Bài giảng hệ thống tự động tàu thủy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
BỘ MÔN: ĐIỆN TÀU THỦY

BÀI GIẢNG

HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÀU THUỶ II

TP. HCM , T12 / 2013
1


YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG CHI TIẾT
Tên học phần : HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TÀU THUỶ II
Bộ môn phụ trách giảng dạy: Điện tàu thủy
Khoa phụ trách: Khoa Điện - ĐTVT
Mã học phần: 031004
Tổng số tín chỉ : 2
TS tiết
Lý thuyết
Thực hành, NK Tự học
Bài tập lớn
Đồ án môn học
38
38
Môn học trước:
Sinh viên cần phải học qua môn cơ sở chuyên ngành LTM, Máy điện, CS truyền động điện,
Mô hình hóa TBĐ, PLC và mạng TTCN, KTS và ĐKLG
Mục tiêu của học phần:
Cung cấp cho sinh viên các kiến thức về hệ thống tự động điện trong điều khiển các đối
tượng khác nhau trên tàu thuỷ. Nắm được các thuật toán điều khiển từ đó phân tích nguyên lý cũng

như khai thác các hệ thống tự động hiện đang được trang bị phổ biến trên tàu thuỷ.
Nội dung chủ yếu:
HTTĐ II. Nghiên cứu các hệ thống
Chương 6. Hệ thống điều khiển chân vịt biến bước.
Chương 7. Hệ thống tự động điều khiển nồi hơi tàu thủy.
Chương 8. Hệ thống điều khiển tự động máy lạnh và điều hòa không khí tàu thủy.
Chương 9. Hệ thống tự động kiểm tra giám sát và bảo vệ trên tàu thủy.
Chương 10: CÁc hệ thống thông tin liên lạc tàu thủy.
Nội dung chi tiết:
Tên chương mục

Chương 6. Hệ thống điều khiển chân vịt biến bước
6.1. Khái niệm, vai trò, chức năng, nhiệm vụ cơ bản

TS
7.5

Phân phối số tiết
LT
BT
TH
5
2.5
0.5

5.2. Phân loại, ưu nhược điểm.

0.5

6.3. Các thuật toán điều khiển cơ bản.

1

6.4. Sơ đồ điều khiển CPP chính hãng ULSTEIN (tàu Vũng
tàu 01, An Bang, An Phong): Giới thiệu phần tử, các chức
năng, hoạt động hệ thống.

2

6.5. Sơ đồ điều khiển CPP mạn, mũi hãng ULSTEIN (
MAR-EL- tàu Hải Sơn, Vũng tàu 01): Giới thiệu phần tử,
các chức năng, hoạt động hệ thống.
6.6. Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng
trên tàu thủy.
Chương 7. Hệ thống tự động điều khiển nồi hơi tàu thuỷ
7.1. Khái niệm, vai trò, chức năng, nhiệm vụ cơ bản.

2

1
2.5
9

6
1

3

KT

7.2. Các thuật toán điều khiển cơ bản và phương pháp thực
hiện thường gặp.

3

- Thuật toán hâm sấy dầu đốt.
- Thuật toán tự động duy trì mức nước trong nồi hơi.
- Thuật toán điều khiển quá trình đốt tự động.
- Thuật toán tự động duy trì áp lực hơi.
- Thuật toán kiểm tra, báo động và bảo vệ.
7.3. Giới thiệu sơ đồ điều khiển nồi hơi hãng Muira, Z-Boiler
và Sunflame Nhật Bản, Aalborg Norway.

2

7.4. Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng
trên tàu thủy
Chương 8: Hệ thống điều khiển tự động máy lạnh và
điều hoà không khí tàu thuỷ

3
6.5

8.1. Khái niệm, vai trò, chức năng, cấu trúc chung.

4.5
0.5

8.2. Thuật toán các quá trình tự động hóa trong hệ thống

lạnh.

2

8.3. Hệ thống điều hoà không khí toàn tàu: Khái niệm, các sơ
đồ tuần hoàn không khí.

1

8.4. Giới thiệu sơ đồ hệ thống lạnh và điều hoà không khí
trên tàu thuỷ.
8.5. Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng
trên tàu thủy
Chương 9. Hệ thống tự động kiểm tra giám sát và bảo vệ
trên tàu thuỷ

1
2
6.5

4

9.1. Khái niệm, vai trò, chức năng, nhiệm vụ cơ bản.

1

9.2. Các thuật toán đo lường, kiểm tra , báo động và bảo vệ.

2

9.3. Giới thiệu sơ đồ hệ thống báo động kiểm tra UMS213.
9.4. Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng
trên tàu thủy
Chương 10. Các hệ thống thông tin liên lạc tàu thuỷ
10.1. Khái niệm chung
10.2. Hệ thống tay chuông truyền lênh tàu thuỷ
10.3. Hệ thống báo cháy tàu thủy
10.4. Hệ thống điện thoại trên tàu thuỷ

1

3

2

2.5

2.5
6.5

4.5
0.5
1
1
1

2


10.5. Hệ thống đèn hành trình và tín hiệu hàng hải trên tàu

thuỷ
10.6. Bài tập lớn: Phân tích một hệ thống điển hình sử dụng
trên tàu thủy

1

Giáo trình và tài liệu tham khảo
1. Nguyên lý tự động điều chỉnh – Phạm Hồng Sơn - ĐHHH 1989
2. Hệ thống tự động tàu thủy – Ts. Đồng Văn Hướng – NXB GTVT 2013
3. Điện tàu thủy – Ts. Nguyễn Hữu Khương – ĐH GTVT TPHCM
4. Kỹ thuật điện tàu thủy – Ts. Trần Hoài An – NXB ĐHQG TPHCM
-

Thi vấn đáp chuẩn bị bài 45 phút

-

Thang điểm: 10

-

Điểm đánh giá học phần: 30% (QT) + 70% (KT)

Ngày phê duyệt: T12/2013
Trưởng bộ môn: Th.S Đào Học Hải
Ký duyệt:

4

2

CHƯƠNG 6: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÂN VỊT BIẾN BƯỚC
6.1. Khái niệm - vai trò, chức năng nhiệm vụ cơ bản
Chân vịt biến bước là hệ thống chân vịt mà độ nghiêng (góc nghiêng) của cánh chân vịt so với
trục có thể thay đổi được, hay còn gọi là bước chân vịt có thể thay đổi được ( Changeable Pitch
Propeller- CPP).
Ngày nay chân vịt biến bước được sử dụng rộng rãi trên tàu thuỷ, vì thay đổi bước chân vịt ta
có thể tận dụng hết công suất của động cơ diesel ở mọi chế độ, từ chế độ điều động đến chế độ
hành trình hết tốc độ. Mặt khác sử dụng chân vịt biến bước cho phép sử dụng động cơ diesel
không đảo chiều quay, nên hệ thống ít phức tạp hơn, đồng thời cho phép sử dụng máy phát đồng
trục khi sử dụng chế độ tốc độ quay máy = const. Để khai thác hiệu quả, tiết kiệm nhiên liệu máy
thì còn dùng chế độ Var RPM, khi bước chân vịt mở càng rộng thì tốc độ máy càng cao, kết hợp
điều khiển bước và tốc độ máy trên cùng một tay điều khiển.
Trên các tàu dịch vụ, công trình đòi hỏi khả năng quay trở lớn thì hệ thống được dùng rất phổ
biến.
6.2. Phân loại, ưu nhược điểm
a. Dựa theo nguyên tắc truyền động tạo lực đẩy quay cánh chân vịt người ta chia hệ thống
thành các loại sau:

