Hoàng Anh Dng
HNG DN ÔN TP
Môn hc: Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
HI PHÒNG 2008
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 1
LI M U
Hin nay, hi nc là mt trong nhng công cht c s dng rng rãi trong các ngành công nghip
và dch v. Ta có th nhn thy s có mt ca hi nc trong rt nhiu lnh vc ca i sng xã hi t
nhng ng dng công nghip nng nh sn xut nng lng, gia công ch to n nhng nhu cu
hàng ngày ca con ngi nh hâm nóng, sy si Mt s liu thng kê v nng lng cho thy tính
trên toàn th gii, 80 – 90% in nng sn xut c là t vic s dng hi nc. S d hi nc ph
bin nh vy là do nó có rt nhiu u im nh: tính kinh t, sn có, không c hi, có kh nng giãn n
ln, sinh công ln
Nói riêng v lnh vc k thut tàu thy, t th k 17 – 18, hi nc ã c ng dng rt ph bin trên
các con tàu phc v cho h ng chính lai chân vt. Ngày nay, tuy h ng lc Diesel gn nh ã
c trang b cho toàn b i tàu th gii, hi nc vn c s dng cho nhiu mc ích cn thit di
tàu nh: sinh công trong các máy ph, phc v sinh hot ca thuyn viên, là cht công tác trong các
thit b trao i nhit
Ni hi và tua bin hi là hai thit b chính trong h ng lc hi nc. Nu ni hi là thit b sinh hi thì
tua bin hi là thit b tiêu th hi sinh công. Vi h ng lc hi nc trên b, tua bin hi c s
dng lai máy phát in. Vi h ng lc hi nc di tàu bin, tua bin hi c s dng lai chân
vt tàu thy. Hin nay, nhng tàu s dng h ng lc Diesel, khi mà ng c Diesel là thit b ng
lc chính lai chân vt tàu thy thì ni hi c s dng nh mt thit b ph, còn tua bin hi thng
c s dng lai các máy ph khác nh bm, máy phát in Nói chung, ni hi và tua bin hi là
hai thit b quan trng di tàu thy. Mt k s khai thác máy tàu bin có th hoàn thành tt công
vic thì cn phi hiu và nm vng nguyên lý hot ng cng nh cách thc khai thác vn hành hai
thit b này.
“Ni hi – Tua bin hi tàu thy” là mt môn hc chuyên ngành quan trng trong chng trình ào
to k s khai thác máy tàu bin ca Khoa Máy tàu bin, Trng i hc Hàng hi Vit Nam. Do ó,
giúp sinh viên ôn tp và nm bt kin thc chuyên môn c tt, tác gi KS. Hoàng Anh Dng ã biên
son và xut bn cun “Hng dn ôn tp môn hc Ni hi – Tua bin hi tàu thy”. Sách c
trình bày mt cách lô-gíc, d hiu vi ni dung c chia thành các câu hi và gi ý tr li. hc tt
môn hc này, sinh viên cn nm vng kin thc c s chuyên ngành v nhit ng hc k thut và cn
rèn luyn k nng c bn v k thut.
Tôi tin rng cun sách s là tài liu b ích và em li hiu qu cho vic hc tp ca sinh viên. Tuy nhiên,
do ln u tiên xut bn và do bn thân tác gi còn hn ch v kinh nghim thc t nên thiu sót là
iu không th tránh khi. Trong quá trình s dng, chúng tôi mong nhn c và xin chân thành cm
n mi ý kin óng góp ca c gi sách ngày mt hoàn thin hn.
Tác gi
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
2 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
MC LC
Câu 1. Biu din chu trình Carnot ca thit bĂng lc hi nc trên th p-v và T-s, gii
thích các quá trình và vit công thc tính nhit cp, nhit thi, công và hiu sut ca chu trình. 6
Câu 2. V sĂ nguyên lý, biu din chu trình Rankine ca thit bĂng lc hi nc trên
th p-v và T-s, gii thích các quá trình và vit công thc tính nhit cp, nhit thi, công và hiu sut
ca chu trình. 7
Câu 3. Trình bày nh hng ca áp sut ban u, nhit ban u và áp sut cui n hiu
sut nhit ca chu trình Rankine. 8
Câu 4. V sĂ nguyên lý, biu din chu trình hi nhit ca thit bĂng lc hi nc trên
th T-s và so sánh c im làm vic ca chu trình này vi chu trình Rankine. 10
Câu 5. V sĂ nguyên lý, biu din chu trình có quá nhit trung gian ca thit bĂng lc
hi nc trên th T-s và so sánh c im làm vic ca chu trình này vi chu trình Rankine. 10
Câu 6. nh ngha ni hi, nêu chc nng ca ni hi tàu thy và các các yêu cu i vi ni
hi tàu thy. 11
Câu 7. Trình bày các thông s c bn ca ni hi tàu thy, bao gm: áp sut, nhit , sn
lng hi, sut tiêu hao nhiên liu, din tích mt hp nhit và hiu sut ni hi. 13
Câu 8. Trình bày các cách phân loi ni hi tàu thy. 15
Câu 9. Biu din quá trình sinh hi ca ni hi trên th i-t, gii thích và so sánh quá trình
sinh hi ca ni hi thông s cao vi ni hi thông s thp. 18
Câu 10. K tên các thit b, h thng phc v ni hi và trình bày nguyên lý hot ng ca h
thng ni hi hoàn chnh. 19
Câu 11. Nêu khái nim nhit tr ca nhiên liu. Du t dùng cho ni hi gm nhng thành
phn nào? Nêu các yêu cu i vi du t dùng cho ni hi tàu thy. 20
Câu 12. Trình bày các giai on cháy nhiên liu trong ni hi và nêu các yu tĂnh hng ti
quá trình cháy trong ni hi. 22
Câu 13. Th nào là cháy hoàn toàn, cháy không hoàn toàn, h s không khí tha a, hin tng
n mòn im sng và hin tng mc r vanai? 23
Câu 14. Trình bày các tn tht nhit trong ni hi và bin pháp hn ch các tn tht nhit ó. 25
Câu 15. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi hình trĂng la nm (ni hi Scotch) 27
Câu 16. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi thng ng ng la nm (ni hi Cochran). 29
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 3
Câu 17. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi thng ng ng la ng. 30
Câu 18. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi thng ng ng nc ng ca hãng Aalborg. 32
