Сайт нуждается в вашей поддержке!
Категории сайта

Судовые установки очистки нефтесодержащих вод

Присоединяйтесь к нашему ТГ каналу!

Очистка нефтесодержащих вод является важным процессом для защиты окружающей среды и обеспечения безопасности водных ресурсов. Нефтесодержащие воды могут возникать в результате нефтяных разливов, производственных операций в нефтяной промышленности, а также в процессе добычи и переработки нефти.

С целью регулирования и устранения негативных последствий, вызванных загрязнением окружающей среды, были приняты и ратифицированы Международные соглашения, а во многих странах разработаны также и Национальные программы, по предотвращению загрязнения окружающей среды и, в первую очередь, водоемов.

СодержаниеСвернуть

Так как каждое судно является источником загрязнения окружающей среды сточными водами, сухим мусором, пищевыми отходами и нефтепродуктами, то в 1973 г. Международной морской организацией (MMO), являющейся органом OOH, была принята Международная Конвенция МАРПОЛ 73 по предотвращению загрязнения с судов. Положения Конвенции МАРПОЛ 73 и Протокола 1978 г. представляют собой единый документ, кратко называемый «Конвенция МАРПОЛ 73/78», далее именуемый «Конвенция». Конвенцией установлены правовые, организационные и нормативно-технические требования, направленные на предотвращение загрязнения моря с судов и других объектов морской инфраструктуры.

Правила Конвенции распространяются на различные источники загрязнений с судов, которые изложены в пяти Приложениях к Конвенции. Приложение 1 посвящено предотвращению загрязнения нефтью. Конвенция к термину «нефть» относит:

Нефтесодержащая смесь – означает смесь с любым содержанием нефти.

Основным видом нефтесодержащей смеси машинных отделений всех судов работающих на жидком топливе являются нефтесодержащие воды.

Нефтесодержащие воды (НВ) – особый вид отходов, образующийся в процессе эксплуатации судовых механизмов. Количество HB, в основном, зависит от технического состояния оборудования, соблюдения правил технической эксплуатации, а их среднесуточное накопление в основном определяется мощностью главного двигателя.

Концентрация нефтепродуктов в НВ колеблется в широком диапазоне: от долей процента до 100 % их содержания.

Эффективность очистки во многом зависит от состава НВ и степени дисперсности нефти в воде. Хорошо всплывают нефтепродукты, попавшие в воду в виде капель диаметром от сотых долей миллиметра и более (грубодисперсное состояние). Однако в любой НВ содержатся капли нефтепродуктов и значительно меньшего размера (тонкодисперсное состояние), диаметром менее 1 мкм. Такое состояние нефтепродуктов в воде называют эмульсией. Частицы, составляющие эмульсию, находятся в воде во взвешенном состоянии и плохо всплывают на поверхность, так как сила всплытия меньше сил, удерживающих их во взвешенном состоянии (например, сил кинетической устойчивости, обусловленных тепловым – броуновским движением частиц).

Эмульсии образуются в турбулентных потоках, при значительных скоростях движения жидкости в трубопроводах и в процессе их перекачивания насосами, особенно центробежными.

Удалять из воды эмульгированные нефтепродукты гораздо сложнее, чем грубодисперсные. Однако, полностью избавиться от присутствия в судовых НВ эмульгированных нефтепродуктов в реальных условиях не удаётся. Как показали исследования, их концентрация колеблется в довольно широких пределах значений: в большинстве случаев она составляет 20…50 мл/л (миллилитров на один литр), однако иногда превышает 100 мл/л.

Основные требования к судовым техническим средствам очистки нефтесодержащих вод

В соответствии с требованиями Приложения 1 Конвенции, каждое судно должно быть оборудовано техническими средствами очистки НВ, что подтверждается выдачей этим судам Международного свидетельства о предотвращении загрязнения нефтью (Приложения 1 и 2).

Конвенцией предусмотрены следующие технические средства для предотвращения загрязнения водной среды НВ с судов:

Конвенцией определена необходимость выполнения более жестких требований в особых районах:

Координаты, ограничивающие особые районы, приведены в Конвенции. К особо чувствительным районам относятся:

В особо чувствительных районах сброс за борт НВ любой концентрации запрещён. В особых районах разрешается сброс за борт НВ только при одновременном соблюдении следующих условий:

а) для судов вместимостью 400 регистровых тонн и более, а также из льял машино-котельных отделений танкеров: судно за 12-мильной зоной, в движении, содержание нефти в сбросе менее 15 мл/л, на судне в действии фильтрующее оборудование, прибор контроля нефтесодержания на сбросе (сигнализатор с автоматическим, прекращающим сброс устройством) автоматическое запорное устройство, обеспечивающее прекращение сброса при превышении 15 мл/л;

б) для танкеров – запрещается сброс нефтесодержащего и чистого балласта;

в) в районе Антарктики запрещается любой сброс нефтесодержащей смеси.

Вне особых районов запрещается сброс в море нефтесодержащего балласта, нефтесодержащей смеси за исключением случаев, когда одновременно соблюдаются следующие условия:

Условия сброса нефтесодержащей смеси и нефтесодержащих остатков см. на рисунках 1 и 2.

Правила сброса нефтесодержащих смесей
Рис. 1 Правила сброса в море в особых районах
Правила сброса нефтесодержащих смесей
Рис. 2 Правила сброса в море вне пределов особых районов

Методы очистки нефтесодержащих вод

Технологии очистки НВ определяются прежде всего требованиями, предъявляемыми к глубине очистки. Существующие Международные и Национальные правила предполагают наличие специальных устройств, обеспечивающих очистку до 15 и 10 мл/л (либо количество миллиграммов нефтепродуктов на 1 л обработанной воды). Для достижения той или иной глубины очистки применяют различные технологические схемы, включающие разные способы очистки.