5


+ Loại truyền động điện thuỷ lực: Năng lượng sử dụng là dầu thủy lực có áp suất cao, quay
nhờ trục chân vịt hoặc động cơ độc lập. Truyền động thay đổi bước thường dùng piston và xilanh.
Nếu dùng truyền động thủy lực bằng cách tự lai thì khi trục chân vịt không quay thì ta không thể
thay đổi bước chân vịt được, do vậy mà hệ thống thường có bơm điện thủy lực dự phòng. Loại
truyền động này có thể chia ra 3 loại:
Động cơ servo trong moayơ trục.
Động cơ servo ở trục chân vịt.

Động cơ servo ngoài trục chân vịt.
Cơ cấu thay đổi bước chân vịt có thể được bố trí ở trong mayơ chân vịt, ở trong trục chân vịt,
hoặc ở ngoài trục chân vịt
+ Loại truyền động điện cơ: Cơ cấu truyền động này có thể lắp ở bên trong trục chân vịt
+ Loại truyền động cơ khí từ trục chân vịt: Truyền động thuỷ lực sử dụng năng lượng chất lỏng
có áp lực lớn nhờ bơm do trục chân vịt hay động cơ diesel lai. Truyền động thuỷ lực thay đổi bước
chân vịt chủ yếu dùng xi lanh và piston. Nếu truyền động thuỷ lực bằng cách chiết công suất từ
trục chân vịt thì khi chân vịt không quay ta không thể quay cánh chân vịt được. Vậy ta cần có bơm
điện thuỷ lực dự phòng.
Truyền động điện cơ gồm có động cơ điện và hộp số. Động cơ điện có thể lắp ở bên trong hay
ở ngoài trục chân vịt. Hệ thống này phức tạp khi chế tạo,chỉnh định, độ tin cậy khai thác kém. Bởi

6


vậy chủ yếu dùng truyền động điện thuỷ lực. Truyền động thuỷ lực có cấu tạo đơn giản, có tính
mềm trong điều khiển. Nhưng có những nhược điểm sau: hầu hết truyền động thuỷ lực không tự
hãm, luôn luôn phải có thường trực một lượng dầu với áp lực lớn. Như vậy trong cấu tạo đòi hỏi
phải có chốt giữ bước chân vịt khi áp lực dầu giảm. Tốc độ quay cánh chân vịt giảm khi dòng dầu
rò lớn
Truyền động cơ khí quay cánh chân vịt bằng chiết công suất từ trục chân vịt gồm có hộp số
quay cùng trục chân vịt vàđược khớp với bánh răng có cơ cấu điều chỉnh bước nhờ khớp nối.
Tuyền động này phức tạp, kích thước cồng kềnh và không thể quay cánh chân vịt khi trục chân vịt
không quay.
b. Dựa theo chức năng chân vịt.
- Chân vịt chính: Lai bằng động cơ chính, làm việc dài hạn khi tàu hành trình.
- Chân vịt điều động: “Tunel Thruster” Chân vịt mạn (Stern Thruster), chân vịt mũi (Bow
Thruster) thường được lai bởi các động cơ điện, hoặc diesel riêng. Các chân vịt này chỉ dùng trong
các chế độ điều động, làm việc ngắn hạn.
c. Dựa theo nguyên tắc làm việc của bánh lái.

- Chân vịt đạo lưu: Đạo lưu tạo hướng đẩy của chân vịt quay được 360o (Azimuth Thruster).
- Chân vịt không đạo lưu: hướng vành đạo lưu cố định, điều khiển hướng đẩy dùng bánh lái.
6.3. Các thuật toán điều khiển cơ bản
a/ Cấu tạo
Hệ thống gồm các thiết bị sau:
- Chân vịt: Là loại bước có thể thay đổi được (CPP).
- Trục chân vịt và hệ thống truyền động, thường là dùng hệ piston và xilanh.
- Hộp số và ly hợp: Dùng để đóng ngắt ly hợp, giảm tốc độ cho trục chân vịt. Đồng thời lai
máy phát đồng trục, hoặc bơm cứu hỏa.
- Động cơ truyền động.
- Hệ thống điều khiển, có ba dạng:
i. Điều khiển cơ khí:
Cơ cấu điều khiển khá đơn giản, khoảng cách điều khiển ngắn thường nhỏ hơn 15m. Độ chính
xác không cao, tin cậy thấp, ngày nay ít sử dụng.
ii. Điều khiển khí:

7


Hệ thống điều khiển dùng các phần tử khí như xi lanh, piston, tay điều khiển là các van gió, gió
điều khiển được trích từ hệ thống khí toàn tàu. Hệ thống có ưu điểm đơn giản, hoạt động tin cậy,
tuy nhiên các chức năng bảo vệ quá tải, giảm bước và tự động không cao.
iii. Điện – thủy lực:
Thực hiện bởi các phần tử thuỷ lực, điều khiển dùng hệ thống điện- điện tử do vậy có ưu điểm
tin cậy, chức năng và thuật toán điều khiển phức tạp hơn. Thuận tiện trên các tàu hiện đại, dễ dàng
thực hiện tự động hóa toàn tàu.
b/ Các chức năng điều khiển cơ bản
1. Đóng mở ly hợp:
Điều khiển đóng mở ly hợp, thực hiện qua mạch thủy lực hoặc khí, thực hiện đóng mở qua các
van điện từ, phải chú ý đến tốc độ quay của máy khi vào ra ly hợp.