1.1.2. Ni hi thng ng ng nc ng Error! Bookmark not defined.
Câu 19. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi thng ng ng nc ng ca hãng Miura. 33
Câu 20. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi tun hoàn cng bc. 35
Câu 21. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi liên hp ph - khí xĂng la nm kiu Cochran. 36
Câu 22. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi liên hp ph - khí xĂng la nm kiu Aalborg. 38
Câu 23. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca h
thng liên hp ni hi ph - b tn dng nhit khí x. 39
Câu 24. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi ng nc hai bu. 41
Câu 25. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng ca b sy hi và b gim sy s
dng cho ni hi chính tàu thy. 43
Câu 26. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng ca các thit b tn dng nhit trang
b cho ni hi chính tàu thy. 45
Câu 27. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi ng nc hai bu có hai ng khí lò. 46
Câu 28. Trình bày c im kt cu, nguyên lý hot ng, ng dng và u nhc im ca ni
hi ng nc nm mt trng hi. 47
Câu 29. Trình bày chc nng, cu to và nguyên lý hot ng ca thit b cp không khí. 49
Câu 30. Trình bày chc nng, cu to và nguyên lý hot ng ca h thng nhiên liu mt vòng
tun hoàn và hai vòng tun hoàn. 50
Câu 31. Trình bày chc nng, cu to, nguyên lý hot ng, u nhc im ca súng phun hi
nc và súng phun áp lc. 52
Câu 32. Trình bày chc nng, cu to và nguyên lý hot ng ca van tun hoàn nhiên liu. 54
Câu 33. Trình bày chc nng, cu to và nguyên lý hot ng ca thit bĂánh la và mt thn
cm bin ngn la 54
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
4 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
Câu 34. Trình bày chng trình tĂng iu khin thit b bung t. 56
Câu 35. Trình bày chc nng, cu to và nguyên lý hot ng ca ng thy sáng. 57
Câu 36. Trình bày chc nng, cu to và nguyên lý hot ng ca ng thy ti. 58
Câu 37. Trình bày chc nng, cu to, nguyên lý hot ng ca thit b cm ng mc nc ni
hi kiu que cm ng và h thng cp nc ni hi. 59
Câu 38. Trình bày sĂ thut toán chng trình iu khin tĂng quá trình cháy ca ni hi.
61
Câu 39. Trình bày sĂ thut toán chng trình iu khin tĂng hâm nhiên liu. 63
Câu 40. Trình bày sĂ thut toán chng trình iu khin tĂng giám sát và cp nc ni.
64
Câu 41. Trình bày chc nng, c im cu to, nguyên lý hot ng và nhng chú ý i vi
van an toàn kiu y thng dùng cho ni hi tàu thy. 65
Câu 42. Trình bày nguyên nhân, tác hi ca hin tng tp cht cun theo vào hi và bin pháp
khc phc. 66
Câu 43. Trình bày các phng pháp x lý nc ni hi bên ngoài ni. 67
Câu 44. Trình bày các phng pháp x lý nc ni hi bên trong ni. 70
Câu 45. Trình bày quy trình tin hành hóa nghim nc ni hi. 72
Câu 46. Trình bày quy trình khai thác vn hành ni hi 74
Câu 47. Trình bày mt s s c hay gp khí khai thác ni hi, nguyên nhân và bin pháp khc
phc. 78
Câu 48. Trình bày quy trình v sinh bên trong ni hi sau khi ngng hot ng. 80
Câu 49. Trình bày phng pháp ty ra cáu cn cho ni hi bng axit, bng kim và bng tay.81
Câu 50. Trình bày quy trình th thy lc cho ni hi 81
Câu 51. Nêu nh ngha tua bin hi, công dng và c im làm vic ca tua bin hi tàu thy. 82
Câu 52. Trình bày các cách phân loi tua bin hi tàu thy. 84
Câu 53. Trình bày nguyên lý tác dng xung kích và phn kích ca dòng hi, gii thích c tính
tng xung kích, tng phn kích. 86
Câu 54. Ti sao tua bin nhiu tng c s dng? Trình bày nguyên lý hot ng ca các kiu
tua bin nhiu tng. 88
Câu 55. Trình bày c im kt cu thân tua bin cao áp 90
Câu 56. Trình bày c im kt cu ng phun tng u tiên. 92
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 5
Câu 57. Trình bày c im kt cu bánh tnh ca tua bin hi. 94
Câu 58. Trình bày c im kt cu các kiu rôto ca tua bin hi. 95
Câu 59. Trình bày c im kt cu bánh ng và cánh ng ca tua bin hi. 97
Câu 60. Trình bày c im kt cu các dng làm kín trong tua bin hi. 100
Câu 61. Trình bày c im kt cu thit b ni trc ca tua bin hi. 102
Câu 62. Trình bày chc nng, sĂ cu to, nguyên lý hot ng và yêu cu i vi h thng
bôi trn tua bin hi. 104
Câu 63. Trình bày chc nng, sĂ cu to và nguyên lý hot ng h thng sy tua bin hi.
105
Câu 64. Trình bày nguyên lý iu chnh công sut tua bin hi và các phng pháp iu chnh
công sut tua bin hi. 107
Câu 65. Trình bày thao tác chun b và vn hành a tua bin hi vào hot ng. 109
Câu 66. Trình bày quy trình o chiu tua bin hi. 111
Câu 67. Trình bày quy trình dng tua bin hi tàu thy, gii thích thĂng cong à quay ca
tua bin hi 112
Câu 68. Trình bày mt s s c hay gp, nguyên nhân và bin pháp khc phc i vi tua bin
hi tàu thy. 114
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
6 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
Câu 1. Biu din chu trình Carnot ca thit b ng lc hi nc trên th p-v và T-s, gii
thích các quá trình và vit công thc tính nhit cp, nhit thi, công và hiu sut ca chu
trình.
Chu trình Carnot ca thit bĂng lc hi nc là chu trình lý tng gm có hai quá trình ng nhit
và hai quá trình on nhit xen k nhau. th nhit ng ca chu trình c th hin nh sau:
x
=
0
x
=1
x
=
1
Chu trình Carnot ca thit băđng lc hi nc.
Các quá trình nhit ng trong chu trình gm có:
1. Quá trình 1-2: Dãn nĂon nhit, hi t ni hi sinh ra c cp vào tua bin và giãn n sinh
công trong tua bin.
2. Quá trình 2-3: Ngng tĂng áp, hi nc sau khi giãn n sinh công trong tua bin sĂi v
bu ngng ngng t thành nc, nhit lng q
2
thi ca hi c trao cho công cht làm
mát.
3. Quá trình 3-4: Nén on nhit, nc ngng tĂc bm nén on nhit cp tr li ni hi.
4. Quá trình 4-1: Hóa hi ng áp, nc c un sôi, nhn nhit lng q
1
t quá trình cháy
trong ni hi hóa thành hi tip tc mt chu trình sinh công mi.
Trên th, thc cht trng thái ca hi nc Ăim 3 là trng thái hi bão hòa m, hay nói cách
khác, mt phn hi vn cha ngng t thành nc. Chu trình 123’4’ là chu trình ng vi trng hp
ngng t hoàn toàn (toàn b hi ngng t thành nc).
Nhit lng cp, nhit lng thi và hiu sut nhit ca chu trình c xác nh nh sau:
v Nhit cp :
=
(
)
;
là nhit n hóa hi (kJ/kg).
v Nhit thi :
(
)
;
là nhit n ngng t (kJ/kg).
v Công có ích :
=
(
)
(
)
()
v Hiu sut nhit : = 1
(
)
= 1
(%)
Hiu sut nhit ca chu trình Carnot là ln nht trong tt c các chu trình thit bĂng lc hi nc.
Tuy nhiên, chu trình Carnot ch là chu trình lý thuyt lý tng, không c dùng trong thc t.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 7
Câu 2. V s nguyên lý, biu din chu trình Rankine ca thit b ng lc hi nc trên
th p-v và T-s, gii thích các quá trình và vit công thc tính nhit cp, nhit thi, công
và hiu sut ca chu trình.
SĂ nguyên lý và th nhit ng ca chu trình Rankine c th hin nh sau:
p
v
2
1
3
5
4
T
s
3
1
2
5
4
Bm nc cp
Tuabin hi
B quá nhit
Bu ngng
Ni hi
6
6
1
2
3
4
5
6
K
x=0
x=1
K
x=0
x=1
Săđ nguyên lý và đ th nhit đng ca chu trình Rankine.
