Giáo trình mô đun Sửa chữa hệ thống tăng áp - Nghề: Sửa chữa máy tàu thủy
CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI I
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: SỬA CHỮA HỆ THỐNG
TĂNG ÁP
NGHỀ: SỬA CHỮA MÁY TÀU THỦY
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Hải Phòng, năm 2018
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
1
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình mô đun “Sửa chữa hệ thống tăng áp” được biên soạn trên cơ sở tham
khảo một số tài liệu của: Nguyễn Văn Bình – Nguyễn Tất Tiến (1997), Nguyên lý
động cơ đốt trong, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp. Hồ Tấn
Chuẩn – Nguyễn Đức Phú – Trần Văn Tế - Nguyễn Tất Tiến, Kết cấu và tính toán
động cơ đốt trong tập 1, 2, 3, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp.
PGS.TS Lê Viết Lượng (2003), Kết cấu động cơ diesel, Đại học Hàng hải. GS Trần
Hữu Nghị (1991), Sổ tay sĩ quan máy tàu tập 1, Trường Đại học Hàng hải.Tập bài
giảng Sửa chữa diesel tàu thủy và Tập bài giảng Công nghệ sửa chữa của Hoàng
Quốc Việt, Khoa Máy tàu trường Đại học Hàng hải. Và căn cứ mục tiêu, nội dung
của mô đun trong chương trình dạy nghề trình độ cao đẳng, nghề sửa chữa máy
tàu thủy Trường Cao đẳng Hàng hải I.
Giáo trình phục vụ cho việc giảng dạy của giảng viên, học tập của học sinh sinh
viên Trường Cao đẳng Hàng hải I. Đồng thời là tài liệu tham khảo cho công nhân
đang làm tại các nhà máy đóng mới và sửa chữa máy tàu thủy.
Trong quá trình biên soạn chúng tôi cố gắng đưa ra những quy trình công nghệ;
các công đoạn và nguyên công cơ bản nhất trong công tác sửa chữa hệ thống tăng
áp, được thực hiện trong ngành công nghiệp đóng tàu thủy tại Việt Nam.
Tuy nhiên, trong quá trình biên soạn chắc chắn không tránh khỏi những
thiếu sót chúng tôi rất mong nhận được sự góp ý của các đồng nghiệp và các độc
giả, nhằm bổ sung cho cuốn giáo trình mô đun “Sửa chữa hệ thống tăng áp” được
hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hải Phòng, ngày….....tháng........... năm 2018
Tham gia biên soạn
Chủ biên: ThS. Bùi Trung Dũng
2
MỤC LỤC
STT
NỘI DUNG
TRANG
1
2
3
4
5
Lời giới thiệu
Mục lục
2
3
4
5
6
Danh mục ký hiệu, từ viết tắt, thuật ngữ chuyên ngành
Danh mục hình vẽ
Nội dung
Bài 1: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các hư hỏng thường gặp,
công tác chuẩn bị trước khi tháo và quy trình tháo hệ thống
tăng áp
7
1. Mục đích tăng áp cho động cơ Diesel tàu thủy
7
9
2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống tăng
áp
3. Công tác chuẩn bị trước khi tháo và quy trình tháo hệ thống
12
tăng áp
4. Một số hư hỏng thường gặp khi khai thác hệ thống tăng áp
Bài 2: Kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống tăng áp
1.Sửa chữa vỏ tuabin
23
26
26
28
29
30
30
31
34
39
40
2. Kiểm tra, khắc phục các hư hỏng của đĩa tuabin và vành chặn