2. Điều khiển bước:
Hệ thống điều khiển thay đổi bước chân vịt được xây dựng theo nguyên lý hệ thống lặp. Tín
hiệu vào của hệ thống là góc của tay điều khiển bước chân vịt so với vị trí 0. Tín hiệu này được so
sánh với tín hiệu tỷ lệ với bước chân vịt thực do phần tử phản hồi đo được. Kết quả nhận được, tạo
tín hiệu đưa tới bộ khuếch đại,biến đổi trung gian, phần tử thực hiện để thay đổi bước chân vịt. Khi
bước chân vịt đạt đúng bằng giá trị cho trước thì hệ thống ngừng hoạt động
3. Điều chỉnh tốc độ động cơ:
i.Tốc độ không đổi n=const. Chế độ này làm việc khi sử dụng các máy phát đồng trục, nhằm
đảm bảo tần số và điện áp phát ra của máy phát cung cấp cho các phụ tải như các chân vịt điều
động (mạn, mũi) hoặc các tải lớn như bơm bùn, ximăng,….
ii. Tốc độ thay đổi theo bước chân vịt.
Hệ thống Diesel lai chân vịt biến bước có tính chất đặc thù, ứng với mỗi tốc độ con tàu [trừ
tốc độ cực đại] sẽ có những sự phối hợp khác nhau giữa tốc độ quay và bước chân vịt. Có những
trường hợp gây quá tải diesel quá tải về mômen hay là tăng tiêu hao nhiên liệu. Trong quá trình
khai thác hệ thống chân vịt biến bước chỉ số hết sức quan trọng là lượng tiêu hao nhiên liệu ít nhất
với tốc độ cho trước của con tàu và điều kiện bảo vệ diesel không bị quá tải. Nếu ta biết được sự
phụ thuộc giữa mômen cản với tốc độ quay của trục động cơ ta sẽ sử dụng hệ thống điều khiển kết
hợp diesel và chân vịt biến bước. Hệ thống đó cho phép diesel vận hành ở chế độ gần tối ưu, và
bảo vệ khỏi quá tải. Đo trực tiếp mômen xoắn trên trục động cơ rất khó, nên ta có thể xác định nó

8


thông qua công suất và tốc độ quay của động cơ, gía trị công suất tỷ lệ với vị trí thanh răng nhiên
liệu có tính đến hiệu suất của động cơ.
4. Báo động và bảo vệ:
- Báo động khi có các thông số vượt quá giới hạn cho phép như áp lực, nhiệt độ dầu bôi trơn,
làm mát,….cho diesel máy chính.
- Tự động giảm bước khi bị quá tải.
6.4. Hệ thống điều khiển chân vịt biến bước chính của hãng ULSTEIN.

1. Giới thiệu phần tử.
- E48: Bơm thủy lực, có hai bơm, một bơm được lai với máy chính, một bơm được lai bằng
động cơ điện độc lập.
- G9: van một chiều.
- H14: Cụm van 3 ngả và phin lọc.
- H: Cụm van giảm áp và an toàn gồm H3, H5,H6 tạo các áp lực khác nhau.
- P: Đồng hồ đo áp lực,
- PA1 : Cảm biến áp lực đóng mở ly hợp.
- PA2 : Cảm biến áp lực chính hệ thống.
- PC1 : Cảm biến áp lực thấp, tự động chạy bơm.
- PC2 : Cảm biến áp lực đóng mở ly hợp.
- PA3: áp suất thấp
- PI: Chỉ báo áp suất ( từ xa) đo bằng tín hiệu điện.
- G51,G53: Cảm biến nhiệt độ.
- E63: xilanh ra vào ly hợp.
- E, F: Bệ đỡ.
- Servo motor và các van điện từ.
- E82: Van điện từ điều khiển đóng mở ly hợp.
- L: cụm van điều khiển. L8: Điều khiển ở chế độ lặp (bình thường) là loại van tuyến tính
(động cơ moment), L5; Điều khiển ở chế độ sự cố. L16: Các van tay.
- L14: Cụm phin lọc, cảm biến báo phin lọc tắc ( chênh lệch áp lực) và van một chiều.
- D44: Van trượt phân phối – điều chỉnh bước.
2. Thuyết minh nguyên lý hoạt động

9


Hệ thống thủy lực có hai mạch:
Áp lực dầu bôi trơn ly hợp và hộp số: Được tạo ra bời bơm thủy lực do động cơ chính quay,
khi động cơ hoạt động thì thì có áp lực ngay. Khi áp lực dầu giảm thấp, PC1 đóng, làm động cơ lai

bơm dự phòng hoạt động, cấp dầu áp lực cho mạch thủy lực chính.
a. Sơ đồ mạch điều khiển thủy lực. Bản vẽ P51163 – ULSTEIN PROPELLER NORWAY.
1. Đóng mở ly hợp:
- Đóng ly hợp: Dầu có áp lực cao qua van ba ngả, phin lọc H14, qua van giảm áp H3, đến cử a
P của van E82. Cửa T van E82 được nối với két dầu hồi.
Khi cuộn dây của van A có điện, P thông A, B thông với T, dầu vào buồng ép ly hợp E63, E18
đẩy ly hợp vào trạng thái đóng, dầu hồi qua cửa B, T về két.
- Mở ly hợp: Van B có điện, dầu thông từ P qua B, A thông với T, dầu thủy lực từ buồng ép ly
hợp E18, E63 hồi về két, ly hợp mở.
2. Mạch điều khiển bước:
Dầu thủy lực có áp lực cao đi qua van giảm áp H3, qua cụm phin lọc và van một chiều L14,
đưa đến đợi sẵn tại cửa P của van điều khiển lặp L8 và van L5-điều khiển sự cố. Đường dầu hồi T
được nối về két dầu hồi.
a. Làm việc bình thường:
- Hệ thống thường dùng mạch lặp dùng chiết áp: Tay điều khiển thường được gắn với một
chiết áp, trục của xilanh thủy lực tác động đến động cơ servo lai chiết áp phản hồi.
Khi tay điều khiển tại vị trí xác lập, bước trùng với vị trí tay điều khiển thì tín hiệu độ lệch tạo
ra bởi cặp chiết áp bằng 0, qua mạch khuyếch đại làm hai cuộn van L8 có dòng điện bằng nhau
chạy qua, dầu đi từ P-T về két, xilanh thủy lực dịch tay điều khiển van 44 đứng yên tại một vị trí,
đường dầu áp lực qua van D44 qua đường dầu hồi, qua sinh hàn G27 về két.
- Khi đưa tay điều khiển đi sang một vị trí khác, có tín hiệu độ lệch, hai cuộn van L8 có dòng
điện khác nhau, dầu áp lực qua cuộn van, đi vào xilanh thủy lực làm piston dịch, đồng thời làm
quay chiết áp, khi vị trí hai chiết áp trùng nhau, piston dừng ( Mạch lặp điện). Đồng thời khi piston
dịch chuyển, tác động lên cụm van trượt D44, đường dầu thủy lực làm quay động cơ servo, làm
bước chân vịt thay đổi. Khi bước thay đổi làm cho cần con trượt nối với thanh điều khiển van trượt
dịch chuyển, làm cho tâm van trượt dịch chuyển, trở lại vị trí ban đầu, đóng đường dầu vào servo
motor, bước chân vịt dừng tại một ví trí mới ( Lặp thủy lực).

10

b. Làm việc sự cố: Hệ thống điều khiển thông qua van điện từ L5. Khi ấn nút điều khiển một
trong hai cuộn van của L5 có điện, đường dầu tác động đến xilanh thủy lực, làm thanh nối van
trượt D44 dịch chuyển, bước chân vịt thay đổi. Theo dõi bước chân vịt trên đồng hồ chỉ báo,khi
muốn dừng thì ngắt điện không cấp cho cuộn van, bước chân vịt sẽ dừng.
b. Bộ điều khiển điện – điện tử.
- Bản vẽ P51010, P51011: Bản vẽ giới thiệu sơ đồ nối dây của các Card vỉ điện tử cho máy
chính phải và trái, Trong đó:
Card No1, 2,3 : WIMH 2U2, 2A2, 2B2:

Card chỉnh định.