Các quá trình nhit ng trong chu trình gm có:
1. Quá trình 1-2: Dãn nĂon nhit, hi quá nhit c cp vào tua bin và giãn n sinh công
trong tua bin.
2. Quá trình 2-3: Ngng tĂng áp, hi nc sau khi giãn n sinh công trong tua bin s v bu
ngng ngng t thành nc, nhit lng q
2
thi ca hi c trao cho công cht làm mát.
3. Quá trình 3-4: Nén on nhit, nc ngng tĂc bm nén on nhit cp tr li ni hi.
4. Quá trình 4-5: Cp nhit ng áp, nc c un nóng n nhit sôi trong ni hi bng
ngun nhit t phn ng cháy nhiên liu din ra trong ni hi.
5. Quá trình 5-6: Hóa hi ng áp, quá trình cp nhit vn tip din, nc sôi và bay hi trong
ni hi.
6. Quá trình 6-1: Quá nhit ng áp, hi nc c a vào b quá nhit, hay còn gi là b sy
hi, nhn thêm nhit lng bin thành hi quá nhit.
Các thông s c bn ca chu trình c xác nh nh sau:
v Nhit cp: bao gm nhit un nóng q
n
, nhit hóa hi r và nhit quá nhit q
h
.
()
v Nhit thi:
()
v Công có ích:
=
(
)
) ()
Ăây, công có ích là hiu s gia công sinh ra t tua bin l
tb
và công tiêu tn cho bm l
b
. Tuy
nhiên, công bm thng rt nh, có th b qua.
v Hiu sut nhit: =
=
(
)
)
=
=
(%)
h gi là nhit giáng lý thuyt on nhit.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
8 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
Câu 3. Trình bày nh hng ca áp sut ban u, nhit ban u và áp sut cui n hiu
sut nhit ca chu trình Rankine.
1. nh hng ca áp sut ban đu (áp sut hi vào tua bin)
nh hng ca áp sut ban đu.
Tng áp sut ban u p
1
mà nhit Ău T
1
và áp sut sau p
2
không i thì có nhng u im sau:
v Nhit sôi t
s
và nhit trung bình ca quá trình cp nhit tng làm cho hiu sut nhit ca
chu trình tng. tng nhanh vùng p
1
< 90bar
;
tng chm vùng p
1
> 90bar vì vùng này
nhit trung bình tng chm. Áp sut u p
1
có th lên n 300bar.
v Th tích riêng ca hi gim. iu này có ý ngha trong vic ch to thit b vì khi ó thit b có
kích c nh gn hn, chi phí giá thành vt t ch to cng gim theo.
Tuy nhiên, áp sut u tng li dn ti nhc im là:
v khô ca hi cui quá trình giãn n gim làm cho Ăm tng lên, có nhiu ht nc
chuyn ng ln tng cánh cui ca tua bin, gây ra mài mòn, n mòn các tng cánh cui
ca tua bin hi.
v Áp sut hi cao òi hi phi ch to các b phn sinh hi, b sy hi bng các vt liu có
bn cao, chu áp lc tt, t tin.
2. Nhit đ ban đu (nhit đ hi vào tua bin)
Khi nhit ban u T
1
tng, áp sut u p
1
và áp sut cui p
2
không i thì hiu sut nhit tng (do
nhit trung bình ca quá trình cp nhit tng). Nhit Ău có thĂc tng bng cách tng nhit
hi quá nhit, ây là phng pháp c ng dng rng rãi trong k thut. Nhit hi quá nhit
có th tng lên n 550÷ 600
o
C.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 9
nh hng ca nhit đ ban đu.
Tuy nhiên, nhit hi quá nhit quá cao sĂnh hng n kh nng làm vic lâu dài ca tua bin hi.
Mun m bo tui th ca thit b thì vt liu ch to cng phi có bn cao, t tin.
3. Áp sut cui (áp sut hi ra khi tua bin)
Khi áp sut cui p
2
gim, áp sut u p
1
.
và nhit ĂuT
1
không i thì nhit cui T
2
gim làm cho
nhit trung bình ca quá trình thi nhit gim, do ó hiu sut nhit ca chu trình tng (nhit cp
tng ít và nhit thi gim nhiu). Nu áp sut cui p
2
gim 0,01÷0,03bar thì hiu sut nhit
h
tng
0,396÷0,427%.
nh hng ca áp sut cui.
Vic gim áp sut cui b hn ch bi nhit bão hoà tng ng do phi duy trì nhit này không
nh hn nhit môi trng thì hi nc mi có th ngng tĂc trong bu ngng.
Nu áp sut cui p
2
quá thp, khô ca hi gim thì tc hi phn sau ca tua bin ln gây ra n
mòn, xói mòn các tng cánh cui.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
10 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
Câu 4. V s nguyên lý, biu din chu trình hi nhit ca thit b ng lc hi nc trên
th T-s và so sánh c im làm vic ca chu trình này vi chu trình Rankine.
tng cng hiu qu làm vic ca hĂng lc, gim kích c các thit b và tng hiu sut nhit ca
chu trình Rankine, ngi ta s dng chu trình hi nhit nh sau:
Chu trình hi nhit mt ln.
So vi chu trình Rankine c bn, chu trình hi nhit có nhng b sung sau ây:
v Tua bin c chia làm nhiu cp (ví d 2 cp).
v H thng c b trí bình hòa trn có chc nng tng t nh mt thit b trao i nhit,
trong ó nc cp là cht nhn nhit, hi nc là cht trao nhit.
v Hi ra khi tua bin cp 1 mt phn c a vào bình hòa trn gia nhit cho nc cp ni,
phn còn li c cp vào tua bin cp 2 tip tc sinh công.
Nh vy, nu nhĂ chu trình Rankine c bn, toàn b nhit ca hi ra khi tua bin c nh ra ngoài
ti bu ngng thì chu trình hi nhit, mt phn nhit lng ó c tn dng hâm nóng s b
nc cp ni. Ngha là mt phn nhit thi q
2
Ăc b sung vào nhit cp q
1
. Do ó, hiu sut nhit
ca toàn b hĂng lc c ci thin. Chu trình hi nhit có th có mt ln hi nhit hoc nhiu ln
hi nhit (kích c hĂng lc và s lng trang thit b tng ng s tng lên).
Vi chu trình hi nhit, bình hòa trn óng vai trò nh mt bu ngng trung gian. Trên th T-s, quá
trình ab c gi là quá trình hi nhit. Thc cht quá trình này chính là quá trình ngng tĂng áp
din ra trong bình hòa trn nhng nhit lng nh ra c tn dng cp cho nc.
Câu 5. V s nguyên lý, biu din chu trình có quá nhit trung gian ca thit b ng lc hi
nc trên th T-s và so sánh c im làm vic ca chu trình này vi chu trình
Rankine.
Mun tng hiu sut nhit ca chu trình thì cn tng áp sut u p
1
, nhit Ău T
1
và gim áp sut
cui p
2
. Tuy nhiên, nhng bin pháp ó u làm cho khô ca hi trng thái 2 gim, Ăm tng
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 11
dn n nhng nh hng có hi i vi thit b. Ăm bo khô ca hi cui tua bin không
gim, ngi ta s dng chu trình có quá nhit trung gian.
Chu trình có quá nhit hai ln.