3. Sửa chữa cánh động
4. Sửa chữa vành bánh tĩnh
5. Sửa chữa bộ kín hơi và các vòng đệm kín
6. Sửa chữa rô to (Sửa chữa trục rô to)
7. Cân bằng tuabin
6
7
Tài liệu tham khảo
Các phụ lục, tài liệu đính kèm
3
Danh mục ký hiệu, từ viết tắt, thuật ngữ chuyên ngành
Ký hiệu, từ viết tắt, thuật ngữ
chuyên ngành
Gỉải thích
MĐ
Mô đun
MN
Máy nén
TBK - MN
Tuabin HSI
VIA
Tổ hợp Tuabin khí – Máy nén
Tuabin của hãng MISUBISHI
Quay
ĐC
Động cơ
BLM
KCA
KTA
PO
Bầu làm mát
Máy nén tầng cao áp
Máy nén tầng thấp áp
Áp suất không khí ngoài trời
Áp suất không khí ra khỏi máy nén
Vít cấy
PK
Guzông
D
Đường kính trục tuabin
Tổng
∑
4
Danh mục hình vẽ
STT
1
Tên hình vẽ
Trang
8
Hình 1.1. Hình cắt ngang một bộ tuabin tăng áp bằng khí
xả
2
3
4
Hình 1.2. Rô to tuabin được quay trên hai ổ đỡ kiểu bạc
Hình 1.3. Tăng áp cơ giới
8
9
Hình 1.4. . Sơ đồ hệ thống tăng áp động cơ 4 kỳ bằng
10
tuabin khí thải
5
6
Hình 1.5. Một kiểu tăng áp bằng tuabin khí xả
Hình 1.6. Sơ đồ tăng áp hỗn hợp lắp song song
Hình 1.7. Cẩu tuabin ra khỏi bệ máy đưa vào giá đỡ
Hình 1.8. Mở nắp tuabin
11
12
13
14
15
16
17
7
8
9
Hình 1.9. Nâng rô to
10
11
Hình 1.10. Quấn bảo vệ đầu trục rô to trước khi nâng
Hình 1.11. Rô to tháo ra được đặt lên các giá đỡ chữ nhân
hoặc treo thẳng đứng
12
13
14
15
16
Hình 1.12. Tháo bánh cánh nhờ máy ép thủy lực
Hình 1.13. Rửa các rãnh cánh của máy nén
Hình 1.14. Rửa cánh tuabin
18
19
19
21
22
Hình 1.15. Thay ổ của tuabin tăng áp
Hình 1.16. Tháo rô to của tuabin tăng áp hãng Broun -
Boveri
17
18
19
20
Hình 2.1. Một phần vỏ tuabin đã được sửa chữa xong
Hình 2.2. Khoan lỗ, lắp vít chống vênh cho vành bánh tĩnh
Hình 2.3. Kiểm tra độ cong trục tuabin
27
30
31
35
Hình 2.4. Tuabin được cân bằng trên máy
5
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: Sửa chữa hệ thống tăng áp
Mã mô đun: MĐ.6520131.30
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí: Mô đun “Sửa chữa hệ thống tăng áp” được học sau các mô đun
“Sửa chữa các chi tiết tĩnh”, “Sửa chữa các chi tiết động”, “Sửa chữa hệ thống khởi
động bằng khí nén”.
- Tính chất, ý nghĩa và vai trò: Mô đun “Sửa chữa hệ thống tăng áp” là
mô đun bắt buộc học thuộc nhóm “Các mô đun, môn học chuyên môn nghề”.
Mục tiêu mô đun:
- Kiến thức: Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, cách tháo lắp,
kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa và điều chỉnh những hư hỏng của các bộ phận của
hệ thống tăng áp động cơ Diesel trang bị trên tàu thuỷ.
- Kỹ năng: Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa được một số hư hỏng
thường gặp của hệ thống tăng áp đúng quy trình đảm bảo cho hệ thống khai thác
đạt các thông số kỹ thuật, làm việc ổn định và an toàn.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có tác phong công nghiệp, luôn tuân thủ
các quy tắc an toàn và đảm bảo vệ sinh môi trường.