Card No4:

WIMH 1:

Card khuếch đại.

Card No5:

WIMH 2BC:

Card chỉnh định

Card No6:

WIMH 4:

Card chuyển vị trí điều khiển buồng lái, buồng

WIMH 51:

Card chuyển vị trí điều khiển ở buồng lái giữa

điều khiển .
Card No7:

bàn trước ( Master) và bàn sau ( Slave).
Card No8:

WIMH 6A:

Card tốc độ.

Card No9:

WIMH 72:

Card quá tải.

Card No10:

WIMH 82:

Card giao tiếp cho bảo vệ quá tải.

Rơle d2:
Rơle d3:

Rơle bước chân vịt bằng 0.

Rơle d4:

Rơle chuyển vị trí buồng lái – buồng điều khiển.

Rơle d5:

Rơle vào ly hợp.

Rơle d6:

Rơle ra ly hợp.

D1,D2: Đèn Led báo nguồn điều khiển +/-.
- Bản vẽ P 51009: Sơ đồ nối dây cho hệ máy phải L1S ( máy trái tương tự L1P).
dp1, dp2:

Rơle báo nguồn 220VAC, No1 và No2.

dp4:

Rơle báo nguồn 24VDC.

dp3:

Rơle cho nguồn dự trữ sẵn sàng.

ds:

Rơle báo động hỏng chiết áp feedback.

- Bản vẽ P51020: Bản vẽ panel điều khiển trên buồng lái, bàn phía trước.
Gồm các đèn báo, nút nhấn, đồng hồ chỉ báo bước, chiết áp tay điều khiển, còi con ve báo
động, chiết áp chỉnh độ sáng tối của các đèn.

11


h: Đèn chiếu sáng phía dưới bảng điều khiển.
h1: Báo điều khiển sự cố.
H,b2;h-b3: Điều khiển sự cố tiến, lùi.
H4: Điều khiển tại buồng máy.
H5: báo chuyển trạm điều khiển.
H6: Điều khiển tại buồng lái.
H7: Trạm đang điều khiển ( In command).
H8: Vào ly hợp.
H9: Ra ly hợp.
B5: Thử đèn.
H10: Đèn báo quá tải.
H12: Đèn báo lỗi hệ thống.
B1: Nút ấn chọn chế độ điều khiển emergency.
B4: Công tắc chọn trạm điều khiển.
R1,r2: Chiết áp chỉnh sáng tối.
I1: Đồng hồ chỉ báo bước.
Z1,z2: Chuông báo lỗi.
R1AB: Chiết áp gắn với tay điều khiển.
- Bản vẽ P51017: Bản vẽ panel điều khiển trên buồng lái, bàn phía sau.
Tương tự như bàn điều khiển phía trước
- Bản vẽ P51021: Bản vẽ panel điều khiển tại buồng điều khiển.
- Bản vẽ P51016: Bản vẽ mạch điều khiển servo.

Các chiết áp gắn với tay điều khiển: R1A, R2A điều khiển trên buồng lái, bàn trước và
sau, R3 điều khiển tại buồng điều khiển máy. Qua card C7- chọn vị trí điều khiển tại bàn trước, sau
trên buồng lái, card c6- chọn vị trí điều khiển buồng lái – buồng máy, đưa đến vỉ c10 – vỉ giao tiếp
bảo vệ quá tải. Tín hiệu điều khiển đưa đến vỉ khuyếch đại C4, so sánh với tín hiệu phản hồi,
khuyềch đại và đưa ra điều khiển van điền từ. Van điện từ tác động làm bước dịch chuyển, quay vị
trí biến trở phản hồi, khi hai vị trí trùng nhau thì bước chân vịt dừng lại.
Khi chiết áp phản hồi dịch chuyển, có dòng điện chênh lệch chạy qua đồng hồ i1, i2, i3
Chỉ báo bước theo hai chiều tiến, lùi.
c. Báo động và bảo vệ.

12


6.5. Hệ thống điều khiển chân vịt điều động biến bước của hãng ULSTEIN.
1. Giới thiệu phần tử.
- Bản vẽ thủy lực số:
- Bản vẽ bố trí panel điều khiển chính – PE 20144.
- Bản vẽ panel điều khiển chính – trạm điều khiển trước PE 51210 –A và PE 51211-A.
P3 Order potmeter: Chiết áp gắn với tay điều khiển.
T1 Pitch Ind: Đồng hồ chỉ báo bước chân vịt
D1-d9: Rơle trung gian.
B1-b7: Các nút nhấn điều khiển
H1-h10: Các đèn báo hiệu.
- Bản vẽ nối dây hệ thống PE 51212-A:
Sơ đồ nối dây từ bảng điều khiển chính trên buồng lái, bảng khởi động servo motor và khởi
động động cơ chính.
Các cảm biến, hộp nôi dây trung gian, trụ nối dây của hệ thống.
Van điện từ 1A-2A, 1B-2B kiểu On-Off.
Chiết áp phản hối có 3 tầng, 1 tầng cho chỉ báo, 1 tầng cho phản hồi, 1 tầng báo lỗi chiết áp
hỏng.

- Bản vẽ nguyên lý hệ thống điều khiển servo bước chân vịt PE 50489 và PE 50818.
Chiết áp gắn với tay điều khiển P003, được nối với nguồn +/- 15VDC qua vhiết áp P001 và
P002 chỉnh giới hạn max, min theo hai chiều điều khiển.
Card 10: TMC 30012: card nối dâytừ panel chính.
Card 17 TDT 30014: Card phân phối gồm rơle trung gian và hai rơle điều khiển cấp điện
cho van điện từ điều khiển dịch bước chân vịt.
Card 3 PTP 40010: card điều khiển bước.
Card 4 MEA 403: Tạo xung điều khiển.
Card 15 TMC 30012: Card nối dây cho các thiết bị bên ngoài.
Chiết áp phản hồi P501 (11-12-13: 1 trong 3 tầng của chiết áp phản hồi) gắn với cần của
piston servo dịch bước.
- Bản vẽ hệ chỉ báo bước chân vịt PE 50850.

