Tính toán thiets kế hệ thống phòng cháy chữa cháy tàu chở nhựa đường 1700 m3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA MÁY TÀU BIỂN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY
CHỮA CHÁY TÀU CHỞ NHỰA ĐƢỜNG 1700 M3

Sinh viên:
Mã sinh viên:
Chuyên ngành:
Lớp:
Giáo viên hướng dẫn:

Nguyễn Đức Thiện
42315
Máy tàu thủy
MTT52 – ĐH1
Th.s LêĐình Dũng

Hải Phòng - năm 2015
1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA MÁY TÀU BIỂN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY
CHỮA CHÁY TÀU CHỞ NHỰA ĐƢỜNG 1700 M3

Chuyên ngành:
Lớp:
Sinh viên

Máy tàu thủy
MTT 52-ĐH1
Giáo viên hướng dẫn

2


Nguyễn Đức Thiện

Th.s LêĐình Dũng

NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
1. Tinh thần thái độ, sự cố gắng của sinh viêntrong quá trình làm luận văn:
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
2. Đánh giá chất lƣợng luận văn tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đã đề ra
trên các mặt: lý luận, thực tiễn, chất lƣợng thuyết minh và các bản v ẽ):
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
3. Chấm điểm của giáo viên hƣớng dẫn
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Hải Phòng, ngày
tháng
năm 2015
Giáo viên hướng dẫn

Th.s LêĐình Dũng

3


ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
1. Đánh giá chất lƣợng luận văn tốt nghiệp về các mặt: thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý thuyết, vận dụng vào điều kiện cụ thể, chất lƣợng bản
thuyết minh, bản vẽ, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn:

................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
2. Chấm điểm của giáo viên phản biện
(Điểm ghi bằngsố và chữ)
Hải Phòng, ngày
tháng năm 2015
Giáo viên phản biện

4


MỤC LỤC
1.Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 9

2.Mục đích ......................................................................................................... 9
3.Phƣơng pháp và phạm vi nghiên cứu ............................................................... 9
4.Ý nghĩa ............................................................................................................ 9
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................... 10
1.1.Giới thiệu tàu.............................................................................................. 10
1.2.Tổng quan về bố trí buồng máy .................................................................. 11
1.3.Hệ trục........................................................................................................ 12
1.4.Giới thiệu về các thiết bị phòng cháy chữa cháy ......................................... 16
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY
......................................................................................................................... 18
2.1.Mục đích của an toàn chống cháy và các yêu cầu về chức năng ................. 18
2.2Tổng quan về hệ thống phòng cháy và báo cháy .......................................... 18
2.3Tổng quan về hệ thống chữa cháy ............................................................... 19
CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY ............... 22
3.1.Tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy phun sƣơng ..................................... 22
3.1.1.Mục đích và chức .................................................................................... 22
3.1.2.Các quy định về hệ thống ........................................................................ 22
3.1.3.Thiết kế hệ thống ..................................................................................... 23
3.2.Tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy bằng khí CO2 .................................. 33
3.2.1.Mục đích và chức năng ............................................................................ 33
3.2.2.Các quy định về hệ thống ........................................................................ 33
3.2.3.Thiết kế hệ thống ..................................................................................... 34
3.3.Tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy bằng nƣớc trên boong ..................... 42
3.3.1.Mục đích và chức năng ............................................................................ 42
3.3.2.Các quy định về hệ thống ........................................................................ 42
3.3.3.Tính toán thiết kế ..................................................................................... 46
3.4.Tính toán thiết kế hệ thống bình chữa cháy di động .................................... 52
3.4.1.Mục đích và chức năng ............................................................................ 52
3.4.2.Quy định về hệ thống .............................................................................. 52
5

3.4.3.Thiết kế hệ thống ..................................................................................... 53
3.4.4.Hƣớng dẫn sử dụng ................................................................................. 54
3.5.Thiết kế hệ thống báo cháy tự động ............................................................ 55
3.5.1.Mục đích và chức năng ............................................................................ 55
3.5.2.Phân tích lựa chọn hệ thống ..................................................................... 55
3.5.3.Quy định chung ....................................................................................... 56
3.5.4.Thiết kế hệ thống phát hiện và báo cháy .................................................. 60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 63
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 64

6


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3. 1 Bố trí đầu phun tại các khu vực đƣợc bảo vệ. ................................... 27
Bảng 3. 2 Tổn thất thủy lực đƣờng ống khu vực máy chính.............................. 30
Bảng 3. 3: Tổn thất thủy lực đƣờng ống khu máy phát số 2 mạn trái. ............... 31
Bảng 3. 4: Tổn thất thủy lực đƣờng ống khu máy phát số 1 mạn phải. ............. 31
Bảng 3. 5: Tổn thất thủy lực đƣờng ống khu tổ máy lọc dầu F.O, D.O. ............ 32
Bảng 3. 6: Tổn thất thủy lực đƣờng ống khu Diesel lai bơm dầu hàng. ............. 32
Bảng 3. 7: Tính chọn số bình CO2. .................................................................. 36
Bảng 3. 8: Quy cách ống. ................................................................................. 36
Bảng 3. 9: Tiêu chuẩn vòi phun. ....................................................................... 37
Bảng 3. 10: Kết quả lựa chọn vòi phun cho buồng máy. ................................... 38
Bảng 3. 11: Tổn thất trong hệ thống chữa cháy bằng CO2 cho buồng máy. ...... 39
Bảng 3. 12: Kết quả lựa chọn vòi phun cho phòng bơm. .................................. 40
Bảng 3. 13: Tổn thất trong hệ thống chữa cháy bằng CO2 cho phòng bơm. ..... 40