Nội dung mô đun:
6
BÀI 1: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, HƯ HỎNG VÀ QUY TRÌNH THÁO
CỦA HỆ THỐNG TĂNG ÁP
Mã bài: MĐ.6520131.30.1
Giới thiệu:
Để nâng cao công suất của động cơ người ta thường dùng phương pháp tăng áp.
Công suất dùng để dẫn động bơm ảnh hưởng khá lớn đến đến hiệu suất có ích của
động cơ vì thế cần phải tận dụng khí xả để quay tua bin máy nén tăng áp. Ở dưới
tàu chư yếu dùng khí xả để tăng áp cho động cơ, nên trong phạm vi đề cập của giáo
trình này chỉ đề cập đến các vấn đề liên quan đến hệ thống tăng áp bằng tuabin khí
xả.
1. Mục tiêu của bài:
- Kiến thức: Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc, các hư hỏng
thường gặp, công tác chuẩn bị trước khi tháo và quy trình tháo hệ thống tăng áp
động cơ Diesel trang bị trên tàu thuỷ.
- Kỹ năng: Thực hiện công việc chuẩn bị trước khi tháo và tháo hệ thống
tăng áp đúng quy trình kỹ thuật.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có tác phong công nghiệp, luôn tuân thủ
các quy tắc an toàn và đảm bảo vệ sinh môi trường.
2. Nội dung bài:
2.1. Mục đích, nguyên lý cấu tạo tăng áp bằng tuabin khí xả động cơ Diesel
2.1.1. Mục đích:
Tổ hợp tua bin khí máy nén tăng áp được chế tạo nhằm mục đích tận dụng năng
lượng của khí xả để lai máy nén cung cấp không khí nạp với áp suất cao để tăng
công suất cho động cơ.
2.1.2. Nguyên lý cấu tạo tăng áp bằng tuabin khí xả động cơ Diesel:
- Khí xả từ động cơ diesel được cấp vào tua bin theo đường khí xả vào. Sau khi
qua cụm ống phun được biến đổi năng lượng thành động năng, thổi vào cánh tua
bin để quay rô to tua bin. Cánh máy nén được gắn đồng trục với rô to tua bin, khi
quay sẽ hút không khí qua phin lọc trên đường vào qua máy nén không khí được
đẩy vào buồng nén kiểu ống xoắn tăng áp. Dòng khí xả thoát ra khỏi tổ hợp tua
bin máy nén được nối với đường ống xả ra ngoài. Dòng không khí nén được nối
với ống nạp động cơ diesel.
7
Hình 1.1. Hình cắt ngang một bộ tuabin tăng áp bằng khí xả
Dòng khí nén: màu xanh; Dòng khí xả: màu đỏ
- Rô to tua bin được quay trên hai ổ đỡ kiểu vòng bi hoặc bạc.
Tua bin tăng áp dùng bạc đỡ trục rôto có ưu điểm hơn ổ đỡ vòng bi là khả năng
chịu tải của bạc cao và đặc biệt là cho phép tốc độ quay roto tua bin rất cao, chạy
êm, độ ồn thấp. Nhưng hệ thống bôi trơn trục-bạc roto lại phức tạp hơn và cần có
độ tin cậy cao.
Hình 1.2. Rô to tua bin được quay trên hai ổ đỡ kiểu bạc
Đặc điểm kết cấu của tổ hợp tua bin tăng áp dùng bạc và hệ thống bôi trơn là:
- Trục roto Tuabin có 2 bạc đỡ và 1 bạc chặn dọc trục về 2 phía
8
- Hệ thống bôi trơn dùng dầu riêng hoặc có thể dùng chung với dầu bôi trơn tuần
hoàn động cơ, hệ thống bơm dầu nhờn, phin lọc, van giảm áp tự động điều chỉnh
áp suất dầu bôi trơn, đường ống cấp dầu cưỡng bức đến bôi trơn cho các bạc đỡ và
bạc chặn, két dầu trọng lực để duy trì áp lực dầu bôi trơn tua bin quay theo quán
tính trong một thời gian nhất định khi có sự cố về mất áp lực dầu bôi trơn và các
thiết bị phụ kèm theo( ống thủy quan sát dòng chảy , cơ cấu chỉ báo dòng chảy, van
1 chiều, van chặn.....)
