一種新型離心式油水分離器介紹及檢驗(yàn)注意事項(xiàng)

姜傳立

（安徽省江淮船檢局，安徽 合肥 230011）

盡管MARPOL 防污公約附則I 對(duì)船舶機(jī)器處所艙底水油分含量現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)為15ppm，但隨著全球環(huán)保呼聲越來越高，目前在有些地方法令如美國(guó)五大湖地區(qū)已規(guī)定為5ppm，MARPOL 防污公約的趨勢(shì)是將允許排放油分含量進(jìn)一步降低，離心式油水分離器的先天優(yōu)勢(shì)是可將含油艙底水含量降到5ppm 以下，并且具備在惡劣海況下仍然能正常工作、日常使用全程無需過濾維護(hù)成本低等特點(diǎn)，將來船舶配備的油水分離器勢(shì)必由目前主流的重力式、凝聚式等向離心式原理的裝置發(fā)展。由于離心式油水分離器初次投資成本較高，現(xiàn)在除一些豪華郵船、大型集裝箱船或超大型油船（VLCC）能看到其身影，在全球范圍內(nèi)大約有1000 多艘船舶裝備該類型的分離系統(tǒng)，但是這種前瞻性的設(shè)計(jì)已經(jīng)獲得了“CLEAN DESIGN”認(rèn)證，可以預(yù)見將來越來越多的優(yōu)秀船隊(duì)會(huì)主動(dòng)申請(qǐng)“CLEAN DESIGN”船級(jí)標(biāo)志。作為最重要的防污染設(shè)備之一，驗(yàn)船師掌握這種新型的油水分離器檢驗(yàn)要點(diǎn)十分重要。

1 艙底水成分及常見油水分離器現(xiàn)狀

船舶機(jī)艙艙底水的來源主要有機(jī)艙或設(shè)備的清潔和保養(yǎng)、油柜或其他裝置的放殘或泄漏、艙柜的溢流以及其他意外產(chǎn)生的艙底水、還有一些清潔艙底水如發(fā)動(dòng)機(jī)空氣冷卻器冷凝水等，艙底水是由海水、淡水、重燃料油、滑油、液壓油、固體顆粒、具有乳化作用的化學(xué)清洗劑等混合而成的水，這些艙底水按照MARPOL 附則I 的規(guī)定，所有400GT 及以上的船舶排放的艙底水油份含量不能超過15ppm，當(dāng)然還有一些地方法令會(huì)增加附加要求，如美國(guó)、歐洲的波羅的海和北海水域都要求艙底水的排放至少在最近陸地12海里以外才允許排放。最典型的船載油水分離器以重力式為主，其中重力式通常具有多級(jí)的處理模式，需要聯(lián)合其他方式如吸附式、生物處理、凝結(jié)和絮結(jié)、薄膜過濾等方式。其優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資低等，最常見的類型是采用多級(jí)分離模式，比如第一級(jí)利用重力分離進(jìn)行粗分離，接著進(jìn)行第二級(jí)聚合吸附分離，對(duì)于乳化較為嚴(yán)重的艙底水還要進(jìn)入第三級(jí)超濾薄膜過濾，從而使裝置能把油污水的含油量降到15ppm 以下，其最常見的就是具有兩個(gè)到三個(gè)圓柱筒體的結(jié)構(gòu)。這類設(shè)備也有個(gè)缺點(diǎn)，對(duì)于混有重燃油（高粘度油）和其他類型化學(xué)品（容易產(chǎn)生乳化，乳化后油的顆粒直徑一般小于20 微米）分離效果不好，薄膜壽命短，需要定期更換。配備這類油水分離器的船舶一般都有預(yù)處理，艙底水柜都會(huì)分為艙底水儲(chǔ)存柜和清潔艙底水柜，艙底水進(jìn)入油水分離器前先經(jīng)過加熱、撇油裝置分離重質(zhì)油，油水分離器污水泵大都會(huì)采用單螺桿泵或設(shè)計(jì)真空式以減少艙底水進(jìn)一步乳化。