Bảng 3. 14: Kết quả lựa chọn vòi phun cho phòng sơn ..................................... 41
Bảng 3. 15: Tổn thất trong hệ thống chữa cháy bằng CO2 cho phòng sơn ........ 41
Bảng 3. 16: Tính chọn các thiết bị của hệ thống chữa cháy bằng nƣớc. ............ 46
Bảng 3. 17: Hệ số tổn thất cục bộ. .................................................................... 48
Bảng 3. 18: Áp suất ở miệng các vòi phun. ...................................................... 49
Bảng 3. 19: Hệ số tổn thất ma sát. .................................................................... 50
Bảng 3. 20: Tổn thất cột áp trên đƣờng ống. ..................................................... 51
Bảng 3. 21: Trang thiết bị của hệ thống chữa cháy di động. ............................. 54
Bảng 5/21.1: Khoảng cách giữa các cảm biến.....................................................53
Bảng 3. 22: Các thiết bị trong hệ thống phát hiện và báo cháy. ........................ 60


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 3. 1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy phun sƣơng. ........................... 25
Hình 3. 2: Đặc tính đầu phun. ........................................................................... 27
Hình 3. 3: Sơ đồ khối hệ thống chữa cháy phun sƣơng. .................................... 28
Hình 3. 4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CO2. ....................................................... 34
Hình 3. 5: Sơ đồ không gian hệ thống chữa cháy bằng CO2. ............................ 38
Hình 3. 6: Sơ đồ tính tổn thất thủy lực hệ thống. .............................................. 48

8


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Phòng cháy và chữa cháy nói chung và việc phòng cháy, chữa cháy trên tàu
nói riêng là một việc cần thiết và quan trọng nhằm hạn chế thấp nhất các nguy
cơ về hoả hoạn, đảm bảo an toàn tính mạng cho các thuyền viên, thiết bị máy
móc, tài sản của con tàu.
Xã hội phát triển nâng cao nhận thức, suy nghĩ và trách nhiệm của mọi

ngƣời về tác hại của cháy nổ gây ra. Bởi vậy, có không ít các bộ luật đƣợc đƣa
ra nhằm hạn chế tác hại của cháy nổ nhƣ MARPOL, QC 21: 2010, cũng nhƣ các
luật, công ƣớc quy định về an toàn tính mạng của con ngƣời trên biển. Mặt khác
các chủ tàu, thuyền viên đều mong muốn làm việc trong môi trƣờng an toàn, có
nguy cơ cháy nổ thấp, đồng thời muốn hàng hóa của đƣợc bảo vệ tốt nhất.
Nhận thấy tính cấp bách của vấn đề trên, cộng với sự giúp đỡ nhiệt tình của
các thầy cô trong khoa, và sự góp ý của các bạn đồng ngành, em đã lựa chọn cho
mình đề tài thiết kế tốt nghiệp:
“ Tính toán thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy cho tàu chở nhựa đƣờng
1700 m3.”
Đề tài đi sâu vào nghiên cứu và đƣa ra phƣơng pháp tính toán, thiết kế một
số hệ thống phòngcháy chữa cháy cho tàu chở nhựa đƣờng có tính khả thi cao.
2. Mục đích
Thiết kế hệ thống phòng cháy chữa cháy phù hợp với các tiêu chuẩn, quy
phạm, quy định của Đăng kiểm, Luật và công ƣớc Quốc tế cho tàu chở nhựa
đƣờng 1700 m3.
Áp dụng thiết kế cho các tàu có cùng chức năng, seri tàu chở nhựa đƣờng
cùng loại 1700 m3.
3. Phƣơng pháp và phạm vi nghiên cứu
- Phƣơng pháp tổng quan;
- Phân tích các quy định rồi từ đó xây dựng cơ sở toán và thiết kế;
- Phƣơng pháp lựa chọn.
4. Ý nghĩa
- Góp phần nội địa hóa phƣơng pháp tính toán, các cơ quan thiết kế;
- Áp dụng phƣơng pháp tính toán cho các tàu cùng loại;
- Làm tài liệu tham khảo cho các sinh viên cùng ngành.

