淺述油水分離器的使用原理和安檢指南

1、淺述油水分離器的使用原理和安檢指南隨著人類社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們逐漸認(rèn)識到保護(hù)自然環(huán)境已迫不及待。顯然，海洋環(huán)境的保護(hù)又是首當(dāng)其沖的，通過對造成海洋環(huán)境污染的污染源的分析可以發(fā)現(xiàn)，作業(yè)于海上的各種船舶不同的排泄物是造成海洋污染的重要因素之一。機(jī)艙油污水的排放已經(jīng)成為世界海事組織和各締約國政府權(quán)力機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點問題。這一點從最新版本的MARPOL73/78國際防污公約中對船舶的污油水排放的苛刻條件和標(biāo)準(zhǔn)足以看出。如何使航行不定的船舶排放機(jī)艙污油水能夠符合國際防污公約所要求的標(biāo)準(zhǔn)？這就給我們的船舶管理公司和修、造船廠提出了客觀要求：船舶必須配備符合規(guī)范要求和排放標(biāo)準(zhǔn)的油污水處理裝置。各船級社檢

2、驗部門和港口國安檢部門不間斷的跟蹤檢查，是確保設(shè)備安全運行和船員的正確操作的重要手段。那么，作為我們港口國安全檢查職能部門如何合理的、規(guī)范的利用法規(guī)、國際公約對在港船舶的污油水處理裝置進(jìn)行認(rèn)真、仔細(xì)地檢查？就此問題本人根據(jù)以往的經(jīng)驗提出一些看法，與同行共饗。在進(jìn)行檢查之前，我們首先必須要了解油污水分離裝置的原理。油污水分離裝置一般采用重力分離、聚結(jié)和過濾的方法，將油從污水中分離出來。整個裝置包括管系、泵浦、閥件、處理裝置和排水自動監(jiān)控系統(tǒng)等組成。其要求是：1）符合排放標(biāo)準(zhǔn)；2）能自動排油；3）在船傾22.5°時能正常工作；4）構(gòu)造簡單、體積小、重量輕、易于拆洗和檢修。管系的配置要符合

3、處理裝置的分離能力和允許的工作壓力；泵浦一般采用往復(fù)泵或螺桿泵，目的是減少泵對污油水的攪和作用，提高分離效果。有的采用真空自動吸水，分離效果更佳。處理裝置根據(jù)結(jié)構(gòu)和性能一般有如下幾種：1），重力分離式由多層錐形斜板構(gòu)成，傾斜15°時正常工作，分離效果100ppm以下，原理圖如圖（一）。2），重力聚結(jié)組合式， 例：CYFB型，傾斜22.5°也能正常工作，污水處理量0.55T/h,分離能力達(dá)10ppm以下，比較適合于艙底水的處理。原理如圖（二）： 集油室 空氣閥 出油口 污水進(jìn) 出水口 污油出污水進(jìn)污水出 圖（一） 圖（二）3），過濾聚結(jié)組合式，例：SAREX型，采用一級過濾、

4、兩次聚結(jié)的多層次處理方法，分離能力達(dá)5ppm以下。如圖 空氣閥 集油室 污油出一次過濾 兩 次 聚污水進(jìn) 結(jié) 污水出 （三）： 圖（三）不同類型的船舶，有不同的結(jié)構(gòu)形式。有單體式的，有組合式的?？傊?，分離的結(jié)果都要求滿足防污公約的標(biāo)準(zhǔn)：排入海水中的含油濃度小于15ppm。過濾裝置的出水管常采用倒置的U型管，出水管的最高處要高于分離裝置，使其有一個較穩(wěn)定的排出壓力，也能起到提高過濾效果的作用。污油水通過這一套分離過濾系統(tǒng)就可以實現(xiàn)油水分開。那么，分離后的油又是如何進(jìn)行檢測和排放的？首先，過濾以后聚集在裝置上部的污油經(jīng)檢測裝置發(fā)出信號，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，將油放回到專用污油倉，等待進(jìn)一步的處理焚燒或排岸

