3 原理
本裝置采用一級斜板重力和聚結(jié)分離——二級纖維濾器——三級超濾膜滲透分離等原理,使含油污的艙底水達(dá)到IMO MEPC.107(49)決議規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
見附圖所示,船舶艙底水因柱塞泵的抽吸進(jìn)入一級分離器,內(nèi)部為真空負(fù)壓狀態(tài),避免了以往壓力狀態(tài)下造成含油的艙底水?dāng)噭?dòng)乳化以致難以分離的問題。柱塞泵排出液經(jīng)過二級纖維濾器吸附、過濾處理,再進(jìn)入三級超濾,使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
油份濃度計(jì)(即15ppm艙底水報(bào)警裝置)用來測量排放液的油份濃度,如果發(fā)現(xiàn)測量的排放液油份濃度超標(biāo),則二級會自動(dòng)轉(zhuǎn)向三級處理。如果經(jīng)過三級處理后的排放液油份濃度超標(biāo),油份濃度計(jì)報(bào)警,則會令排放氣動(dòng)三通閥VS6自動(dòng)轉(zhuǎn)駁,使不合格的水排至艙底而不排向舷外。
4 安裝要求
4.1裝置底座
本裝置所有部件統(tǒng)一安裝在一個(gè)由槽鋼焊接而成的“裝置底座”上。在船上機(jī)艙內(nèi)應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)與本裝置底座尺寸相符的“船舶底座”。“船舶底座”與船體結(jié)構(gòu)焊接連接。“船舶底座”與“裝置底座”用螺栓連接,并建議使用槽鋼用方斜墊圈GB/T853。
裝置底座的尺寸和連接螺栓的布置詳見附圖2。
4.2管系連接
艙底油污水吸入口、排放液排出口、反沖水接口(壓力不得大于0.3MPa)、回艙底水接口,排油口,壓縮空氣接口(壓力范圍為0.6-0.8 MPa)及濃縮液排放口。由船廠連接(詳見下表)。
接口名稱
型號 |
油污水吸入口 |
排放液排出口 |
反沖水接口 |
回至艙底水接口 |
排油口 |
壓縮空氣接口 |
濃縮液回艙底接口 |
YWC-0.25 |
DN20 |
DN20 |
DN20 |
DN20 |
DN20 |
Φ8
|
無
此
接
口
|
YWC-0.50 |
DN25 |
DN25 |
DN25 |
DN25 |
DN25 |
YWC-1.00 |
DN25 |
DN25 |
DN25 |
DN25 |
DN25 |
YWC-1.50 |
DN25 |
DN25 |
DN25 |
DN25 |
DN25 |
YWC-2.00 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
YWC-2.50 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
YWC-3.00 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
DN32 |
YWC-4.00 |
DN50 |
DN50 |
DN50 |
DN50 |
DN50 |
DN32 |
YWC-5.00 |
DN50 |
DN50 |
DN50 |
DN50 |
DN50 |
DN32 |
注:船廠接排油管路時(shí)不得高于裝置上的排油口水平面。
4.3電氣連接
電源AC220V/440V、3Φ、60Hz進(jìn)入電氣控制箱;艙底液位探針。參見電氣圖,出廠時(shí),探測艙底水液位的液位繼電器JYB外接觸點(diǎn)#15,#5或#6預(yù)先短接,如需連接艙底液位探針,則應(yīng)去除短接銅線。