9

CHƢƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Giới thiệu tàu
1.1.1. Loại tàu, công dụng
Tàu đƣợc thiết kế để chở nhựa đƣờng cho Cộng Hoà Liên Bang Đức. Tàu
chở nhựa đƣờng 1700 m3 thiết kế thoả mãn quy phạm phân cấp và đóng mới tàu vỏ
thép 2010 do bộ Giao thông vận tải ban hành.
1.1.2. Vùng hoạt động, cấp thiết kế.
Vùng hoạt động của tàu: Tàu hoạt động trên tuyến quốc tế thuộc vùng biển
cấp không hạn chế. Quy phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép Việt Nam 2010, do Bộ
khoa học công nghệ và môi trƣờng ban hành.
Phần hệ thống động lực đƣợc tính toán thiết kế thỏa mãn tƣơng ứng Cấp không hạn
chế theo Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép Việt Nam 2010.
1.1.3. Các thông số cơ bản của tàu.
+ Chiều dài lớn nhất :
Lmax= 78,34 (m);
+ Chiều dài đƣờng nƣớc thiết kế : LWL= 72
(m);
+ Chiều dài giữa hai trụ :
Lpp= 72
(m);
+ Chiều rộng thiết kế :
B = 12,0
(m);
+ Chiều cao mạn :
H = 5,80
(m);
+ Chiều chìm toàn tải :
T = 5,0
(m);
+ Lƣợng chiếm nƣớc :

D = 4428 (tấn);
+ Hệ số béo thể tích :
CB= 0,77;
+ Hệ số thon tàu :
CP= 0,78;
+ Hệ số béo đƣờng nƣớc :
CWP= 0,82;
+ Hệ số béo sƣờn giữa :
CM= 0,98;
+ Công suất máy chính :
Ne = 2400 (cv);
+ Tốc độ tàu :
vs = 15
(hl/h).
1.1.4. Luật và công ƣớc áp dụng
[1]– Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép Việt Nam;
[2]– MARPOL 73/78 (có sửa đổi);
[3]– Công ƣớc quốc tế cho an toàn sinh mạng con ngƣời trên biển SOLAS 1974
cùng với Nghị định 1978 và Công ƣớc sửa đổi 1983;
[4]– Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép Nhật Bản.

10


1.2. Tổng quan về bố trí buồng máy
1.2.1. Bố trí buồng máy
Tàu đƣợc trang bị một máy chính để lai chong chóng có bƣớc cố định. Số lƣợng
máy móc thiết bị động lực và các hệ thống đƣợc thiết kế thoả mãn yêu cầu Quy
phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép cho tàu chở hàng lỏng cấp không hạn chế.
Buồng máy đƣợc bố trí phía đuôi tàu từ sƣờn 7 đến sƣờn 28. Các thiết bị buồng

máy đƣợc điều khiển trực tiếp tại chỗ và bao gồm: máy chính, các tổ máy phát
điện, các thiết bị phục vụ cho hệ thống động lực, trang thiết bị sửa chữa nhỏ trong
buồng máy.
Trong buồng máy bố trí các két liền mạn dùng để chứa nhiên liệu, các két trực
nhật và các két lắng đƣợc bố trí trong buồng máy tại khe hở của các két dự trữ
nhiên liệu.
1.2.2. Máy chính
Tàu chở nhựa đƣờng 1700 m3 đƣợc lắp 01 máy chính lai 01 chong chóng, ký
hiệu: AKASAKA-A34S, do hãng AKASAKA của Nhật Bản chế tạo.
Động cơ AKASAKA-A34S là loại động cơ Diesel thấp tốc, bốn kỳ, 6 xilanh bố
trí một hàng thẳng đứng, tăng áp bằng tuabin khí xả, làm mát gián tiếp.
Các thông số cơ bản của động cơ:
+ Công suất định mức:
Ne =2400 c.v;
+ Công suất lớn nhất:
Nemax=2640 c.v;
+ Vòng quay định mức:
n =280
v/p;
+ Vòng quay lớn nhất:
nmax=288
v/p;
+ Vòng quay nhỏ nhất:
nmin= 130 v/p;
+ Đƣờng kính xilanh:
D = 340
mm;
+ Hành trình piston:
S =660
mm;

+ Suất tiêu hao nhiên liệu:
ge =188
g/cv.h;
+ Suất tiêu hao dầu nhờn:
gm = 163
g/cv.h;
+ Số xilanh:
i =6;
+ Số kỳ:
τ = 4;
+ Trọng lƣợng:
G = 36,5
tấn;
+ Chiều dài bao lớn nhất:
L = 4750
mm;
+ Chiều rộng bệ động cơ:
B = 1510 mm;
+ Nhiệt độ lớn nhất của dầu bôi trơn:
Td =75 oC;
11


+ Áp suất dầu bôi trơn trƣớc bầu lọc:
(3 ÷ 5,5)
Kg/cm2;
+ Áp suất dầu bôi trơn sau phin lọc:
(3 ÷ 4)
Kg/cm2;
+ Nhiệt độ lớn nhất của nƣớc ngọt:

Tn=88 oC;
+ Nhiệt độ lớn nhất của nƣớc biển:
Tb= 65 oC.
1.2.3. Các thiết bị kèm theo máy chính
– Bơm LO bôi trơn máy chính 01 cụm;
– Bơm nƣớc ngọt làm mát 01 cụm;
– Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm;
– Bầu làm mát nƣớc ngọt 01 cụm;
– Các bầu lọc 01 cụm;
– Bơm chuyển nhiên liệu thấp áp 01 cụm;
– Bình chứa khí nén khởi động 02 bình;
– Bầu tiêu âm 01 cụm.
1.3. Hệ trục
1.3.1. Hệ trục
Hệ trục của tàu chở nhựa đƣờng 1700m3 đƣợc bố trí phía đuôi tàu từ sƣờn thứ
2 đến sƣờn thứ 13, hệ trục nằm trên mặt phẳng dọc tâm tàu và cách mặt phẳng cơ
bản là1900mm;
Hệ trục có tổng chiều dài là 6675mm. Hệ trục đƣợc bố trí đặt trên củ đỡ ống
bao và gối đỡ trục trung gian. Hệ trục bao gồm các thành phần cơ bản sau:
+ Trục chong chóng:
- Số lƣợng :01;
- Chiều dài : 4015 mm;
- Chiều dài phần côn lắp ráp với chân vịt : 470 mm;
- Chiều dài phần côn lắp ráp với tuôctô : 265 mm;
-Đƣờng kính trục chân vịt : ф260 mm;
- Độ côn ở hai đầu : 1:12;
- Vật liệu : Thép rèn.
+ Trục trung gian :
- Số lƣợng :01;
- Chiều dài : 2550 mm;

- Đƣờng kính : φ 2500 mm;

12


- Đƣờng kính tại ổ đỡ : φ 255 mm;
- Vật liệu : Thép rèn.
+ Chong chóng:
- Số cánh : 04 cánh;
- Đƣờng kính : 2,65 m;
- Vật liệu : Ni-Al-Bronze;
- Trọng lƣợng : 1430 kg;
- Kiểu : Chong chóng có bƣớc cố định;
- Tỷ số đĩa : 0,55.
1.3.2. Các thiết bị phục vụ hệ động lực
1.3.2.1.Các két
1–Két dầu đốt dự trữ:
– Số lƣợng: 06;
– Dung tích: 02 x 4 m3;
02 x 10,2 m3;
02 x 347,5 m3.
2– Két dầu trực nhật:
+Dầu HFO :
– Số lƣợng: 01;
– Dung tích: 4,5 m3.
+Dầu DO :
– Số lƣợng: 02;
– Dung tích: 2,4 m3.
3– Két dầu lắng:
+Dầu HFO :

– Số lƣợng: 01;
– Dung tích: 4,5 m3.
+Dầu LO :
– Số lƣợng: 01;
– Dung tích: 2,5 m3.
4– Két dầu bẩn:
Dầu HFO:
– Số lƣợng: 01;
13


– Dung tích: 300 lít.
+Dầu LO :
– Số lƣợng: 01;
– Dung tích: 300 lít.
5– Két dầu bôi trơn dự trữ:
– Số lƣợng: 01;
– Dung tích: 7,07 m3.
1.3.2.2. Các tổ bơm
1– Tổ bơm dùng chung và chữa cháy:
– Số lƣợng: 02;
– Model: EMCE-125D-C22;
– Lƣu lƣợng: 60–115 m3/h;
– Cột áp: 45–25 mcn;
– Công suất: 25,3 kW.
2– Tổ bơm nƣớc ngọt:
– Số lƣợng: 02;
– Lƣu lƣợng: 3 m3/h;
– Cột áp: 45 mcn;
– Công suất: 3,45 kW.

3– Tổ bơm vận chuyển dầu:
+Dầu HFO :
– Số lƣợng: 01;
– Lƣu lƣợng: 4.0 m3/h;
– Cột áp: 30 mcn.
+Dầu DO :
– Số lƣợng: 01;
– Lƣu lƣợng: 4.0 m3/h;
– Cột áp: 30 mcn .
5– Tổ bơm làm mát:
– Số lƣợng: 02;
– Lƣu lƣợng: 65 m3/h;
– Cột áp: 20 mcn;
– Công suất: 8,6 kW.
14


1.3.2.3. Các tổ quạt
1– Tổ quạt thông gió buồng máy:
– Số lƣợng: 02;
– Lƣu lƣợng: 600 m3/s;
– Cột áp: 40 mmAq.
2– Tổ quạt khu vực lọc khí thải:
– Số lƣợng: 01;
– Lƣu lƣợng: 50 m3/s;
– Cột áp: 40 mmAq.
3– Tổ quạt buồng bơm:
– Số lƣợng: 01;
– Lƣu lƣợng: 100 m3/s;
– Cột áp: 40 mmAq.

1.3.2.4. Thiết bị phân ly
1- Máy phân ly dầu bôi trơn :
– Số lƣợng: 01;
– Lƣu lƣợng: 950 l/h;
– Cột áp: 15 ppm;
2- Máy phân ly dầu HFO :
– Số lƣợng: 01;
– Lƣu lƣợng: 950 l/h;
– Cột áp: 15 ppm.
1.3.2.5. Các thiết bị hệ thống khí nén
1– Tổ máy nén khí chính:
– Số lƣợng: 02;
– Kiểu Piston 2 cấp;
– Lƣu lƣợng: 29 m3/h;
– Áp suất: 3 MPa;
– Công suất: 6,5 kW.
2– Bình chứa không khí nén khởi động:
– Số lƣợng: 02;
– Dung tích: 500 lít;
– Áp suất: 3 MPa.
15


1.3.2.6. Thiết bị bầu sinh hàn
1– Bầu sinh hàn dầu bôi trơn:
– Số lƣợng: 01;
– Dung tích: 33 m2.
2– Bầu sinh hàn dầu bôi trơn:
– Số lƣợng: 01;
– Dung tích: 8 m2.