Chu trình này s dng tua bin nhiu cp ging nh chu trình hi nhit. Ăây, ta gi s tua bin hi là
tua bin 2 cp. Hi sau khi ra khi tua bin cp 1 sĂc a tr li b quá nhit trc khi i vào tua bin
cp 2 tip tc sinh công. Trên th T-s, quá trình 1a là quá trình dãn n sinh công trong tua bin
cp 1, quá trình ab là quá trình quá nhit trung gian trong b quá nhit, quá trình b2 là quá trình dãn
n sinh công ca hi ã c quá nhit ln th hai trong tua bin cp 2.
Nh vy, nu nhĂ chu trình Rankine c bn, trng thái hi sau khi công tác là im 2’ thì chu trình
có quá nhit trung gian, trng thái hi sau khi công tác là im 2 có khô ln hn. Do ó, s dng
chu trình có quá nhit trung gian s khc phc c vn Ă khô ca hi cui tua bin, qua ó ci
thin hiu qu làm vic ca thit b, nâng cao hiu sut nhit ca toàn b hĂng lc.
Vi nhng hĂng lc hi nc c ln, hi nc có thĂc quá nhit trung gian nhiu ln. Trên
thc t, vi hĂng lc hi nc trên b dùng cho các nhà máy in nguyên t thì ngi ta thng
áp dng chu trình kt hp, ngha là có c quá trình hi nhit và quá nhit trung gian.
Câu 6. nh ngha ni hi, nêu chc nng ca ni hi tàu thy và các các yêu cu i vi ni hi
tàu thy.
1. nh ngha ni hi
Ni hi là mt thit b chu áp lc có chc nng bin nc thành hi nh nhit nng có c t vic
t cháy nhiên liu hoc bin i t các ngun nng lng khác nhĂin nng, nng lng nguyên
t.
2. Chc nng ca ni hi s dng di tàu thy
Ni hi tàu thy nói chung có thĂc dùng sinh hi phc v các mc ích nh lai máy phát in,
lai các máy ph, dùng hâm sy nhiên liu, phòng hoc dùng cho ng c tua bin hi lai chân vt.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
12 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
Vào nhng nm gia th k 20 rt nhiu tàu thy c trang b tua bin hi làm ng lc chính lai
chân vt, khi ó ni hi chính và tua bin hi chính lai chân vt là hai thit b trung tâm trong hĂng
lc hi nc tàu thy. Tuy nhiên, các cuc khng hong du m (t nm 1973) ã y giá du trên th
gii lên rt cao. iu này khin các nhà sn sut buc phi ci tin công ngh và thay th công ngh
c bng các thit b công ngh mi có hiu sut cao hn. Vì vy hu ht các tàu thy gn ây u
c trang b hĂng lc Diesel, có hiu sut cao hn. Trên các tàu thy hin nay hu nh ch còn s
dng các ni hi ph, dùng cung cp hi cho mc ích hâm sy nhiêu liu và các mc ích sinh
hot khác, mt s cung cp hi cho tua bin hi lai máy phát in, bm hoc các máy ph khác. Ngoi
tr mt s loi tàu c thù nh tàu ch khí t nhiên hoá lng thì hĂng lc tua bin hi vn c áp
dng.
3. Yêu cu đi vi ni hi tàu thy
Ni hi t du s dng di tàu thy cn tha mãn nhng yêu cu sau ây:
1. An toàn khi s dng. ây là yêu cu quan trng nht vì nu có s c xy ra trong quá trình
hot ng ca ni hi, s làm vic bình thng ca máy móc xung quanh s bĂnh hng,
gây tai nn cho thuyn viên, làm nh hng n hot ng ca tàu, các h thng phc v. Vi
ni hi chính, s c ni hi có th làm cho tàu dng. Do ó, di tàu ch có các kiu ni hi
có cu to bn, chc, ã qua th nghim k lng mi c s dng.
2. Kích thc nh, gn nh, d b trí trên tàu. iu này nhm tng trng ti, m rng tm xa
hot ng ca tàu. Do ó, ni hi tàu thy thng là loi có nhit ti dung tích bung t ln,
sut bc hi ln, lu tc khí lò nhanh, s bu ni ít, ng kính bu ni và ng bé gim
dày và trng lng.
3. Cu to n gin, thun tin cho vic khai thác, sa cha. Yêu cu này cn c m bo do
thuyn viên trên tàu thng thay i liên tc. Ngoài ra, ni hi tàu thy phi là loi phù hp
vi trình ca k s máy trên tàu.
4. Tính kinh t cao. Yêu cu này th hin ch: m bo hiu sut toàn ti, hiu sut gim ít
khi nh ti; sut tiêu hao nhiên liu thp; tui th cao; chu k bo dng, sa cha dài
5. Tính cĂng cao. Tính cĂng cao th hin ch: thi gian t ni ly hi nhanh, có th
nhanh chóng tng gim ti thích ng vi s thay i chĂ làm vic ca tuan bin hi (vi
hĂng lc hi nc); có nng lng tim tàng ln, bung t ít quán tính; khi cn thit có
kh nng quá ti 25¸45%; các mt hp nhit không b nhô lên khi mt nc (vi ni hi ng
la) khi tàu lc ngang ±30
o
hoc chúi mi ±12
o
; thích hp vi nhiu loi du t
Chú ý rng yêu cu i vi ni hi ca các loi tàu không ging nhau. Tàu khách, tàu hàng chy nh
tuyn c cung cp u n mt loi du t, có iu kin kim tra sa cha cng, thi gian iu
ng tàu ít, hu ht thi gian làm vic u chĂ toàn ti nên cn bo m hiu sut cao khi tàu
chy bình thng (tc Ănh mc). Tàu kéo, tàu cá, tàu công trình làm vic chĂ ti hay thay
i, ôi khi li cn lai dt nên yêu cu tính cĂng tt và bo m hiu sut cao k c khi nh ti. Tàu
chin yêu cu thi gian t ni ly hi tht ngn và tính cĂng rt cao.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 13
Yêu cu i vi ni hi tàu thy rt khác so vi ni hi trên b: kích thc, trng lng, cu to phi
gn nh, n gin hn, cht t tt hn. Song ni hi tàu thy không phi lúc nào cng hot ng
nên có iu kin thng xuyên ra ni và sa cha. Ni hi trên b thông thng trên mt nm mi
dng lò và tin hành bo dng, sa cha.
Câu 7. Trình bày các thông s c bn ca ni hi tàu thy, bao gm: áp sut, nhit , sn
lng hi, sut tiêu hao nhiên liu, din tích mt hp nhit và hiu sut ni hi.
1. Áp sut
i vi ni hi tàu thy, các thông s áp sut cn quan tâm gm có: áp sut ni hi (áp sut làm vic),
áp sut hi sy, áp sut hi gim sy và áp sut nc cp. n vĂo thng c s dng i vi các
loi áp sut này là kG/cm
2
hoc bar.
v Áp sut ni hi p
N
là áp sut ca nc và hi bão hòa cha trong thân (bu) ni hi.
v Áp sut hi sy p
hs
là áp sut ca hi ra khi b sy hi (b quá nhit). Áp sut hi sy thp
hn áp sut p
N
trong ni hi khong 1¸4kG/cm
2
.
v Áp sut hi gim sy p
gs
là áp sut ca hi sau khi ra khi b gim sy. Áp sut hi gim sy
thp hn áp sut hi sy.
v Áp sut nc cp p
nc
là áp sut ca nc c bm cp vào ni hi. nc có thĂc nén
vào ni hi, áp sut nc cp phi cao hn áp sut p
N
3¸6kG/cm
2
Ă thng c sc cn trên
ng ng cp nc, ti bu hâm nc cp ni, ti bu hâm nc tit kim
2. Nhit đ
Các thông s nhit Ăi vi ni hi tàu thy gm có: nhit hi sy, nhit hi bão hòa, nhit
nc cp, nhit khói, nhit không khí cp.
v Nhit hi sy t
hs
là nhit ca hi quá nhit ra khi b sy hi.
v Nhit hi bão hòa t
S
là nhit ca hi bão hòa trong thân (bu) ni.
v Nhit nc cp t
nc
là nhit ca nc c bm cp vào ni, ây là giá tr áp sut c
o trc b hâm nc tit kim.
v Nhit khói
q
kl
là nhit ca khí lò ra khi ni hi, o ti v trí khí lò i vào ng khói.
v Nhit không khí cp
q
kk
là nhit ca không khí c cp vào trong bung t thông
gió cng nh duy trì quá trình cháy.
