tự động
- Bật các cầu dao cấp nguồn cho hệ thống động lực
- Bật cầu dao MCCB6 để cấp nguồn cho mạch điều khiển
- Bật công tắc SS43B sang vị trí AUTO, khi đó SS43B = 1 → Rơ le 43BX1 = 1 → đóng tiếp điểm 43 BX1 (5-D) đưa tín hiệu vào đầu 00007 của PLC để chọn chế độ tự động theo chương trình lập trình.
- Bật SS43WA (11-A) để chọn bơm, bơm còn lại ở chế độ Stanby.
Quá trình cấp nước tự động được thực hiện thông qua khối điều khiển cấp nước vào nồi hơi LM1- 200. Khối này sử dụng cảm biến kiểu thanh dẫn và tín hiệu sau khi được xử lý được đưa vào đầu vào của CPU
Có 4 mức:
+ S – S : Dừng bơm cấp nước, tín hiệu vào 000 – OFF
+ m – M : Khởi động bơm cấp nước, tín hiệu vào 000 – ON
+ l – L : Mức nước thấp.
+ ll – LL : Mức nước quá thấp.
- Có đồng thời ll và LL : 004 – OFF
- Chỉ có ll hoặc LL: 003 – ON
Giả sử ban đầu mức nước trong nồi là dưới (m – M), tín hiệu đầu vào Bcủa khối LM1 – 200 bằng 0. Khi đó, khối LM1 – 200 sẽ xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu bằng 1 ở đầu ra 000, và đưa vào đầu vào 0000 của PLC tín hiệu bằng 1. PLC sẽ gửi tín hiệu đến đầu ra 10200 = 1, cấp nguồn cho rơ le trung gian 33WX để đóng tiếp điểm 33 WX (11 – B) = 1 và cấp điện cho bơm cấp nước nồi hoạt động. Khi đó mức nước trong nồi tăng dần và khi đến mức (s-S) thì dừng bơm do đầu ra 10200 = 0 cắt điện cho 33WX.
Trong quá trình hoạt động, mức nước trong nồi giảm xuống tới mức (l – L). Lúc này đầu ( E10, E20 ) tương ứng với đầu ( C0, C1) mất tín hiệu, dẫn đến đầu 001 của khối LM1 – 200 có tín hiệu OFF → đầu vào 00001 của PLC mất tín hiệu → đầu ra 10101 của PLC bằng 1 → Đèn RD8 sáng báo mức nước trong nồi thấp, đồng thời khởi động bơm cấp nước.
Vì một lý do nào đó mà mức nước trong nồi giảm tới mức (ll – LL) thì đầu vào ( D0, D1 ) của LM1 – 200 mất tín hiệu dẫn đến đầu ra 003 có tín hiệu ON và 004 có tín hiệu OFF → đầu vào 00003 của PLC bằng 1 và 00004 = 0. CPU của PLC sẽ xử lý đưa tín hiệu ở đầu ra 10102 = 1 → đèn RD6 sáng báo mức nước trong nồi quá thấp. Đầu ra 10111 = 1 → Rơ le AX2 = 1 khi đó sẽ dừng đốt nồi.
+ Chức năng tự động hâm sấy dầu FO
* Sấy bằng tay:
- Đặt công tắc MANU COMBUSTION SW ởvị trí FO heater (4/16)
- Bật công tắc FO heater SS43H về ON. SS88Q = 1 cấp nguồn cho rơ le 43BX2 và 43BX3. Tiếp điểm 43BX2 ( 7/16) = 1 cấp nguồn tới mạch điều khiển sấy FO.
Điều kiện để mạch sấy hoạt động:
+ t ≤ tmin : 23T (7/16) = 1
+ Bơm không quá tải 49QX = 1
Contacter 88H được cấp nguồn đóng tiếp điểm cấp điện cho điện trở sấy. Điện trở sấy hoạt động cho khi t = tmax ,23T = 0 thì cắt điện trở sấy.
