Đồ án Trang thiết bị điện tàu hong kong pioneer – đi sâu phân tích so sánh đánh giá các hệ thống lái tự động đang được sử dụng trên các tàu biển Việt Nam

…………..o0o………….. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU HONG KONG PIONEER – ĐI SÂU PHÂN TÍCH SO SÁNH ĐÁNH GIÁ CÁC HỆ THỐNG LÁI TỰ ĐỘNG ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRÊN CÁC TÀU BIỂN VIỆT NAM MỤC LỤC Đề mục Trang LỜI NÓI ĐẦU .......................................................................................................... 1 Phần 1:TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU DẦU HONG KONG PIONEER ............. 2 Giới thiệu chung về tàu Hong Kong Pioneer ............................................................... 2 Chương 1:TRẠM PHÁT ĐIỆN SỰ CỐ TÀU DẦU HONG KONG PIONEER. .... 7 1.1.Tổng quan chung về trạm phát điện sự cố ......................................................... .... 7 1.2.Quy định của đăng kiểm đối với trạm phát sự ........................................................ 9 1.3.Trạm phát sự cố tàu 6500T .................................................................................. 10 1.3.1. Cấu tạo bảng điện sự cố ............................................................................. 10 1.3.2. Giới thiệu các phần tử bảng điện sự cố ...................................................... 11 1.3.3.Sơ đồ nguyên lý bảng điện sự cố ................................................................. 12 1.3.4.Thuật toán điều khiển bảng điện sự cố ....................................................... 14 1.3.5 Nguyên lý hoạt động bảng điện sự cố theo thuật toán ................................. 15 Chương 2: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TRÊN BOONG TÀU DẦU HONG KONG PIONEER .................................................................................................... 17 2.1.Khái quát chung về các phụ tải trên boong ........................................................... 17 2.2. Hệ thống truyền động điện tời neo ....................................................................... 17 2.2.1.Giới thiệu chung về hệ thống truyền động điện tời neo ................................. 18 2.2.2. Hệ thống tời neo tàu HONG KONG PIONEER ......................................... 19 2.3. Hệ thống đèn hành trình tàu Hong Kong Pioneer ................................................. 20 2.3.1 Giới thiệu về hệ thống đèn hành trình. .......................................................... 20 2.3.2 Hệ thống đèn hành trình tàu 6500T.............................................................. .21 Chương 3: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN DƯỚI BUỒNG MÁY TÀU DẦU HONG KONG PIONEER. ............................................................................. 24 3.1.Khái quát chung ................................................................................................... 25 3.2.Hệ thống máy nén khí tàu Hong Kong Pioneer. ................................................... 25 3.2.1.khái quát chung về máy nén khí ................................................................... 25 3.2.2.Hệ thống máy nén khí tàu Hong Kong Pioneer. ............................................ 27 3.3.Hệ thống quạt gió buồng máy ............................................................................... 28 3.3.1 .Giới thiệu phần tử của hệ thống. .................................................................. 28 3.3.2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống ................................................................ 28 3.3.3.Các bảo vệ của hệ thống .............................................................................. .29 3.4. Bơm ballast tàu Hong Kong Pioneer. ................................................................... 29 3.4.1. Giới thiệu phần tử ........................................................................................ 