注意:操作人員必須具有一定的技術(shù)知識,熟讀本使用說明書,掌握操作要領(lǐng),懂得維護(hù)保養(yǎng)方法。
5 系統(tǒng)流程 參見系統(tǒng)圖所示
艙底油污水經(jīng)由海水粗濾器、浮球止回閥V1,進(jìn)入一級分離器,分離器頂部設(shè)有集油室,艙底油污水中的大部分油由于比重小上浮至分離器集油室頂部,細(xì)油滴在親水疏油材料斜板內(nèi)聚結(jié),“逆向——同向”分級上浮;水從一級分離器底部排水口流至柱塞泵吸入口,其間有氣動(dòng)閥VS3,當(dāng)柱塞泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)VS3自動(dòng)打開,而沖洗水閥VS2關(guān)閉。
當(dāng)油在一級分離器頂部積聚到一定數(shù)量時(shí),油位升高,油水界面計(jì)發(fā)出訊號,氣動(dòng)閥VS1,VS2自動(dòng)打開,氣動(dòng)閥VS3自動(dòng)關(guān)閉,此時(shí)柱塞泵不工作。反沖水(清水)從底部進(jìn)入一級分離器,頂起的浮油通過氣動(dòng)排油閥VS1排出至污油柜(VS1為常閉氣動(dòng)閥)。排油完畢后自動(dòng)復(fù)位,繼續(xù)處理艙底油污水。
經(jīng)一級濾器處理過的油污水進(jìn)入二級濾器進(jìn)行再次處理后排放至舷外。如果排放水含油超標(biāo),氣動(dòng)三通閥VS4會自動(dòng)轉(zhuǎn)向三級處理(注:YWC-2.00/2.50/3.00/4.00/5.00氣動(dòng)閥VS4會自動(dòng)關(guān)閉,氣動(dòng)閥VS5自動(dòng)打開使不合格的水進(jìn)入三級處理)使超標(biāo)水進(jìn)入三級超濾器進(jìn)一步處理。三級超濾器采用滲透原理,濾過液依次經(jīng)過出口球閥V3,止回閥V5,流量計(jì),氣動(dòng)三通閥VS6,手動(dòng)三通V7最后經(jīng)過通海閥排放。
三級超濾進(jìn)口的進(jìn)入液濃縮后由V6排出至艙底。超濾的產(chǎn)水回收率η 等于產(chǎn)水量除以進(jìn)水量。η=Qe/Q100%,本裝置回收率調(diào)定在η=80%,回收率不宜太高,否則濃縮液太濃會產(chǎn)生濃度極化現(xiàn)像,影響膜的壽命。
三級超濾膜需要保持在水中,出廠前在其中已充滿保養(yǎng)液,并將V3、V4、V6、V8閥關(guān)閉。在開箱安裝時(shí)請不要打開這幾個(gè)閥,在調(diào)試注水運(yùn)行時(shí)方可打開V3、V6、V8,啟動(dòng)裝置前打開V3、V6、V8。
本裝置采用電加熱器來加熱集油室內(nèi)溫度至0°C以上(重油50°C以上)。溫度由電接點(diǎn)溫度計(jì)控制電加熱器的通斷。溫度對裝置(特別是在含比重較大的渣油的情況下)的處理效果有很大的影響,適宜的溫度有利于提高分離器的分離效率和減少堵塞的發(fā)生。
二個(gè)壓力表分別測量二級濾器的進(jìn)口和出口壓力。一級分離器上的真空壓力表是用來觀察筒內(nèi)的真空壓力,保證柱塞泵的安全運(yùn)行。
油份濃度計(jì),會自動(dòng)監(jiān)測排放液中的含油量。當(dāng)排放液含油超標(biāo)時(shí),油份濃度計(jì)會發(fā)出警報(bào),同時(shí)使氣動(dòng)三通閥VS6自動(dòng)轉(zhuǎn)向回艙底水管路,使不合格的水返回艙底,并發(fā)出報(bào)警信號至機(jī)艙集控室;當(dāng)排放液合格時(shí),氣動(dòng)三通閥VS6自動(dòng)轉(zhuǎn)向合格管路,使合格水排放至舷外。
