浅述油水分离器的使用原理和安检指南

1浅述油水分离器的使用原理和安检指南随着人类社会的不断发展和进步，人们逐渐认识到保护自然环境已迫不及待。显然，海洋环境的保护又是首当其冲的，通过对造成海洋环境污染的污染源的分析可以发现，作业于海上的各种船舶不同的排泄物是造成海洋污染的重要因素之一。机舱油污水的排放已经成为世界海事组织和各缔约国政府权力机构关注的焦点问题。这一点从最新版本的MARPOL73/78国际防污公约中对船舶的污油水排放的苛刻条件和标准足以看出。如何使航行不定的船舶排放机舱污油水能够符合国际防污公约所要求的标准？这就给我们的船舶管理公司和修、造船厂提出了客观要求：船舶必须配备符合规范要求和排放标准的油污水处理装置。各船级社检验部门和港口国安检部门不间断的跟踪检查，是确保设备安全运行和船员的正确操作的重要手段。那么，作为我们港口国安全检查职能部门如何合理的、规范的利用法规、国际公约对在港船舶的污油水处理装置进行认真、仔细地检查？就此问题本人根据以往的经验提出一些看法，与同行共飨。在进行检查之前，我们首先必须要了解油污水分离装置的原理。油污水分离装置一般采用重力分离、聚结和过滤的方法，将油从污水中分离出来。整个装置包括管系、泵浦、阀件、处理装置和排水自动监控系统等组成。其要求是：1）符合排放标准；2）能自动排油；3）在船倾22.5时能正常工作；4）构造简单、体积小、重量轻、易于拆洗和检修。管系的配置要符合处理装置的分离能力和允许的工作压力；2泵浦一般采用往复泵或螺杆泵，目的是减少泵对污油水的搅和作用，提高分离效果。有的采用真空自动吸水，分离效果更佳。处理装置根据结构和性能一般有如下几种：1），重力分离式—由多层锥形斜板构成，倾斜15时正常工作，分离效果100ppm以下，原理图如图（一）。2），重力—聚结组合式，例：CYF—B型，倾斜22.5也能正常工作，污水处理量0.5—5T/h,分离能力达10ppm以下，比较适合于舱底水的处理。原理如图（二）：图（一）图（二）3），过滤—聚结组合式，例：SAREX型，采用一级过滤、两次聚结的多层次处理方法，分离能力达5ppm以下。如图（三）：图（三）不同类型的船舶，有不同的结构形式。有单体式的，有组合式的。总之，分离的结果都要求满足防污公约的标准：排入海水中的含油浓度小于15ppm。过滤装置的出水管常采用倒置的U型管，出水管的最高处要高于分离装置，使其有集油室空气阀出油口污水进出水口污油出污水进污水出空气阀集油室污油出一次过滤两次聚污水进结污水出3一个较稳定的排出压力，也能起到提高过滤效果的作用。污油水通过这一套分离过滤系统就可以实现油水分开。那么，分离后的油又是如何进行检测和排放的？首先，过滤以后聚集在装置上部的污油经检测装置发出信号，执行机构动作，将油放回到专用污油仓，等待进一步的处理——焚烧或排岸接受设备。这个液位检测有三种方案：1），浮筒式—根据油水比重差，使浮筒动作发出信号；2），电容器—利用油水分界面的变化引起电容量变化发出信号；3），电极式—利用油水导电性能不同，发出电信号。目前，使用比较多的还是电极式。因其制造、安装和维修比较方便，价格比较适中，测量精度又比较高，产品替代性较强。检测信号发出，执行机构动作，排油过程也就开始。排油过程一般又有两种设计方案：1，手动开关排油阀这种处理装置上有两个检验考克，高位用来注水时帮助放气和确认水是否注满，低位用来检验油水分界面，当低位考克打开有油溢出时，手动打开排油阀进行排油。排油过程中间断地快速打开高位考克，检验是否有水流出，流出的是水立即关闭排油阀，继续进行过滤分离过程；2，自动开关排油阀这种过滤装置上装有电极式油位检测探头，来检测油位的高低。当探头浸在水中时两根电极导电，给控制系统发出一个信号；当探头浸入油中时，电极被隔离，给控制系统一个断电信号，打开排油电磁阀进行排油。