5、接受設(shè)備。這個液位檢測有三種方案：1），浮筒式根據(jù)油水比重差，使浮筒動作發(fā)出信號；2），電容器利用油水分界面的變化引起電容量變化發(fā)出信號；3），電極式利用油水導(dǎo)電性能不同，發(fā)出電信號。目前，使用比較多的還是電極式。因其制造、安裝和維修比較方便，價格比較適中，測量精度又比較高，產(chǎn)品替代性較強。檢測信號發(fā)出，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，排油過程也就開始。排油過程一般又有兩種設(shè)計方案：1， 手動開關(guān)排油閥 這種處理裝置上有兩個檢驗考克，高位用來注水時幫助放氣和確認(rèn)水是否注滿，低位用來檢驗油水分界面，當(dāng)?shù)臀豢伎舜蜷_有油溢出時，手動打開排油閥進(jìn)行排油。排油過程中間斷地快速打開高位考克，檢驗是否有水流出，流出的是水立即

6、關(guān)閉排油閥，繼續(xù)進(jìn)行過濾分離過程；2， 自動開關(guān)排油閥 這種過濾裝置上裝有電極式油位檢測探頭，來檢測油位的高低。當(dāng)探頭浸在水中時兩根電極導(dǎo)電，給控制系統(tǒng)發(fā)出一個信號；當(dāng)探頭浸入油中時，電極被隔離，給控制系統(tǒng)一個斷電信號，打開排油電磁閥進(jìn)行排油。排油過程中水位逐漸上升，當(dāng)探頭接通時電磁閥關(guān)閉，排油結(jié)束。依此類推，間隔交替進(jìn)行。為了避免電磁閥頻繁開關(guān)，影響其使用壽命，一般均采用雙位控制：即當(dāng)油位到達(dá)高位電極時，電磁閥不打開，直到油位抵達(dá)低位探頭才打開排油電磁閥，而當(dāng)油位上升到高位以后再關(guān)閉排油電磁閥。實現(xiàn)自動排放污油。對于自動排放，有兩種形式：1）電磁閥直接控制；2）氣電聯(lián)動式：a、CYF型氣電聯(lián)

7、動式，原理圖如圖（四）：b、二位二通閥式，示意圖如圖（五）：氣源 彈 簧 污水進(jìn) 污水出 污水去 弦外 氣源 電磁閥電源 出油口 控制箱 電極 氣動閥 分離器 出水口 圖（四） 圖（五）接著，經(jīng)過凈化的水要排到舷外，需要一套油分濃度檢測系統(tǒng)即油分計來進(jìn)行監(jiān)控，一旦凈化系統(tǒng)失靈，水中濃度超過15ppm，要能夠立即停止向外排放。完成這一功能又有不同設(shè)計方案和操作程序。常用方案有兩種：一種是當(dāng)含油濃度超過15ppm時發(fā)出警報，同時關(guān)閉出海電磁閥打開回流電磁閥，不符合要求的水返回污水倉，污水泵繼續(xù)運行；另一種是一旦發(fā)生報警，出海電磁閥連同污水泵立即停止運行。這兩種情況都能避免因為設(shè)備本身故障引起分離結(jié)

8、果不符合標(biāo)準(zhǔn)的水排出舷外，造成污染。關(guān)于排水管路上電磁閥的設(shè)計和安裝，各船有所不同。有的是出水管和回水管上各裝一個電磁閥，油分濃度警報發(fā)生時兩閥幾乎同時動作；有的是電磁閥控制類似于控制空氣的動力源，去一個兩位二通閥。當(dāng)油分濃度警報發(fā)生時，二通閥動作，關(guān)閉出水，同時打開回水。水中油分濃度的高低自然就由油分計來進(jìn)行檢測，并將結(jié)果發(fā)出一個電信號給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成預(yù)計的目的。常用的油分計主要是利用光學(xué)原理來檢測水中含油濃度。根據(jù)檢測原理略有不同又分為混濁度法、紅外線吸收法、紫外線吸收法和利用散射原理測定油分濃度法。光源 指示儀表 電磁閥水樣進(jìn)口 水樣出口光電元件 轉(zhuǎn)換電路 恒壓閥 超聲裝置1，混濁度法