3. Sn lng hi
Sn lng hi là lng hi ln nht sinh ra trong mt n v thi gian di iu kin ni hi cung cp
hi nc n nh lâu dài. Sn lng hi ký hiu là D, có thĂc o bng kg/h hoc t/h (tn/gi).
Sn lng hi chung D
N
là tng ca sn lng hi sy D
hs
, sn lng hi gim sy D
gs
và sn lng hi
bão hòa D
x
.
D
N
= D
hs
+ D
gs
+ D
x
(kg/h)
Khi cn thit, ni hi có th quá ti n sn lng ln nht D
max
trong mt s gi qui nh:
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
14 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
D
max
= 125¸140%D
N
4. Sut tiêu hao nhiên liu
Sut tiêu hao nhiên liu là lng nhiên liu cn tiêu thĂ hĂng lc phát ra mt mã lc có ích
trong mt gi. Ký hiu g
e
, n v là kg/ml
ci
h hoc g/ml
ci
h.
Ví d: ni hi t du có p
N
= 100¸120kG/cm
2
, t
s
= 550
o
C thì g
e
= 200¸210g/ml
ci
h.
5. Din tích mt hp nhit
Din tích mt hp nhit là tng din tích ca các b mt kim loi (vách ng, ng nc sôi, ng hâm
nc tit kim, ng sy hi, ng si không khí, ng la, hp la, bung t) tip xúc mt phía vi khí
lò và phía còn li vi nc. Quá trình truyn nhit gia khí lò và nc din ra thông qua các mt hp
nhit. Din tích mt hp nhit ký hiu là H, n v là m
2
.
HĂc tính v phía tip xúc vi khí lò. Riêng i vi b si không khí và b gim sy thì tính theo
ng kính trung bình ca ng. Các mt hp nhit trong ni hi gm có:
v Mt hp nhit bc x H
b
: là mt hp nhit cnh bung t, trc tip tip xúc vi ngn la.
ây hình thc trao nhit ch yu là bc x nhit.
v Mt hp nhit i lu H
đl
: là mt hp nhit xa bung t và c khí lò quét qua. Hình thc
trao nhit chính Ăây là ta nhit i lu.
v Mt hp nhit bc hi H
bh
: là b mt hp nhit ca khí lò làm cho nc sôi và bc hi, bao
gm mt hp nhit ca vách ng và ng nc sôi.
v Mt hp nhit tit kim H
tk
: là b mt hp nhit ca các thit b tn dng nhit nh b hâm
nc tit kim và b si không khí tit kim.
6. Hiu sut ni hi
Hiu sut nhiêt ca ni hi (boiler thermal efficiency) là t s gia nhit lng có ích cp cho ni hi và
nhit lng do nhiên liu ta ra.
h
=
100 (%)
Chú ý rng
h
N
tính nh trên cha xét ti lng nhit tiêu hao cho bn thân ni hi nh vic cp nhiên
liu, cp nc, thông gió, thi mui cho ni hi
Ngoài ra, ni hi còn có rt nhiu thông s khác nh: bi s tun hoàn, chu k không cp nc, sut
trng lng ni hi Các thông s này ch yu c s dng trong thit k, ch to hay tính nghim
nhit ni hi. Vi k s khai thác máy tàu bin, chúng ta ch cn nm c nhng thông s chính nói
trên có th khai thác ni hi mt cách hiu qu, an toàn và kinh t.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 15
Câu 8. Trình bày các cách phân loi ni hi tàu thy.
1. Phân loi theo áp sut công tác
v Ni hi thp áp: có áp sut làm vic n 2MPa (1MPa = 10bar = 9.81kG/cm
2
). Hu ht ni hi
thp áp là các ni hi ph, cung cp hi cho vic hâm sy nhiên liu hay lai các thit b ph
di tàu.
v Ni hi trung áp: có áp sut làm vic khong 2÷4,5MPa.
v Ni hi cao áp (power boiler): có áp sut làm vic trên 4,5MPa.
2. Phân theo s chuyn đng ca khí lò và nc
v Ni hi ng nc: nc i trong ng, khí lò quét ngoài ng.
v Ni hi ng la: nc bao quanh bên ngoài ng, khí lò i trong ng.
v Ni hi hn hp ng nc ng la: kt hp gia hai loi trên, có vùng là ng nc, vùng khác
là ng la. Tuy nhiên loi ni hi này ít c ng dng do cu to phc tp.
Ni hi ng nc và ni hi ng la.
3. Phân theo ngun nng lng s dng
v Ni hi s dng nng lng t phn ng cháy nhiên liu: nhiên liu dùng cho ni hi có th là
than, du và khí t. Có loi ni hi s dng ng thi hai loi nhiên liu Ăt, ví d nh ni
hi t du - khí. Di tàu thy, ch có ni hi t du c s dng.
v Ni hi s dng nng lng in: nhit cp cho ni hi c bin i tĂin nng. Loi ni
hi này có công sut nh, ch yu phc v sinh hot ca thuyn viên trên tàu.
v Ni hi s dng nng lng nguyên t: nhit cp cho ni hi sinh ra t phn ng ht nhân.
Loi ni hi này thng c s dng cho tàu quân s, c bit là tàu ngm.
v Ni hi s dng nng lng t khí x ca các máy nhit: ni hi loi này tn dng nng lng
nhit t khí x ca ng c Diesel chính, ca ng c Diesel lai máy phát in hoc ca tua
bin khí sinh hi.
4. Phân theo hình dáng và cách b trí ni hi
v Ni hi nm ngang: có chiu ngang ln hn chiu cao.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
16 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
v Ni hi thng ng: có chiu cao ln hn rt nhiu so vi chiu ngang. Loi ni hi này ngày
càng c ng dng rng rãi di tàu thy do thun li khi b trí di tàu thy, ni có không
gian cht hp, c bit các ni hi liên hp ph - khí x thng là loi thng ng, rt thun
tin cho vic lp t trên phn ng khói ca thng tng tàu.
Ni hi đt nm và ni hi đt đng.
5. Phân theo công dng
v Ni hi chính: cung cp hi cho các ng c chính lai chân vt. Ni hi chính ch có các tàu
có ng c chính lai chân vt là ng c tua bin hi. Hi sinh ra bi ni hi chính cung cp
cho tua bin hi lai chân vt là hi quá nhit có nhit và áp sut cao (ti 450
o
C). Các ni hi
chính cng có thĂng thi cung cp hi tua bin hi lai máy phát in hoc các máy ph
khác. Thông thng các thit b ph này s dng hi có thông s thp hn (hi gim sy)
c cung cp qua các b gim sy.
v Ni hi ph: cung cp hi cho các máy ph nh tua bin ph, bm phc v cho vic hâm sy
nhiên liu và cho các nhu cu khác trên tàu. Ni hi ph thng sinh ra hi bão hoà, mt s
ni hi ph cung cp hi cho các tua bin ph có thĂc trang b các b sy hi cung cp
hi sy có thông s thp cho các tua bin ph.