1.3.7. Các thiết bị khác trong buồng máy
1– Ắc quy:
– Số lƣợng: 01;
– Điện áp: 12V-120AH.
2– Thiết bị đốt dầu nồi hơi:
– Số lƣợng: 01;
–Công suất: 930 kW;
– Áp suất: 0,49 MPa.
3– Bình bọt chữa cháy xách tay:
– Số lƣợng: 08;
–Dung tích: 20 lít.
4– Lò đốt:
– Số lƣợng: 01;
–Nhiệt lƣợng: 180 000 kcal.
5– Bầu lọc:
+ Dầu HFO:
– Số lƣợng: 02;
+ Dầu LO:
– Số lƣợng: 02.
1.4. Giới thiệu về các thiết bị phòng cháy chữa cháy
Bảng 1.1: Giới thiệu về các thiết bị phòng cháy chữa cháy.
STT

1

Loại
Thiết bị phát
hiện và báo
cháy

Tên trang thiết bị
Thiết bị cảm biến báo cháy địa chỉ
Các trạm cảnh báo cháy
Các chuông báo cháy khu vực
Chuông báo cháy
16


2

Hệ thống
chữa cháy
bằng nƣớc

3

Hệ thống
chữa cháy di
động

4

Các hệ thống
chữa cháy

5

Hệ thống
ngắt dầu, gió,
thông hơi và

lối thoát hiểm

6

7

Thiết bị thở
thoát hiểm
Dụng cụ chữa
cháy trong
trạm chữa
cháy

Các bơm chữa cháy chính
Hệ thống đƣờng ống chữa cháy
Bơm sự cố
Mặt bích chờ quốc tế
Họng chữa cháy
Cuộn vòi chữa cháy
Bình chữa cháy bằng bọt
Bình chữa cháy bằng khí CO2
Bình chữa cháy bằng bột
Bình chữa cháy dự trữ khác…
Hệ thống chữa cháy cố định bằng CO2
Hệ thống chữa cháy cố định bằng khí
Hệ thống chữa cháy phun sƣơng…
Công tắc cắt điện, gió khẩn cấp
Các ống thông hơi
Các van chặn lửa, khói, khí
Thiết bị van đóng nhanh

Lối thoát hiểm
Cửa chặn lửa
Các thiết bị thở thoát hiểm sự cố
Bộ quần áo chữa cháy
Bộ bình thở chữa cháy
Đèn an toàn

17


CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA
CHÁY
2.1. Mục đích của an toàn chống cháy và các yêu cầu về chức năng
2.1.1 Mục tiêu an toàn chống cháy
– Phòng ngừa nguy cơ gây ra cháy nổ;
– Giảm các thiệt hại về ngƣời và của khi hỏa hoạn xảy ra;
– Cách ly, kiểm soát và dập cháy, nổ tại nơi gây ra;
– Có đủ các phƣơng tiện, biện pháp và dễ dàng thực hiện thoát hiểm cho ngƣời
khi cháy xảy ra.
2.1.2 Các yêu cầu về chức năng
Để thực hiện đƣợc các mục tiêu về an toàn chống cháy nêu ở mục 2.1.1.
trên, dựa vào các quy định, đƣa ra đƣợc các yêu cầu về chức năng sau:
– Tàu đƣợc chia ra thành các không gian thẳng đứng chính và nằm ngang bằng
các vách chia chịu nhiệt;
– Tách nơi ở với các phần còn lại bằng các vách chia chịu nhiệt;
– Hạn chế sử dụng vật liệu dễ cháy;
– Phát hiện cháy tại vùng phát sinh;
– Cô lập cháy và dập tắt đám cháy tại vùng phát sinh;
– Bảo vệ các phƣơng tiện thoát hiểm và chữa cháy;
– Tính sẵn sang sử dụng các phƣơng tiện chữa cháy;

– Có các biện pháp hạn chế tối thiểu khả năng gây cháy.
2.2 Tổng quan về hệ thống phòng cháy và báo cháy
2.2.1 Mục đích của hệ thống
Phát hiện kịp thời các nguy cơ gây ra cháy trên tàu, các khu vực có khả năng
cháy nổ để đƣa ra các biện pháp kịp thời để hạn chế nguy cơ cháy, tránh các
thiệt hại đến con ngƣời và của.
2.2.2 Nhiệm vụ của các thiết bị thuộc hệ thống báo cháy
a. Trung tâm điều khiển
Là nơi hiển thị những thông tin liên quan đến trạng thái hoạt động của hệ
thống. Khi có báo động hoặc có lỗi kỹ thuật, nó cho biết nơi xảy ra sự cố, nhờ
đó con ngƣời có thể nhanh chóng chọn biện pháp đối phó thích hợp.
Trung tâm điều khiển hệ thống nhận tín hiệu vào từ các thiết bị khởi báo
(đầu báo khói, đầu báo nhiệt, công tắc khẩn,…) và phát ra tín hiệu tới các đầu ra
(chuông, còi, loa phóng thanh, đèn báo cháy,..).

