根據(jù) MARPOL公約附則I的相關(guān)規(guī)定,總噸位400(GT)及以上的所有船舶的機(jī)器處所艙底水的排放,應(yīng)滿足:船舶不在零排放區(qū)域內(nèi);船舶正在途中航行;油水混合物經(jīng)過符合要求的濾油設(shè)備處理;未經(jīng)稀釋的排出物含油量不超過15ppm;油水混合物不是來自油船貨泵艙的艙底;油水混合物不混有貨油殘余物(對(duì)于油船)。具體體現(xiàn)為以下幾點(diǎn):

①GT≥400的船舶,應(yīng)裝有油水分離器/濾油設(shè)備。GT≥10000的機(jī)動(dòng)船舶和載有大量燃油的400≤GT<10000的船舶,還應(yīng)裝設(shè)當(dāng)排出物的含油量超過15ppm時(shí)能發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)停止含油物排放的裝置(即15ppm報(bào)警裝置/油份計(jì));

②油水分離設(shè)備/濾油設(shè)備和15×10-報(bào)警裝置自1994年4月30日及以后在船上安裝的應(yīng)按MEPC.60(33)決議認(rèn)可;自2005年1月1日及以后安放龍骨或處于類似建造階段的船舶安裝的裝置以及在2005年1月1日及以后為在2005年1月1日以前安放龍骨或處于類似建造階段的船舶所“定購的替換裝置”應(yīng)按MEPC.107(49)決議認(rèn)可;

③裝有MEPC.60(33)決議或MEPC.107(49)決議認(rèn)可的濾油設(shè)備/油水分離器的水排出管路上應(yīng)設(shè)有便于在港口檢查的再循環(huán)設(shè)備;④MEPC.107(49)決議明確提出為做清潔工作或恢復(fù)零位而使用清水沖洗油份計(jì)時(shí)應(yīng)啟動(dòng)報(bào)警和停止排放。為了減少因不熟悉油水分離器及其15ppm報(bào)警裝置的相關(guān)檢驗(yàn)要求等引起的船舶滯留問題,保證船舶安全環(huán)保營運(yùn),結(jié)合船舶檢驗(yàn)的實(shí)際工作,系統(tǒng)分析油水分離器及其15ppm報(bào)警裝置的常見故障,明確常見故障的分析判斷方法,并對(duì)油水分離器系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)給出了方法和建議。

1油水分離器系統(tǒng)工作原理

油水分離器系統(tǒng)一般包括油水分離器本體、控制箱、15ppm報(bào)警裝置、相關(guān)管路和閥件等,主要工作流程:機(jī)艙艙底水通過污油水泵駁運(yùn)至油水分離器,經(jīng)過油水分離器后,污油和含油污水分離,污油通過排油閥進(jìn)入污油艙,含油污水經(jīng)過15ppm報(bào)警裝置取樣檢測(cè),當(dāng)檢測(cè)到油份濃度合格時(shí)(<15×10-),正常信號(hào)輸送給油水分離器的控制箱,合格的含污油水通過自動(dòng)三通閥的排舷外一側(cè)或排舷電磁閥直接排至舷外。當(dāng)檢測(cè)到油分濃度超標(biāo)時(shí)(≥15×10-)將觸發(fā)報(bào)警,并將報(bào)警信號(hào)輸送給油水分離器的控制箱,從而關(guān)閉自動(dòng)三通閥的排舷外一側(cè)或關(guān)閉排舷外電磁閥,此時(shí)超標(biāo)的含油污水通過自動(dòng)三通閥的回艙一側(cè)或回艙電磁閥回到艙底水艙。

如圖1所示,常見的控制含油污水回艙和排舷的方式有:排舷/回艙自動(dòng)三通閥(A型)、排舷/回艙組合電磁閥(B型)。其中,A型排舷/回艙自動(dòng)三通閥根據(jù)工作原理又分為氣動(dòng)三通閥和電磁三通閥兩種。實(shí)際工作中,為了清潔工作或恢復(fù)零位而經(jīng)常需要使用清水對(duì)15ppm報(bào)警裝置的取樣管進(jìn)行沖洗,而MEPC.107(49)決議明確提出為做清潔工作或恢復(fù)零位而使用清水沖洗油份計(jì)時(shí)應(yīng)啟動(dòng)報(bào)警和停止排放。因此,圖中反沖洗電磁三通閥的狀態(tài)信息,必須通過15ppm報(bào)警裝置反饋給油水分離器的控制箱。在實(shí)際檢驗(yàn)和日常保養(yǎng)工作中,要特別注意此項(xiàng)功能的完整性。