Ni hi chính ca mt tàu ch khách.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 17
6. Phân theo nguyên lý tun hoàn
v Ni hi tun hoàn t nhiên: nc và hi nc trong ni hi tun hoàn t nhiên do chênh lch
t trng ca nc và hi gia các vùng khác nhau. Hu ht các ni hi tàu thy u s dng
tun hoàn t nhiên vì lý do n gin, d ch to và giá thành r.
v Ni hi tun hoàn cng bc: nc và hi trong ni hi tun hoàn cng bc nh bm tun
hoàn. Loi ni hi này có cng trao i nhit cao hn, nên kích thc thng nh gn
hn. Tuy nhiên cn phi trang b các bm tun hoàn hot ng liên tc trong môi trng
nhit , áp sut cao.
v Ni hi không tun hoàn: loi ni hi này không có vòng tun hoàn ca nc, có kt cu n
gin nht. Ni hi ng la cng là ni hi không tun hoàn do nc c cha toàn b trong
bu ni.
Khí lò
Khí lò
Khí lò
Ni hi tun hoàn t nhiên, tun hoàn cng bc và ni hi không tun hoàn.
7. Phân theo nguyên lý thông gió
v Thông gió t nhiên: khí lò chuyn ng t nhiên nh sc t hút c to ra t s chênh lch
áp sut trong và ngoài ni.
v Thông gió cng bc: sc t hút trong bung t c tao ra nh qut gió.
8. Mt s cách phân loi khác
v Phân loi theo s trng (bu): ni hi mt trng, hai trng và ba trng.
v Phân loi theo s vòng tun hoàn: ni hi mt vòng tun hoàn và nhiu vòng tun hoàn.
v Phân loi theo mc tĂng hóa: ni hi tĂng (iu khin bng PLC), ni hi bán t
ng và ni hi iu khin bng tay.
v Phân loi theo hình dáng bên ngoài: ni hi ch D, ni hi ch A, ni hi ch O
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
18 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
Câu 9. Biu din quá trình sinh hi ca ni hi trên th i-t, gii thích và so sánh quá trình
sinh hi ca ni hi thông s cao vi ni hi thông s thp.
Quá trình sinh hi trong ni hi gm 3 giai on c biu din trên th i-t nh sau:
I (kcal/kg)
t (
o
C)
D
i
x = 0
100
200
300
400
500
600
700
100 200 300 400
p=1at
20
40
80
120
180
x = 1
0.1
0.2
0.3
0.9
0.8
0.7
1
2
3’
4
4’
3
2’
K
D
i
bh1
D
i
bh2
D
i
đs2
D
i
đs1
D
i
sh2
D
i
sh1
Quá trình sinh hi ca ni hi trên đ th i-t.
1. Quá trình un sôi nc ( áp sut ni hi) tin hành theo ng nc sôi x = 0 (on 12 hoc
12’).
2. Quá trình bc hi tin hành theo ng ng nhit (on 23 hoc 2’3’).
3. Quá trình sy hi tin hành theo ng ng áp (on 34 hoc 3’4’).
Quá trình 1234 là quá trình sinh hi ca mt ni hi có thông s 20kG/cm
2
, 212
o
C (ni hi thông s
thp); 12’3’4’ là quá trình sinh hi ca mt ni hi có thông s 180kG/cm
2
, 356
o
C (ni hi thông s
cao).
TĂ th ta thy rng: bin thiên enthalpy trong quá trình un sôi
D
i
đs2
>
D
i
đs1
, ngha là din tích b
mt hp nhit un sôi F
đs1
< F
đs2
. Trong quá trình bc hi
D
i
bh1
>
D
i
bh2
nên din tích hp nhit bc hi
F
bh1
> F
bh2
. Mt khác, trên thc t giá thành ch to mt n v din tích b mt bc hi cao hn giá
thành ch to mt n v din tích b mt un sôi. Nh vy, dùng ni hi thông s cao s tng tính
kinh t do có din tích bc hi nh hn.
Chú ý rng quá trình sinh hi thc t có phn khác quá trình biu din trên th do nhit nc ra
b hâm nc tit kim cha t ti sôi, nhit bc hi cng thp hn tr s lý thuyt.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 19
Câu 10.K tên các thit b, h thng phc v ni hi và trình bày nguyên lý hot ng ca h
thng ni hi hoàn chnh.
H thng ni hi tàu thy có th gm có:
v Ni hi (mt hoc nhiu chic): thit b chính trong h thng.
v H thng nhiên liu: bao gm bm du t, bu hâm du, thit bĂt du, két cha du, phin
lc du
v H thng cp nc: bao gm bm cp nc ni, bu hâm nc cp, két nc cp, két nc
ngng, bu ngng
v H thng x lý nc ni: bao gm bu lc nc, b làm mm nc, két hóa cht
v H thng thông gió: bao gm qut gió, qut hút khói.
v H thng phân phi hi: bao gm van hi chính, ng dn hi, van gim áp
v Các thit b ci thin cht lng hot ng ca ni hi: gm có van gn mt, van xĂáy, b
kh khí, thit b thi mui, thit b khô hi
v Các thit b tn dng nhit nh: b sy hi, b hâm nc tit kim, b si không khí tit
kim, b gim sy
v Các thit bĂiu khin và kim tra: gm có rle áp sut, rle nhit , mt thn, van in t,
van mt chiu và các thit b tĂng iu chnh quá trình làm vic ca ni hi.
v Các thit b ch báo, báo ng và bo v: bao gm ng thy, kính nhìn, áp k, nhit k, èn
báo ng, chuông báo ng, van an toàn, rle áp lc
Nguyên lý hot ng ca h thng ni hi in hình di tàu hin nay:
ả thng ni hi ph tàu thy.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
20 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
ây là h thng ni hi ph, ni hi Ăây là kiu ni hi hình trĂng ng nc ng. Du t s
dng cho ni hi có th là du nng (FO) hoc du nh (DO). Khi cn chuyn i loi nhiên liu, ta ch
cn óng m các van tng ng.
Trên sĂ này, ta có th nhn thy và phân bit các h thng phc v cho ni hi, ó là: h thng
nhiên liu (bao gm phin lc du, bm du tun hoàn, bu hâm du, van in t, súng phun ), h
thng nc cp (bao gm két nc cp, két nc ngng, hai bm cp nc ni song song, bu
ngng, van mt chiu ), h thng phi hi (bao gm van hi chính, bình tích nng, van tt ) và mt
s thit b phc v khác.
Bm du luôn chy ngay c khi ni hi ang tt, du t c bm cp liên tc qua bu hâm, vào
súng phun. Gi s lúc này ni hi ang dng, van in t trên ng du v s m, do ó, du t
súng phun tr v luôn ca hút ca bm, to thành mt mch du tun hoàn. iu này giúp cho du
t luôn c hâm mt nhit nht nh có th sn sàng cho vic t ni bt k lúc nào. Khi
có tín hiu t ni hi, van in t sĂóng, áp lc du vào súng phun tng vt và du c phun vào
bung t, hòa trn vi không khí to thành hn hp nhiên liu di dng sng mù. Cùng lúc ó,
thit bĂánh la hot ng và quá trình cháy bt u.