9、根據(jù)油的混濁程度即濃度不同對光的透射程度不同來測定水中油分濃度。原理圖如圖（六） 圖（六）2，紅外線吸收法 利用水中的油能夠吸收波長在3.43.5mm的紅外線，而四氯化碳不能吸收紅外線，卻能將污油水中的油萃取出來，當(dāng)光線通過檢測液時，根據(jù)其吸收紅外線的多少即光線損失能量的多少來判定水中含油程度。原理圖如圖（七），由于存在能量損失，到達(dá)檢測室光的強度發(fā)生變化，使檢測電容值隨之變化。不同的濃度對應(yīng)不同的電容值，在指示器上顯示出來。 水樣進(jìn) 水樣出 檢測室 指示儀表同步電機(jī)分析室紅外光源 切光片 標(biāo)準(zhǔn)室 電容 放大器 報警 圖（七）北京產(chǎn)QGS06型，佛山產(chǎn)FF1型，均屬此類，測量精度025ppm，

10、反映時間15秒。3， 紫外線吸收法（又稱熒光法） 油類在一定波長的紫外線照射下能產(chǎn)生熒光，而水不能。利用這一特點，可以通過紫外光穿過水樣時產(chǎn)生的熒光強度測定油分濃度。由于油種不同，測出差異較大，應(yīng)用比較復(fù)雜，所以使用這種的較少。4， 利用光的散射原理來檢測含油濃度法 當(dāng)光線照射油滴時，除直透以外還會發(fā)生散射，根據(jù)散射光的強弱測定水中油分濃度。其原理圖如圖（八）。 +15V 15V 折射放大器 調(diào)零電阻 運算放大器光電池 打印 指示光源 光柵 除法器 報警檢測管 光電池 直射放大器 圖（八） YNK1型，西德產(chǎn)ET-25型，日本產(chǎn)OSM1型均采用此原理，出水濃度達(dá)15ppm以下，報警時間延時在1

11、520秒，發(fā)出聲光報警。荷蘭的奧爾康，利用激光做光源，測量精度更高。以上是油水分離裝置各環(huán)節(jié)的工作原理，為了便于檢查，以下介紹某一完整的油水分離器工作系統(tǒng)的原理圖，該系統(tǒng)主要由油水分離器、倉底泵、污水倉（柜）、污油倉（柜）污油駁運泵及自動檢測和控制部分等組成，如圖（九）。 1 V1 V2 2 3 4 S1 5 S3 6 S2 7 8 V3V5 V6 9 V4 10 11 12 13 圖（九）1-排水油分監(jiān)控；2-排油監(jiān)控；3-泵浦控制箱；4-污油柜；5-二級分離筒；6-一級分離筒；7；專用污水泵；8-污油泵；9-污水濾器；10-艙底水泵；11-污水倉；12-艙底水位檢測；13-污水井；V1V2

12、排油電磁閥；V3-排水控制閥；V4-回水控制閥；V6-艙底水弦外閥；S1、S2、S3油水界面檢測。 電纜； 管路油水分離器以重力分離為粗分離，聚合過濾、吸附為細(xì)分離。污水專用泵將污水由污水倉（柜）經(jīng)濾器駁至第一級分離筒6，污水切向進(jìn)入分離筒的上部，粗大油滴依靠比重差上浮進(jìn)入分離筒上部集油腔與水分開。污水不斷自上而下由外向內(nèi)流動，使細(xì)小油滴不斷聚合成大油滴上浮。第一級分離后的污水由底部進(jìn)入第二分離筒5，經(jīng)過兩次凈化處理的水在排水油分濃度檢測的控制下源源不斷排出弦外。集油腔的油位由電極檢測器檢測，當(dāng)油位到達(dá)電極S2以下時，排油電磁閥打開自動排至污油柜；當(dāng)油位上升到電極S1以上時排油電磁閥關(guān)閉。污油

