TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY tàu CHỞ NHỰA ĐƯỜNG 1700 m3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG 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 ĐƯỜNG 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
TRƯỜNG 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 ĐƯỜNG 1700 M3

Chuyên ngành:
Lớp:

Máy tàu thủy
MTT 52-ĐH1

Sinh viên

Giáo viên hướng dẫn

Nguyễn Đức Thiện

Th.s LêĐình Dũng
2


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

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
2. Đánh giá chất lượng luận văn tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đã đề ra
trên các mặt: lý luận, thực tiễn, chất lượng thuyết minh và các bản vẽ):
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
3. Chấm điểm của giáo viên hướng 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 lượng 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 lượng 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

MỤC LỤC
4

5


DANH MỤC BẢNG


DANH MỤC HÌNH VẼ

7


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
người về tác hại của cháy nổ gây ra. Bởi vậy, có không ít các bộ luật được đưa ra
nhằm hạn chế tác hại của cháy nổ như MARPOL, QC 21: 2010, cũng như các
luật, công ước quy định về an toàn tính mạng của con người trên biển. Mặt khác
các chủ tàu, thuyền viên đều mong muốn làm việc trong môi trường an toàn, có
nguy cơ cháy nổ thấp, đồng thời muốn hàng hóa của được 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 đường

1700 m3.”
Đề tài đi sâu vào nghiên cứu và đưa ra phương pháp tính toán, thiết kế một
số hệ thống phòngcháy chữa cháy cho tàu chở nhựa đường 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
ước Quốc tế cho tàu chở nhựa đường 1700 m3.
Áp dụng thiết kế cho các tàu có cùng chức năng, seri tàu chở
nhựa đường cùng loại 1700 m3.
3. Phương pháp và phạm vi nghiên cứu
Phương pháp tổng quan;
Phân tích các quy định rồi từ đó xây dựng cơ sở toán và
thiết kế;
Phương pháp lựa chọn.
4. Ý nghĩa
Góp phần nội địa hóa phương pháp tính toán, các cơ quan
thiết kế;
Áp dụng phương pháp tính toán cho các tàu cùng loại;
Làm tài liệu tham khảo cho các sinh viên cùng ngành.

8


CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG
Giới thiệu tàu
1.1.1. Loại tàu, công dụng
Tàu được thiết kế để chở nhựa đường cho Cộng Hoà Liên Bang Đức. Tàu
chở nhựa đường 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 trường ban hành.
Phần hệ thống động lực được tính toán thiết kế thỏa mãn tương 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 đường nước 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);
+ Lượng chiếm nước :
D = 4428 (tấn);
+ Hệ số béo thể tích :
CB= 0,77;
+ Hệ số thon tàu :
CP= 0,78;
+ Hệ số béo đường nước :
CWP= 0,82;

+ Hệ số béo sườn giữa :
CM= 0,98;
+ Công suất máy chính :
Ne = 2400 (cv);
+ Tốc độ tàu :
vs = 15
(hl/h).
1.1.4. Luật và công ước áp dụng
[1]– Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép Việt Nam;
[2]– MARPOL 73/78 (có sửa đổi);
[3]– Công ước quốc tế cho an toàn sinh mạng con người trên biển SOLAS 1974
cùng với Nghị định 1978 và Công ước sửa đổi 1983;
[4]– Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép Nhật Bản.
1.1.

9


Tổng quan về bố trí buồng máy
1.2.1. Bố trí buồng máy
Tàu được trang bị một máy chính để lai chong chóng có bước cố định. Số lượng
máy móc thiết bị động lực và các hệ thống được 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 được bố trí phía đuôi tàu từ sườn 7 đến sườn 28. Các thiết bị buồng
máy được 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 được bố trí trong buồng máy tại khe hở của các két dự trữ
nhiên liệu.

1.2.2. Máy chính
Tàu chở nhựa đường 1700 m3 được 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;
+ Đường 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 lượng:
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;
1.2.