29 3.4.2.Nguyên lý hoạt động. ................................................................................... 30 3.4.3. Các bảo vệ của hệ thống ............................................................................. 30 PHẦN II: PHÂN TÍCH,SO SÁNH,ĐÁNH GIÁ CÁC HỆ THỐNG LÁI TỰ ĐỘNG TRÊN CÁC TÀU VIỆT NAM. ..................................................... 32 Chương 4: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI..................................................... 32 4.1. Chức năng, đặc điểm, phân loại, yêu cầu cơ bản đối với hệ thống lái ................. 32 4.1.1 Chức năng của hệ thống lái........................................................................... 32 4.1.2.Đặc điểm của hệ thống lái. ........................................................................... 33 4.1.3.Phân loại hệ thống lái. .................................................................................. 33 4.1.4. Các yêu cầu đối với hệ thống lái tự động ..................................................... 36 4.2 Các chế độ hoạt động của hệ thống lái ................................................................. 37 4.2.1 Chế độ lái đơn giản ...................................................................................... 37 4.2.2 Chế độ lái lặp ............................................................................................... 38 4.2.3 Chế độ lái tự động ........................................................................................ 39 4.3 Các khâu hiệu chỉnh cơ bản trong hệ thống lái ....................................................... 40 4.3.1 Khâu tỷ lệ góc lệch hướng đi K1 .............................................................. 40 4.3.2.Khâu vi phân độ lệch hướng đi K2d/dt ..................................................... 40 4.3.3. Khâu tích phân độ lệch hướng đi K3dt ................................................... 41 4.3.4.Khâu tỷ lệ góc bẻ lái K4 4.3.5.Khâu tỷ lệ vi phân góc lái K5d/dt ................................................................ 41 4.3. Một số vấn đề chỉnh định của hệ thống lái tự động ............................................. 41 4.4. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống lái. ........................................................................... 41 Chương 5:PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG LÁI. .................................................... 45 §1. HỆ THỐNG LÁI HOKUSHIN. ........................................................................ 45 1.1. Phân tích đặc điểm kỹ thuật của hệ thống. ............................................................ 45 1.1.1. Giới thiệu phần tử trong sơ đồ. .................................................................... 45 1.1.2.Các khối cơ bản ............................................................................................ 47 1.2. Các chế độ hoạt động của hệ thống ....................................................................... 51 1.2.1.Chế độ lái đơn giản ....................................................................................... 51 1.2.2. Chế độ lái lặp. .............................................................................................. 51 1.2.3. Chế độ lái lặp từ xa ....................................................................................... 51 1.2.4 .Chế độ lái lặp từ trạm điều khiển phụ. .......................................................... 52 1.2.5. Chế độ lái tự động. ...................................................................................... 53 1.3.Đánh giá hệ thống lái HOKUSHIN. ....................................................................... 54 §2.HỆ THỐNG LÁI ARKASS ................................................................................ .54 2.1 Giới thiệu phần tử và chức năng của hệ thống. ....................................................... 