船上需要聯(lián)接的管系有:艙底油污水吸入口管系、排放液排出口管系、反沖水接口管系、回艙底水接口管系,排油口管系,壓縮空氣接口管系及濃縮液排放口管系。
初次運(yùn)行前,需要對各容器和管系注水。注水時(shí)將電氣控制箱上的【排油、反沖、注水】轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至“自動(dòng)”,使VS2打開,此時(shí)水從一級分離器底部進(jìn)入,當(dāng)水位升高時(shí),通過排泥閥V2、試水閥C2、放氣旋塞C1可知道水位,當(dāng)有水流出時(shí)就把該處閥關(guān)緊。當(dāng)頂部放氣旋塞有水流出時(shí),水即灌滿。
油份濃度計(jì),即15ppm艙底水報(bào)警裝置,詳見“使用說明書”。
警示:本裝置使用高壓電源,具有觸電等引起傷亡事故的危險(xiǎn),操作人員必須謹(jǐn)慎對待,不可擅自打開電氣控制箱門探視。在進(jìn)行電氣系統(tǒng)維修時(shí),必須確認(rèn)切斷電源。維修須由專業(yè)人員操作。
6 運(yùn)轉(zhuǎn)操作(請參照電氣圖,控制箱面板圖)
正常運(yùn)行前,舷外閥、污水井閥(單個(gè))、壓縮空氣閥(不低于0.4MPa)反沖洗閥(不高于0.3MPa)打開
6.1 正常運(yùn)行操作如下:
(1)打開電氣控制箱門,合上總電源開關(guān)QF0,檢查供電是否正常。
(2)合上柱塞泵電源開關(guān)Q4,此時(shí)柱塞泵不運(yùn)轉(zhuǎn)。
(3)合上控制電源開關(guān)Q5,電加熱器電源開關(guān)Q8,關(guān)上電氣控制箱門。
(4)在門面板上開【控制電源】220V開關(guān)Q6,控制電源指示燈H0亮。
(5)旋開【油份濃度計(jì)開關(guān)】Q7,“油份濃度計(jì)”上相應(yīng)的指示燈亮。按油份濃度計(jì)操作手冊調(diào)整。
(6)將【排油、反沖、注水】轉(zhuǎn)換開關(guān)Q3,轉(zhuǎn)向“手動(dòng)”,此時(shí),【VS1、VS2閥打開】的指示燈H4亮,表示在注水。從一級分離器各試水旋塞中可以看到有水流出,從下至上逐漸依次關(guān)緊,直至最高處,此時(shí)水已注滿。
(7)將【排油、反沖、注水】轉(zhuǎn)換開關(guān)Q3,轉(zhuǎn)向“自動(dòng)”,停止注水。正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,如果一級分離器的油積聚到一定厚度,控制系統(tǒng)會自動(dòng)排油,排油完畢自動(dòng)返回正常運(yùn)行狀態(tài)。
(8)將【三、二級處理】轉(zhuǎn)換開關(guān)Q10,轉(zhuǎn)向“自動(dòng)”。
(9)按下【柱塞泵啟動(dòng)】按鈕QA,柱塞泵運(yùn)轉(zhuǎn),注意轉(zhuǎn)向。觀察“真空、壓力表”,壓力在-0.01MPa到-0.05MPa之間,屬正常。
(10)如果油份濃度計(jì)故障,可以強(qiáng)制將【三、二級處理】轉(zhuǎn)換開關(guān)Q10轉(zhuǎn)向“手動(dòng)”,讓水通過氣動(dòng)三通閥VS4轉(zhuǎn)向三級。(注:YWC-2.00,YWC-2.50、YWC-3.00、YWC-4.00、YWC-5.00氣動(dòng)閥VS4關(guān)閉,VS5打開轉(zhuǎn)向三級)查看方法是看氣動(dòng)閥頂部開度指針相對位置,觀察一、二級各“壓力表”,如果都有壓力,說明三級在運(yùn)作。保水閥V3全開,調(diào)節(jié)濃縮液排放閥V6開度,使流量計(jì)讀數(shù)維持在額定產(chǎn)水量。