10


+ Áp suất dầu bôi trơn trước bầu lọc:
(3 ÷ 5,5)
Kg/cm2;
+ Áp suất dầu bôi trơn sau phin lọc:
(3 ÷ 4)
Kg/cm2;
+ Nhiệt độ lớn nhất của nước ngọt:
Tn=88 oC;
+ Nhiệt độ lớn nhất của nước biển:
Tb= 65 oC.
1.2.3. Các thiết bị kèm theo máy chính

– Bơm LO bôi trơn máy chính 01 cụm;
– Bơm nước ngọt làm mát 01 cụm;
– Bầu làm mát dầu nhờn 01 cụm;
– Bầu làm mát nước 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 đường 1700m3 được bố trí phía đuôi tàu từ sườn thứ
2 đến sườn 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 được 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 lượng :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;
-Đường kính trục chân vịt : ф260 mm;
- Độ côn ở hai đầu : 1:12;
- Vật liệu : Thép rèn.
+ Trục trung gian :
- Số lượng :01;
- Chiều dài : 2550 mm;
- Đường kính : φ 2500 mm;

11

- Đường kính tại ổ đỡ : φ 255 mm;
- Vật liệu : Thép rèn.
+ Chong chóng:
- Số cánh : 04 cánh;
- Đường kính : 2,65 m;
- Vật liệu : Ni-Al-Bronze;
- Trọng lượng : 1430 kg;
- Kiểu : Chong chóng có bước 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 lượng: 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 lượng: 01;
– Dung tích: 4,5 m3.
+Dầu DO :
– Số lượng: 02;
– Dung tích: 2,4 m3.
3– Két dầu lắng:
+Dầu HFO :
– Số lượng: 01;
– Dung tích: 4,5 m3.
+Dầu LO :

– Số lượng: 01;
– Dung tích: 2,5 m3.
4– Két dầu bẩn:
Dầu HFO:
– Số lượng: 01;
12


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

– Lưu lượng: 4.0 m3/h;
– Cột áp: 30 mcn.
+Dầu DO :
– Số lượng: 01;
– Lưu lượng: 4.0 m3/h;
– Cột áp: 30 mcn .
5– Tổ bơm làm mát:
– Số lượng: 02;
– Lưu lượng: 65 m3/h;
– Cột áp: 20 mcn;
– Công suất: 8,6 kW.
13


1.3.2.3. Các tổ quạt
1– Tổ quạt thông gió buồng máy:
– Số lượng: 02;
– Lưu lượng: 600 m3/s;
– Cột áp: 40 mmAq.
2– Tổ quạt khu vực lọc khí thải:
– Số lượng: 01;
– Lưu lượng: 50 m3/s;
– Cột áp: 40 mmAq.
3– Tổ quạt buồng bơm:
– Số lượng: 01;
– Lưu lượng: 100 m3/s;
– Cột áp: 40 mmAq.
1.3.2.4. Thiết bị phân ly
1- Máy phân ly dầu bôi trơn :
– Số lượng: 01;

– Lưu lượng: 950 l/h;
– Cột áp: 15 ppm;
2- Máy phân ly dầu HFO :
– Số lượng: 01;
– Lưu lượng: 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 lượng: 02;
– Kiểu Piston 2 cấp;
– Lưu lượng: 29 m3/h;
– Áp suất: 3 MPa;
– Công suất: 6,5 kW.
2– Bình chứa không khí nén khởi động:
– Số lượng: 02;
– Dung tích: 500 lít;
– Áp suất: 3 MPa.
14


1.3.2.6. Thiết bị bầu sinh hàn
1– Bầu sinh hàn dầu bôi trơn:
– Số lượng: 01;
– Dung tích: 33 m2.
2– Bầu sinh hàn dầu bôi trơn:
– Số lượng: 01;
– Dung tích: 8 m2.
1.3.7. Các thiết bị khác trong buồng máy
1– Ắc quy:
– Số lượng: 01;