18


b. Đầu báo khói
Đặt ở phía trên trần, tại nhƣng nơi sẽ có khói xuất hiện. Khói xuất phát từ
nguồn cháy, bay lên cao, xâm nhập vào bầu cảm ứng của đầu báo khói và kích
hoạt tín hiệu báo động, truyền về tủ báo cháy.
Đầu báo khói phổ biến hiện nay là đầu báo khói quang điện, spot hoặc beam.
c. Đầu báo nhiệt
Đặt phía trên trần, tại những nơi mà hơi nóng (nhiệt) xuất hiện trong bầu
không khí xung quanh đầu báo. Nhiệt phát ra từ nguồn cháy, kích hoạt bộ phận
cảm biến nhiệt của đầu báo và kích hoạt tín hiệu báo động, truyền về tủ báo
cháy.
Có 2 loại đầu báo nhiệt: Đầu báo nhiệt cố định và đầu báo nhiệt gia tăng.
Đầu báo nhiệt cố định kích hoạt tín hiệu báo động khi nhiệt độ xung quanh

tăng lên tới một giá trị đặt trƣớc.
Đầu báo nhiệt gia tăng kích hoạt tín hiệu báo động khi nhiệt độ xung quanh
đột ngột tăng lên bất thƣờng trong một khoảng thời gian ngắn.
d. Đầu báo lửa
Nó rất nhạy cảm với tia lửa, thƣờng đƣợc dùng tại những môi trƣờng vô
cùng nhạy cảm, dễ bắt lửa.
e. Công tắc khẩn
Nếu những thiết bị khởi báo trên là loại thiết bị kích hoạt tự động thì công
tắc khẩn là loại thiết bị kích hoạt thủ công, do con ngƣời kích hoạt tín hiệu báo
cháy bằng cách tác động vào thiết bị khi phát hiện cháy trƣớc khi các thiết bị
báo cháy khởi kích.
f. Chuông, còi, loa phóng thanh, đèn báo cháy
Thông báo sự cố cháy cho những ngƣời đang sinh hoạt trong khu vực có ảnh
hƣởng đặc biệt.
2.3 Tổng quan về hệ thống chữa cháy
a. Hệ thống khí trơ
Với những tàu từ 20000T trở lên bắt buộc phải lắp đặt hệ thống khí trơ.
Cháy và nổ là một trong số những mối nguy cơ gây nguy hiểm cũng nhƣ thiệt
hại đối với tàu và tính mạng của thuyền viên, đặc biệt là đối với các tàu chở dầu
thô, dầu mỏ. Việc thiết kế, lắp ráp, vận hành, và bảo trì hệ thống khí trơ (IGS) sẽ
ngăn ngừa cháy và nổ trong một két nguyên vẹn. Sự cháy không thể xảy ra mà
không có oxi, do đó việc thêm vào không gian các két một khí có ít oxi hơn (
thƣờng là 5% hoặc ít hơn) không khí.
19


Khí trơ đƣợc vào khu vực cháy kín (bằng hệ thống bao gồm bình chứa, hệ
thống đƣờng ống, đầu phun và các thiết bị phù hợp), khí trơ lấp đầy khoảng
không của khu cháy, làm cho lƣợng không khí giảm đi đám cháy sẽ đƣợc dập
tắt.

b. Hệ thống chữa cháy bằng nƣớc
Hệ thống chữa cháy bằng nƣớc thuộc hệ thống chữa cháy bề mặt, cho phép
dập tắt đám cháy bằng tia nƣớc mạnh. Hệ thống này có kết cấu đơn giản, sử
dụng cuộn vòi chữa cháy, bơm và lăng phun, nódễ dàng thao tácvà hoạt động tin
cậy.Vì vậy, hệ thống chữa cháy bằng nƣớc đƣợc sử dụng rất phổ biến trên tàu
trừ trƣờng hợp cháy dầu và nhiên liệu.
c. Hệ thống chữa cháy bằng bọt
Hệ thống đƣợc sử dụng để đối phó với lửa ở trong khu vực hàng hoá, trên
boong hàng, trong buồng bơm hoặc trong khu vực máy móc. Hệ thống có những
két chứa bọt tập trung. Nƣớc từ những bơm cứu hoả trộn với bọt lỏng theo một
tỉ lệ nhất định và sau đó dung dịch bọt đƣợc vận chuyển tới những đƣờng ống
đƣa tới vòi phun tớinhững điểm chữa cháy.
Bọt tập trung rất nhiều bong bóng nhỏ, có tỉ trọng thấp hơn dầu hoặc nƣớc
chúng chuyển động qua bề mặt của chất lỏng đang cháy và hình thành lên một
lớp phủ bằng bọt. Đồng thời giảm nhiệt độ bề mặt của chất lỏng bằng cách hấp
thụ một phần nhiệt.
d. Hệ thống chữa cháy bằng khí CO2
Hệ thống đƣợc thiết kế để đối phó với cháy ở trong buồng máy, buồng nồi
hơi và buồng bơm. Hệ thống này bao gồm những chai CO2, CO2 đƣợc dẫn từ
đƣờng ống phân phối trên bình chứa tới vòi phun tạinhững vị trí phù hợp. Tín
hiệu báo động sẽ đƣợc phát ra trong khoang, két trƣớc khi CO2 đƣợc xả vào để
mọi ngƣời có đủ thời gian để thoát ra khỏi không gian này trƣớc khi sự xả CO2
xảy ra.
Hệ thống dập tắt đám cháy bằng cách làm giảm lƣợng khí oxi trong không
khí xuống đến một tỉ lệ mà sự cháy không thể xảy ra.
e. Hệ thống chữa cháy bằng bụi nƣớc
Nƣớc tiếp xúc trực tiếp với lửa sẽ tăng thêm hiệu quả dập tắt cháy. Hiệu quả
dập cháy đƣợc thể hiện rõ nhất khi nƣớc ở trạng thái hơi. Hệ thống sử dụng các
vòi phun cắt nhỏ giọt nƣớc thành các giọt nƣớc nhỏ, và không gian bay hơi đủ
lớn. Những giọt nƣớc này đƣợc làm nóng do lửa theo đƣờng bay hơi, hơi nƣớc

