船舶艙底水系統(tǒng)設計

周園園

摘要：專業(yè)船舶技術分為四類：理論技術，工藝技術，應用技術和管理技術。艙底水系統(tǒng)在船舶受大風影響且貨艙蓋未正確密封或貨艙損壞時起一個重要的保護作用。能有效去除水密艙室中產生的艙底水，以避免貨艙內積水。那將導致船舶的浮力減小而引起船舶穩(wěn)定性發(fā)生變化甚至翻倒。本文首先介紹了船舶的艙底水系統(tǒng)，然后根據(jù)相關法規(guī)分析了艙底水系統(tǒng)的設計基礎和常規(guī)設置，并提出了有效去除艙底水的措施。

關鍵詞：船舶艙底水系統(tǒng);設計要求;探討策略

1船舶艙底水系統(tǒng)的概念和作用

1.1船舶艙底水系統(tǒng)的作用

船舶艙底水系統(tǒng)在船舶受大風影響且貨艙蓋未正確密封或貨艙損壞時起一個重要的保護作用。能有效去除水密艙室中產生的艙底水，以避免貨艙內積水。那將導致船舶的浮力減小而引起船舶穩(wěn)定性發(fā)生變化甚至翻倒。

1.2艙底水的來源

船舶艙底水的來源主要有以下幾方面：（1）因密封不良滲漏的油和水。（2）從舵機艙泄放的艙底水。（3）從空壓機泄放的凝水。（4）蒸汽分配閥箱的泄放水。（5）清洗濾器的沖洗水。（6）空調管路和艙壁的凝水。（7）水線附近的艙室的疏排水。（8）甲板沖洗水。（9）特殊艙室的灌注水。（10）通過非水密部位滲入的雨水等。

1.3船舶艙底水的危害

艙底水對船體有腐蝕作用。因此，船舶必須在運行期間及時排出艙底水。如果艙底水直接排入水中，會造成水污染。

1.4不能有效地將貨艙內的積水抽除及排干的原因

船舯吸口位置或數(shù)量設置不合理，一些船舯只有一個吸水口。雖然有些貨艙有兩個吸口，但它們都在靠近船舯的地方。

底水管路或吸口被堵住，當裝載顆粒狀散裝貨物時，部份顆粒將通過過濾器進入污水收集器，然后進入艙底吸水口引起堵塞。

1.5艙底積水對船舶的危害

艙底積水對船舶的危害主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）]對船體有腐蝕作用。（2）會使貨物受潮而造成貨損。（3）會影響輪機人員操作。

1.6 船舶艙底水系統(tǒng)的現(xiàn)狀和弊端

1.6.1長期高負載工作，故障率高

在船舶的操作過程中，艙底水含油量很大。所有含油廢水必須通過水油分離裝置。這讓水油分離器長時間高負荷運行，不能保證水油分離的效果，設備故障率很高。

1.6.2保養(yǎng)繁瑣，違規(guī)排放無法監(jiān)控

在水油分離裝置運行之前后，必須定期對水油分離器進行安全細致的維護操作。如果粗心大意，可能就會出現(xiàn)故障。有的船舶離開港口，遠離監(jiān)管，就直接將底水排放到海洋。

1.7 船舶艙底水系統(tǒng)的概念

機艙的艙底水系統(tǒng)主要包括污水井，水位報警器，艙底水泵，艙底水管道，油分離器，污水箱和相關閥門。每個下水道都裝有水位警報器，當水位達到一定高度時，警報器會響起，工作人員打開艙底水泵并將艙底水送到分水器進行處理。污水被排入污水箱，水通過排放側被排放。當前，當下水道很高時，需要更先進的船只來自動將艙底水排入艙底水或從艙底水排出。

1.8 船舶艙底水系統(tǒng)的作用

船舶艙底水系統(tǒng)是重要的船舶系統(tǒng)之一，它可以有效地去除船舶正常航行期間積聚在水密艙室中的艙底水，并及時排放積聚在貨艙和發(fā)動機艙中的水。為了避免貨物在使用過程中丟失，并使機電設備更好地工作，可以使船舶在運行過程中更安全。另外，在船體損壞的緊急情況下，可以在有限的進水條件下有效地取下進水室。因此，艙底水系統(tǒng)在船舶的運行中起著非常重要的作用。