– Điện áp: 12V-120AH.
2– Thiết bị đốt dầu nồi hơi:
– Số lượng: 01;
–Công suất: 930 kW;
– Áp suất: 0,49 MPa.
3– Bình bọt chữa cháy xách tay:
– Số lượng: 08;
–Dung tích: 20 lít.
4– Lò đốt:
– Số lượng: 01;
–Nhiệt lượng: 180 000 kcal.
5– Bầu lọc:
+ Dầu HFO:
– Số lượng: 02;
+ Dầu LO:
– Số lượng: 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

Loại

1

Thiết bị phát
hiện và báo
cháy

2

Hệ thống

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
Các bơm chữa cháy chính
15


chữa cháy
bằng nước

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

Hệ thống đường 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 sương…
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

16


CHƯƠNG 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 người và của khi hỏa hoạn xảy ra;
– Cách ly, kiểm soát và dập cháy, nổ tại nơi gây ra;
– Có đủ các phương tiện, biện pháp và dễ dàng thực hiện thoát hiểm cho người
khi cháy xảy ra.
2.1.2 Các yêu cầu về chức năng
Để thực hiện được các mục tiêu về an toàn chống cháy nêu ở mục 2.1.1.
trên, dựa vào các quy định, đưa ra được các yêu cầu về chức năng sau:
– Tàu được 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 phương tiện thoát hiểm và chữa cháy;
– Tính sẵn sang sử dụng các phương 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 đưa ra các biện pháp kịp thời để hạn chế nguy cơ cháy, tránh các
thiệt hại đến con người 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 người 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,..).

17


Đầu báo khói
Đặt ở phía trên trần, tại nhưng 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 trước.
Đầu báo nhiệt gia tăng kích hoạt tín hiệu báo động khi nhiệt độ xung quanh
đột ngột tăng lên bất thường trong một khoảng thời gian ngắn.
d. Đầu báo lửa
Nó rất nhạy cảm với tia lửa, thường được dùng tại những môi trường 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 người kích hoạt tín hiệu báo
cháy bằng cách tác động vào thiết bị khi phát hiện cháy trước khi các thiết bị
báo cháy khởi kích.
f. Chuông, còi, loa phóng thanh, đèn báo cháy
Thông báo sự cố cháy cho những người đang sinh hoạt trong khu vực có ảnh
hưởng 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 như 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
( thường là 5% hoặc ít hơn) không khí.
b.

18


Khí trơ được vào khu vực cháy kín (bằng hệ thống bao gồm bình chứa, hệ
thống đường ống, đầu phun và các thiết bị phù hợp), khí trơ lấp đầy khoảng

không của khu cháy, làm cho lượng không khí giảm đi đám cháy sẽ được dập
tắt.
b. Hệ thống chữa cháy bằng nước
Hệ thống chữa cháy bằng nước thuộc hệ thống chữa cháy bề mặt, cho phép
dập tắt đám cháy bằng tia nước 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 nước được sử dụng rất phổ biến trên tàu trừ
trường hợp cháy dầu và nhiên liệu.
c. Hệ thống chữa cháy bằng bọt
Hệ thống được 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. Nước từ những bơm cứu hoả trộn với bọt lỏng theo một
tỉ lệ nhất định và sau đó dung dịch bọt được vận chuyển tới những đường ống
đưa tới vòi phun tớinhững điểm chữa cháy.
Bọt tập trung rất nhiều bong bóng nhỏ, có tỉ trọng thấp hơn dầu hoặc nước
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 được thiết kế để đối phó với cháy ở trong buồng máy, buồng nồi
hơi và buồng bơm. Hệ thống này bao gồm những chai CO 2, CO2 được dẫn từ
đường ống phân phối trên bình chứa tới vòi phun tạinhững vị trí phù hợp. Tín
hiệu báo động sẽ được phát ra trong khoang, két trước khi CO 2 được xả vào để
mọi người có đủ thời gian để thoát ra khỏi không gian này trước khi sự xả CO 2
xảy ra.
Hệ thống dập tắt đám cháy bằng cách làm giảm lượng khí oxi trong không
khí xuống đến một tỉ lệ mà sự cháy không thể xảy ra.
e. Hệ thống chữa cháy bằng bụi nước
Nước tiếp xúc trực tiếp với lửa sẽ tăng thêm hiệu quả dập tắt cháy. Hiệu quả
dập cháy được thể hiện rõ nhất khi nước ở trạng thái hơi. Hệ thống sử dụng các

vòi phun cắt nhỏ giọt nước thành các giọt nước nhỏ, và không gian bay hơi đủ
lớn. Những giọt nước này được làm nóng do lửa theo đường bay hơi, hơi nước
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.
19