13、柜的污油可通過污油泵排至焚燒爐的油柜以備焚燒，或通過排岸接頭排岸接受處理。如果排水濃度超過15ppm檢測器發(fā)出聲光警報，排水電磁閥V3關(guān)閉，同時回水控制閥V4打開，不符合標(biāo)準(zhǔn)的水自動回到污水倉暫存。待故障排除后自動運行。如果艙底水較多需要外設(shè)接受時可用艙底水泵直接排除。此外油水分離器還設(shè)有清水系統(tǒng)，啟動時先將清水引入分離筒然后再進(jìn)污水。當(dāng)油水分離器工作時間較長時，可用清水清洗。工作原理清楚以后再進(jìn)行徹底全面地檢查思路就一清二楚。一 首先檢查有無IOPP防污證書及其它證書， 證書的有效性和有效期；，證書上所注明的污水倉、污油倉以及溢流倉、垃圾柜等各倉的倉名及倉容，倉內(nèi)殘余量是否與實際相符；， 油

14、水分離器處理能力是否滿足要求；， 油類記錄簿是否按要求填寫。具有法律效應(yīng)的各種記錄與證書不符或證書要求的與實際設(shè)備有出入，船方又無法解釋清楚，可中止檢查。， 油水處理裝置有無產(chǎn)品合格證書、型式認(rèn)可證書，尤其是船檢機(jī)關(guān)認(rèn)可的產(chǎn)品證書。如無證書且船方又無法證實處理后的水符合排放標(biāo)準(zhǔn)，可停止檢查。， 有無完整有效的油水分離器使用和操作的規(guī)定程序，以及使用注意事項，并張貼或懸掛在設(shè)備附近明顯處。二 系統(tǒng)的外觀檢查。1，分別檢查泵浦吸口、濾器、泵浦、進(jìn)出口管系、閥件、分離過濾裝置、檢測和報警系統(tǒng)以及管路是否完整，是否有其他異常連接，有無長期不用的跡象，判定其使用的可靠性。2，檢查油水處理裝置的外觀是否完

15、好，進(jìn)出管路閥件是否功能齊全，安全閥、放氣閥是否有效。3， 處理裝置是否存在旁通管路，如有應(yīng)責(zé)令其拆除或永久性封堵。艙底水泵弦外閥應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，否則應(yīng)給予適當(dāng)?shù)奶幜P。 4，檢查油水分離器之前管路上的法蘭有無拆裝痕跡，是否直接接軟管排舷外，或通其他管系直排弦外。如有責(zé)令拆除或視情處罰。三 系統(tǒng)的操作性檢查 1，啟動前應(yīng)檢查油分濃度指示器的零位是否正確，超濃度警報系統(tǒng)功能是否正常，艙底水位自動報警系統(tǒng)功能是否良好。2，合上電源進(jìn)行報警試驗，濃度指示是否正確（即大于15 ppm的某個位置），反應(yīng)是否靈敏。按下報警試驗按鈕，檢查是否發(fā)出聲光報警。檢查所有運行指示燈和儀表是否正常和有效。 3，系統(tǒng)試啟動運行檢查，判定其操作程序是否正確，各項功能是否能實現(xiàn)，污水泵、各檢驗考克是否正常，泵的運行狀況是否良好，進(jìn)出口壓力表是否正常且有效，管路是否漏泄 。如有異常，須故障排除后再繼續(xù)進(jìn)行，否則可中止檢查。 4，裝有自動排油裝置的系統(tǒng)，當(dāng)?shù)臀粰z驗考克有油時，排油系統(tǒng)是否能自動運行打開排油電磁閥自動排油。如無動作反映，系統(tǒng)故障，船方應(yīng)立即