54 2.1.1 Phần thuỷ lực................................................................................................ 54 2.1.2 Nguyên lý hoạt động của phần thuỷ lực. ....................................................... 55 2.1.3 Cấu trúc của hệ thống điều khiển ................................................................. .56 2.1.4.Nguyên lý hoạt động của một số tầng khuyếch đại. ...................................... 56 2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái tự động. ...................................................... 64 2.2.1 Chuẩn bị cho hệ thống làm việc. .................................................................. 66 2.2.2 Chế độ lái tự động. ....................................................................................... 66 2.2.3 Chế độ lái lặp. ............................................................................................. 67 2.3 Đánh giá hệ thống lái ARKASS. ............................................................................ 68 §3.HỆ THỐNG LÁI PT500D ................................................................................... 68 3.1 Sơ đồ cấu trúc cơ bản của hệ thống lái tự động. ..................................................... 68 3.1.1 Giới thiệu phần tử. ....................................................................................... 68 3.1.2 Nguyên lý hoạt động của sơ đồ khối. ............................................................ 69 3.2 .Động cơ lai bơm thuỷ lực. ............................................................................. …..71 3.2.1 Giới thiệu phần tử của hệ thống .................................................................... 71 3.2.2 Nguyên lý hoạt động .................................................................................... 72 3.2.3 Các báo động của máy lái. ............................................... 72 3.3. Sơ đồ thủy lực hệ thống lái .................................................................................. 73 3.3.1. Giới thiệu các phần tử của hệ thống. ................................................................. 73 3.3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ................................................................... 73 3.4 Các bước chuẩn bị và một số cài đặt khi sử dụnghệ thống lái PT500D ................ .74 34.1 Một số bước chuẩn bị .................................................................................... 74 3.4.2 Lái bằng tay ................................................................................................. 75 3.4.3 Chế độ lái tự động (AUTO ........................................................................... 75 3.4.4 Cài đặt các thông số tỷ lệ, vi phân, giới hạn góc bẻ lái ................................... 77 3.4.5 Thiết lập chức năng vận hành ....................................................................... 80 3.4.6 Thiết lập chế độ mớn nước ........................................................................... 81 3.4.7 Thiết lập điều chỉnh thời tiết ......................................................................... 81 3.4.8 Cài đặt các thông số...................................................................................... 82 3.5. Các chức năng cơ bản lái tự động. ...................................................................... 85 3.5.1. Chế độ lái kinh tế và giữ hướng ................................................................... 85 3.5.2.Chế độ lái toàn tải, tải trung bình và tải nhẹ .................................................. 86 3.5.3. Chức năng điều chỉnh thời tiết tự động ........................................................ 87 3.5.4. Chức năng giới hạn góc bẻ lái ..................................................................... 87 3.6 Đánh giá về hệ thống lái PT500D. ....................................................................... 87 §4. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ .................................................................................. 