(11)將溫控器調(diào)節(jié)在20℃和40℃之間,電加熱器會自動(dòng)開閉,調(diào)節(jié)進(jìn)水溫度在上述范圍內(nèi)。膜的工作溫度不能超過50℃。
6.2非正常情況可能有:
(1)艙底水吸入管路或吸入濾器堵塞,一級分離器內(nèi)真空度大于-0.05MPa時(shí),柱塞泵停止工作,值班人員應(yīng)檢查并采取措施,排除堵塞問題。
(2) 艙底水被吸完,空氣可能進(jìn)入一級分離器,一級分離器內(nèi)的真空度小于-0.01MPa時(shí),柱塞泵也會停止工作,值班人員應(yīng)檢查艙底水水位。如果船上安裝了生產(chǎn)廠商提供的艙底液位探針JYB,裝置會依據(jù)艙底水的液位自動(dòng)啟停,那么這種問題的發(fā)生可能性就比較小。
(3) 如油份濃度計(jì)長期報(bào)警,說明需要清理裝置。首先采取對一級分離器進(jìn)行手動(dòng)反沖洗處理,看是否是一級分離器分離效率降低?其次觀察二、三級壓力表,壓差是否超過0.2MPa,如是,則需要更換相應(yīng)的濾芯,此時(shí)須由人工來放水。依次打開蓋子,更換新的濾芯,蓋緊蓋子,再加水。二級濾器堵塞的可能性最大,應(yīng)經(jīng)常更換。
(4) 一級分離器的排泥,一級分離器頂部的油經(jīng)常會自動(dòng)排出,底部的污泥需要定期人工排除。污泥會影響后續(xù)濾器的堵塞。排泥方法是將《排油、反沖、注水》轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)向“手動(dòng)”,同時(shí)打開一級分離器底部排放閥V2,通過清水將泥沙沖出。
6.3裝置停機(jī):
本裝置正常運(yùn)行啟動(dòng)后能根據(jù)艙底水的多少,自動(dòng)運(yùn)停,毋須人員操作。如果船舶長期停航,機(jī)艙值班人員確認(rèn)裝置不需要運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可采取停機(jī)措施。先按【柱塞泵停止】按鈕TA,柱塞泵停止工作,柱塞泵工作指示燈H3滅,然后斷開控制電源Q6,相應(yīng)的氣動(dòng)閥VS1、VS2、VS3、VS4、VS6自動(dòng)復(fù)位。(YWC-2.00,YWC-2.50、YWC-3.00、YWC-4.00、YWC-5.00相應(yīng)的氣動(dòng)閥VS1、VS2、VS3、VS4、 VS5、VS6自動(dòng)復(fù)位)
注意:本裝置采用氣動(dòng)閥通過氣電轉(zhuǎn)換電磁閥控制,壓縮空氣由船上供應(yīng)(0.6~0.80MPa),壓縮空氣進(jìn)入氣源濾器,上面安裝有電接點(diǎn)壓力表。如壓縮空氣失壓,電接點(diǎn)壓力表發(fā)送信號至電控箱Y101觸點(diǎn)斷開,裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)。停機(jī)時(shí)可關(guān)閉壓縮空氣進(jìn)口閥。
警告:本裝置柱塞泵的電機(jī)為轉(zhuǎn)動(dòng)部件,工作人員在接近轉(zhuǎn)動(dòng)部件時(shí)均須注意安全,防止衣、褲等物卷入造成傷害。
7 維護(hù)保養(yǎng)
7.1清理一級分離器內(nèi)斜板分離器,將電氣控制箱上的【排油、反沖、注水】轉(zhuǎn)換開關(guān)Q3轉(zhuǎn)向“手動(dòng)”,將船上污油柜上的排油閥關(guān)閉,反沖回流閥打開,讓清水從VS2進(jìn)入一級分離器底部,從頂部VS1排出,然后讓反沖水回流至艙底,打開底部排泥閥時(shí),可清理分離器底部垃圾。視污染情況,一般6個(gè)月進(jìn)行一次,每次反沖15分鐘。