2.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống tăng áp
2.2.1. Hệ thống tăng áp bằng cơ giới
Nguyên lý hoạt động của động cơ tăng áp bằng máy nén cơ giới:
Hình 1.3. Tăng áp cơ giới
1. Trục khuỷu; 2. Bánh răng trục khuỷu; 3. Bánh răng bơm tăng áp; 4. Ống dẫn
khí; 5. Xupáp hút; 6. Bơm tăng áp.
Khi động cơ hoạt động, trục khuỷu 1 quay, kéo bánh răng trục khuỷu 2 quay theo,
bánh răng trục khuỷu ăn khớp với bánh răng bơm 3, nên kéo bơm 6 quay theo.
Bơm nén khí thường là bơm pittông, bơm rôto, bơm ly tâm. Khí nén sau khi ra
khỏi bơm 6 vào bầu mát, đến hệ thống ống dẫn 4, rồi vào xupáp hút 5.
Trong loại động cơ tăng áp bằng máy nén động cơ trực tiếp lai bơm tăng áp (qua
xích hay bánh răng).
Căn cứ vào thời gian cung cấp khí tăng áp dài hay ngắn, lại có thể chia tăng áp
bằng máy nén ra làm hai loại: Tăng áp toàn phần và tăng áp một phần. Trong tăng
áp toàn phần khí nén được đưa vào xilanh suốt trong hành trình hút, còn tăng áp
9
một phần khí nén cung cấp vào xilanh lúc gần cuối hành trình hút, vì do xupáp hút
phức tạp và độ tăng áp nhỏ nén loại này rất ít dùng.
*Trong tăng áp bằng tuabin khí thải, không khí bị nén trong máy nén lắp cùng trục
với tuabin. Dưới tác dụng của khí thải tuabin quay và kéo máy nén khí cùng quay
theo.
2.2.2. Hệ thống tăng áp bằng tuabin khí xả
Nguyên lý công tác của hệ thống tăng áp bằng tuabin khí thải:
3
2
4
5
1
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống tăng áp động cơ 4 kỳ bằng tuabin khí thải.
1. Pittông; 2. Máy nén khí; 3. Xupáp hút; 4. Xupáp xả; 5. Tuabin.
Khí cháy sau khi ra khỏi xupáp xả 4 đến làm quay tuabin 5 rồi ra ngoài, tuabin
quay lai theo máy nén khí 2 cùng trên một trục quay theo. Khí từ máy nén khí 2
theo đường ống tới van hút 3 rồi vào xilanh động cơ.
10
Hình 1.5. Một kiểu tăng áp bằng tuabin khí xả
2.2.3. Hệ thống tăng áp hỗn hợp
Tăng áp hổn hợp có nghĩa là dùng hai bơm tăng áp, một bơm truyền động cơ khí
và bơm tăng áp khí thải. Có 3 kiểu:
- Tăng áp nối tiếp : Tua bin khí thải rối đến bơm tăng áp cơ khí
- Tăng áp nối tiếp : Tua bin cơ khí rồi đến bơm tăng áp khí thải
- Tăng áp song song : bơm tăng áp cơ khí và bơm tăng áp khí thải bắt song song
với nhau, gồm hai đường gió hai bơm vào chung một đường góp khí nạp xylanh.
11
Hình 1.6. Sơ đồ tăng áp hỗn hợp lắp song song
1.
Đường khí thải: 2. Tua bin khí thải; 3.Máy nén kiểu truyền động tua
bin khí thải; 4. Bộ phận làm mát khí nén; 5. Máy nén kiểu truyền độngcơ
giới; 6. Đường ống dẫn khí nạp; 7. Bộ truyền động.