89 Phần 3.KẾT LUẬN VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................ 90 LỜI NÓI ĐẦU Giao thông vận tải là một ngành quan trọng trong ngành kinh tế quốc dân. Đặc biệt trong công cuộc đổi mới đất nước hiện nay, chúng ta đã thiết lập quan hệ ngoại giao và buôn bán với nhiều nước trên thế giới, do đó yêu cầu chuyển hàng hoá giữa nước ta với các nước trên thế giới và giữa các vùng trong nước càng được đòi hỏi lớn. Để thực hiện nhiệm vụ nặng nề đó, ngành Hàng Hải Việt Nam không ngừng phải đổi mới, không ngừng phải nâng cao trình độ chuyên môn của cán bộ thuyền viên mà còn từng bước hiện đại hoá đội tàu và tự động hoá toàn bộ các hệ thống trên tàu để nâng cao độ tin cậy, an toàn cho con tàu, giảm bớt thời gian hành trình, giảm bớt số người phục vụ đồng thời cải thiện điều kiện làm việc của thuyền viên nhằm đem lại hiệu quả kính tế cao. Trong 4.5 năm học tập ở trường ĐH Hàng Hải Việt Nam và được sự dìu dắt, dạy bảo của các thầy cô giáo trong trường và trong khoa Điện - Điện tử tàu biển, cùng với sự giúp đỡ của các bạn trong lớp. Qua thời gian thực tập tốt nghiệp được khoa và nhà trường giao cho đề tài: “ Trang thiết bị điện tàu Hong Kong Pioneer . Đi sâu phân tích, so sánh, đánh giá các hệ thống lái tự động đang được sử dụng trên các tàu biển Việt Nam.” Trong thời gian 3 tháng làm đồ án được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện tử tàu biển, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn : Lưu Đình Hiếu cùng các bạn bè và sự nỗ lực cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp. Đồ án bao gồm các nội dung sau: Phần I : Trang thiết bị điện tàu Hong Kong Pioneer. Phần II : Đi sâu phân tích, so sánh, đánh giá các hệ thống lái tự động trên các tàu biển Việt Nam. Đây là lần đầu tiên làm quen với nghiên cứu đề tài, trình độ còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn ít cho nên bản đồ án tốt nghiệp còn nhiều thiếu sót. Em rất mong được đóng góp của các thầy có giáo trong khoa Điện - Điện tử tàu biển và các bạn để đồ án tốt nghiệp của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, tháng 2 năm 2010 Sinh viên thực hiện Phạm Thị Duyên 1 Phần 1 TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU DẦU HONG KONG PIONEER 6500T 2 Phần 1 TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU DẦU HONG KONG PIONEER 6500T Giới thiệu chung về tàu dầu Hong Kong pioneer Tàu Hong Kong Pioneer là tàu chở dầu, hoá chất trọng tải 6500 tấn, được thi công đóng mới tại công ty đóng tàu Phà Rừng dưới sự giám sát của các chuyên gia Hàn Quốc. 1. Miêu tả chung về con tàu (mô tả hình dáng tàu): Tàu có mũi quả lê, sống đuôi và 1 boong chính liên tục với boong dâng lái, boong thượng tầng. Ca bin, buồng nghi khí, và khoang máy được lắp đặt ở phía lái. Phần vỏ chính của tàu dưới boong chính được chia cách bởi các vách ngang, vách dọc thành các khoang, các khu vực sau: * Khu vực lái: Phần lái để lắp buồng máy lái, các két nước ngọt, khoang cách ly và két dầu nặng. * Khu vực buồng máy: Buồng máy bố trí lắp đặt máy chính, các bệ sàn máy phụ, buồng điều khiển máy, xưởng sửa chữa và kho chứa.v.v. Két dầu trực nhật và két phục vụ (F.O) và két lắng dầu bôi trơn được bố trí lắp đặt ở vị trí thích hợp. Đáy đôi gồm két lắng dầu bôi trơn, két dầu diesel, két dầu bẩn và các két cần thiết khác. * Khu vực hàng: Khu vực hàng có kết cấu vỏ kép, đáy đôi và gồm có 11 két hàng, 1 két nước bẩn, 12 két nước ballast, 1 két nước ngọt. *Khu vực mũi (vùng mũi) : Két mũi, hầm xích neo, kho thuỷ thủ trưởng, các kho cần thiết khác, buồng chân vịt mũi được bố trí lắp đặt trên phần mũi tàu. *Phạm vi khai thác: Tàu được thiết kế để chở những hàng cùng với các cơ cấu kết cấu của tàu nhưng giới hạn chở hàng tương đương với nội thất trong bản thuyết minh chung bao gồm cả trọng lực riêng của hàng hóa. 1 Các sản phẩm từ dầu. 2 Các hóa chất, IMO loại II và III bao gồm hàng độc hại. 3 Các hóa chất, các hàng không phân cấp theo IMO. 4 Rau,dầu cá và dầu động vật. Các hàng chất lỏng khác sẽ được chở miễn là sự độc hại, khả năng phản ứng, khả năng 3 gây cháy, áp suất hơi, mật độ, có sức bền với vật liệu két và các vật chất khác trong phạm vi giới hạn của bản thuyết minh chung. 