7.2二級濾器更換濾芯,當(dāng)一、二級壓力表進(jìn)出口差壓大于10m-H2O(100KPa)時(shí),說明堵塞嚴(yán)重,需更換濾芯。停機(jī),排出二級濾器內(nèi)液體,打開上蓋,將堵塞的濾芯取出,更換新的相同規(guī)格的濾芯,再蓋上頂蓋,一般一年更換一次。更換濾芯如下圖所示(as following)
7.3三級壓差表壓差大于0.1MPa時(shí),應(yīng)清洗或更換三級超濾膜。
7.4柱塞泵軸的支承軸承需要定期檢查。
7.5氣動(dòng)閥會自動(dòng)開停,如內(nèi)部行程開關(guān)失靈需檢查,該閥也可用手動(dòng)開閉。
8 膜的清洗
8.1 三級超濾器為中空纖維膜法分離工藝,長期運(yùn)轉(zhuǎn)后會污染、結(jié)垢甚至堵塞,需要定期清洗。當(dāng)跨膜差壓超過0.1MPa 或者連續(xù)運(yùn)行6個(gè)月以上時(shí),就要清洗。如不清洗,膜會嚴(yán)重堵塞,導(dǎo)致以后洗不干凈而必需更換膜元件。
8.2 化學(xué)品的選擇
(1)氫氧化鈉(NaOH)
對于油污染,用NaOH清洗最合適,能溶解油脂,恢復(fù)膜通量,對膜也少有損傷。
(2)檸檬酸(食品級)
對于鈣鎂離子的結(jié)垢,用檸檬酸清洗較有效。檸檬酸沒有太大的危險(xiǎn)性,固態(tài)存放,用時(shí)用水溶解稀釋。
(3)亞硫酸氫鈉(食品級)
可用于膜的保養(yǎng),也是食品防腐劑,可防止膜的氧化失效。
(4)鹽酸(HCL)不建議使用。
(5)漂粉精(NaCLO)
漂粉精(次氯酸鈉)中的氯離子對細(xì)菌污染殺傷力較大,對霉菌有抑制作用。但其氧化作用太強(qiáng),對膜有損傷。切不可與檸檬酸或鹽酸混用,會發(fā)生強(qiáng)力化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生有刺激的氯氣。在本裝置內(nèi)不建議使用。
警示:處理任何化學(xué)品都必須非常小心。操作化學(xué)品時(shí)應(yīng)戴橡皮手套,如不小心碰到皮膚或?yàn)R到眼睛里應(yīng)立即用清水清洗,嚴(yán)重者請及時(shí)就醫(yī)。
8.3 清洗方法
8.3.1停機(jī)清洗:
(1)首先制備NaOH 溶液,按化學(xué)品包裝箱內(nèi)說明書操作,將一份NaOH 粉沫倒在盛有1L水的塑料瓶內(nèi),待其溶化,即制成3%濃度的NaOH 溶液。
(2)關(guān)閉濃縮液排出閥V6,關(guān)閉保水閥V3、注水閥V4,打開排水閥V8待放盡膜內(nèi)水后關(guān)閉排水閥。
(3)打開排藥口C4和加藥口C3,從加藥口將塑料瓶內(nèi)3%濃度的NaOH溶液倒入,待排藥口流出藥水時(shí)關(guān)閉排藥口。如膜元件中未灌滿,可再配一瓶倒入注藥口,直至流出,關(guān)閉排藥口C4。浸泡3至8h后,打開C4。
8.3.2拆下清洗:
關(guān)閉膜元件的進(jìn)出口閥,拆下膜元件到陸上專業(yè)廠清洗。可用備件替換裝上,擰緊螺紋接頭。
8.3.3如3個(gè)月或長期不用,則需進(jìn)行防腐保養(yǎng),更換一個(gè)藥桶,用1%濃度的亞硫酸氫鈉(食品級)溶液注入膜內(nèi),關(guān)閉V3、V4、V6和V8。
8.4 膜的壽命
膜的壽命與生產(chǎn)廠商提供的膜元件質(zhì)量有關(guān),應(yīng)盡量選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。一般連續(xù)使用時(shí)壽命少則三五年,多則八九年。