排油过程中水位逐渐上升，当探头接通时电磁阀关闭，4排油结束。依此类推，间隔交替进行。为了避免电磁阀频繁开关，影响其使用寿命，一般均采用双位控制：即当油位到达高位电极时，电磁阀不打开，直到油位抵达低位探头才打开排油电磁阀，而当油位上升到高位以后再关闭排油电磁阀。实现自动排放污油。对于自动排放，有两种形式：1）电磁阀直接控制；2）气电联动式：a、CYF型气电联动式，原理图如图（四）：b、二位二通阀式，示意图如图（五）：图（四）图（五）接着，经过净化的水要排到舷外，需要一套油分浓度检测系统即油分计来进行监控，一旦净化系统失灵，水中浓度超过15ppm，要能够立即停止向外排放。完成这一功能又有不同设计方案和操作程序。常用方案有两种：一种是当含油浓度超过15ppm时发出警报，同时关闭出海电磁阀打开回流电磁阀，不符合要求的水返回污水仓，污水泵继续运行；另一种是一旦发生报警，出海电磁阀连同污水泵立即停止运行。这两种情况都能避免因为设备本身故障引起分离结果不气源电磁阀电源出油口控制箱电极气动阀分离器出水口气源弹簧污水进污水出污水去弦外5符合标准的水排出舷外，造成污染。关于排水管路上电磁阀的设计和安装，各船有所不同。有的是出水管和回水管上各装一个电磁阀，油分浓度警报发生时两阀几乎同时动作；有的是电磁阀控制类似于控制空气的动力源，去一个两位二通阀。当油分浓度警报发生时，二通阀动作，关闭出水，同时打开回水。水中油分浓度的高低自然就由油分计来进行检测，并将结果发出一个电信号给执行机构，完成预计的目的。常用的油分计主要是利用光学原理来检测水中含油浓度。根据检测原理略有不同又分为混浊度法、红外线吸收法、紫外线吸收法和利用散射原理测定油分浓度法。1，混浊度法根据油的混浊程度即浓度不同对光的透射程度不同来测定水中油分浓度。原理图如图（六）图（六）2，红外线吸收法利用水中的油能够吸收波长在3.4—3.5m的红外线，而四氯化碳不能吸收红外线，却能将污油水中的油萃取出来，当光线通过检测液时，根据其吸收红外线的多少即光线损失能量的多少来判定水中含油程度。原理图如图（七），由于存在能量损失，到达检测室光的强度发生变化，使检测电容值随之变化。不同的浓度对应不同光源指示仪表电磁阀水样进口水样出口光电元件转换电路恒压阀超声装置6的电容值，在指示器上显示出来。北京产QGS—06型，佛山产FF—1型，均属此类，测量精度0—25ppm，反映时间15秒。3，紫外线吸收法（又称荧光法）油类在一定波长的紫外线照射下能产生荧光，而水不能。利用这一特点，可以通过紫外光穿过水样时产生的荧光强度测定油分浓度。由于油种不同，测出差异较大，应用比较复杂，所以使用这种的较少。4，利用光的散射原理来检测含油浓度法当光线照射油滴时，除直透以外还会发生散射，根据散射光的强弱测定水中油分浓度。其原理图如图（八）。图（八）YNK—1型，西德产ET--25型，日本产OSM—1型均采用此原理，出水浓度达15ppm以下，报警时间延时在15—20秒，发出声光报警。荷兰的奥尔康，利用激光做光源，测量水样进水样出检测室指示仪表同步电机分析室红外光源切光片标准室电容放大器报警图（七）+15V—15V折射放大器调零电阻运算放大器光电池打印指示光源光栅除法器报警检测管光电池直射放大器7精度更高。以上是油水分离装置各环节的工作原理，为了便于检查，以下介绍某一完整的油水分离器工作系统的原理图，该系统主要由油水分离器、仓底泵、污水仓（柜）、污油仓（柜）污油驳运泵及自动检测和控制部分等组成，如图（九）。图（九）1-排水油分监控；2-排油监控；3-泵浦控制箱；4-污油柜；5-二级分离筒；6-一级分离筒；7；专用污水泵；8-污油泵；9-污水滤器；10-舱底水泵；11-污水仓；12-舱底水位检测；13-污水井；V1\V2排油电磁阀；V3-排水控制阀；V4-回水控制阀；V6-舱底水弦外阀；S1、S2、S3油水界面检测。