2 船舶艙底水系統(tǒng)的設計資料和要求

2.1船舶艙底水系統(tǒng)的設計參照資料

在設計良好的艙底水系統(tǒng)的過程中，我們需要參考以下材料：首先，仔細閱讀規(guī)格并為艙底水系統(tǒng)中使用的規(guī)則和材料提供有效要求。其次，充分參考系統(tǒng)布局和設備原理圖。第三，機艙中的艙底水系統(tǒng)和設備必須始終相互統(tǒng)一。第四，分析和估算設備估算值，以設計和估算艙底泵容量，主管直徑和支管直徑。第五，設備的配置和部署要求可以滿足各種法規(guī)。

2.2船舶艙底水系統(tǒng)的設計要求

根據(jù)相關規(guī)定，房間內的所有艙底水系統(tǒng)必須能夠通過滿足實際使用情況，有效地從封閉的房間中排出積聚的水。當船舶漂浮或腳跟不超過5°時，艙底水系統(tǒng)應能夠通過一個或多個吸水口（通常應在兩側都提供吸水口）排泄隔室或水密區(qū)域中的積水。另外，客船有更高的要求，以便在船舶正常運行或發(fā)生事故后，船舶能夠有效地清除機器中積聚的水。

3 船舶艙底水系統(tǒng)的常規(guī)設置

3.1艙底泵的數(shù)量

貨船應至少配備兩個動力泵，如果長度小于91.5m，則可以由主機驅動。每個動力艙底水泵必須能夠以2 m3/s或更高的速度通過所需的艙底水主管抽水。對于客船，至少必須將三個動力泵連接到艙底集管箱，其中一個可以由推進裝置驅動。如果艙底泵的數(shù)量為30個或更多，則必須添加一個額外的獨立動力泵。

3.2 艙底泵的能力

艙底泵的排量可以根據(jù)各種分類社會法規(guī)的有關公式計算，內壓可以根據(jù)出水管和出水管的高度有效確定，通常設定為0.2-0.4MPa。艙底水泵必須是自吸式或配有獨立的自吸裝置。

通常，壓載泵，普通泵和衛(wèi)生泵可用于泵出艙底水，也可將其視為獨立的動力艙底水泵。但是，與主機或發(fā)電機組關聯(lián)的泵不能用作獨立泵。另外，獨立的海水噴射泵可以作為獨立的動力泵安裝在漁船的底部。

3.3 管路的設置

在鋪設管道的過程中，必須注意以下幾點：首先，艙底水系統(tǒng)確保艙底水僅排放到舷外，并防止舷外水或水箱（柜）中的水通過。系統(tǒng)進入房間。因此，連接至吸入管路和艙底泵中閥的艙底總管中的所有閥均必須使用止回閥。每個吸入支管的吸入口必須有一個止回裝置（止回閥或吸入口）。其次，由于艙底水是一種含有油和各種雜質的污水溶液，因此在艙底水進口處安裝了一個過濾器或泥箱，以防止艙底灰塵阻塞進水口。第三，關于管道系統(tǒng)，一個或多個艙底水泵應在其他泵處于維護狀態(tài)時繼續(xù)運行。同時，必須確保艙底泵和消防泵能夠同時工作。第四，管道連接必須確保所有泵可以獨立運行。第五，艙底泵和主管應放置在船舷寬度的1/5之內，并且還應在船艙內的吸入口安裝一個特殊的止回閥，以防止海水進入船艙。

3.4 吸口設置的基本要求

在布置進氣口的過程中，有必要充分考慮機艙類型和流動條件。畢竟，如果船的傾斜度不超過5度，則可以有效排放積聚在船艙水密區(qū)域中的水。

為了進一步調整艙底水入口的數(shù)量和放置要求，必須將每個進水管的進氣口放置在每個艙底的最低位置，以吸收艙底水。此外，為了在機艙損壞時能夠進行緊急排水，還必須在主機艙內安裝緊急法案索引入口，該主機艙通常與主海水冷卻泵相連并裝有止回閥，并且閥桿必須適當長。設置醒目的標志，以將手輪抬高至花鐵板上方460毫米以上。緊急進氣口的尺寸應至少與泵的進口尺寸相同，對于裝有蒸汽機的容器，其直徑不得小于循環(huán)泵進口直徑的2/3。