Методы очистки НВ могут быть классифицированы по различным признакам, однако все они основаны на трех:

Наибольшее распространение получила классификация по характеру используемых процессов, основанные на комбинации вышеуказанных методов.

Физический метод

Гравитационное отстаивание

Наиболее простым способом очистки воды от содержащихся в ней нефтепродуктов является гравитационное отстаивание.

Гравитационное отстаивание, основано на свойстве частиц всплывать на поверхность воды. Этот метод позволяет извлекать из НВ практически все грубодисперсные частицы нефтепродуктов и очищать воду до концентрации в ней нефтепродуктов около 100 мл/л.

Поэтому, в большинстве установок для очистки НВ в качестве первой ступени очистки используются сепараторы, работающие по принципу гравитационного разделения сред, при этом наиболее эффективным являются тонкослойные отстойники (рис. 3).

Конструкция отстойника
Рис. 3 Схема тонкослойного отстойника

Действие тонкослойного отстойника основано на стабилизации потока очищаемой воды. Поток очищаемой воды стабилизируется (становится ламинарным) за счет разделения его на тонкие слои (на рис. 3 толщина слоя – h). При ламинарном движении потока, процесс отстаивания улучшается, так как создаются благоприятные условия для увеличения размеров частиц нефтепродуктов и максимально ограничивается их перемешивание с водой.

Частички нефтепродуктов всплывают до соприкосновения с наклонной пластиной (угол наклона – α), затем они поднимаются вверх вдоль поверхности пластины (длина пластины – l) и, соединяясь с другими всплывающими частицами, увеличиваются в размере. Чем больше размеры частиц, тем эффективнее они отделяются от воды, вследствие увеличения действующей на них выталкивающей силы и, соответственно, скорости всплытия.

Коалесценция

В качестве второй ступени очистки НВ в судовых установках чаще всего применяют коалесцирующие элементы. При отсутствии в НВ нефтеводяных эмульсий коалесцирующими элементами можно очистить НВ до значений менее 15 мл/л. Это достигается за счет укрупнения частиц нефтепродуктов при прохождении НВ через коалесцирующие элементы.

Механизм процесса заключается в том, что частицы нефтепродуктов при контакте с поверхностью коалесцирующего элемента закрепляются на ней и увеличиваются в размерах, соединяясь с другими, таким же образом задержанными частицами. Частицы растут до тех пор, пока сила всплытия не оторвет частицу от поверхности коалесцирующего элемента и не поднимет ее на поверхность воды.

Наполнителями коалесцирующих элементов могут служить:

Основными эксплуатационными характеристиками коалесцирующих элементов являются ресурс и возможность регенерации. На рисунке 4 представлена конструкция коалесцирующего элемента сепаратора типа GSF.

Конструкция коалесцирующего фильтра
Рис. 4 Коалесцирующий фильтр.
1 – отстойная полость; 2 – фильтрующий элемент; 3 – клапан для сброса накопившихся нефтепродуктов; 4 – отвод очищенной воды; 5 – подвод нефтесодержащей воды

Эмульгированная НВ поступает на фильтрующий элемент 2, в котором происходит коалесценция. После этого вода с укрупненными частицами направляется в отстойную полость 1. Из верхней части полости 1 удаляются нефтепродукты, а из нижней части полости отводится очищенная вода.

Флотация

В некоторых типах судовых установок для очистки НВ используется флотация, основанная на извлечении из НВ частиц нефтепродуктов пузырьками воздуха, всплывающими на поверхность. Эффективность флотации зависит, в основном, от вероятности столкновений извлекаемых частиц с пузырьками воздуха и величины силы адгезии (прочности прилипания частиц) действующей к поверхности пузырьков. В свою очередь, эти факторы во многом зависят от способа введения воздуха в воду. По этому признаку различают флотации:

Пневматическая флотация. B пневматической флотационной установке пузырьки воздуха образуются за счет подачи сжатого воздуха в перфорированные трубы, уложенные вдоль дна ёмкости. Данная схема применяется в большинстве плавучих очистных станций.

Напорная флотация. Сущность напорной флотации заключается в том, что на первом этапе создают перенасыщенный воздухом раствор НВ, помещая затем его в ёмкость, в которой поддерживается повышенное давление. Далее вода поступает во флотатор, в котором давление обычно равно атмосферному. При снижении давления из воды выделяется растворенный в ней воздух в виде мелких пузырьков, которые выносят частицы нефтепродуктов на поверхность. На рис. 5 представлена схема прямоточной напорной флотации.

Приборы и процесс флотации
Рис. 5 Схема прямоточной напорной флотации.
1 – насос; 2 – эжектор; 3 – напорный резервуар; 4 – флотатор

Преимущество напорной флотации перед пневматической заключается в том, что частицы нефтепродуктов прикрепляются к пузырькам не только за счет их столкновения, но и за счет выделения пузырьков из раствора непосредственно на извлекаемых частицах нефтепродуктов. Кроме того, при напорной флотации образуются пузырьки меньшего размера по сравнению с пневматической, а это означает, что суммарная площадь их поверхности больше и вероятность столкновения с извлекаемыми частицами нефтепродуктов выше.

Адсорбция

Для глубокой Судовые устройства мембранного типа для очистки водыочистки воды от нефтепродуктов, в том числе находящихся в эмульгированном состоянии, применяют адсорбцию. Процесс очистки адсорбцией основан на поглощении дисперсных частиц поверхностью адсорбционного материала. Сила, с которой удерживается извлеченное из воды вещество на поверхности адсорбента, определяется разностью двух сил межмолекулярного взаимодействия: молекул извлекаемого вещества с молекулами адсорбента, а также молекул извлекаемого вещества с молекулами воды. Чем сильнее связь молекул извлекаемого вещества с молекулами воды, тем слабее адсорбируется вещество из раствора.