电缆；管路油水分离器以重力分离为粗分离，聚合过滤、吸附为细分离。污水专用泵将污水由污水仓（柜）经滤器驳至第一级分离筒6，污水切向进入分离筒的上部，粗大油滴依靠比重差上浮进入分离筒上部集油腔与水分开。污水不断自上而下1V1V2234S15S36S278V3V5V69V4101112138由外向内流动，使细小油滴不断聚合成大油滴上浮。第一级分离后的污水由底部进入第二分离筒5，经过两次净化处理的水在排水油分浓度检测的控制下源源不断排出弦外。集油腔的油位由电极检测器检测，当油位到达电极S2以下时，排油电磁阀打开自动排至污油柜；当油位上升到电极S1以上时排油电磁阀关闭。污油柜的污油可通过污油泵排至焚烧炉的油柜以备焚烧，或通过排岸接头排岸接受处理。如果排水浓度超过15ppm检测器发出声光警报，排水电磁阀V3关闭，同时回水控制阀V4打开，不符合标准的水自动回到污水仓暂存。待故障排除后自动运行。如果舱底水较多需要外设接受时可用舱底水泵直接排除。此外油水分离器还设有清水系统，启动时先将清水引入分离筒然后再进污水。当油水分离器工作时间较长时，可用清水清洗。工作原理清楚以后再进行彻底全面地检查思路就一清二楚。一首先检查有无IOPP防污证书及其它证书１，证书的有效性和有效期；２，证书上所注明的污水仓、污油仓以及溢流仓、垃圾柜等各仓的仓名及仓容，仓内残余量是否与实际相符；３，油水分离器处理能力是否满足要求；４，油类记录簿是否按要求填写。具有法律效应的各种记录与证书不符或证书要求的与实际设备有出入，船方又无法解释清楚，可中止检查。５，油水处理装置有无产品合格证书、型式认可证书，尤其是船检机关认可的产品证书。如无证书且船方又无法证实处理后的水符合排放标准，可停止检查。9６，有无完整有效的油水分离器使用和操作的规定程序，以及使用注意事项，并张贴或悬挂在设备附近明显处。二系统的外观检查。1，分别检查泵浦吸口、滤器、泵浦、进出口管系、阀件、分离过滤装置、检测和报警系统以及管路是否完整，是否有其他异常连接，有无长期不用的迹象，判定其使用的可靠性。2，检查油水处理装置的外观是否完好，进出管路阀件是否功能齐全，安全阀、放气阀是否有效。3，处理装置是否存在旁通管路，如有应责令其拆除或永久性封堵。舱底水泵弦外阀应处于关闭状态，否则应给予适当的处罚。4，检查油水分离器之前管路上的法兰有无拆装痕迹，是否直接接软管排舷外，或通其他管系直排弦外。如有责令拆除或视情处罚。三系统的操作性检查1，启动前应检查油分浓度指示器的零位是否正确，超浓度警报系统功能是否正常，舱底水位自动报警系统功能是否良好。2，合上电源进行报警试验，浓度指示是否正确（即大于15ppm的某个位置），反应是否灵敏。按下报警试验按钮，检查是否发出声光报警。检查所有运行指示灯和仪表是否正常和有效。3，系统试启动运行检查，判定其操作程序是否正确，各项功能是否能实现，污水泵、各检验考克是否正常，泵的运行状况是否良好，进出口压力表是否正常且有效，管路是否漏泄。如有异常，须故障排除后再继续进行，否则可中止检查。104，装有自动排油装置的系统，当低位检验考克有油时，排油系统是否能自动运行—打开排油电磁阀自动排油。如无动作反映，系统故障，船方应立即查明原因，排除故障。否则可中止检查。5，装有排水含油浓度自动检测装置的系统，当出水口浓度超过15ppm时，排水电磁阀是否自动关闭，回水阀自动打开并发出声光报警，同时污水泵等是否停止运行。如否，提出修改意见。四如处理装置有产品合格证书和型式认可证书，但系统未装设含油浓度检测和超浓度报警装置，可根据外观检查和经验判断要求打开滤器检查滤芯是否清洁、完好和使用的有效性，检查有关清洗和更换滤芯的记录情况。涉及以上任何一项的缺陷，应在开航前解决，严重者可以滞留。附：机舱污水处理系统检查的依据：