nặng hơn không khí nên thay thế không khí và oxi, ngăn cản sự cháy với oxi
trong không khí để dập tắt đám cháy.
20


f. Bột hóa chất khô
Bột hoá chất khô đƣợc xả ra từ một bình cứu hoả tạo ra một đám bụi bay tự
do chủ yêu đƣợc sử dụng trong hệ thống chữa cháy ban đầu tại các khu vực cầu
tàu hoặc trên boong của tàu, không gian bị han chế. Đặc biệt hữu ích cho những
chất lỏng đang cháy rò rỉ từ những đƣờng ống hoặc những chỗ nối, những đám
cháy liên quan đến điện. Bột phải đƣợc phun trực tiếp vào đám cháy.
Tuy nhiên, bột là hoá chất có tác dụng làm mát không đáng kể và không bảo
vệ chống lại đƣợc hiện tƣợng cháy phát sinh. Bột chỉ đƣợc dung cùng với bọt.
Hóa chất khô không có tác dụng nếu bột bị ẩm
g. Khí FM-200
Việc sử dụng nƣớc và bọt để dập cháy thì chỉ có thể chữa cháy, thiết bị vẫn
bị hƣ hỏng. FM-200 là một chất chữa cháy thân thiện với môi trƣờng, rất an toàn
cho cả khu vực chữa cháy và không cháy. Đặc biệt, khi sử dụnghệ thống FM200, con ngƣời vẫn có thể thở đƣợc trong khu vực khí xả, điều này là một phát
minh lớn của nhân loại.
Ở điều kiện tiêu chuẩn, FM-200 là một chất khí không màu, không mùi,
không dẫn điện, nhiệt độ sôi là -16.4 độ C. Nó là 1 dạng của chất chữa cháy
Halon 1307.
h. Hệ thống chữa cháy bằng nƣớc phun sƣơng áp lực cao
Hệ thống chỉ dùng là chệ thống chữa cháy ban đầu cho một số khu vực đƣợc
chọn nhƣ: M/E, G/E, nồi hơi, cabin (tàu khách), tàu phân ly…để tránh làm hƣ
hại đến máy móc và các thiết bị. Các đầu phun của hệ thống đƣợc bố trí sao cho
khi phun có thể bao trùm toàn bộ thiết bị. Nƣớc đƣợc phun dƣới dạng sƣơng mù
để dập đám cháy một cách dễ dàng. Ở hệ thống này có các đầu cảm biển lửa và
cảm biến khói cho từng vùng, chỉ khi nào hai cảm biến cùng hoạt động thì nƣớc
mới đƣợc phun.

Kết luận:
Với tàu chở nhựa đƣờng 1700 m3 ta chọn các hệ thống phòng và chữa cháy sau:
-Hệ thống chữa cháy bằng nƣớc;
-Hệ thống chữa cháy bằng nƣớc phun sƣơng áp lực cao;
-Hệ thống chữa cháy bằng khí CO2;
-Hệ thống bình chữa cháy di động;
-Hệ thống báo cháy tự động.