Распространение получили адсорбционные фильтры. В качестве адсорбентов (наполнителей) применяют различные пористые материалы:

Активированный уголь являлся наиболее распространенным адсорбирующим веществом. Однако все большее применение находят и другие, более дешевые виды адсорбентов, в частности, на основе формальдегидных смол.

По мере загрязнения адсорбента он подлежит замене, в противном случае качество очистки снижается. Основным условием для достижения наилучших результатов при использовании адсорбционных фильтров является предварительная очистка НВ от крупных частиц нефти. Как правило, адсорбционные фильтры применяют в качестве последней ступени очистки.

Химический метод

Электрохимическая очистка

Основными способами электрохимической очистки НВ являются электрохимическая коагуляция и электрохимическая флотация. В электрокоагуляторе, в результате пропускания постоянного тока через очищаемую воду, происходят растворение анода и гидролиз перешедших в раствор ионов металла. Образовавшиеся при этом частицы гидроокиси металла обладают повышенной активностью и адсорбционной способностью, обеспечивая тем самым коагуляцию (укрупнение) частиц нефтепродуктов.

Затем, в блоке электрофлотатора, за счет пузырьков газа, образующихся на поверхности нерастворимых катодов (обычно графитовых), укрупненные частицы нефтепродуктов поднимаются на поверхность. Электрокоагуляция имеет существенные недостатки, к которым относятся сравнительно большая потребность в электроэнергии, значительный расход листового металла, засорение пространства между электродами продуктами электрокоагуляции, образование на поверхностях электродов окисных пленок (пассивация электродов). Для их устранения предусматривают механическую очистку электродов специальными щетками, переполюсовку электродов и др.

Озонирование

Озонирование представляет собой химический способ глубокой очистки НВ, его используют для удаления из воды эмульгированных и растворенных нефтепродуктов. Кроме того, при озонировании происходит одновременно обеззараживание и обесцвечивание воды, а также ее насыщение кислородом.

Биологический метод

Сущность биологической очистки НВ заключается в том, что в ёмкостях определенной формы и размеров создаётся искусственная среда в которой поддерживается такая концентрация микроорганизмов, при которой они способны за минимально возможное время обработать определённые объёмы нефтепродуктов. Биологический метод основан на способности микроорганизмов в процессе своей жизнедеятельности, использовать нефтепродукты.

Биологическая очистка НВ осуществляется при насыщении воды кислородом воздуха (аэробные условия), а концентрация нефтепродуктов в исходной воде не должна превышать 100 мл/л. Нефтепродукты окисляют определенный набор микроорганизмов, адаптированных к НВ. При помощи ферментов, вырабатываемых микроорганизмами, нефтепродукты разлагаются и проникают в клетки бактерий, обеспечивая их жизнедеятельность. Отличительной особенностью установок, использующих биологический метод очистки, является способность перерабатывать нефтепродукты находящиеся в виде эмульсии. Этим отчасти объясняется ограничение по концентрации нефтепродуктов в исходной воде до 100 мл/л, так как при такой концентрации и менее нефтепродукты в основном находятся в эмульгированном состоянии.

К недостаткам этих установок следует отнести жесткие ограничения, связанные с условиями поддержания жизнедеятельности микроорганизмов и довольно длительный период ввода их в действие.

Судовые установки очистки нефтесодержащих вод, особенности конструкции и действия

Суда мирового флота укомплектованы разнообразными конструкциями оборудования для очистки нефтесодержащих вод (установки ОНВ – Oily Water Separators). Вместе с тем, Комитет по Защите Морской Среды в Приложении 10 к Резолюции МЕРС 60(33) «Руководство и технические требования по оборудованию для предотвращения загрязнения из льял машинных помещений», принятой 30 октября 1992 года, признавая прогресс технологий очистки НВ, отмечает, что устоявшаяся технология такова, что всё оборудование можно разделить на сепараторное и фильтрующее. Под этим подразумевается, что установки ОНВ состоят из двух блоков:

Эта комбинация сепаратора и доочистителя должна иметь одобренное устройство (подтверждается свидетельством о типовом одобрении прибора) для подачи предупредительного сигнала о содержании нефтепродуктов в очищаемой воде в концентрации 15 мл/л и более.

Важным элементом установки является подающий насос. В состав установок ОНВ обычно включаются винтовой или поршневой насосы, так как в отличие от центробежных они не создают условий для дополнительного эмульгирования нефтепродуктов. Производительность насоса, в любом случае, не должна превышать номинальную пропускную способность оборудования более чем в 1,5 раза.

Таким образом, все судовые установки ОНВ оснащены штатными приборами, контролирующими степень очистки НВ, а также системой управления запорными клапанами, отливным клапаном за борт и сигнализацией их положения. В случае превышения допустимого содержания нефтепродуктов в воде сбрасываемой за борт, установка возвращает воду обратно в льяла или в накопительную сточную цистерну.

Ниже рассмотрены наиболее распространенные конструкции установок OHB и особенности их действия.

Сепаратор нефтесодержащих вод «Фрам»

Принципиальная схема установки «Фрам» (Голландия) показана на рис. 6.

Конструкция установки «Фрам»
Рис. 6 Схема установки «Фрам»

В схему включен отстойный сепаратор 4, два коалесцирующих фильтра патронного типа 1 и 6 и насос 9. Установка работает в напорном режиме (насос установлен перед первой ступенью очистки).