Khi ni hi hot ng, mc nc trong ni s liên tc thay i. Vic duy trì mt mc nc phù hp
c thc hin bi các bm cp nc kt hp vi thit b cm ng mc nc ni. Các bm này c
bt/tt thông qua các rle iu khin. Tín hiu mc nc c truyn ti rle t thit b cm ng mc
nc t trong ng thy. Khi mc nc ni cn di mc cho phép, rle iu khin sĂa tín hiu bt
bm b sung. Các bm có th hot ng c lp hoc song song. Thông thng, ch có mt bm
hot ng, bm còn li d phòng. Bm có th hút nc t két nc cp hoc két nc ngng.
Nc trong két nc ngng chính là nc ngng t t hi v bu ngng. Trên ng cp nc ti ni
hi, mt van mt chiu c lp tránh hin tng trào ngc khi áp sut trong ni hi tng cao.
Khi mc nc ni cao quá mc cho phép, rle iu khin sĂa tín hiu dng bm.
Khi áp sut trong ni cao, hi nc sinh ra có nhit Ă ln, ta m van hi chính Ăa hi i s
dng. Ngay trc van hi chính là mt bình tích nng, thit b này có nhim v duy trì áp lc hi
mt giá tr không i. Mt van tt c b trí gia ng cp hi i công tác và ng hi v. Van tt
có chc nng iu chnh lng hi i s dng, ví d nh khi mun gim lng hi i công tác, ta m
van tt n mt m nht nh trích mt phn hi v thng bu ngng.
ây là mt h thng ni hi c bn, khá n gin và nh gn. Vi ni hi c ln, nhng h thng
ln, nhiu thit b, ph kin khác c trang b.
Câu 11.Nêu khái nim nhit tr ca nhiên liu. Du t dùng cho ni hi gm nhng thành phn
nào? Nêu các yêu cu i vi du t dùng cho ni hi tàu thy.
1. Khái nim nhit tr
Nhit tr ca nhiên liu là nhit lng mà 1kg nhiên liu ó ta ra khi c t cháy hoàn toàn. Nhit
tr gm có nhit tr cao và nhit tr thp.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 21
v Nhit tr cao là nhit lng mà 1kg nhiên liu ó ta ra khi c t cháy hoàn toàn, trong ó
phn nc ca bn thân nhiên liu và nc do hyrô sinh ra cha bin thành hi. Ký hiu: Q
B
(kJ/kg hoc kCal/kg).
v Nhit tr thp là nhit lng mà 1kg nhiên liu ó ta ra khi c t cháy hoàn toàn, trong
ó phn nc ca bn thân nhiên liu và nc do hyrô sinh ra ã bin thành hi. Ký hiu: Q
H
(kJ/kg hoc kCal/kg).
2. Thành phn du đt ni hi
Du t dùng cho ni hi bao gm hai nhóm thành phn sau:
v Thành phn cháy c: gm có cácbon (C), hyrô (H
2
), lu hunh bc (S
b
).
v Thành phn không cháy c: gm có nit (N
2
), lu hunh không bc - tc là dng sunfat
(S
kb
), cht tro (A), cht m (W) và cht tr cháy ôxy (O
2
).
Lu hunh bc S
b
là hp cht sunfua ca kim loi nh FeS
2
. Nó có tính bc cháy c và sinh ra khí
SO
2
, SO
3
. Lu hunh không bc S
kb
Ă th sunfat không cháy c vì nó dng ôxy hóa ti hn (SO
3
).
Thành phn cháy c càng nhiu thì lng sinh nhit ca du t càng cao.
Ví d: 1kg cácbon cháy hoàn toàn s ta ra 8100kCal, nhit lng ó s là 28700kCal vi 1kg H
2
và
2130kCal vi 1kg S
b
.
Cht tro tn ti là do qung ln trong du t nh ôxít silic, ôxít st, ôxít nhôm, sunfat lu hunh,
sunfat magiê. Cht tro nhiu s làm gim lng sinh nhit ca du t. Hm lng cht tro trong du
t ni hi thng di 1%.
Ôxy không th sinh ra nhit, mà còn ôxy hóa các nguyên t cháy c, h thp lng sinh nhit ca
du t. Nit là khí tr, không tham gia vào phn ng cháy, d bay lên cùng khí lò khi t du. Lng
N
2
trong du t càng ít càng tt, thng không n 2%.
Cht m trong du t làm gim lng sinh nhit vì không nhng nó không cháy c mà còn hp
nhit bc thành hi trong quá trình t du.
3. Yêu cu đi vi du đt dùng cho ni hi tàu thy
Du t s dng cho ni hi tàu thy phi m bo nhng yêu cu sau:
1. Nhit tr ln: tng thêm trng ti có ích và tng thêm bán kính hot ng ca tàu.
2. Không t bén cháy trong két cha trên tàu: Ăm bo an toàn cho con tàu và thuyn viên.
3. Không b bin cht.
4. Ít tro bi, ít lu hunh và cht c: ít tn hi n sc khe thuyn viên trên tàu, ít làm mc
rĂng khói, b hâm nc tit kim, b si không khí
5. Giá thành r vì chi phí v du t có th chim ti 30¸40% chi phí s dng tàu thy.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
22 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
Câu 12.Trình bày các giai on cháy nhiên liu trong ni hi và nêu các yu t nh hng ti
quá trình cháy trong ni hi.
1. Các giai đon cháy nhiên liu
Du t súng phun c phun vào bung t vi áp lc cao, hòa trn vi không khí và c xé nh
thành các ht sng du. Quá trình t cháy ht sng du din ra gm 3 giai on:
a. Giai đon nung nóng, bc hi (giai đon chun b cháy)
Nhit lng xung quanh bung t truyn ti ht sng du, nung nóng nó, làm nó bc hi, to
thành mt tng hi du bao ly ht sng du. Lúc này, trên b mt ca ht sng du có các hp
cht cao phân t, là phn còn li ca lp du ngoài cùng b nung nóng ã bc thành hi du. Các hp
cht cao phân t này làm gim nng lc khuych tán ca ôxy ti ht du, to iu kin hóa cc. S d
hin tng hóa cc xy ra là do tc bc hi ca ht sng du chm hn tc phân gii các hp
cht cao phân t. Giai on này din ra mãnh lit nhit 200¸300
o
C.
b. Giai đon phân gii
Ht sng du ã c sy khô tip tc nhn nhit cht bc trong nó thoát ra dn và có th bt
u cháy. Trong quá trình nung nóng ht sng du, các cácbua hyrô cao phân t b nhit phân
thành nhng nguyên tĂn gin cácbon và hyrô. Du madút cha nhiu mêtan và khi thiên nhiên
nên phi nhit trên 600
o
C, các cácbua hyrô mi phân hu.
c. Giai đon cháy
Khi các thành phn hi du d bén la t n nhit bén cháy, giai on cháy bt u din ra. Du
t ni hi thng có 15¸20% thành phn nh, nên nhit 150¸200
o
C (nhit bén cháy ca
thành phn nh) ã xut hin ngn la n inh, tc là giai on cháy ã bt u.
Tc phn ng cháy nhanh hn nhiu so vi tc chun b cháy (nung nóng, bc hi, phân gii
hp cht cao phân t), thi gian tin hành phn ng cháy hóa hc ch chim khong 1% tng thi
gian cháy. Tng thi gian cháy ht sng du thng là 0,1¸0,15 giây.