13


Tầng 2 của chiết áp phản hồi P501 cấp nguồn 24 VDC, con chạy nối qua đồng hồ chỉ báo
bước I001, qua vỉ card 3, chiết áp P11, P12 chỉnh chỉ báo max của hai phía trái, phải. Chiết áp P10
chỉnh chỉ báo khi bước ở 0.
- Bản vẽ mạch báo động các thông số chân vịt PE 50829-A.
Rơle RE1: Báo hệ thống lỗi( chiết áp phản hồi hỏng).
RE8: Báo nguồn điều khiển sự cố 24 VDC lỗi.
RE9: Báo nguồn chính 24 VDC lỗi.
RE10: Báo nguồn +/- 15 VDC lỗi.
RE11: Báo nguồn 5 VDC lỗi.
Các tiếp điểm rơle RE8, RE1, RE9- RE10-RE11 được đưa đến bảng báo động phụ bên
ngoài.
- Bản vẽ mạch điều khiển ở chế độ sự cố PE 50851.
Khi mạch điều khiển bị sự cố không hoạt động được, ta có thể điều khiển ở chế độ sự cố.
Việc điều khiển thông qua nút ấn PORT, STBD.

RE4, RE5: rơle điều khiển bước chân vịt trái, phải.
B004,b003: Nút ấn điều khiển khi sự cố.
2. Thuyết minh nguyên lý hoạt động.
a. Sơ đồ mạch thủy lực.
b. Sơ đồ mạch điều khiển.
- Điều khiển chế độ lặp bước.
Cấp nguồn hệ thống, PE 51210, nhấn nút b1
Dịch tay điều khiển sang trái hoặc phải, chiết áp gắn với tay điều khiển P002 được cấp
nguồn đối xứng +/- 15VDC, điểm 0 chiết áp nối với nguồn 0 VDC, tín hiệu ra giữa con chạy( tay
điều khiển) và điểm 0 đưa qua card 10, 17, card số 3 PTP 40010 là card điều khiển bước gồm
chuyển trạm điều khiển, hệ số khuyếch đại, giới hạn điều khiển bước sau đó qua card số 4- MEA
403, tạo trễ, so sánh với tín hiệu phản hồi từ chiết áp P501, tín hiệu độ lệch được khuyếch đại , qua
bộ điều chế độ rộng xung, qua mạch logic và khuyếch đại thục hiện tác động đến van điện từ. Van
điện từ tác động điều khiển làm piston servo điều khiển làm thay đổi bước chân vịt , khi piston
dịch, con chạy chiết áp phản hồi thay đổi, tín hiệu độ lệch giảm xuống, khi vị trí tay điều khiển và
bước chân vịt trùng nhau thì van điện từ mất điện, bước dừng cố định tại một vị trí. Đồng thời con
chạy tầng 2 chiết áp phản hồi thay đổi, đồng hồ chỉ báo bước hoạt động chỉ báo bước chân vịt.

14


c. Báo động và bảo vệ.
6.6. Bài tập: Phân tích một hệ thống điển hình dùng trên tàu thủy.

15


CHƯƠNG 7. HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI TÀU THUỶ
7.1. Khái niệm – vai trò, chức năng
7.1.1 Đặc điểm, nhiệm vụ:

Trên tàu thuỷ thường trang bị các loại nồi hơi sau:
- Nồi hơi chính: Sử dụng trên các tàu máy hơi nước- phục vụ máy chính
- Nồi hơi phụ: Tàu chạy máy Diesel, phục vụ máy chính và các chức năng khác
- Nồi hơi khí thải (nồi hơi kinh tế): Là loại nồi hơi tận dụng nhiệt lượng khí thải của Diesel
chính để hâm nóng nước phục vụ chủ yếu cho máy chính, ngoài ra dùng hơi để sử dụng cho
các hệ thống phụ khác. Nó sử dụng khi tàu chạy biển
Nồi hơi phụ và nồi hơi kinh kế thường kết hợp với nhau dùng để:
- Cung cấp hơi nước có áp suất từ (4÷8)kg/cm2 cho các hệ thống sấy: sấy máy, sấy dầu chạy
máy chính, nước sinh hoạt, sưởi ấm cho các phòng ở…
- Đối với máy chính : Trước khi chạy khi chưa có đủ nhiệt lượng khí xả thì dùng nồi hơi phụ
để nhanh chóng cung cấp hơi và nước nóng cho hệ thống sấy và vận chuyển dầu đốt. Khi
máy chính đã có nhiệt lượng khí xả thì đưa nồi hơi kinh tế đi vào hoạt động cũng thực hiện
mục đích trên
- Đối với các máy phụ: Cung cấp hơi nóng để chạy máy phụ như tua bin hơi (đối với tàu dầu
thường dùng máy phụ trên boong chạy bơm kiểu hơi nước để đề phòng cháy nổ)
- Dùng trong hệ thống sinh hoạt như tắm giặt, sưởi ấm…
Đối với các tàu lớn hiện nay thường sử dụng kết hợp giữa nồi hơi phụ và nồi hơi kinh tế vì
nó rất thuận tiện. Nó có thể hoạt động ở mọi chế độ của tàu: Khi tàu đỗ và chuẩn bị điều động thì
dùng nồi hơi phụ, khi tàu hành trình thì chuyển sang nồi hơi khí thải (nồi hơi kinh tế)
Tuy nhiên khi sử dụng hơi nước, kể cả hơi quá nhiệt vẫn còn nhiều nhược điểm
+ Tổn thất cao, hiệu suất sử dụng thấp
+ Khoảng cách vận chuyển ngắn, tốn kém bọc cách nhiệt
+ Đường ống và máy móc dễ hư hỏng do vận chuyển hơi nước
7.1.2 Phân loại:
1. Phân theo áp suất hơi:
+ Nồi hơi thấp áp: Áp suất đến 20 kg/cm2
+ Nồi hơi trung áp: Áp suất từ 20 đến 45kg/cm2
+ Nồi hơi cao áp: Áp suất đến 80kg/cm2
2. Phân theo sự chuyển động của khói lò và của nước so với bề mặt đốt nóng:
+ Nồi hơi ống lửa

+ Nồi hơi ống nước

16


+ Nối hơi liên hợp
3. Phân theo nguồn nguyên liệu:
+ Nồi hơi đốt dầu( than)
+ Nồi hơi khí xả
+ Nồi hơi liên hợp đốt dầu – khí xả
4. Phân theo cách bố trí ống tạo thành bề mặt đốt nóng:
+ Nồi hơi nằm
+ Nồi hơi đứng
5. Phân theo cách liên kết của ống hơi với bầu nồi:
+ Nồi hơi chia nhiều phần
+ Nồi hơi 2 bầu
+ Nồi hơi 3 bầu
6. Phân theo dòng khói lò:
+ Nồi hơi 1 và 3 hành trình
+ Nồi hơi 1 và 3 dòng chảy
7. Phân theo sự tuần hoàn của nước nồi:
+ Nồi hơi tuần hoàn tự nhiên
+ Nồi hơi cưỡng bức ( nhiều lần)
8. Phân theo vòng tuần hoàn:
+ Nồi hơi 1 vòng
+ Nồi hơi 2 vòng tuần hoàn
9. Phân theo phương pháp cung cấp không khí:
+ Nồi hơi với thông gió tự nhiên
+ Nồi hơi dùng quạt hút
+ Nồi hơi dùng quạt gió, tăng áp