При включении установки в работу НВ из судовой сборной цистерны подается в первый коалесцирующий фильтр 1. В этом фильтре мелкие частицы нефтепродуктов укрупняются, что способствует их лучшему отделению при последующем отстое. Степень загрязненности вставок определяется по перепаду давления, который измеряется дифманометрами 7. Из первого коалесцирующего фильтра очищаемая вода поступает в отстойный сепаратор 4. В отстойнике расположен блок наклонных пластин 8, образующих тонкослойный отстойник, между которыми направляется поток воды. Отделенные от воды нефтепродукты поднимаются вдоль пластин вверх и собираются в коллекторе 5. Из него они направляются в верхнюю часть сепаратора.

Уровень накапливаемых нефтепродуктов контролируется поплавковым устройством 3 с пневмоприводом. При накоплении определенного количества нефтепродуктов, соленоидный клапан 2 автоматически открывается и, через трубопровод сброса, нефтепродукты сбрасываются в шламовую цистерну. В отстойном сепараторе отделяются грубодисперсные и пленочные нефтепродукты.

Рекомендуется к прочтению: Судовые сепараторы фирмы Альфа-Лаваль

Последней ступенью очистки в установке «Фрам» является коалесцирующий фильтр 6, в котором предусмотрен ручной сброс накопившихся в нём нефтепродуктов. Система управления установки обеспечивает автоматический сброс накопленных в сепараторе нефтепродуктов, а также прекращение сброса очищенной воды за борт, если концентрация нефтепродуктов в очищенной воде превысит допустимое значение 15 мл/л.

Преимуществом установки «Фрам» перед другими установками, в которых сочетается два способа «очистка – отстаивание» и коалесценция, является применение коалесцирующего устройства перед отстойным сепаратором. Это позволяет более эффективно осуществлять процесс отстаивания за счет предварительного укрупнения мелких частиц нефтепродуктов в коалесцирующем устройстве. Однако, в эксплуатации, это приводит к ускоренному загрязнению коалесцирующего патрона и необходимости его замены. Наличие механических примесей в судовых НВ также приводит к снижению его ресурса.

Эффективность очистки НВ в установке «Фрам» в значительной степени зависит от скорости прохождения воды через коалесцирующие патроны, а также между пластинами отстойного сепаратора. Поэтому уменьшение подачи насоса 9, путем перепускания части воды через байпас, способствует улучшению процесса очистки.

Сепаратор нефтесодержащих вод «Фрамарин»

Принципиальная схема установки «Фрамарин» (Голландия) включает очистку отстоем и коалесценцией и представлена на рис. 7.

Конструкция установки «Фрамарин»
Рис. 7 Схема установки «Фрамарин»

В отстойном сепараторе 1, горизонтального типа, поток очищаемой воды попадает между гофрированными пластинами 2, где происходит его тонкослойное отстаивание. В выступах гофров имеются отверстия, через которые нефтепродукты поднимаются в верхнюю часть сепаратора – сборный колпак. По мере накопления в нём нефтепродуктов срабатывает датчик 3, и подает сигнал на открытие клапана 5, через который нефтепродукты сбрасываются в шламовую цистерну. Предварительно очищенная НВ, после сепаратора, подается в корпус горизонтального коалесцирующего фильтра 6. В конструкции фильтра предусмотрен сборный колпак 8 для накопления отделившихся нефтепродуктов. Накопленные в колпаке 8 нефтепродукты так же сбрасываются в шламовую цистерну, как и из колпака 4 сепаратора.

Установка «Фрамарин» представляет собой модернизированный вариант установки «Фрам». В ней используются те же способы очистки – отстой и коалесценция. Однако, применение горизонтально расположенных гофрированных пластин и сдвоенного коалесцирующего фильтра 7, позволило повысить эффективность очистки НВ при меньших габаритных размерах установки.

Сепаратор нефтесодержащих вод «ПП Матик»

Принципиальная схема установки «ПП Матик» (Швеция) представлена на рис. 8.

Конструкция установки «ПП Матик»
Рис. 8 Схема установки «ПП Матик»

В ней используется два способа очистки – отстой и адсорбция. В установке использована вакуумная прокачка НВ.

При включении установки в работу, за счет разрежения, создаваемого насосом 1 (насос расположен за сепаратором), НВ из судовой сборной цистерны начинает поступать в отстойное устройство 2, где отделяются пленочные и грубодисперсные нефтепродукты. Отстоявшиеся нефтепродукты накапливаются в верхней полости отстойника. Как только слой нефтепродуктов достигнет определенной величины, срабатывает датчик 4 и открывает клапан 3. При этом электродвигатель насоса 1 начинает вращаться в противоположную рабочему направлению сторону, и нефтепродукты вытесняются в шламовую цистерну.

Сброс нефтепродуктов продолжается до тех пор, пока датчик уровня 4 не зафиксирует отсутствие нефтепродуктов. После этого установка снова начинает работать в режиме очистки.

Из отстойника сепаратора 2 вода поступает в фильтр тонкой очистки 8, где происходит отделение эмульгированных нефтепродуктов в слое зернистой фильтрующей загрузки. Затем очищенная вода поступает в сборную емкость 7, откуда сбрасывается за борт.

Если прибор контроля за содержанием нефтепродуктов в очищенной воде подает сигнал о неудовлетворительной очистке, то автоматически закрывается клапан 6, и открывается клапан 5. В результате слив за борт прекращается, и вода начнет сбрасываться в цистерну сбора НВ или в льяла.

Степень очистки зависит от эффективной работы каждой ступени установки, поэтому снижение скорости движения воды через сепаратор 2 (гравитационный разделитель) способствует уменьшению концентрации нефтепродуктов на входе в фильтр 8.

Сепаратор нефтесодержащих вод «Гидропур»

Очистка НВ в установке «Гидропур» (Франция) осуществляется в двух основных элементах (рис. 9):

В установке реализован вакуумный прием НВ.

