4500噸大型搶險(xiǎn)打撈船壓載水處理的應(yīng)用

何銀棟 倪鋒

摘要：本文主要介紹了船舶壓載水的工作原理、壓載水的布置及壓載水對(duì)海洋造成的危害和要采取的處理措施。壓載水主要是用于調(diào)整船舶的適航性，滿載出港、空載出港、半載出港等各種狀態(tài)下通過(guò)壓載水的多少來(lái)調(diào)整船舶的吃水狀態(tài)。排放壓載水和注入壓載水，那么就會(huì)導(dǎo)致壓載水中的病原體與海生物通過(guò)壓載水船舶到不同的海域，導(dǎo)致海洋中不同物種的入侵，破壞生態(tài)環(huán)境。這是目前急需解決的問(wèn)題，所有現(xiàn)在在建船舶都會(huì)根據(jù)新的IMO公約要求都已安裝了壓載水處理裝置，來(lái)滿足壓載水的排放要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年所有船舶載著100億噸的壓載水在海洋的各個(gè)海域進(jìn)行排放，將會(huì)有不同的生物入侵到各個(gè)海域，這對(duì)當(dāng)?shù)氐暮Ｑ笊镂：O大，甚至滅絕，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成了不可修復(fù)的破壞。所以只有安裝壓載水處理裝置才能有效的來(lái)控制海洋生態(tài)環(huán)境的污染。

關(guān)鍵詞：壓載水原理；管系布置；壓載水處理裝置；海洋環(huán)境

課題目標(biāo)與意義

管系布置要合理簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)其功能，使船舶能夠安全航行。避免海洋生物入侵，是保證人民財(cái)產(chǎn)安全、節(jié)約能源及環(huán)境不被破壞的有效手段。通過(guò)對(duì)壓載水的處理闡述，使用壓載水經(jīng)過(guò)處理，達(dá)到國(guó)際排放要求。

1 船舶壓載水定義

壓載水通俗的來(lái)講就是將海水通過(guò)重力或泵打入或排出壓載艙，以滿足船舶在各種工況下的吃水，達(dá)到穩(wěn)性、適航性的要求。通過(guò)壓載水的調(diào)整也可減少船舶的彎曲力矩，減少船體變形。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

2.1 組成

船舶壓載水系統(tǒng)主要由壓載泵、管路、壓載艙、濾器、吸口、有關(guān)閥件和支撐管路的支架構(gòu)成。

2.2 壓載艙室布置

壓載艙主要布置在雙層底，這樣可以大大降低船舶的重心；布置在舷側(cè)可以有效的調(diào)整船舶的橫傾狀態(tài)；艏艉尖艙可以有效的調(diào)整船舶的縱傾狀態(tài)。有的貨船有風(fēng)暴艙一般是以船中間位置的貨艙作為壓載艙。

2.3貨艙區(qū)壓載管系設(shè)計(jì)原理

船舶有中拱、中垂彎曲，所有一般每隔30m設(shè)一個(gè)伸縮接頭，使得船舶在縱傾的時(shí)候有伸縮空間，以免管子在應(yīng)力作用下爆裂。本條4500T起重船設(shè)置了兩個(gè)底管弄，每個(gè)管弄布置了一個(gè)壓載總管和一個(gè)掃艙總管，通過(guò)電液蝶閥連接各個(gè)艙室實(shí)現(xiàn)其壓載和掃艙功能和各個(gè)艙之間的互相駁運(yùn)。

3 貨艙壓載水管路的布置

壓載水系統(tǒng)的布置一般分為三種：總管式、支管式、管隧式。壓載管有打壓載和排壓載的功能，壓載管吸口的位置要布置合理，吸口周圍的結(jié)構(gòu)要開有足夠流量的流水孔，以便球扁鋼或T排下的箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)的積水無(wú)法及時(shí)排出，影響壓載效率。一般的壓載系統(tǒng)上的閥多采用液壓遙控蝶閥實(shí)現(xiàn)各個(gè)艙室壓載水的駁運(yùn)。根據(jù)航行工況，有的船舶配備防橫傾泵，這樣可以通過(guò)壓載艙之間的互相駁運(yùn)來(lái)實(shí)現(xiàn)船舶的漂浮狀態(tài)。

4 壓載水直接排舷外的危害

壓載水本身是無(wú)害的，當(dāng)船舶成千上萬(wàn)噸的壓載水被打入壓載艙時(shí)，海水中的生物都有可能進(jìn)入壓載水艙中。壓載水中有成千上萬(wàn)的物種，包括軟體動(dòng)物、細(xì)菌、各種生物的卵、原生動(dòng)物、囊孢、幼蟲等，這些動(dòng)植物被船舶運(yùn)到一個(gè)新的水域后，隨著壓載水的排出它們將在新的水域繁殖發(fā)展。

壓載水?dāng)y帶的有害水生物和病原體隨著船舶航行在全世界范圍內(nèi)傳播。其危害已經(jīng)超越國(guó)界即將成為各國(guó)所面臨的問(wèn)題。所以我們要研制出處理能力強(qiáng)的壓載水處理裝置，以消除或降低外來(lái)生物對(duì)海洋的侵襲或破壞。