21


CHƢƠNG 3:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY
3.1. Tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy phun sƣơng
3.1.1. Mục đích và chức
Hệ thống dùng cho một số vùng đƣợc chọn nhƣ: M/E, G/E, nồi hơi, cabin
(tàu khách), tàu phân ly…để tránh làm hƣ hại đến máy móc và các thiết bị. Các
đầu phun của hệ thống đƣợc bố trí sao cho khi phun nó có thể bao trùm toàn bộ
thiết bị.
Hệ thống chỉ đƣợc sử dụng làm hệ thống chữa cháy ban đầu tại các vùng
đƣợc nêu trên với cơ chế: làm mát, đẩy oxi, và hấp thụ bức xạ nhiệt.
- Làm mát: Nƣớc ở dạng sƣơng, kích thƣớc nhỏ, diện tích tiếp xúc lớn nên
khả năng hấp thụ nhiệt tốt ( lớn hơn 2 MJ/kg).
- Đẩy oxi: Kích thƣớc giọt sƣơng nhỏ nên dễ dàng đẩy oxi ra khỏi đám
cháy (Hạt sƣơng giãn nở 1760 lần khi bay hơi).
- Hấp thụ bức xạ nhiệt: Hạt sƣơng sẽ hấp thụ nhiệt và làm tan bức xạ nhiệt
hiệu quả.
3.1.2. Các quy định về hệ thống
3.1.2.1.Cácđầu phun, bơm và két
“(1)Hệ thống chữa cháy cốđịnh bằng phun sƣơng áp lực trong buồng máy phải
đƣợc lắp các đầu phun có loại đƣợc duyệt.

(2) Số lƣợng và vị trí đầu phun phải thỏa mãn yêu cầu củaĐăng kiểm và phải
sao cho đảm bảo phân phối có hiệu quả phân phối trung bìnhít nhất 5 lít/m2
trong một phút của các buông đƣợc bảo vệ. Nếu thấy cần phải tăng tốc độ
phun sƣơng thì tốc độ phun sƣơng đƣợc Đăng kiểm chấp nhận.
(3) Phải đặc biệt quan tâm để tránh tắc nghẽn đầu phun do cặn bẩn trong nƣớc
hoặc gỉ đƣờng ống, đầu phun, các van và bơm.
(4) Bơm phải có thể cấp đƣợc nƣớcởáp suất cần thiết một cách đồng thời cho tất
cả các cụm trong bất kì buồng đƣợc bảo vệ nào.
(5) Bơm có thể đƣợc lai độc lập bằng động cơđốt trong, nếu bơm hoạt động phụ
thuộc vào năng lƣợng từ máy phát sự cố thì máy phát sự cố phải có khả năng
tự động khởi động khi mất nguồnđiện chính để có ngay nguồn năng lƣợng
cho bơm quy địnhở (4) trên. Nếu bơm đƣợc lai độc lập bằng động cơ đốt
trong thì động cơ phải đƣợc bố trí sao cho đám cháy trong buồng đƣợc bảo
vệ không ảnh hƣởng cho việc cấp khí của động cơ.”
22


“Phải trang bị một kétáp lực có thể tíchít nhất bằng hai lần lƣợng nƣớc quy
định”
(Trích: “Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép, TCVN 6259-5: 2003”).
3.1.2.2.Yêu cầu về lắpđặt
“(1)Các đầu phun phải đặt phía trên hông tàu, đỉnh két và các khu vực mà trên
đó dầu đốt có thể tràn ra và phía trên các vùng có nguy cơ cháy khác trong
buồng máy.
(2) Hệ thống có thể chia thành nhiều cụm, các van phân phối của các cụm phải
đƣợc điều khiển từ những vị trí dễ tiếp cận nằm ngoài buồngđƣợc bảo vệ và phải
không bị ngắt do xảy ra cháy.
(3) Bơm và việcđiều khiển nó phải đặt ngoài buồng hoặc các buồng đƣợc bảo
vệ. Hệ thống phải có thể không bị ngừng hoạt động do cóđám cháy trong một
hoặc nhiều buồng đƣợc bảo vệ bằng hệ thống phun nƣớcáp lực.”

(Trích: “Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép, TCVN 6259-5: 2003”).
3.1.2.3. Yêu cầu đối với hệ thốngđiều khiển
“Hệ thống này phải luôn đƣợc giữởáp suất cần thiết và bơm cấp nƣớc cho hệ
thống phải tự động làm việc khi áp suất trong hệ thống tụt xuống.”
(Trích: “Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép, TCVN 6259-5: 2003”).
3.1.3. Thiết kế hệ thống
3.1.3.1. Nguyên lý làm việc
a. Sơ đồ nguyên lý( Xem trang bên)
b. Nguyên lý làm việc
- Khi chƣa xảy ra cháy, các đầu cảm biến tại mỗi khu vực chuyển tín hiệu về
trung tâm, báo hệ thống vẫn đang hoạt động bình thƣờng.
- Khi xảy ra cháy, các đầu cảm biến nhận tín hiệu của sự cháy, chuyển tín hiệu
về tủ trung tâm. Tại đây, trung tâm xử lí tín hiệu phát lệnh mở van phân phối
tại khu vực xảy ra cháy, đồng thời kích hoạt bơm chữa cháy, chuyển nƣớc
tới vòi phun theo đúng áp suất quy định tại đầu vòi.
- Nếu áp lực trong ống cao vƣợt mức cho phép, 1 phần lƣu lƣợng sẽ đƣợc
trích quay trở về két chứa.
- Nếu lƣợng nƣớc trong két áp lực không đủ các phao cảnh báo mực nƣớc báo
kích hoạt bơm cấp nƣớc vào trong két chứa. Vì vậy, cần phải thƣờng xuyên
kiểm tra mức nƣớc trong két, các đầu phun.

23


24


Hình 3. 1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy phun sương.
25