4 底水處理方式

4.1 傳統(tǒng)污水處理方法

4.1.1重力分離法

在重力的作用下，由于油和水之間的密度差異，單體油顆粒漂浮在靜水中或處于相對靜止的狀態(tài)。另外，當靜態(tài)或層流流動時，油滴具有少量的浮動阻力，從而獲得油和水的分離。重力分離的效果取決于油和水的密度和條件。影響因素主要包括將要分離的油和水的密度。另外，由于油的粘度相對較大并且油和水的密度隨溫度而變化，重力分離法只能將油分離成非乳化狀態(tài)，乳化油不能分離。

4.1.2吸附分離法

吸附方法是用于重力分離的精細分離，并且將具有吸附功能的材料用作過濾器。當廢水通過吸附材料時，小的油分子吸附在其表面上，從而在吸附材料的表面上實現(xiàn)更好的分離效果。

4.1.3過濾法

在該方法中，含油廢水通過過濾層的同時過濾油顆粒和其它雜質，并且水通過過濾層排出。但是，一旦過濾層達到相應的飽和度，就應該逆流沖洗，以避免堵塞。當過濾材料的阻力不足時，過濾材料將在反沖洗過程中掉落并與洗滌水一起排出，從而增加過濾材料的損失。

4.2 澄清艙原理、結構

通過艙底水澄清池結構的優(yōu)化設計和管道的布置對含油廢水進行預處理。主要原則是：利用油水特性，油水差異，分別從油罐中排出。油層中的油被排放到殘油罐中，可以用焚燒爐處理。水層中的廢水進入艙底水儲水箱，并由水和油分離器處理。

4.3 自動排油裝置

自動排油裝置通常包括靜電電容型檢測裝置和排油電磁閥。其中，靜電電容型檢測裝置由探頭和傳感器傳感器組成。由液位檢測器探針測量的靜電電容隨著分離器中油水界面的變化而變化。液位檢測器將該變化轉換為電信號并將其發(fā)送到檢測轉換裝置。由于油的介電常數(shù)和水的介電常數(shù)變化很大，當油水界面到達探針時，該變化成為發(fā)送開或關信號的電壓值，以便設備相應地打開和關閉。

當自動排油裝置運行時，臟油通過分離器將油排放到臟油箱。排油口打開同時，閥門打開外部水路并依靠水壓排出油。當吸污艙處理器運行時，內部保護是真空，因此當排油時需要外部排水，并且氣缸內的壓力增加以便于排油。

4.4 污水排放自動停止裝置

控制泵停機意味著當機油超過設定值時，報警器會自動切斷污水泵的供電，停止整個系統(tǒng)的運行?？刂圃傺h(huán)是當油濃度繼電器發(fā)生報警時，直接控制三通電磁閥，改變排水方向，將其返回廢水箱。泵停止系統(tǒng)的不足之處在于，當發(fā)生警報時艙底水停止排放。光學取樣器中停滯的廢水無法再重新啟動整個系統(tǒng)，必須手動打開。

4.5 艙底水管路或吸口堵塞后的處理方法

應盡可能減少污水收集器濾網(wǎng)的孔徑，以減少雜物的進入，確保排水效率?；蚴菍⑽鬯占鞣胖迷谪浥摰臋M艙壁后面，并將濾網(wǎng)從與內底板相同的平坦位置移動到與橫艙壁相同的平坦位置。這可以在很大程度上減少雜物進入污水阱。為了防止擋板的外部空間保留碎屑顆粒，船員需要在船舶操作期間清潔雜物。

5 影響艙底水排除效果的主要因素和解決措施

5.1 影響艙底水排除效果的主要因素

艙底除水效果的主要原因包括泵自身的啟動能力，容器的浮力，雙層底的形狀和其他關鍵因素。

5.2提高艙底水排除效果的主要措施

有幾個步驟可以改善艙底水的去除。首先，可以通過使用自支撐離心泵來降低泵吸入口的高度。其次，選擇包括螺桿泵和噴射泵在內的泵，具有很強的自吸能力;第三，泵的入口裝有自己的注油裝置。第四，在吸入口附近安裝一個止回閥。第五，在艙底泵的進水口加一個止回閥，將閥門連接到進水管上，再連接到海水主管上。

6 結束語

在船舶的建造過程中，盡管有單獨的規(guī)定來建造船舶的艙底水系統(tǒng)，但艙底水系統(tǒng)的要求并沒有明顯的不同。只要設計者能充分理解基本的內部要求并參考相關規(guī)定，我們就可以設計出合理的艙底水系統(tǒng)，以提高船舶航行的安全性。

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