2排舷/回艙自動(dòng)三通閥與組合電磁閥的故障分析

2.1排舷/回艙自動(dòng)三通閥的常見故障

排舷/回艙自動(dòng)三通閥(A型)。主要功能是排外和回艙兩種狀態(tài)的切換,其控制方式包括電磁控制和氣動(dòng)控制。正常情況下的動(dòng)作情況為:無氣源或無電源時(shí),三通閥的狀態(tài)為回艙狀態(tài);油份質(zhì)量濃度≥15×10時(shí),三通閥的狀態(tài)為回艙狀態(tài);當(dāng)油份濃度<15×10時(shí),三通閥的狀態(tài)為排外狀態(tài);當(dāng)15ppm取樣管處于清水沖洗狀態(tài)時(shí),三通閥的狀態(tài)為回艙狀態(tài)。常見的故障情況如下：

1)動(dòng)力源故障,如沒有氣源或氣源壓力不足,線路故障等。可能造成的后果:油水分離器喪失應(yīng)有功能,合格的水也因故障而不能排外。

檢查方法：

①核實(shí)氣源的壓力是否達(dá)到要求;

②觀察氣動(dòng)三通閥的是否發(fā)生動(dòng)作;

③傾聽電磁三通閥是否產(chǎn)生狀態(tài)變化的聲音;

④采用薄的鋼片或鐵片測(cè)試電磁三通閥的磁性有無;

⑤通過調(diào)整手動(dòng)三通閥狀態(tài),觀察油份質(zhì)量濃度<15×10時(shí),可視流裝置中是否有水流出現(xiàn)。

2)閥件機(jī)械故障,如閥芯卡死或復(fù)位彈簧彈力不足引起的動(dòng)作不到位等?？赡茉斐傻暮蠊?油份濃度超標(biāo)時(shí),自動(dòng)排外不能關(guān)嚴(yán),超標(biāo)水繼續(xù)向舷外排放,造成海洋污染。

檢查方法:

①觀察氣動(dòng)三通閥的是否發(fā)生動(dòng)作;

②通過調(diào)整手動(dòng)三通閥狀態(tài),觀察油份濃度超標(biāo)/合格時(shí),可視流裝置中水流的變化情況。

3)管路故障,如管路被油水分離器濾芯顆粒堵死等?？赡茉斐傻暮蠊?管路被油水分離器濾芯顆粒堵死,自動(dòng)三通閥失效,此時(shí)污油水泵繼續(xù)運(yùn)行,導(dǎo)致管路中壓力瞬時(shí)增大,可能造成相關(guān)儀表的損傷。檢查方法:①觀察回艙出口或可視流裝置中是否有水流出現(xiàn);

②觀察管路中壓力表讀數(shù)的變化情況。

4)系統(tǒng)原理性故障,如無氣源或或無電源時(shí),三通閥的狀態(tài)錯(cuò)誤的置為排外狀態(tài)等?？赡茉斐傻暮蠊?氣源突然喪失或電源故障時(shí),自動(dòng)三通閥處于排外狀態(tài),超標(biāo)水繼續(xù)向舷外排放,造成海洋污染。

檢查方法:

①觀察氣動(dòng)三通閥的行程位置;

②通過調(diào)整手動(dòng)三通閥狀態(tài),觀察油份質(zhì)量濃度≥15×10時(shí),可視流裝置中是否

有水流出現(xiàn)。

2.2排舷/回艙組合電磁閥的常見故障排舷/回艙組合電磁閥(B型),主要功能是

排外和回艙兩種狀態(tài)的控制和切換,正常情況下的動(dòng)作情況:無電時(shí),排舷外電磁閥關(guān)閉,回艙電磁閥打開;油份質(zhì)量濃度≥15×10-時(shí),排舷外電磁閥關(guān)閉,回艙電磁閥打開;油份質(zhì)量濃度<15×10°時(shí),排舷外電磁閥打開,回艙電磁閥關(guān)閉;當(dāng)15ppm取樣管處于清水沖洗狀態(tài)時(shí),排舷外電磁閥關(guān)閉,回艙電磁閥打開。

常見的故障情況如下：

1)動(dòng)力源故障,如線路故障等?？赡茉斐傻暮蠊?油水分離器喪失應(yīng)有功能,合格的水也因故障而不能排外。

檢查方法:

①傾聽電磁閥是否產(chǎn)生狀態(tài)變化的聲音;

②采用薄的鋼片或鐵片測(cè)試電磁三通閥的磁性有無;

③通過調(diào)整手動(dòng)三通閥狀態(tài),觀察油份質(zhì)量濃度<15×10-時(shí),可視流裝

置中是否有水流出現(xiàn)。

2)閥件機(jī)械故障,如閥芯卡死或動(dòng)作不到位等?？赡茉斐傻暮蠊?