10. Phân theo sự điều khiển nồi hơi:
+ Nồi hơi với sự điều khiển bằng tay
+ Nồi hơi với sự điều khiển tự động 1 phần hoặc hoàn toàn
11. Phân theo công dụng:
+ Nồi hơi chính
+ Nồi hơi phụ
7.1.3 Yêu cầu đối với nồi hơi tàu thuỷ

17


1. Sử dụng an toàn là yêu cầu quan trọng nhất vì rằng không những khi nồi hơi hỏng làm cho tàu
không chạy được bằng dầu nặng, thậm chí gây ra tai nạn cho tàu, do đó nồi hơi tàu thuỷ thường
dùng các kiểu nồi hơi cấu tạo bền, chắc, đã qua thử thách lâu dài.
2. Gọn, nhẹ, dễ bố trí lên tàu nhằm tăng trọng tải, mở rộng tầm xa hoạt động của tầu. Do đó nồi hơi
dùng loại có dung tích lò lớn, năng suất bốc hơi lớn, lưu tốc khí lò nhanh, số bầu nồi ít, đường kính
bầu nồi và ống bé để đảm bảo độ dầy và trọng lượng.
3. Cấu tạo đơn giản, bố trí nơi không gian thoáng mát, tiện việc coi sóc, sửa chữa, ít mục rỉ, sử
dụng đơn giản vì người sử dụng trên tàu thường thay đổi luôn
4. Tính kinh tế cao, đảm bảo hiệu suất ở toàn tải.
5. Tính cơ động cao, thời gian nhóm lò lấy hơi nhanh, có thể nhanh chóng thay đổi tải để thích ứng
với chế độ làm việc của động cơ. Khi điều chỉnh vị trí tầu, áp suất và nhiệt độ hơi nước vẫn ổn
định, mặc dù khi ấy nhiệt độ nước cấp nồi thường biến đổi. Khi cần thiết có khả năng quá tải từ 25
đến 45%. Khi tầu nghiêng, lắc ngang 300, nghiêng, lắc dọc 120 bảo đảm các mặt hấp nhiệt không bị
nhô lên khỏi mặt nước.
7.1.4 Kết cấu của hệ thống nồi hơi
Hệ thống nồi hơi tàu thuỷ gồm có:
- Nồi hơi (một hoặc nhiều cái), nó gồm buồng đốt, các cụm ống nước sôi, các vách ống (hoặc các
ống lửa), bộ sấy hơi, bộ sưởi không khí ….
- Buồng đốt là không gian để cho chất đốt biến thành khí cháy (khí lò) có nhiệt độ từ 9000C 13500C

- Các ống nước sôi và các vách ống dùng để biến nước thành hơi bão hoà. Các ống của bộ sấy hơi
hấp nhiệt của khí lò biến hơi bảo hoà thành hơi sấy. Phần lớn hơi sấy được cấp cho máy chính và
một phần hơi sấy được dẫn qua bộ giảm sấy. Số hơi sấy đi qua các ống của bộ giảm sấy nhả bớt
nhiệt cho nước trong bầu nồi biến thành hơi giảm sấy cấp cho thiết bị phụ
- Bộ sưởi không khí dùng nhiệt của khí lò tiến hành sưởi nóng không khí trước khi cấp vào buồng
đốt nhằm nâng cao hiệu suất của nồi hơi.
- Thiết bị thông gió gồm có : Quạt gió, quạt hút khói dùng để cung cấp đầy đủ không khí cho sự
cháy của chất đốt, khắc phục sự cản của không khí để đưa không khí vào buồng đốt, thổi sạch các
khí CO, CO2 và các khí dễ nổ… đã lưu trữ trong lò trước, sau và trong quá trình đốt, khắc phục
sức cản khí lò để đảm bảo cho khói lò thoát lên trời.
- Thiết bị cấp nước nồi : Đảm bảo cung cấp đầy đủ nước sạch cho nồi. Nó gồm các bơm nước, các
ống dẫn nước
- Hệ thống chất đốt : Gồm bơm dầu, bộ hâm sấy dầu, đảm bảo nhiệt độ dầu đốt cần thiết cho quá
trình cháy - Ngoài ra còn thiết bị dẫn gió cho súng phun để sao cho chất đốt phun vào có áp lực tạo
sương nhằm cháy tốt
7.2. Các thuật toán điểu khiển cơ bản và phương pháp thực hiện thường gặp
Hệ thống điều khiển quá trình hoạt động của nồi hơi phụ nó gồm 5 chức năng cơ bản sau:
- Tự động cấp nước nồi
18


- Tự động hâm dầu đốt
- Tự động điều khiển đốt nồi
- Tự động điều chỉnh áp suất hơi trong nồi hơi
- Tự động kiểm tra, giám sát, và bảo vệ nồi hơi
7.2.1. Chức năng tự động cấp nước nồi hơi:
Mục đích: Giữ cho mức nước trong nồi hơi ở giới hạn cho phép
hmin1 ≤ h ≤ hmax : Mức nước duy trì
hmin2

: Báo động mức nước thấp

hmin3

: Báo động + Dừng đốt lò.

hmax
hmin1
hmin2
hmin3

Hình 7.1
Phương trình thuật toán điều khiển quá trình tự động cấp nước nồi hơi (7.2.1):
−

B (t ) = hmin 1 + B(t − 1). h max

(7.2.1)

h ≤ hmin1

: B(t) = 1 + 0.1 = 1

(B¬m ho¹t ®éng)

hmin1 < h < hmax

: B(t) = 0 + 1.1 = 1

(B¬m vÉn ho¹t ®éng)

hmax≤ h

: B(t) = 0 + 1.0 = 0

(B¬m ngõng)

h < hmax

: B(t) = 0 + 0.1 = 0

(B¬m vÉn ngõng)

h = hmin1

: B(t) = 1 + 0.1 = 1 (B¬m trë l¹i)

Lưu ý: - Nhiều hệ thống nồi hơi có thể có mức báo động hmax1 > hmax để báo động mức nước cao
quá cho phép gây tràn nồi. Mức này chỉ dùng trong báo động
- Trạng thái logic của các biến như sau:
hmin1 = 0 khi h > hmin1 ; hmin1 = 1 khi h ≤ hmin1
hmax = 0 khi h < hmax

; hmax = 1 khi h ≥ hmax

- Trạng thái các biến có thể đảo lại, lúc đó ta sẽ có phương trình và sơ đồ logic thay đổi
- Sơ đồ logic sau là biểu diễn hàm logic điều khiển bơm nước của (7.2.1) trên

19

B(t)

hmin1

hmax
B(t-1)