5 壓載水處理裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

壓載水處理原理設(shè)計(jì)：本船有艏艉兩個(gè)泵艙，每個(gè)泵艙布置了一個(gè)低位和一個(gè)高位海水箱。通過(guò)海水總管把兩個(gè)海水箱連接起來(lái)。在船舶吃水比較淺的時(shí)候用低位海水箱，在船舶吃水較深的時(shí)候用高位海水箱。海水箱與海水總管連接處一般都有一個(gè)通海閥，這兩個(gè)閥是本條船與海水直接相連的，所以要求也非常嚴(yán)格。之后就是高位和低位海水進(jìn)口的兩個(gè)濾器。這兩個(gè)粗濾器主要過(guò)濾大點(diǎn)的固體垃圾。防止雜物對(duì)泵造成損壞。壓載水處理系統(tǒng)采用在線管理模式，系統(tǒng)的核心就是采用過(guò)濾-紫外技術(shù)殺滅海洋微小生物和細(xì)菌，同時(shí)在處理單元中應(yīng)用超聲波裝置，主要起清洗左用，并具有一定的強(qiáng)化滅活作用。打壓載時(shí)，壓載水是通過(guò)主管路，再流經(jīng)濾器，濾去大于 40 μm 的雜質(zhì)及生物；過(guò)濾后的壓載水進(jìn)入 EPT（Enhanced Physical Treatment）單元，在紫外輻射及超聲波的作用下，水體中的生物體被有效殺滅，經(jīng)過(guò)過(guò)濾-紫外/超聲凈化處理后的壓載水進(jìn)入壓載艙。卸壓載時(shí)，從壓載水艙排出來(lái)的水經(jīng)過(guò)濾器處理后進(jìn)入 EPT 單元，此時(shí)，在紫外輻射及超聲波的作用下進(jìn)行水體的二次生物滅活處理，徹底殺滅壓載水中可能殘余的微生物及再生的生物體，保證出水水質(zhì)，通過(guò)生物技術(shù)滅活后的壓載水可以直接排出到舷外。本船舶壓載水處理系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，可靠性高，因?yàn)椴捎脵C(jī)械法和物理法，所以不會(huì)產(chǎn)生有害于船舶及人員的有害物質(zhì)。因?yàn)閴狠d水長(zhǎng)時(shí)間在壓載水艙會(huì)寄生多中微生物，盡可能完全殺死所有微生物，所以安裝了壓載水處理裝置。

6 管子材料及附件的選擇

6.1管子材料

目前材料的多樣化，使得大部分船東更傾向于質(zhì)量輕、耐腐蝕的材料，傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管，由于易腐蝕，慢慢的被耐腐的材料替代。特別是安裝在壓載水艙的壓載管更容易腐蝕且更換起來(lái)也非常困難。所以選著管材的時(shí)候要考慮的腐蝕余量，選管子等級(jí)高的管子。一般簽訂協(xié)議時(shí)選用玻璃鋼管，主要是因?yàn)椴Ａт摴苜|(zhì)量比較輕且耐海水腐蝕。

6.2閥件的選擇

對(duì)于通徑100以下的管子，一般選用直通或直角截至閥，而通徑大于100的管子一般選用蝶閥，閥的材料選用鑄鐵，舷外管閥選用鑄鋼的。也可以選用延展性好的截止止回閥。閥的操作一般選用液壓或者氣動(dòng)的形式，有管弄的閥安裝在管弄內(nèi)。沒(méi)管弄的選著浸沒(méi)式的閥安裝在壓載艙內(nèi)。

6.3 吸口的選擇

壓載艙的吸口按照形狀可分為兩種形式，DN200以下的管子吸口可選用圓形吸口，DN200以上的管子吸口可選用橢圓形吸口。船東或船檢經(jīng)常會(huì)對(duì)吸口離艙底的高度提出疑問(wèn)。從壓力損失來(lái)看應(yīng)該是吸口離底板的間隙越大越好，但從是否能徹底吸干凈則吸口離底板的間隙越小越好。根據(jù)積累的經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算對(duì)管徑小于200MM的管子吸口高度一般定為20MM，對(duì)管徑大于200MM的管子吸口高度一般定為50-80MM。

6.4 膨脹接頭

壓載管路中應(yīng)布置膨脹接頭，用來(lái)減少由于船體中拱和中垂彎曲引起的管子伸縮量。減少管子以船體變形而導(dǎo)致壓載管泄漏損壞，一般大通徑管系使用滑動(dòng)式膨脹接頭或波紋膨脹接頭。滑動(dòng)膨脹接頭的伸縮量一般為±30MM～40MM.在壓載管路中一般每隔30M安裝一個(gè)伸縮接頭。管系彎頭受安裝空間的限制但從其泄漏、破損情況來(lái)看，在需要特別安全的場(chǎng)所選用彎頭作為伸縮作用。一般使用Ω形式。

7 結(jié)論

我國(guó)船舶擁有量占世界3.4%，是一個(gè)非常龐大的船隊(duì)，我國(guó)也是修造船大國(guó)。所以對(duì)壓載水處理裝置需求量非常大。所以我國(guó)要研制出更高效、高質(zhì)量的壓載水處理裝置，以減少對(duì)海洋造成的污染。對(duì)大容積的壓載船只如何更好更快的處理壓載水問(wèn)題是我們將來(lái)值得探討和研究的課題。希望我們國(guó)家能夠走在世界的前列，建造出對(duì)環(huán)境污染更小的船舶。

參考文獻(xiàn)

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[3]《江蘇振華重工施工工藝規(guī)范》公司內(nèi)部發(fā)行

（作者單位：1. 上海振華重工啟東海洋工程股份有限公司；

2. 上海振華重工啟東海洋工程股份有限公司）