2.3. Công tác chuẩn bị trước khi tháo và quy trình tháo hệ thống tăng áp
2.3.1. Công tác chuẩn bị trước khi tháo
- Hồ sơ kỹ thuật của hệ thống tăng áp;
- Chuẩn bị dụng cụ tháo lắp;
- Chuẩn bị giá đỡ tua bin;
- Chuẩn bị giẻ sạch;
- Chuẩn bị dầu rửa cho hệ thống tăng áp;
- Chuẩn bị khay đựng các chi tiết của hệ thống tăng áp;
- Chuẩn bị mặt bằng tháo lắp;
- Chuẩn bị pa lăng cẩu.
2.3.2. Quy trình tháo
2.3.2.1. Tháo bộ tua bin tăng áp ra khỏi động cơ
Bước 1: Đóng van nước làm mát hệ thống tăng áp
Bước 2: Tháo hệ thống nước làm mát ra khỏi vỏ tua bin;
Bước 3: Tháo toàn bộ cổ gom khí xả ra khỏi vỏ tua bin;
12
Bước 4: Tháo toàn bộ cổ gom khí nén ra khỏi thân tua bin;
Bước 5: Nới các bu lông bắt tua bin với giá đỡ tua bin;
Bước 6: Lắp dây cẩu vào tua bin;
Bước 7: Tháo toàn bộ bu lông trên bệ tua bin;
Bước 8: Cẩu tua bin ra khỏi bệ máy đưa vào giá đỡ;
Bước 9: Vệ sinh toàn bộ vỏ tua bin và xả dầu xoa trơn, làm mát tua bin;
Hình 1.7. Cẩu tua bin ra khỏi bệ máy đưa vào giá đỡ
2.3.2.2. Tháo tua bin:
Bước 1 : Mở nắp (thớt trên)
13
Hình 1.8. Mở nắp tuabin
o
- Mở nắp tuabin tiến hành ở nhiệt độ tối đa 70 C, trước khi tháo êcu cần
đánh dấu theo bu lông bích. Vặn các bu lông công vào để tách thớt trên và thớt
dưới khoảng 10mm. Sau đó dùng cần cẩu nâng từ từ đến độ cao cần thiết. Có thể
lắp các chốt định hướng để tránh va đập của thớt trên với các chi tiết khác của
tuabin.
- Đặt các lá chì lên nửa trên và giữa các cánh của tuabin, còn trên các bộ làm
kín thì đặt các dây chì rồi hạ nắp xuống để kiểm tra khe hở giữa nắp với các chi tiết
của tuabin. Khi xiết êcu giữ cho khe hở giữa hai thớt dưới 0,5mm.
- Lật ngửa nắp và đặt lên trên giá đỡ chữ nhân
- Lưu ý: trước khi tháo cần kiểm tra lại toàn bộ nắp để tháo bỏ các liên kết
và các chi tiết khác (bầu ngưng, bộ phận phân phối, đường ống…).
- Nới lỏng các bu lông liên kết từ từ theo thứ tự đối xứng.
Bước 2: Tháo rôto
Nâng rôto:
14
Hình 1.9. Nâng rô to
- Việc nâng rôto ra khỏi tuabin chỉ tiến hành trong những trường hợp sau:
+ Thay thế bạc đỡ
+ Cánh động cơ bị hỏng, trường hợp khoảng cách giữa các cánh quá
chật không thể thay thế cục bộ được
+ Mối ghép giữa đĩa và trục bị phá hủy
+ Vành bánh tĩnh bị gãy, đĩa cánh động bị biến dạng
+ Trục rôto bị cong
15
Hình 1.10. Quấn bảo vệ đầu trục rô to trước khi nâng
- Trước khi nâng rôto cần đo đạc và ghi chép các khe hở trong phần
giữa tuabin, khe hở dọc trục. Kiểm tra khe hở hướng kính ở từng vành bánh cánh
từ hai phía của bích nửa dưới stato. Kiểm tra khe hở bạc đỡ và các phần truyền hơi
sau khi đã mở nắp các ổ đỡ và hộp kín hơi.