①若回艙電磁閥因閥芯卡死而一直處于打開狀態(tài),油份合格時(shí),油污水仍在

回艙,加大了系統(tǒng)工作負(fù)荷;

②若回艙電磁閥因閥芯卡死而一直處于關(guān)閉狀態(tài),油份濃度超標(biāo)時(shí),排舷外電磁閥關(guān)閉,污油水泵續(xù)運(yùn)行,管路中壓力瞬時(shí)增大,可能造成相關(guān)儀表的損傷;

③若排舷外電磁閥因閥芯卡死而一直處于打開狀態(tài),油份濃度超標(biāo)時(shí),超標(biāo)水繼續(xù)向舷外排放,造成海洋污染;

④若排舷外電磁閥因閥芯卡死而一直處于關(guān)閉狀態(tài),油份濃度合格時(shí),回艙電磁閥關(guān)閉,污油水泵續(xù)運(yùn)行,管路中壓力瞬時(shí)增大,可能造成相關(guān)儀表的損傷。檢查方法:通過調(diào)整手動(dòng)三通閥狀態(tài),觀察油份濃度超標(biāo)/合格時(shí),回艙出口及可視流裝置中水流的變化情況。

3)管路故障,如管路被油水分離器濾芯顆粒堵死等?？赡茉斐傻暮蠊?

①若排舷外電磁閥的排外管路被油水分離器濾芯顆粒堵死,油份質(zhì)量濃度<15×10時(shí),回艙電磁閥因動(dòng)作而關(guān)閉,此時(shí)污油水泵續(xù)運(yùn)行,導(dǎo)致管路中壓力瞬時(shí)增大,可能造成相關(guān)儀表的損傷。

②若回艙管路被濾芯顆粒堵死,當(dāng)油份濃度超標(biāo)時(shí),而排舷外電磁閥因動(dòng)作而關(guān)閉,此時(shí)污油水泵繼續(xù)運(yùn)行,導(dǎo)致管路中壓力瞬時(shí)增大,可能造成相關(guān)儀表的損傷。

檢查方法:

①觀察回艙出口或可視流裝置中是否有水流出現(xiàn);

②觀察管路中壓力表讀數(shù)的變化情況。

4)系統(tǒng)原理性故障,如無電源時(shí),排舷外電磁閥因錯(cuò)誤而打開,回艙電磁閥因錯(cuò)誤而關(guān)閉。能造成的后果:電源故障時(shí),排舷外電磁閥處于排外狀態(tài),超標(biāo)水繼續(xù)向舷外排放,造成海洋污染。

檢查方法:

通過調(diào)整手動(dòng)三通閥狀態(tài),觀察油份質(zhì)量濃度≥15×10°時(shí),可視流裝置中是否有水流出現(xiàn)。

2.3對(duì)比分析

無論是A型排舷/回艙自動(dòng)三通閥還是B型排舷/回艙組合電磁閥,其故障模式、故障后果及檢查方法大致相同。

1)常見故障模式:

①動(dòng)力源故障,如沒有氣源或氣源壓力不足,線路故障等;

②閥件機(jī)械故障,如閥芯卡死或動(dòng)作不到位等;

③管路故障,如管路被油水分離器濾芯顆粒堵死等;

④系統(tǒng)原理性故障,如無氣源或無電源時(shí),閥的狀態(tài)錯(cuò)誤的置

為排外狀態(tài)等。

2)常見的故障后果:

①超標(biāo)水向舷外排放,造成海洋污染;

②管路中壓力瞬時(shí)增大,造成儀表及管路損傷;

③喪失基本功能,合格的水因故障而不能排外。

3)目前常見檢查方法:

①核實(shí)氣源的壓力是否達(dá)到要求;

②觀察氣動(dòng)三通閥是否發(fā)生動(dòng)作;