Trên thc t, c ba giai on ca quá trình cháy hu nh din ra ng thi.
2. Các yu tănh hng đn quá trình cháy trong ni hi
Giai on nung nóng, bc hi còn c gi là giai on chun b cháy. Thi gian chun b cháy ch
ấu ph thuc vào các yu t sau:
1. Loi du t. Du t có ít cht bc, hàm lng tro, m cao, nng ca thành phn cháy
c không cao s kéo dài thi gian chun b cháy. Ngc li, vi du t có nhiu cht bc,
ít tro, m, nng ca thành phn cháy c cao, thi gian chun b cháy s ngn hn. Du
DO có tc cháy rt nhanh vì trong giai on chun b cháy, du lng c bin hoàn toàn
thành khí cháy.
2. Kiu bung t, kt cu súng phun và tình trng k thut ca thit bĂt du.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
HNG DN ÔN TP
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam 23
3. Kích thc ht du c phun vào bung t. Kích thc ht du càng bé, kh nng tip xúc
vi khí nóng trong trong bung t càng cao, do ó thi gian chun b cháy s ngn hn.
4. Nhit và áp sut bung t. Nhit và áp sut trong bung t càng cao, nhit bén
cháy ca du càng thp, thi gian chun b cháy càng ngn.
5. Nhit , áp sut và mt ca không khí cp vào. Không khí cp vào có nhit , áp sut và
mt cao s làm cho ht du nhanh chóng c sy khô và nung nóng, làm tng nhit
bình quân ca bung t.
6. V trí tng i gia du ang cháy vi du mi cp vào.
7. Tc tng i gia du t vi không khí. Khi tc này nhanh và hn hp lu ng kiu
xoáy lc, không khí s hòa trn vi du tt hn, giúp cho quá trình khuch tán không khí ti
các ht du nhanh chóng và rút ngn thi gian chun b cháy.
8. H s không khí tha . H s không khí tha tt nht là vào khong 1,05÷1,25. Vi ni hi
c, có th chn lên n 1,5 Ăm bo du t c hoà trn ht vi không khí.
9. Tc phn ng cháy hóa hc. Tc này ph thuc vào áp sut và nhit tuyt i. Áp
sut hay nhit tuyt i càng cao thì nng các cht tham gia phn ng càng tng, do
ó tc phn ng cháy hoá hc càng nhanh và quá trình cháy din ra nhanh hn.
Câu 13.Th nào là cháy hoàn toàn, cháy không hoàn toàn, h s không khí tha , hin tng
n mòn im sng và hin tng mc r vanai?
1. Cháy hoàn toàn và không hoàn toàn
Cháy hoàn toàn ngha là các sn phm cháy (H
2
O, CO
2
, SO
2
, N
2
, O
2
) khi ra khi bung t (nhit t
800¸1200
o
C) không th hòa hp vi ôxy mà tip tc cháy na, nói cách khác các thành phn cháy
c ã cháy ht và ta nhit ra ht trong bung t.
Ngc li, khi cung cp không không khí, không khí không c trn u vi du t, cung cp
quá nhiu không khí làm cho nhit bung t thp, hoc dung tích bung t quá hp thì quá
trình cháy s din ra không hoàn toàn. Trong khói lò ngoài H
2
O, N
2
, O
2
ra còn có các khí cháy cha kp
cháy nh CO, H
2
, CH
4
, C
m
H
n
, ng thi trên b mt hp nhit còn có mui (mui là cácbon thun tuý và
hyrô, hyrô cháy ht còn li cácbon dng mui). Do ó, mi quá trình cháy thc t trong ni hi
u là cháy không hoàn toàn.
Ngn la t du c cung cp không khí vào vi s lng va phi s có màu vàng nht, có th l
m nhìn thy vách sau ca bung t. Nu thiu không khí ngn la s có màu vàng, thiu nhiu
không khi s có màu da cam, rt thiu không khí s có màu . Nu cung cp quá nhiu không khí, có
th nhìn thy rõ vách sau ca bung t qua ngn la.
Trong trng hp khí cháy cha cháy ht ã i lên tip xúc vi thành vách bung t, các b mt trao
nhit có nhit cao, nó s tip tc cháy (hin tng cháy mun, hay còn gi là cháy rt) và có th
to mui bn, gây h hng bung t cng nh các mt hp nhit.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Ni hi – Tua bin hi tàu thy
HNG DN ÔN TP
24 Khoa Máy tàu bin – Trng i hc Hàng hi Vit Nam
2. ả s không khí tha
Trên thc t, không thĂm bo trn u không khí vi du t và cung cp lng không khí thích
hp cho mi giai on cháy cng nh mi vùng ca bung t. Vì vy, Ăm bo cháy hoàn toàn,
so vi phng trình phn ng cháy cn cung cp tha không khí, tc là lng không khí thc t cp
vào bung t phi ln hn lng không khí lý thuyt tính theo các phng trình phn ng cháy.
Vic cung cp tha không khí c c trng bi h s không khí tha, khí hiu , là t s gia lng
không khí thc t cp vào bung t Ăt cháy ht 1kg nhiên liu và lng không khí lý thuyt tính
theo phn ng cháy Ăt cháy ht 1kg nhiên liu ó.
3. Hin tng n mòn đim sng và mc r vanađi
a. n mòn đim sng
Lu hunh khi cháy s sinh ra SO
3
, SO
3
s kt hp vi H
2
O to thành axít H
2
SO
4
. Khi nhit khói lò nh
hn nhit Ăim sng thì hi H
2
SO
4
và hi H
2
O s ngng ng lên các mt hp nhit và làm mc r
các b mt y. Hin tng n mòn này xy ra khi nhit gim n 120
o
C¸130
o
C.
C ch: S + O
2
s SO
2
2SO
2
+ O
2
s 2SO
3
SO
3
+ H
2
O s H
2
SO
4
H
2
SO
4
+ Fe s FeSO
4
+ H
2
r
3H
2
SO
4
+ Fe
2
O
3
s Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
O
3H
2
O + Fe
2
O
3
s 2Fe(OH)
3
Do ó, hn ch hin tng n mòn im sng, cn duy trì nhit khói lò cao hn nhit Ăim
sng áp sut tng ng.
b. Mc g vanađi
Vanai cháy sinh ra penta ôxít vanai (V
2
O
5
) có nhit nóng chy tng i thp, khong 675
o
C
nhng còn có th gim n 550¸580
o
C nu cng có Na
2
SO
4
và K
2
SO
4
Ăc to thành bi s kt hp
gia K
2
O, Na
2
O vi SO
3
khi cháy lu hunh. nhit nóng chy, V
2
O
5
bám trên các b mt kim loi s
làm mc g các b mt y.
C ch: V + O
2
V
2
O
3
Trên 450
o
C: V
2
O
3
+ O
2
V
2
O
5
550¸675
o
C: 3V
2
O
5
+ 4Fe 2Fe
2
O
3
+ 3V
2
O
3
V
2
O
3
li hp th khí lò tr thành V
2
O
5
, quá trình mc r c th tip din.
Thí nghim cho thy, V
2
O
5
bám lên b mt có nhit trên 550
o
C trong 2000 gi có thĂn mòn b
mt y sâu khong 1mm.
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m
Click here to buy
A
B
B
Y
Y
P
D
F
T
r
a
n
s
f
o
r
m
e
r
2
.
0
w
w
w
.
A
B
B
Y
Y
.
c
o
m