Hình 7.2
7.2.2. Tự động hâm dầu đốt
Nồi hơi thường dùng dầu nhẹ (DO) đốt mồi ban đầu sau đó mới chuyển sang dầu đốt, cũng
có khi người ta dùng trực tiếp dầu đốt (FO) để đốt lò từ đầu. Dầu đốt thường có độ nhớt cao, quá
trình phun sương khó khăn, độ bắt lửa kém, vì vậy trước khi dầu phun vào lò thì dầu cần được hâm
nóng để giảm độ nhớt của dầu. Nhiệt độ hâm dầu thường cỡ (80-1300C). Năng lượng dùng để hâm
dầu có thể là năng lượng điện hoặc hơi nóng
Phương trình thuật toán: Là tự duy trì nhiệt độ trong 1 ngưỡng max – min
−

h(t ) = t min + h(t − 1). t max

(7.2.2)
h(t)

Tmin

Tmax
h(t-1)

Hình 7.3
Sơ đồ logic hình 7.2.3 diễn tả thuật điều khiển tự động hâm dầu nặng, trong đó:

h(t) : lệnh hâm tại thời điểm t
h(t-1) : lệnh hâm trước đó được nhớ lại
tmin, tmax : các tiếp điểm của cảm biến nhiệt độ - với:
tmin = 1 khi t ≤ tmin và tmax = 1 khi t ≥ tmax
+ t ≤ tmin : h(t) = 1+ 0.1 = 1

→ hâm

+ tmin ≤ t ≤ tmax : h(t) = 0 + 1.1 =1

→ hâm

+ t ≥ tmax : h(t) = 0 + 1.0 = 0

→ ngừng hâm

+ t < tmax : h(t) = 0 + 0.1 = 0

→ ngừng hâm

20


+ t ≤ tmin : h(t) = 1 + 0.1 = 1

→ hâm lại

Để khống chế quá trình tự hâm dầu ở trên thì người ta có thể sử dụng các phần tử cảm biến là các
rơ le nhiệt đơn hoặc có thể dùng cảm biến nhiệt kiểu vi phân có 2 ngưỡng. Hay chỉ sử dụng 1 cảm
biến rơ le nhiệt đơn vì đối tượng ở đây là phần tử quán tính nhiệt nên ngưỡng tạo ra lúc này là do

quá trình trễ của đối tương. Quá trình hâm có thể thực hiện tự động hoặc bằng tay.
Yêu cầu: Nhiệt độ hâm dầu phải được đảm bảo thì mới thực hiện được quá trình đốt lò tiếp theo.
Trong quá trình hâm dầu có bộ phận kiểm tra áp lực dầu và áp lực dầu đốt phải đảm bảo thì mới
cho phép thực hiện các bước tiếp theo.
7.2.3 Chức năng tự động đốt lò
Để thực hiện quá trình đốt lò thì trong hệ thống nồi hơi phải có thiết bị thực hiện theo một
chương trình nhất định. Thiết bị này có thể dùng động cơ điện đồng bộ lai bộ cam chương trình, có
thể dùng rơ le chương trình bán dẫn, vi mạch hay dùng PLC lập trình theo chương trình thiết kế.
Quá trình đốt lò tuân theo hai giai đoạn như sau:
1. Quá trình chuẩn bị đốt lò:
+ Mức nước trong nồi hơi phải đảm bảo: hmin3 ≤ h ≤ hmax
+ Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo: t0 min ≤ t0 ≤ t0max
+ Áp suất dầu phải đảm bảo(do hệ thống nhiên liệu thực hiện)
+ Quạt gió không có sự cố
+ Toàn bộ hệ thống không có sự cố. Nếu có sự cố trước đó thì phải khắc phục sự cố và đặt
lại hệ thống.
+ Vòi phun không bị tắc, bẩn...
2. Giai đoạn đốt lò:
Tuần tự theo chương trình nhất định.
Bước 1: Phát lệnh đốt (do con người thực hiện)
Bước 2: Quạt gió hoạt động, mở cửa gió, thổi sạch khí lưu trữ, khí dễ nổ như khí C0, Co2..
ra khỏi lò để đảm bảo an toàn đồng thời cấp ô xi cho lò.
Bước 3: Đóng bớt cửa gió để cho quá trình cháy dễ dàng, cấp điện cho biến áp đánh lửa,
bơm dầu mồi hoặc dầu đốt đã được hâm nóng
* Nếu lò cháy thành công, có ngọn lửa xuất hiện thì tế bào quang điện sẽ phát hiện gửi tín
hiệu đến bộ rơ le cảm biến ngọn lửa, cấp tín hiệu đến rơ le trung gian phát hiện lửa tác động ngắt
biến áp đánh lửa (bơm dầu mồi chuyển sang bơm dầu đốt nếu có), đồng thời đưa ra tín hiệu báo
cháy thành công và thiết bị chương trình dừng lại ở một vị trí nào đó sau khi đã kết thúc quá trình
điều khiển, cửa gió được mở lớn hơn, lượng gió được phun vào lò nhiều hơn.
* Nếu cháy không thành công thì tự động dừng đốt lò theo trình tự sau:

1. Cắt van dầu ngừng cấp dầu vào trong buồng đốt
2. Tắt biến áp đánh lửa

21


3. Quạt gió vẫn tiếp tục hoạt động thêm một thời gian nữa để thổi sạch khí lưu trữ trong lò để
chuẩn bị cho lần đốt sau thì mới được dừng;
4. Thiết bị chương trình lại có điện hoạt động chở lại để quay về trạng thái ban đầu chuẩn bị
cho lần đốt sau, đồng thời có đèn báo cháy không thành công sáng.
Hệ thống có thể thiết kế tự động đốt lại từ 3 đền 4 lần và đến lần cuối cùng đốt không thành
công thì có tín hiệu phát ra báo động chung cho người trực ca biết. Có hệ thống cần phải reset bởi
người vận hành nếu quá trình đốt đã có lỗi
7.2.4 Tự động điều chỉnh áp suất hơi
Trong quá trình vận hành nồi hơi thì áp suất hơi là một thông số rất quan trọng cần được điều
khiển. Yêu cầu đặt ra trong quá trình điều khiển là duy trì áp suất hơi nằm trong giới hạn cho phép
(Pmin≤ P ≤ Pmax)
Thông thường
Pmin = 3 - 4 kg/cm2
Pmax = 5 - 8 kg/cm2
Có hai cách duy trì:
1. Thực hiện quá trình duy trì áp suất hơi theo nguyên tắc đốt một cấp (tức là đốt hay dừng đốt).
Phương trình thuật toán được mô tả như sau:
−

D(t ) = Pmin + D(t − 1). P max

(7.2.4)

D(t) : Lệnh đốt lò

Để thực hiện quá trình điều khiển này người ta dùng các cảm biến là các rơ le áp suất đơn Pmin ;
Pmax hoặc có thể dùng dạng vi phân – khi mạch điều khiển chỉ còn tác động theo ngưỡng một cổng
điều khiển
2. Thực hiện quá trình duy trì áp suất theo phương pháp đốt hai cấp:
Dùng 4 cảm biến áp suất đơn hoặc 2 cảm biến áp suất dạng vi sai và khống chế 2 vòi phun
(đốt cao - đốt thấp - ngừng).
Nếu dùng 2 cảm biến vi sai thì mỗi cảm biến đều đặt 2 ngưỡng Pmin và Pmax:
- Cảm biến 1 :