Конструкция установки «Гидропур»
Рис. 9 Схема установки «Гидропур»

При включении в работу насоса 2 НВ, за счет создаваемого разрежения, поступает в приемный бак 3 и далее через воронкообразный элемент 9 в верхнюю часть отстойника 8. В отстойнике происходит отделение пленочных и грубодисперсных нефтепродуктов. Накапливаемые нефтепродукты собираются в коллекторе 7, откуда по мере его наполнения автоматически сбрасываются в шламовую цистерну. Сброс нефтепродуктов осуществляется путем переключения насоса на работу в обратном направлении и вытеснения нефтепродуктов из коллектора под давлением через клапан 6. Системой управления насос переключается автоматически. Из отстойника 8 НВ насосом 2 подается в Фильтрация и фильтрационные установки очистки топлива на судахфильтр тонкой очистки 5, где дополнительно очищается от нефтепродуктов. Фильтрующим материалом служит специальная загрузка. После фильтра очищенная вода сбрасывается за борт.

Уровень воды в приемном баке 3 поддерживается автоматически с помощью верхнего 4 и нижнего 1 датчиков уровня. При осушении судовой цистерны сбора НВ, откуда НВ подается на установку, уровень в приемном баке падает до нижнего датчика уровня 1, который переключает насос 2 на работу в обратном направлении. НВ начинает заполнять приемный бак до тех пор, пока уровень НВ не достигнет верхнего датчика 4. После этого насос снова переключается на работу в режим очистки.

Опыт эксплуатации установок «Гидропур» показал, что нередки случаи быстрого загрязнения фильтрующего материала из-за недостаточно эффективной работы блока гравитационного разделения (отстойника).

Повысить степень очистки НВ в отстойной зоне можно путем уменьшения подачи насоса 2.

Сепаратор нефтесодержащих вод «Сарекс»

Принципиальная схема очистки НВ установки «Сарекс» (США) показана на рис. 10.

Конструкция установки «Сарекс»
Рис. 10 Схема установки «Сарекс»

Установка состоит из трех последовательно включенных коалесцирующих фильтров 2 патронного типа, помещенных в корпус 1. Конструктивно фильтры выполнены так, что каждый имеет отстойную полость. Это позволяет сочетать два процесса очистки:

Из сборной цистерны НВ насосом 7 последовательно прокачиваются через три ступени коалесцирующих фильтров. В каждой из ступеней происходит отделение нефтепродуктов и их последующее накопление в отстойных полостях 3. Из первой и второй ступеней сброс накопленных нефтепродуктов осуществляется автоматически при открытии клапана 4, датчиком 5. Из третьей ступени сброс производится вручную путём открытия клапана 6.

Основной недостаток установки «Сарекс» – ограниченный ресурс коалесцирующих фильтров. Для повышения их ресурса рекомендуется устанавливать предварительный фильтр, задерживающий механические примеси перед сепаратором. Кроме того, перед подачей на очистку необходимо НВ предварительно отстаивать в сборной цистерне и периодически очищать фильтры (промывать тёплой водой, путём её подачи на обратный ход).

Сепаратор нефтесодержащих вод «Софранс»

Принципиальная схема установки «Софранс» (Франция) представлена на рис. 11.

Конструкция установки «Софранс»
Рис. 11 Схема установки «Софранс»

Очистка НВ осуществляется отстоем и коалесценцией. Насосом 1 НВ подается в установку 2 через приемный патрубок 3. В верхней полости 6 установки происходит отстой HB, в процессе которого пленочные и капельные нефтепродукты всплывают вверх. Частично очищенная вода проходит через полипропиленовые пластины 8, которые, и являются коалесцирующим материалом.

Внутри пластин мелкие частицы нефтепродуктов укрупняются и всплывают. Из полипропиленовых пластин вода поступает по трубе 9 в патронный фильтр 7. В нем происходит окончательная очистка. Накопление в верхней части установки нефтепродуктов контролируется датчиками 5, которые через систему управления открывают клапана 4 для сброса нефтепродуктов в шламовую цистерну. В установке используется насос объемного типа с низкой частотой вращения. Применение такого насоса позволяет исключить дополнительное эмульгирование НВ при перекачивании её насосом.

Сепаратор нефтесодержащих вод «Аквамарин»

Принципиальная схема установки «Аквамарин» (Швеция) представлена на рис. 12.

Конструкция установки «Аквамарин»
Рис. 12 Схема установки «Аквамарин»

В основу её работы заложен принцип отстоя и коалесценции. Отстой НВ происходит в отстойном сепараторе 1, имеющем вакуумный прием. В сепараторе нефтепродукты находящиеся в капельном и грубодисперсном состоянии всплывают в верхнюю его часть.

Процесс отстоя интенсифицируется коалесценцией, для осуществления которой установлены пластины 2. Накопление отстоявшихся нефтепродуктов контролируется эластичной мембраной 4, которая под действием слоя нефтепродуктов выгибается вверх. Давление с обеих сторон мембраны выравнивается при перетекании воды по трубопроводу 3. Выгибаясь мембрана через систему рычагов и блок управления (на рис. не показаны), открывает клапан 5. Насос 9 начинает вращаться в противоположную сторону и происходит сброс нефтепродуктов. Из сепаратора очищаемая вода насосом 9 подается в коалесцирующий фильтр 8, фильтрующим элементом которого является мешок 7, выполненный из ткани.

Некоторые установки этого типа оснащены дополнительным адсорбционным фильтром 6, загруженным активированным углем, что позволяет достичь степени очистки до 10 мл/л. Использование трехступенчатой очистки, включая адсорбционный фильтр 6, дает определенные преимущества, так как позволяет очищать НВ от нефтеводяной эмульсии.