Bột hóa chất khô
Bột hoá chất khô được xả ra từ một bình cứu hoả tạo ra một đám bụi bay tự
do chủ yêu được 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 đường ống hoặc những chỗ nối, những đám
cháy liên quan đến điện. Bột phải được 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 được hiện tượng cháy phát sinh. Bột chỉ được dung cùng với bọt.
Hóa chất khô không có tác dụng nếu bột bị ẩm
g. Khí FM-200
Việc sử dụng nước và bọt để dập cháy thì chỉ có thể chữa cháy, thiết bị vẫn
bị hư hỏng. FM-200 là một chất chữa cháy thân thiện với môi trường, rất an toàn
cho cả khu vực chữa cháy và không cháy. Đặc biệt, khi sử dụnghệ thống FM200, con người vẫn có thể thở được 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 nước phun sương áp lực cao
Hệ thống chỉ dùng là chệ thống chữa cháy ban đầu cho một số khu vực được
chọn như: M/E, G/E, nồi hơi, cabin (tàu khách), tàu phân ly…để tránh làm hư
hại đến máy móc và các thiết bị. Các đầu phun của hệ thống được bố trí sao cho
khi phun có thể bao trùm toàn bộ thiết bị. Nước được phun dưới dạng sương 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 nước
mới được phun.
Kết luận:
Với tàu chở nhựa đường 1700 m3 ta chọn các hệ thống phòng và chữa cháy sau:
-Hệ thống chữa cháy bằng nước;
-Hệ thống chữa cháy bằng nước phun sương áp lực cao;
-Hệ thống chữa cháy bằng khí CO2;
-Hệ thống bình chữa cháy di động;
-Hệ thống báo cháy tự động.
f.

20


CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỮA CHÁY
Tính toán thiết kế hệ thống chữa cháy phun sương
3.1.1. Mục đích và chức
Hệ thống dùng cho một số vùng được chọn như: M/E, G/E, nồi hơi, cabin
(tàu khách), tàu phân ly…để tránh làm hư hại đến máy móc và các thiết bị. Các
đầu phun của hệ thống được bố trí sao cho khi phun nó có thể bao trùm toàn bộ
thiết bị.
Hệ thống chỉ được sử dụng làm hệ thống chữa cháy ban đầu tại các vùng
được nêu trên với cơ chế: làm mát, đẩy oxi, và hấp thụ bức xạ nhiệt.
- Làm mát: Nước ở dạng sương, kích thước nhỏ, diện tích tiếp xúc lớn nên
khả năng hấp thụ nhiệt tốt ( lớn hơn 2 MJ/kg).
- Đẩy oxi: Kích thước giọt sương nhỏ nên dễ dàng đẩy oxi ra khỏi đám
cháy (Hạt sương giãn nở 1760 lần khi bay hơi).
- Hấp thụ bức xạ nhiệt: Hạt sương 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 sương áp lực trong buồng máy phải
được lắp các đầu phun có loại được duyệt.
(2) Số lượng 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/m 2
trong một phút của các buông được bảo vệ. Nếu thấy cần phải tăng tốc độ
phun sương thì tốc độ phun sương được Đăng kiểm chấp nhận.
(3) Phải đặc biệt quan tâm để tránh tắc nghẽn đầu phun do cặn bẩn trong nước
hoặc gỉ đường ống, đầu phun, các van và bơm.
(4) Bơm phải có thể cấp được nướcởáp suất cần thiết một cách đồng thời cho tất
cả các cụm trong bất kì buồng được bảo vệ nào.
(5) Bơm có thể được lai độc lập bằng động cơđốt trong, nếu bơm hoạt động phụ
thuộc vào năng lượng 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 lượng
cho bơm quy địnhở (4) trên. Nếu bơm được lai độc lập bằng động cơ đốt
trong thì động cơ phải được bố trí sao cho đám cháy trong buồng được bảo
vệ không ảnh hưởng cho việc cấp khí của động cơ.”
3.1.