Pmin1 và Pmax1

- Cảm biến 2 :

Pmin2 và Pmax2

* Ngưỡng tác động của các cảm biến áp suất:
Pmin1< Pmin2< Pmax2< Pmax1
* Phương trình thuật toán đốt vòi 1:
−

V1 (t ) = Pmin 1 + V (t − 1). P max 1

(7.2.5)

P1mi
n

V1(t)
V1(t-1)

P1ma
x

22


Hình 7.4
* Phương trình thuật toán đốt vòi 2:
−

V2 (t ) = P1*min + P2 min .V1 (t ) + V2 (t − 1). P 2 max

P1min

X1

(7.2.6)

P*1min

trễ

V1(t)

V2(t)

X2
P2min
X3
P2max

Hình 7.5
P*1min: Tín hiệu cảm biến áp suất hơi ứng với P1min có trễ thời gian.
Theo sơ đồ logic trên:
+ Phơi ≤ P1min

→

V1(t), V2(t) = 1 Æ ( đốt cao)

+ P1min < Phơi < P2max

→

V1(t), V2(t) =1 Æ ( đốt cao)

+ P2max < Phơi < P1max(t) → V1(t) = 1, V2(t) = 0 Æ ( đốt thấp)
+ Phơi = P1max

→ V1(t), V2(t) = 0

→ Ngừng đốt.

7.2.5. Tự động kiểm tra, báo động, bảo vệ hệ thống nồi hơi
1. Các thông số bảo vệ hệ thống nồi hơi:
+ Mức nước nồi hơi giảm quá thấp (h ≤ hmin3) → báo động + tắt lò
+ Nhiệt độ dầu đốt quá thấp hoặc quá cao → Báo động + tắt lò

23

+ Áp suất dầu phun không bình thường → Báo động + tắt lò
+ Quạt gió có sự cố → Báo động + tắt lò
+ Mất lửa → Báo động + tắt lò
+ Đốt không thành công Æ Báo động + tắt lò
+ Áp suất hơi quá cao mà không điều khiển dừng đốt thì hệ thống có van an toàn bằng cơ để xả hơi
trong nồi ra ngoài
2. Các thông số báo động:
+ Mức nước nồi hơi thấp ( h ≤ hmin2) → báo động bằng đèn, còi
+ Mức nước nồi hơi cao (h > hmax1) → báo động bằng đèn, còi (có thể có hay không)
Ngoài ra còn có thể thêm một số thông số khác cần thiết báo động như:
+ Nhiệt độ khí xả cao → báo động bằng đèn, còi
+ Nhiệt độ dầu đốt FO thấp → báo động bằng đèn, còi
+ Nhiệt độ dầu đốt FO cao → báo động bằng đèn, còi
+ Áp lực hơi thấp
+ Áp lực hơi cao
Chú ý: Trong quá trình vận hành nồi hơi, khi nồi hơi có sự cố thì cần phải khắc phục sự cố để đưa
các thông số của nó về trạng thái bình thường và sau đó chúng ta phải ấn nút hoàn nguyên.
7.3. Giới thiệu một số sơ đồ điều khiển nồi hơi
I. Hệ thống điều khiển Nồi Hơi dùng thiết bị lập trình PLC (Của Nhật bản lắp trên các tàu
6500 tấn đóng mới tại VN)
1. Giới thiệu phần tử:
BF: Động cỏ lai quạt gió nồi hơi

A1

: Đồng hồ đo dòng quạt gió

88F: Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ lai quạt MCCB-1: Áptômát cấp nguồn cho bơm nước
gió

số 1

49F: Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho quạt gió

88W1: Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm nước
số 1

49W1: Rơ le bảo vệ quá tải cho bơm số 1

88FX: Rơ le chung gian

MCCB-5: Áp tô mát cấp nguồn cho quạt gió

WP1: Bơm nước số 1

CT: Biến dòng đô lường

WP2: Bơm nước số 2

88W2 : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm nước 2

49W2 : Rơ le bảo vệ quá tải cho bơm nước 2

MCCB-2: Áp tô mát cấp nguồn cho bơm nước 2

OH

: Điện trở nhiệt để sấy dầu FO

88H

BP

: Bơm dầu FO chính

: Công tắc tơ cấp nguồn mạch sấy

24


88Q: Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm dầu FO 49: Rơ le bảo vệ quá tải cho bơm dầu FO
chính

chính

88BTP : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm tăng BTP

: Bơm tăng cường

cường
49BTP : Rơ le bảo vệ quá tải cho bơm tăng CP2

: Bơm nước tuần hoàn số

cường
CP-1: Bơm nước tuần hoàn 1; 2MCCB-3: Áp tô mát cấp nguồn cho mạch sấy, bơm FO, bơm tăng
cường
88CP1 : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm nước tuần hoàn số 1; WH1: Đèn báo nguồn
49CP1 : Rơ le quá tải cho bơm nước tuần hoàn số 1; 49CP2: Rơ le quá tải cho bơm nước tuần

hoàn số 2
MCCB-4: Áp tô mát cấp nguồn mạch điều khiển

MCCB-6: Áp tô mát nguồn bơm nước tuần
hoàn

PB3-LT: Các nút ấn thử đèn; 88CP2 : Công tắc tơ cấp nguồn cho bơm nước tuần hoàn số 2
GN1

: Đèn báo cháy

RD21 : Đèn báo nhiệt độ khí xả cao
RD2

OR1

: Đèn báo nồi hơi chạy

GN6

: Đèn báo bơm tăng cường chạy

: Đèn báo chương trình không bình POWER SUPPLY: Bộ nguồn 24V cho PLC

thường
SS43W: Công tắc chọn bơm nước bằng tay

SS43WA: Công tắc chọn bơm nước 1,2

GN2

CT: Bộ điều khiển bơm nước tuần hoàn thời

: Đèn báo bơm cấp nước chạy

gian
PB3-5CP: Nút dừng sự cố bơm nước tuần hoàn

GN3

SS43BTP: Công tắc bật bơm tăng cường

PB3-RST: Nút ấn reset báo động

PM

IGT

: Động cơ lai bơm dầu mồi

: Đèn báo bơm nước tuần hoàn chạy
: Biến áp đánh lửa

20VP1, 20VP2: 2 van dầu mồi

20VL, 20VR: 2 van dầu FO để đốt thấp

20VH : Van dầu FO để đốt cao

TS

: Cảm biến nhiệt độ khí xả

DM

4X

: Rơle khống chế quá trình đốt của nồi

: Động cơ

hơi
FS-901 : Mạch cảm biến ngọn lửa

Cds

63S

: Cảm biến áp suất hơi mức cao thì đóng

63SX : Rơle trung gian cảm biến áp suất hơi

43BX1 : Rơle trung gian hoạt động đốt tự động

43BX2, 3: Là các rơle trung gian đốt bằng tay

25

: Cảm biến quang