Вместо активированного угля может быть использован другой адсорбент. Ресурс адсорбционной загрузки во многом зависит от эффективности работы коалесцирующего фильтра, а точнее – тканевого фильтра 7. Со временем материал такого фильтра загрязняется и, хотя в периоды автоматических промывок (сброса нефтепродуктов из сепаратора) вода вымывает часть отфильтрованных нефтепродуктов, фильтр нуждается в специальной промывке. Для этого его демонтируют из корпуса и моют теплой водой без использования моющих средств.

Сепаратор нефтесодержащих вод «Турболо» и «TEIF/A»

Эти системы сепарирования НВ имеют похожие технологические схемы и отличаются лишь тем, что в состав установки «TEIF/A» (Германия) включён дополнительный адсорбционный фильтр 12 с загрузкой из активированного угля, что позволяет получать большую степень очистки HB, включая удаление из воды эмульгированных нефтепродуктов, рис. 13.

Конструкция установки «TEIF/A»
Рис. 13 Схема установки «TEIF/A»

Нефтесодержащая вода поступает в верхнюю зону сепаратора 3, где отделяются крупные капли нефтепродуктов. После этого она поступает в нижнюю часть сепаратора и между рядами наклонных тарельчатых пластин 2 проходит в перфорированную отводящую трубу. Пластины 2 обеспечивают режим тонкослойного отстаивания. Капли нефтепродуктов задерживаются на них, укрупняются, затем отрываются от пластин и всплывают в верхнюю зону сепаратора, где образуется слой нефтепродуктов. Толщина слоя растет и, когда достигает датчиков 4 и 5, происходит автоматический сброс накопившихся нефтепродуктов в шламовую цистерну. С этой целью от датчика 4 подается сигнал на открытие клапана 6. Нефтепродукты насосом 1 вытесняются из верхней части корпуса сепаратора до тех пор, пока от них не освободится датчик 5, после чего клапан 6 автоматически закрывается и процесс сепарирования продолжается. Для интенсификации гравитационного разделения используется подогрев НВ паром, подаваемым по расположенному в рабочих зонах змеевику 7.

Предварительно очищенная НВ из сепаратора направляется в коалесцирующий фильтр 11, где находятся фильтрующие элементы 10. Корпус фильтра 11 разделен пополам перегородкой 13 и имеет общую отстойную зону 9. В каждой половине расположены по три коалесцирующих сменных элемента (всего 6 шт.). Нефтесодержащая вода проходит последовательно сначала через три коалесцирующих элемента по направлению снаружи вовнутрь, а затем через три фильтрующих элемента во второй части фильтра, из вне – наружу. При этом укрупненные и задержанные на поверхностях сменных элементов частицы нефтепродуктов периодически отделяются и всплывают в отстойную зону 9, где постепенно накапливаются. Поэтому периодически, например, перед каждым включением установки необходимо открыть клапан 8 и слить из отстойной зоны накопившиеся там нефтепродукты. Эта операция продлевает срок службы сменных элементов второй зоны фильтрации и позволяет повысить степень очистки НВ.

Третьим, последним блоком установки «TEIF/A» является адсорбционный фильтр 12, загруженный активированным углем.

При обслуживании указанных установок некоторые неудобства вызывает необходимость периодической смены коалесцирующих фильтрующих элементов 10 (эта же проблема присуща другим Сепараторы фирм Титан, Вестфалия и Шарплестипам сепараторов, имеющих подобные фильтрующие элементы).

Основные рекомендации позволяющие обеспечить требуемую степень очистки НВ в процессе эксплуатации сепаратора:

Сепаратор нефтесодержащих вод «М10»

Технологическая схема установки «М10» (Япония) представлена на рис. 14, где в одном устройстве осуществляется отстой, коалесценция и очистка в фильтрующем слое загрузки.

Конструкция установки «M10»
Рис. 14 Схема установки «M10»

Поршневым насосом 1 НВ подается по зигзагообразной траектории в верхнюю часть сепаратора 6, что позволяет интенсифицировать процесс отстоя, который происходит в полости 2. Накоплением нефтепродуктов и их сбросом управляют верхний 4 и нижний 5 датчики уровня. Сброс нефтепродуктов осуществляется по трубопроводу 3.

Далее очищенная от грубодисперсных и пленочных нефтепродуктов вода движется вниз, проходя первую и вторую фильтрующие ступени 7, которые выполняют роль коалесцирующих фильтров. Фильтрующие ступени выполнены в виде вкладных кассет. В средней части сепаратора под второй фильтрующей ступенью установлен еще один датчик уровня нефтепродуктов, по сигналу которого можно судить о степени загрязненности коалесцирующих ступеней.

Окончательная очистка НВ происходит в третьей фильтрующей ступени 8, загруженной адсорбционным материалом. Очищенная вода отводится из нижней части сепаратора. В системе очистки НВ предусмотрен трубопровод 9 возврата воды в сборную цистерну НВ или в льяла, если содержание нефтепродуктов в очищенной воде превышает норму.

В конструкции данной установки отсутствует устройство для фильтрации эмульгированных и мелкодисперсных нефтепродуктов, поэтому данный сепаратор может обеспечить очистку лишь до 100 мл/л. Для более глубокой очистки НВ следует использовать дополнительную ступень очистки.

Сепаратор нефтесодержащих вод «УСФА»

Установка «УСФА» (Россия), рис. 15, работает по следующему принципу.

Конструкция установки «УСФА»
Рис. 15 Принципиальная схема установки «УСФА»

После включения насоса (на рис. не показан) в корпусе 5 установки возникает разрежение, в результате чего НВ из сборной цистерны НВ или льяльных колодцев машинного отделения начинает поступать через фильтр 9 и невозвратное приемной устройство 1 в распределительную воронку 4. При этом скорость движения НВ снижается, что способствует отделению нефтепродуктов и их накапливанию в верхней полости.

Специальный датчик 2 и невозвратное автоматическое устройство 3 предназначены для сброса, соответственно, нефтепродуктов в цистерну нефтеостатков или промывочной воды в сборный танк.