21


“Phải trang bị một kétáp lực có thể tíchít nhất bằng hai lần lượng nước quy
định”
(Trích: “Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép, TCVN 6259-5: 2003”).
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

được điều khiển từ những vị trí dễ tiếp cận nằm ngoài buồngđược bảo vệ và phải
không bị ngắt do xảy ra cháy.
(3) Bơm và việcđiều khiển nó phải đặt ngoài buồng hoặc các buồng được bảo
vệ. Hệ thống phải có thể không bị ngừng hoạt động do cóđám cháy trong một
hoặc nhiều buồng được bảo vệ bằng hệ thống phun nướcáp 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 được giữởáp suất cần thiết và bơm cấp nước 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 chưa 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 thường.
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 nước tới
vòi phun theo đúng áp suất quy định tại đầu vòi.
Nếu áp lực trong ống cao vượt mức cho phép, 1 phần lưu lượng sẽ được
trích quay trở về két chứa.
Nếu lượng nước trong két áp lực không đủ các phao cảnh báo mực nước báo
kích hoạt bơm cấp nước vào trong két chứa. Vì vậy, cần phải thường xuyên
kiểm tra mức nước trong két, các đầu phun.
3.1.2.2.

22

23


Hình 3. 1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống chữa cháy phun sương.
24


Phương án thiết kế
Hệ thống chữa cháyphun sương bao gồm các bơm chữa cháy, hệ thống
đường ống, đầu phun sương và trang thiết bị đi kèm khác.
Như vậy, cần tính chọn các trang thiết bị:
- Tính chọn đường ống cứu hỏa;
- Tính chọn bơm: loại bơm, lưu lượng, cột áp;
- Tính chọn các vòi phun.
Sau khi tính chọn các trang thiết bị cho hệ thống chữa cháy bằng nước phun
sương áp lực cao ta tiến hành tính toán tổn thất của hệ thống tại các khu vực. So
sánh kết quả thu được sau khi tính toán tổn thất với các quy định trong Quy
phạm rồi đưa ra kết luận.
3.1.3.3.
Tính toán và chọn các thiết bị
a. Các khu vực cần thiết bảo vệ bằng hệ thống trên tàu
Máy chính: Ống dẫn dầu cao áp phía trên động cơ;
Động cơ lai máy phát: Phía trên động cơ Diesel;
Tổ máy lọc dầu F.O, D.O, dầu bẩn: Phần thân thiết bị;
Nồi hơi phụ: Quanh đèn đốt;
Lò đốt rác: Quanh đèn đốt;
Động cơ Diesel lai bơm dầu hàng: Phía trên động cơ Diesel.
b. Phương pháp điều khiển và thời gian hoạt động

Điều khiển gián tiếp bằng các nút ấn trên hộp điều khiển khu vực;
Điều khiển trực tiếp trên tủ điện điều khiển chính của hệ thống;
Điều khiển tự động;
Duy trì tối thiểu 20 phút với khu vực sử dụng nhiều đầu phun.
c. Thông số đầu phun
Lưu lượng:
+ MHL - 18 = 18lít/phút, áp lực làm việc 25 kG/cm2;
+ MHL - 10 = 10 lít/phút, áp lực làm việc 25 kG/cm2.
Chiều cao từ đầu phun đến khu vực có cháy:
+ MHL - 18 : 0,5 – 3m;
+ MHL - 10 : 0,5 – 3m.
Kiểu bố trí đầu phun: từ trên xuống, dải áp lực từ 20- 50 bar.
Khoảng cách tối đa giữa các đầu phun: 2m.
3.1.3.2.

25