③傾聽電磁三通閥的狀態(tài)改變聲音;

④采用薄的鋼片或鐵片測(cè)試電磁三通閥的磁性有無;

⑤將手動(dòng)三通閥置于回艙狀態(tài),觀察油份濃度超標(biāo)/合格時(shí),可視流裝置中水流的變化情況;

⑥觀察管路中壓力表讀數(shù)的變化情況。

鑒于上述故障模式及故障后果,考慮到油水分離器系統(tǒng)的長期可持續(xù)發(fā)展,建議油水分離器增設(shè)管路超壓安全閥、管路壓力高報(bào)警點(diǎn)、氣源壓力低報(bào)警點(diǎn)、氣動(dòng)三通閥行程開閉指示、排舷/回艙電磁閥閥芯位置開閉指示。另外,從故障安全考慮,無氣源或無電源時(shí),排舷/回艙自動(dòng)三通閥或排舷/回艙組合電磁閥的狀態(tài)應(yīng)默置為回艙狀態(tài)。

3 15ppm報(bào)警裝置故障分析

15ppm報(bào)警裝置的主要功能:

①檢測(cè)油份濃度值,當(dāng)質(zhì)量濃度≥15×10時(shí),將信號(hào)傳送給油水分離器控制箱,觸發(fā)聲光報(bào)警,使自動(dòng)三通閥或電磁閥等在20s內(nèi)切斷舷外排放;

②清水沖洗15ppm報(bào)警裝置取樣管時(shí),將信號(hào)傳送給油水分離器控制箱,觸發(fā)聲光報(bào)警,并在20s內(nèi)切斷舷外排放;

③記錄報(bào)警日期和時(shí)間,并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)至少18個(gè)月,一般有儲(chǔ)存芯片和內(nèi)置打印機(jī)兩種形式。

常見的故障情況如下:

1)取樣裝置的反沖洗電磁三通閥故障,如取樣水一直無法進(jìn)入取樣裝置等。可能造成的后果:無法檢測(cè)到真實(shí)油份濃度,油份濃度超標(biāo)時(shí),超標(biāo)水繼續(xù)向舷外排放,造成海洋污染。

檢查方法:

①將取樣裝置的清水沖洗處于關(guān)停狀態(tài),檢查取樣裝置中是否有取樣水;

②在取樣水管路上增設(shè)斷流報(bào)警,當(dāng)無取樣水通過時(shí),觸發(fā)報(bào)警。

2)清水和取樣水的進(jìn)口接反?？赡茉斐傻暮蠊?無法檢測(cè)到真實(shí)油份濃度,油份濃度超標(biāo)時(shí),超標(biāo)水繼續(xù)向舷外排放,造成海洋污染。

檢查方法:將取樣裝置的清水沖洗處于打開狀態(tài),檢查取樣裝置中是否不斷有沖洗清水溢出。

3)系統(tǒng)原理性故障,如清水沖洗15ppm報(bào)警裝置取樣管時(shí),不能觸發(fā)報(bào)警?？赡茉斐傻暮蠊麩o法檢測(cè)到真實(shí)油份濃度,油份濃度超標(biāo)時(shí),超標(biāo)水繼續(xù)向舷外排放,造成海洋污染。

檢查方法:將取樣裝置的清水沖洗處于打開狀態(tài),觀察是否觸發(fā)聲光報(bào)警,并在20s內(nèi)切斷舷外排放。

4)管路結(jié)構(gòu)缺陷,如部分15ppm報(bào)警裝置的取樣水管路上增設(shè)了手動(dòng)閥件,假如手動(dòng)關(guān)閉了該閥,則取樣水將無法進(jìn)入取樣管,15ppm報(bào)警裝置的取樣將失去意義。因此,取樣水管路上多余的手動(dòng)閥件應(yīng)去除,以擺脫偷排污油水的嫌疑。另外,15ppm報(bào)警裝置可以增設(shè)取樣水?dāng)嗔鲌?bào)警?，F(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí),遇到取樣水管路上增設(shè)了多余閥件的問題時(shí),可讓其拆去該閥件,或采取鐵絲等固定其手柄處于常開狀態(tài)等臨時(shí)性措施。部分15ppm報(bào)警裝置的清水沖洗管路上也增設(shè)了手動(dòng)閥件,該閥件如果處于關(guān)閉狀態(tài),清水將無法進(jìn)入取樣裝置進(jìn)行清水沖洗功能,因此,應(yīng)始終保證在使用清水沖洗15ppm報(bào)警裝置時(shí),該閥處于常開狀態(tài)。