Из воронки 4 очищаемая вода направляется вниз. Пройдя через специальный фильтрующий слой, состоящий из гранул чугунолитейного шлака, полиамида и щебня, очистка считается законченной и вода сливается за борт.

В процессе эксплуатации фильтрующий слой необходимо периодически промывать. Промывка осуществляется автоматически по сигналу реле времени или датчика 2, который срабатывает, когда в корпусе 5 накопится слой всплывших нефтепродуктов. В этом случае насос 8 останавливается и открывается электромагнитный клапан 10. Промывочная вода от гидрофора, через устройство 11, поступает в корпус 12 и заполняет его. Одновременно вода поступает в полость над мембраной разгрузочного устройства 6. Мембрана 7 прогибается вниз, благодаря чему открывается клапан 13. После его открытия воздух, вытесняемый поступающей водой из корпуса 12, направляется по трубопроводу 14 в нижнюю полость сепаратора. Воздух очищает фильтрующий слой, проходя его снизу вверх. В то жe время вода из гидрофора, вытеснив воздух и заполнив корпус 12, начинает поступать в сепаратор завершая режим промывки гранул загрузки фильтрующего слоя от нефтепродуктов. При этом в корпусе 5 и в надмембранной полости устройства 6 давление постепенно возрастает. Мембрана прогибается вниз, предотвращая открытие автоматического невозвратного устройства 3 и слив НВ в сточную цистерну. После окончания цикла «слив нефтепродуктов» электромагнитный клапан 10 закрывается и включается насос 8. Процесс очистки продолжается.

Описанный процесс реализуется не реже чем через каждые 30 мин. работы установки, что контролируется специальным реле.

Сепаратор нефтесодержащих вод «Петролиминатор-630»

Принцип работы биомеханического сепаратора НВ основан на биокорреляции НВ до уровня содержания в ней нефтепродуктов около 1 мл/л, что значительно ниже значения, требуемого Конвенцией. К преимуществам этой системы следует отнести очень низкие затраты на её техническое обслуживание в процессе эксплуатации. На рис. 16 представлен внешний вид сепаратора «Петролиминатор-630».

Конструкция сепаратора «Петролиминатор-630»
Рис. 16 Внешний вид сепаратора нефтесодержащих вод «Петролиминатор-630»

Совместно с оборудованием и управляющей аппаратурой, он обладает малыми габаритами длина – 1,9 м, ширина – 1,5 м.

Сепаратор «Петролиминатор-630» предназначен для уничтожения нефтепродуктов бактериями, жизнедеятельность которых поддерживается естественным образом.

Процесс сепарирования в сепараторе происходит при атмосферном давлении и состоит 3 трёх фаз.

Первая фаза – ступень сепарирования заключается в следующем: НВ подаётся в сборный танк, где осуществляется первоначальное отделение и удаление (отвод) нефтепродуктов в сборный танк нефти. В сборном танке нефтепродукты отстаиваются и всплывают, т. е. они частично отделяются от воды, так чтобы дать возможность шламу и находящимся во взвешенном состоянии механическим примесям осесть на дно танка. Затем нефтепродукты насосом прокачиваются через соленоидный клапан в сборный танк нефтепродуктов, а эмульсия (НВ) подаётся другим насосом во вторую ступень очистки.

Во второй ступени вступают в действие живые организмы (бактерии), атакуя нефтепродукты содержащиеся в воде. Это происходит следующим образом. Нефтесодержащая вода прокачивается через носитель катализатора, представляющий собой матрицу сотовой конструкции, на которой располагаются прикрепленные бактерии, способные разрушать углеводороды нефтепродуктов.

Бактерии выделяют полисахарид, так называемый «биологический клей», который прочно связывает бактерии с носителем катализатора, и изменяют скорость химических реакций, а сами бактерии остаются без изменения. Этот биологический процесс сводит до минимума унос бактерий потоком воды, проходящей через систему катализатора.

Будет интересно: Судовые сепараторы фирмы Вестфалия

Нефтепродукты и связанные с ними загрязняющие частицы разрушаются в этом биологическом слое, в силу того, что бактерии фактически «съедают» углеводороды нефтепродуктов. Детергенты и другие эмульгаторы ускоряют процесс, поскольку они разлагают нефтепродукты на более мелкие частицы.

Третья фаза или окончательная очистка НВ заключается в том, что продолжается дальнейшее воздействие бактерий на оставшиеся нефтепродукты и твердые частицы перед тем, как очищенная вода будет удалена за борт.

B отличие от некоторых традиционных систем, в этом сепараторе осуществляется непрерывный контроль содержания нефтепродуктов в очищенной воде.

Все процессы в сепараторе полностью автоматизированы электронной системой управления. Сепаратор рассчитан на круглосуточную работу с производительностью 11 тонн в сутки.

Усовершенствование установок типа «Петролиминатор-630» путём внесения существенных изменений в конструкцию отдельных элементов и технологию очистки, позволили обеспечить в установках последнего поколения непрерывную работу в полностью автоматическом режиме без участия обслуживающего персонала до 30 суток. При этом содержание нефти на выходе не превышало 5 мл/л, что подтверждено Береговой охраной США и представителем ИМКО.

На первой стадии очистки это достигнуто за счёт:

На второй стадии очистки это достигнуто оптимизацией параметров биоразложения, за счёт:

Результаты работы усовершенствованных установок «Петролиминатор-630» оказались настолько эффективными, что принято решение, на кораблях ВМФ США, произвести замену сепараторного и фильтрующего оборудования на сепараторы в которых на первом этапе реализован физический метод, а на втором – биологический метод очистки НВ.