2 離心式油水分離器特點(diǎn)和工作原理

離心式油水分離器采用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大的離心力，普通重力式油顆粒利用重力差只能產(chǎn)生1G 的力，而離心式油水分離器可以產(chǎn)生高達(dá)6000G 的離心力，能夠使艙底水在分離片重產(chǎn)生持續(xù)的分離，分離的過程也是排油的過程，這類設(shè)備對(duì)艙底水中的顆粒、高粘度油和化學(xué)品乳化油不會(huì)太敏感，也沒有濾膜等耗材，船舶的震動(dòng)、橫搖對(duì)其影響較小，相較于重力式油水分離器的高維護(hù)成本和低投資成本，其初次投資成本高出許多。

離心式油水分離器的工作原理與凈油機(jī)非常相近，最核心部件是分離筒，由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)在的船舶上使用的離心式油水分離器基本都是生產(chǎn)凈油機(jī)的廠家提供。其中又以阿法拉伐公司的離心式油水分離器裝船率高，其工作過程如下：

一臺(tái)采用變頻驅(qū)動(dòng)（VFD）的污水泵將艙底水從艙底水柜中駁出，經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入加熱器杯加熱到適合分離的問題（一般在60 到70℃之間，最高不超過100℃），加熱后的艙底水經(jīng)過三通閥進(jìn)入分離環(huán)節(jié)，當(dāng)給水溫度、壓力和油水分離器的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)才會(huì)進(jìn)入分離流程，否則任何一個(gè)條件不符合預(yù)設(shè)要求，艙底水都會(huì)經(jīng)過三通閥返回艙底水柜。艙底水進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的分離筒（轉(zhuǎn)速達(dá)8000r/min），經(jīng)過內(nèi)部進(jìn)水管進(jìn)入分配器，然后通過分配器分配給分離片，在高速旋轉(zhuǎn)下，待分離的污水獲得了比自身重力高出數(shù)倍的動(dòng)能，由于污水中殘?jiān)w粒、水、油密度不同，獲得離心力不同，密度最大的固體殘?jiān)w粒絮凝在一起在最外端的殘?jiān)?，密度最小的污油通過在分離片中的聚合，形成油滴最終匯集在積油腔通過污油出口排出，水在中間，占據(jù)大部分的空間，處理后的水在上部積水室通過內(nèi)置的向心泵送經(jīng)油分儀檢測(cè)，低于15ppm 或預(yù)設(shè)報(bào)警值的艙底水直接排除舷外，如果分離的艙底水超過油分儀報(bào)警值，艙底水經(jīng)過自動(dòng)停止裝置停止排放至舷外返回艙內(nèi)，同時(shí)調(diào)節(jié)待處理水的溫度和污水泵的流量以改善分離效果。分離的油及乳化液體持續(xù)從排到廢油柜，固體顆粒收集在分離筒外側(cè)按照預(yù)設(shè)的周期（一般設(shè)定20min）定期排放到廢油柜或其他油渣柜。

①艙底水柜；②污水泵；③壓力傳感器；④濾器；⑤加熱器；⑥溫度傳感器；⑦溫度控制器；⑧三通閥；⑨離心式油水分離器；⑩油分儀，背壓閥

3 檢驗(yàn)注意事項(xiàng)

3.1 檢驗(yàn)要點(diǎn)

驗(yàn)船師應(yīng)在啟動(dòng)設(shè)備之前，先通過外觀檢查，污水泵、濾器、加熱器及蒸汽進(jìn)出口管路、離心式油水分離器、油分儀、自動(dòng)停止裝置、背壓閥、控制面板、操作水和控制空氣管路及電磁閥、傳感器附件等是否令人滿意，觀察離心式油水分離器機(jī)油油位是否在正常范圍內(nèi)，操作位置附近是否張貼了操作說明及運(yùn)行和安裝限制。確認(rèn)整個(gè)系統(tǒng)沒有非認(rèn)可的改裝。

轉(zhuǎn)換再循環(huán)裝置，要求主管設(shè)備船員啟動(dòng)該套系統(tǒng)。在啟動(dòng)該套系統(tǒng)時(shí)，可能會(huì)遇到麻煩，如污水泵不能啟動(dòng)，原因可能艙底水柜的液位低，防止泵干轉(zhuǎn)，觀察船員是否能找到原因。在分離器啟動(dòng)過程會(huì)有一個(gè)臨界轉(zhuǎn)速，在到達(dá)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，會(huì)有個(gè)比正常較嚴(yán)重的振動(dòng)，待轉(zhuǎn)速穿過臨界區(qū)域后，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定8000 轉(zhuǎn)左右。如果在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)劇烈振動(dòng)，船員應(yīng)立即操作緊急停止按鈕。整個(gè)分離器啟動(dòng)過程約5min，停止時(shí)間5-12 分鐘不等，如果沒有使用剎車約需40min。在試驗(yàn)這一過程具體可查看廠家說明書。啟動(dòng)過程中常見的幾種典型異常表現(xiàn)：?jiǎn)?dòng)過程中非正常的振動(dòng)（臨界轉(zhuǎn)速除外）、分離過程中轉(zhuǎn)速不穩(wěn)、軸承或皮帶發(fā)出的刺耳噪音、轉(zhuǎn)速不在正常范圍內(nèi)、啟動(dòng)時(shí)間太長(zhǎng)或啟動(dòng)電流太高、剎車停止時(shí)間明顯偏長(zhǎng)等。