2. Các kích thước cơ bản: Chiều dài toàn bộ (Length O.A.): 110.00 M Chiều dài giữa hai đường vuông góc (Length B.P.) : 102.00 M Chiều rộng (breadth MLD. ): 18.20 M Chiều cao mạn/ chiều sâu (Depth MLD.): 8.75 M Mớn nước thiết kế (Draft (Design) MLD.): 6.70 M Mớn nước kích thức tiết diện cơ cấu (Scantling MLD. ): 6.80 M Chiều cao boong và sự cong ngang boong: Chiều cao giữa các boong (tại đường tâm tàu). Boong chính – boong dâng mũi: 2.900 M Boong chính –boong dâng lái 2.900 M Boong dâng lái – boong A 2.650 M Boong A –boong B 2.650 M Boong B-Boong sĩ quan 2.650 M Boong sĩ quan–boong nghi khí hàng hải 2.650 M Boong nghi khí hàng hải – boong la bàn 2.600 M Cong ngang boong (straight camber) 0.150 M 3. Tải trọng: Tải trọng toàn phần : 7500tonnes Tải trọng ở mớn nước thiết kế: 6500 tonnes 4. Dung tích: Két dầu hàng bao gồm két nước bẩn: 7300 M3 Két dầu nhiên liệu (dầu F.O): 275 M3 Két dầu diesel (dầu D.O): 90 M3 Các két nước ngọt: 110 M3 Két nước sạch: 200 M3 Các két nước dằn ballast: 2650 M3 5. Tốc độ và sức bền: Tốc độ thử tại mớn nước thiết kế khoảng 13.50 hải lý tại vòng quay lớn nhất Tốc độ khai thác tại mớn nước thiết kế khoảng 13.00 hải lý tại 90% vòng quay lớn nhất với 15 % dự trữ. Sức bền khoảng 5500 N.M tại vòng quay trung bình (NCR). 4 6. Sức chứa: Class / cÊp Deck / boong Engine/ máy Etc Captain class Captain Chief Cấp thuyền Thuyền Engineer trưởng trưởng Máy trưởng Officer class C/officer 1st/engineer Pilot ,owner Cấp sĩ quan 2nd/officer 2nd/engineer 3rd/officer 3rd/engineer Petty officer Bosun No.1 oiler Cook Hạ sĩ quan Thủy thủ trưởng Crew class 3 sailer 2 Oilers Owner Thuyền viên Total 8 persons 7 persons 3 persons 7.Trạm phát điện chính và sự cố: Tàu dầu Hong Kong Pioneer được trang bị 3 máy phát loại không chổi than của hãng YANMAH và 1 máy phát sự cố. a.Các thông số của máy phát chính: Số lượng: 3 Model : 6N165L_UN Công suất: 500 KVA Tần số: 60 Hz; Số pha: 3 pha Điện áp: AC 445 V Dòng điện: 642 A Cosφ: 0,8 Vật liệu cách điện: Cấp F Điện áp sấy: 110 V, 1 pha, 60Hz Công suất mạch sấy: 200 W Điện áp động cơ điều tốc: 110 V, 1 pha, 60Hz Công suất động cơ điều tốc: 20 W Điện áp máy phát kích từ : 100 V 5 Dòng kích từ : 40 A Số vòng quay định mức: 1200 v/p SERIAL NO: 510046A1A Tổng trọng lượng: 2100 Kg b.Các thông số của máy phát sự cố: Số lượng : 1 TYPE: SUC.M274H1 Công suất : 206,2 KVA Tần số : 60 Hz Số pha: 3 pha Điện áp : 450 V Dòng điện : 264,6 A Cosφ : 0,8 Vật liệu cách điện : Cấp H Điện áp máy phát kích từ : 35V 6 Chương 1 TRẠM PHÁT ĐIỆN SỰ CỐ TÀU DẦU HONG KONG PIONEER 6500T 1.1.Tổng quan chung về trạm phát điện sự cố. - Trên tàu thuỷ ngoài trạm phát điện chính còn có các nguồn năng lượng khác, được sử dụng trong trường hợp trạm phát chính hoàn toàn không có khả năng cấp điện, thì nguồn điện này được sử dụng để cấp nguồn cho những phụ tải quan trọng và cần thiết nhất đảm bảo thoát nhanh khỏi sự cố và liên lạc với tàu khác cũng như với bờ, hiện nay ngoài nguồn chính còn có hai nguồn khác: - Nguồn điện sự cố từ máy phát sự cố. - Nguồn tiểu sự cố, nguồn này chủ yếu lấy từ ắc quy, nguồn tiểu sự cố chỉ cấp cho một số thiết bị thông tin liên lạc và hệ thống đèn sự cố để thoát từ buồng máy lên boong. Hình dưới đây (h1.1) giới thiệu sơ đồ đấu dây trạm phát và bảng điện sự cố cùng với cách đấu liên hệ với bảng điện chính : - Máy phát sự cố hoàn toàn tự động khởi động và đóng lên thanh cái bảng điện sự cố nếu t rên thanh cái đã mất nguồn điện từ bảng điện chính. - Contactor số 5 đóng điện máy phát sự cố và contactor số 7 cấp điện từ bảng điện chính được khoá liên động lẫn nhau. Nếu cái này đóng thì cái kia không thể đóng và ngược lại . Điều này không cho phép hoà song song giữa máy phát sự cố và các máy phát trên bảng điện chính. - Tại thời điểm trên bảng điện chính mất