為了延長膜的使用壽命,請按本說明書的方法操作。例如,不要人為的一直使用“手動(dòng)三級處理”,要放在“自動(dòng)”運(yùn)行上。本裝置前二級的處理效果一般已能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)出現(xiàn)乳化油的情況下,二級處理結(jié)果才可能發(fā)生油份超標(biāo),裝置會自動(dòng)轉(zhuǎn)入三級處理。
在實(shí)際運(yùn)行中要求船員對艙底水認(rèn)真管理,不讓其它含有表面活性劑的洗滌水流入機(jī)艙,膜的使用機(jī)率會很少,其壽命也會相應(yīng)延長。
8.5 膜的防凍
對于膜組件及設(shè)備的防凍問題,可以配20%~60%(體積百分比)的乙二醇溶液作為防凍劑,灌進(jìn)設(shè)備里面,對膜和塑料件沒有損傷。60%的乙二醇溶液在-49℃以下才會結(jié)冰,濃度越小,結(jié)冰溫度越高,所以可根據(jù)需要調(diào)整濃度。
9常見故障及排除
序號 |
故 障 |
可能原因 |
處理建議 |
1 |
一級分離器真空度<-0.05MPa |
吸入管堵塞 |
清理吸入濾器 |
2 |
一級分離器真空度>-0.01MPa |
艙底水脫水 |
停機(jī),待有艙底水時(shí)再啟動(dòng) |
3 |
柱塞泵頻繁啟、停 |
真空壓力保護(hù)失靈 |
檢查電氣控制箱內(nèi)時(shí)間繼電器 |
4 |
柱塞泵抖動(dòng),有聲響 |
無水 |
注水或檢查VS3是否打開 |
過壓 |
檢查泵后管路是否暢通 |
5 |
流程不能按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行 |
氣動(dòng)閥失靈 |
檢查開閉情況是否正常;如正常,則檢查電氣控制系統(tǒng) |
6 |
油份濃度計(jì)不能控制氣動(dòng)閥 |
油份濃度計(jì)失靈 |
檢修油份濃度計(jì) |
7 |
一、二級差壓超過
0.1MPa |
二級濾芯堵塞 |
更新新的濾芯 |
8 |
二級壓力表超過
0.2MPa |
濃縮液排放閥未開 |
打開該閥,調(diào)節(jié)其大小 |
膜透量過小 |
清洗或更新 |
9 |
排放液油濃度一直超標(biāo) |
分離效率降低 |
全面清理 |
10 |
不排油 |
長時(shí)間未使用或液位繼電器損壞 |
如液位繼電器工作正常,則將液位探針取出打磨至光亮即可 |
11 |
油份濃度計(jì)顯示“EE” |
玻璃管被污染或裂開 |
如玻璃管完好,用刷子清潔干凈即可 |
12 |
油份濃度計(jì)顯示數(shù)值一直閃爍且數(shù)值浮動(dòng)較大 |
設(shè)備內(nèi)空氣未排清 |
等待10分鐘左右即可,檢查VS7閥是否打開,如關(guān)閉了請打開 |
13 |
送給泵不工作 |
提供給氣動(dòng)閥的壓縮空氣壓力不足 |
提供壓力為0.4Mpa的壓縮空氣 |
查看電控箱上VS1,VS2閥指示燈是否亮起 |
檢查電控箱上注水、反沖、排油開關(guān)
是否打開到手動(dòng)位置,如在自動(dòng)位置上,等VS1,VS2指示燈熄滅后即可運(yùn)行 |
真空壓力表壓力過高 |
檢查VS2閥是否關(guān)閉或損壞,檢查反沖水壓力是否超過0.2Mpa |
JYB1,JYB3液位控制器損壞 |
更換液位控制器 |
14 |
氣動(dòng)閥不能開啟 |
電磁閥損壞或設(shè)備長時(shí)間不使用所造成的 |
檢查電磁閥出口,如果沒有氣體噴出說明損壞,要更換。如果電磁閥工作正常,則用0.8MP的壓縮空氣加壓打開氣動(dòng)閥,然后恢復(fù)正常壓力 |
15 |
安全閥打開 |
出口閥未開,濾器堵塞 |
打開,將濾器更換 |