在對(duì)整個(gè)處理過程進(jìn)行檢查應(yīng)注意處理后的水溫可能超過15ppm 報(bào)警裝置的允許溫度，設(shè)計(jì)時(shí)一般會(huì)安裝一個(gè)取樣水冷卻裝置為進(jìn)入15ppm 報(bào)警裝置的樣水進(jìn)行冷卻。15ppm 效用實(shí)驗(yàn)，一個(gè)目的可以檢查污水泵流量和加熱器溫度調(diào)節(jié)功能，另一方面可以對(duì)自動(dòng)停止裝置進(jìn)行測(cè)試。

確認(rèn)油水分離器分離過程正常，可手動(dòng)進(jìn)行排渣一次，檢查密封水和開啟水是否能正常完成密封和開啟，排渣口檢查沒有泄露發(fā)生，排油口沒有過多的水分排出（如含大量水，可能是重力盤尺寸選擇不合適），其他關(guān)于分離器不建議過多非正常模擬測(cè)試。分離過程中常見的幾種正常情況如：分離筒箱或排渣口出口有液體流出、滑動(dòng)底盤意外開啟、不能進(jìn)行排渣、排渣時(shí)間太長(zhǎng)或排渣管有大量殘?jiān)邸⑴摰姿幚硭掷m(xù)超標(biāo)等。

設(shè)備的檢查離不開控制器的檢查，這類微電腦處理系統(tǒng)的控制器的好處就是，任何傳感器（溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、平衡）等不在正常范圍內(nèi)，都會(huì)有故障碼或故障描述顯示在控制面板上。這套設(shè)備除了我們前面說的設(shè)備的檢查，控制面板的提示能夠大大降低驗(yàn)船師檢查的難度和時(shí)間。

3.2 缺陷的處理原則

驗(yàn)船師在對(duì)這種新型離心式油水分離器的檢驗(yàn)中，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)不同類型的缺陷，對(duì)缺陷的處理要根據(jù)其性質(zhì)和危害性采取更靈活的方式。有些缺陷已經(jīng)影響了防止油污證書有效性，不符合MARPOL 防污公約附則Ⅰ及MEPC.107(49)決議，那么必須要在證書簽發(fā)或證書簽注前予以糾正。有些缺陷表現(xiàn)為不符合廠家的產(chǎn)品要求，如本文所述的設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)更好更優(yōu)的分離效果，設(shè)備周邊附件如加熱器、調(diào)節(jié)器、控制空氣、工作水及工作水的壓力水柜等均是該系統(tǒng)的檢驗(yàn)部分，某些形式的缺陷只要沒有影響設(shè)備使用，沒有導(dǎo)致設(shè)備不符合公約強(qiáng)制要求，雖然缺陷對(duì)整套系統(tǒng)仍存在一定使用風(fēng)險(xiǎn)或消耗廠家的設(shè)計(jì)冗余，驗(yàn)船師可以以“NC”的形式進(jìn)行簽注，簽發(fā)短期證書，給予一定的時(shí)間糾正。

4 結(jié)束語

艙底水分離系統(tǒng)是船舶機(jī)艙防污染的關(guān)鍵性設(shè)備之一，而離心式分離系統(tǒng)因其原理和構(gòu)造的特殊性，具有諸多無與倫比的優(yōu)點(diǎn)，相信在不久的將來，會(huì)越來越頻繁的出現(xiàn)在各種類型的船舶上，我們都應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，掌握這類新型的離心式油水分離器的檢驗(yàn)?zāi)芰?，這樣才能切實(shí)提高檢驗(yàn)質(zhì)量，避免船舶被滯留。