Để dừng sấy : Bật FO heater về OFF.
* Sấy tự động:
Để tự động hâm sấy dầu đốt, hệ thống sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ 23T (4-F). Nó sử dụng cảm biến nhiệt độ kiểu sức điện động có tiếp điểm 23T (7-B). Ngoài ra để điều khiển việc hâm sấy dầu đốt tự động, hệ thống còn sử dụng các cảm biến nhiệt độ 22Q (6-B) và 23QH (6-B) ( hai cảm biến trên là hai cảm biến nhiệt độ dầu đốt thấp và nhiệt độ dầu đốt cao ).
Điều kiện sấy tự động:
Bật công tắc FO heater SS43H về ON, SS43H = 1 (5/16) đưa tới input của PLC : 0002
+ SS43H (6/16) = 1
+ 22Q = 1 ( nhiệt độ dầu FO thấp ) : 00100
+ 23QH = 1 ( nhiệt độ dâu FO cao ) : 00101
+ 23T ( điều khiển nhiệt độ dầu FO ) = 1 (7/16)
+ Bơm không bị quá tải: 49QX = 1
Quá trình tự động hâm dầu đốt được thực hiện như sau:
Khi nhiệt độ dầu đốt thấp hơn so với yêu cầu, thì thông qua cảm biến kiểu sức điện động CA của bộ 23T sẽ điều khiển để đóng tiếp điểm 23T (7-B) lại. Trước đó, công tắc SS43H (7-B) vẫn đóng và tiếp điểm 49QX (7-B) vẫn đóng nên Contacter 88H (7-B) có điện. Tiếp điểm 88H ở mạch động lực được đóng và cấp nguồn cho điện trở sấy OH. Đồng thời đầu vào 00100 = 1 do cảm biến nhiệt 22Q đóng khi nhiệt độ dầu đốt thấp. Khi đó đầu ra 10107 của PLC bằng 1 → đèn RD9 sáng báo nhiệt độ dầu đốt thấp.
.............................................................
*Kết luận:
- Việc tính ngắn mạch là rất quan trọng giúp ta lựa chọn được các thiết bị bảo vệ cho máy phát, kiểm nghiệm lại các khí cụ điện. Trên là các số liệu cụ thể của việc tính toán ngắn mạch cho máy phát. Dựa vào các thông số đó ta có thể lựa chọn được các thiết bị bảo vệ cho máy phát.
KẾT LUẬN
Sau thời gian học tập và thực tập, em đã được ban chủ nhiệm khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển và nhà trường giao cho đề tài “ Trang thiết bị điện tàu dầu 6.500T. Đi sâu tính toán ngắn mạch trạm phát điện. ”. Bằng sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong khoa cùng bạn bè. Sau thời gian ba tháng làm tốt nghiệp đồ án của em đã trình bày được những vấn đề sau:
-Phần I : Trang thiết bị điện tàu dầu 6.500T. Em trình bày tổng quan một số hệ thống điện trên tàu. Đó là các hệ thống phục vụ buồng máy và các hệ thống truyền động điện.
-Phần II : Đi sâu tính toán ngắn mạch trạm phát điện. Ở đó em trình bày về lý thuyết chung ngắn mạch và tính toán cụ thể ngắn mạch cho tàu 6.500T.
Đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành với sự nỗ lực cố gắng của bản thân trong việc nghiên cứu tìm hiểu một số hệ thống điện trên tàu 6.500T. Bằng những kiến thức đã được học ở trường, kiến thức thực tế trong thời gian thực tập và tìm hiểu một số tài liệu tham khảo có liên quan đến vấn đề đang nghiên cứu, em đã cố gắng trình bày đồ án một cách ngắn gọn và đầy đủ nhất. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế và kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Qua đây em mong muốn nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là Thầy giáo Ths. Phan Đăng Đào để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Ths. Phan Đăng Đào, cùng các thầy cô giáo trong Khoa Điện - Điện tử tàu biển đã giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này.