- Việc nâng rôto lên có thể dùng pa lăng hoặc bộ gá chuyên dùng. Khi đạt
đến độ cao cần thiết tiến hành kẹp chì để đo khe hở giữa rôto và nửa dưới của
stato.
- Khi đã nâng rôto ra khỏi bệ đỡ có thể đặt lên các giá đỡ chữ nhân hoặc treo
thẳng đứng.
Yêu cầu khi tháo rôto là không được gây hư hỏng các chỗ làm kín giữa máy nén và
tuabin và không dồn tạp chất vào các rãnh cánh làm kín
16
Hình 1.11. Rôto tháo ra được đặt lên các giá đỡ chữ nhân hoặc treo thẳng đứng.
Tháo đĩa tuabin ra khỏi rôto
- Tiến hành tháo khi phải thay cánh động hay mối ghép với trục bị phá hủy.
- Do mối ghép có độ dôi nên việc tháo rất khó khăn, cần có bộ gá tháo lắp
chuyên dùng và phải nung nóng chi tiết đến 100 oC.
Bước 3: Tháo vành bánh tĩnh:
- Chỉ tiến hành tháo khi thay thế hoặc sửa chữa chúng.
- Do mối ghép là mối ghép trung gian nên khi tháo phải dùng vam và móc
hay các bộ ngoạm riêng.
- Trước khi tháo phải mở hết các bu lông hãm, dùng búa đồng gõ nhẹ lên
tấm chắn (cho thêm một ít dầu hỏa vào mặt tiếp xúc giữa vành bánh tĩnh và stato)
- Tháo bằng bu lông công hoặc bằng kích.
Bước 4: Tháo lắp một số chi tiết trong tua bin
Việc tháo bánh cánh các tuabin phải dùng máy ép thủy lực. Máy ép đưa dầu qua lỗ
khoan dọc trục tới 3 rãnh ở may-ơ của bánh cánh (hình 1.4). Khi tăng áp suất dầu
do máy ép tạo ra may-ơ "giãn ra" và bánh cánh dễ dàng rời vị trí cũ thông qua 3
bulông tháo. Khi lắp bánh cánh vào cũng dùng máy ép thủy lực.
17
8
7
6
5
4
3
2
1
Hình 1.12. Tháo bánh cánh nhờ máy ép thủy lực.
1- Máy ép thủy lực; 2- Ống nối; 3- Bích nén; 4- Guzông nén;
5- Vành hãm; 6- Vành trung gian; 7- Bích có ren; 8- Bánh cánh.
Người ta thường sử dụng phương pháp làm sạch lối thông của máy nén bằng nước
khi động cơ làm việc. Ta đặt lên tuabin 1 thùng nước nóng. Phía trên thùng có ống
thông với ống đẩy của máy nén còn phía dưới có ống thông với ống hút vào bánh
cánh.
Khi mở vòi nước có áp suất ở trong thùng vào cánh và làm sạch.
Việc làm sạch cáu cặn và tạp chất có thể dùng nước hoặc hơi.
18
Hình 1.13. Rửa các rãnh cánh của máy nén.
1- Thùng chứa nước; 2- Vòi khóa không khí;
3- Vòi dẫn nước tới bánh cánh.
Hình 1.14. Rửa cánh tuabin.
1- Nước nóng; 2- Tấm chắn.
Phương pháp làm sạch cánh có hiệu quả là phương pháp nước nóng. Với phương
pháp này không phải tháo rôto khỏi thân mà chỉ cần tháo nắp phía trước của
19
Tải về để xem bản đầy đủ
38 trang
26/03/2022
6300
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Sửa chữa hệ thống tăng áp - Nghề: Sửa chữa máy tàu thủy", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_sua_chua_he_thong_tang_ap_nghe_sua_chua_ma.pdf