5)15ppm報(bào)警裝置的打印機(jī)故障,如打印機(jī)的墨盒用光、打印機(jī)的打印紙用完、打印機(jī)的輸出日期與實(shí)際日期不符等。可能造成的后果:無法反映油水分離器實(shí)際運(yùn)行情況及報(bào)警記錄,給相應(yīng)的監(jiān)管帶來很大困難。檢查方法:模擬測(cè)試質(zhì)量濃度15×10-超標(biāo)報(bào)警后,及時(shí)打印相關(guān)信息,并核對(duì)日期和時(shí)間。

4其他常見故障分析

4.1污油水泵故障

污油水泵的主要功能是將機(jī)艙艙底水艙的油污水輸送到油水分離器進(jìn)行處理,常見的型式有螺桿泵和往復(fù)泵兩種。往復(fù)泵比較容易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,應(yīng)引起注意。此外,電機(jī)輸出軸是旋轉(zhuǎn)部件,應(yīng)注意采用白鐵皮等加以防護(hù),以防止人員偶

然觸及受傷。

4.2可視流裝置和手動(dòng)三通閥故障可視流裝置和手動(dòng)三通閥的主要功能:為了便于進(jìn)行15ppm報(bào)警裝置的性能測(cè)試,在不向舷外排放的前提下,模擬舷外排放過程。常見的故障情況如下。

1)缺少模擬舷外排放的可視流漏斗和手動(dòng)三通閥。此時(shí),應(yīng)注意加裝該裝置。

2)部分手動(dòng)三通閥的閥柄被船員取下,無法進(jìn)行試驗(yàn)。因此,應(yīng)保證手動(dòng)三通閥的功能完整性,并標(biāo)識(shí)其回艙和排外兩種工作狀態(tài)下的閥柄位置,以防止在禁止排放區(qū)內(nèi)的誤操作。

3)部分可視流裝置采用玻璃管型式。有些船上的可視流玻璃管長期缺乏清潔,無法看清是否有水流通過,因此,船員應(yīng)定期對(duì)該玻璃管進(jìn)行清潔,以保證其始終處于可用狀態(tài)。

4)部分可視流裝置采用漏斗型式。有些船上的手動(dòng)三通閥出口管路插入漏斗過深,視線受漏斗遮擋,導(dǎo)致無法觀察水流。因此,應(yīng)注意保證手動(dòng)三通閥出口管路離漏斗上邊緣有一定距離,以便于觀察水流變化。

4.3排油電磁閥故障

排油電磁閥的的主要功能將油水分離器分離出來的油排放至污油艙。常見的問題是電磁閥故障,不能及時(shí)排油。

5結(jié)論

油水分離器系統(tǒng)是船舶防污染的重要設(shè)備,其安全有效運(yùn)行,對(duì)于保證船舶正常航行意義重大。在實(shí)際維護(hù)保養(yǎng)過程中,應(yīng)注意檢查排舷/回艙自動(dòng)三通閥、排舷/回艙組合電磁閥、15ppm報(bào)警裝置、可視流漏斗和手動(dòng)三通閥、污油水泵、排油電磁閥等工作情況,若發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)及時(shí)采取有效措施。為了保證油水分離器的正常高效運(yùn)行,從設(shè)計(jì)角度可考慮以下幾點(diǎn):

①無氣源或無電源時(shí),排舷/回艙自動(dòng)三通閥或排舷/回艙組合電磁閥的狀態(tài)應(yīng)默置為回艙狀態(tài);

②管路中可安裝安全閥或溢流閥,并設(shè)置管路壓力高報(bào)警,以防止管路中壓力過高,保障設(shè)備安全;

③對(duì)于氣動(dòng)三通閥,可設(shè)置氣源壓力低報(bào)警,并增設(shè)氣動(dòng)三通閥行程開閉指示;

④對(duì)于電磁閥,可改進(jìn)閥的設(shè)計(jì),如增設(shè)閥芯位置開閉指示,直觀的顯示出閥的動(dòng)作到位情況;

⑤15ppm報(bào)警裝置可增設(shè)取樣水?dāng)嗔鲌?bào)警,以保證油份濃度測(cè)量的真實(shí)性。

參考文獻(xiàn)

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