Сепаратор нефтесодержащих вод «RWO»

Устройство сепаратора «RWO». Сепараторы типа «RWO» испытаны и допущены к эксплуатации Германским Ллойдом в соответствии с требованиями Конвенции. Установки «RWO» получили одобрение во многих странах: США, России, Польши, Дании, Исландии, Норвегии, Голландии и др.

Степень очистки после обработки НВ менее 6 мл/л. Схема установки для очистки нефтесодержащих льяльных вод представлена на рис. 17.

Конструкция установки «RWO»
Рис. 17 Схема установки «RWO».
1 – кopпyc сепаратора; 2 – пульт управления; 3 – выводы датчика контроля содержания нефтепродуктов; 4 – предохранительный клапан; 5 – манометр; 6 – выводы датчика контроля содержания нефтепродуктов; 7 – пневмоавтоматические поршневые клапаны сброса нефтепродуктов в сборный танк; 8 – электропневматический клапан возврата льяльной воды при повышении нефтесодержания в ней выше 15 мл/л; 9 – подпружиненный клапан слива воды за борт; 10 – кран подачи воды для промывки; 11 – аварийный датчик сигнализации при повышении нефтесодержания в сливаемой воде выше 15 мл/л; 12 – кран слива воды; 13 – сборный танк нефтепродуктов; 14 – винтовой насос; 15 – запорно-невозвратный клапан выхода чистой воды; 16 – соленоидный клапан защиты винтового насоса; 17 – корпус фильтра; 18 – кран удаления нефтепродуктов и воздуха; 19 – манометр; 20 – шкаф аварийной сигнализации; 21 – краны слива нефтепродуктов из сепаратора; 22 – кран удаления воздуха из сепаратора; 23 – контрольная кнопка работы системы автоматики; 24 – главный выключатель системы автоматики; 25 – запорный клапан между сепаратором и фильтром

Сепаратор состоит из гравитационного сепаратора 1 типа GSF с подводящими и отводящими трубопроводами и дополнительно включенного фильтра 17.

Эксцентриковый винтовой насос 14 сепаратора, расположен на одном фундаменте с сепаратором и фильтром, и имеет защиту от работы всухую, для чего он оборудован соленоидным клапаном 16. При работе, насос 14 засасывает НВ из льял машинного отделения и подает её в верхнюю часть гравитационного сепаратора 1. Гравитационный сепаратор предназначен для предварительной очистки HB, до содержания нефтепродуктов менее 100 мл/л, т. e. для разделения грубодиспергированных нефтяных эмульсий.

Корпус сепаратора представляет собой сварную конструкцию из стали, защищенную от коррозии с внутренней и наружной сторон слоями антикоррозийного покрытия, стойкого против забортной воды. Снаружи гравитационный сепаратор оборудован предохранительным клапаном 4, манометром 5, выводами от датчиков 3 и 6, определяющих содержание нефтепродуктов в колпаках сепаратора. Собравшиеся в колпаке сепаратора нефтепродукты отводятся через пневматические поршневые клапаны 7, в сборный танк нефтепродуктов 13. Контрольные краны 21 служат для визуального контроля наличия нефтепродуктов в колпаках сепаратора.

Воздушный кран 22 предназначен для выпуска воздуха из сепаратора в период его заполнения.

Вода, содержащая нефтепродукты проходит через гравитационный сепаратор и поступает в фильтр 17. Фильтр с фильтрующим патроном и зачистным трубопроводом предназначен для тонкой очистки НВ до остаточного нефтесодержания – 5 мл/л.

Собравшиеся в колпаке фильтра нефтепродукты отводятся через управляемый вручную воздушный кран 18. Давление в системе и в корпусе фильтра поддерживается подпружиненным сливным клапаном на выпуске очищенной воды. Степень отделения нефтепродуктов от воды является постоянной при давлении до 0,2 МПа. Поэтому при постоянном давлении 0,1 МПа в корпусе фильтра и повышении давления в сепараторе до 0,25 МПа является признаком загрязнения фильтрующего патрона, который необходимо заменить. Конструктивно корпус фильтра выполнен аналогично корпусу сепаратора.

Фильтр 17 снабжен фильтрующим патроном с высокой степенью очистки. Снаружи фильтр оборудован манометром 19 и краном 18 через который собравшиеся в колпаке фильтра нефтепродукты могут отводиться обратно в льяла.

Трубопровод системы выдачи (слива за борт) отсепарированной воды оборудован:

Принцип действия сепаратора «RWO». Схема движения НВ в сепараторной установке «RWO» показана на рис. 18.

Движение НВ в установке «RWO»
Рис. 18 Схема движения нефтесодержащей льяльной воды в сепараторе и фильтре.
1 – корпус сепаратора; 2 – трубопровод входа НВ в сепаратор; 3 – выводы электродов; 4 – верхний колпак сбора нефти; 5 – пневмоавтоматические поршневые клапана сброса нефти; 6 – змеевик обогрева эмульсии; 7 – спускной кран нефти из колпака фильтра; 8 – корпус фильтра; 9 – фильтрующий патрон

Насос под давлением подает льяльную воду в гравитационный сепаратор 1 по трубопроводу 2. В корпусе сепаратора, за счет принудительной циркуляции поток смеси проходит систему кольцевых камер, сечение которых рассчитаны так, чтобы подъемная сила нефтепродуктов в противотоке преодолела поверхностное трение в воде и нефтепродукты, таким образом, поднимались в верхнюю часть сепаратора. Этому процессу способствуют участки замедления и ускорения, а также подогрев эмульсии в змеевике 6, так чтобы даже мельчайшие частицы нефтепродуктов были отделены от воды.

Отделенные от воды нефтепродукты собираются в колпаке 4 сепаратора, в двух разделенных друг от друга уравнительных камерах. Количество отделившихся нефтепродуктов регистрируется датчиками 3 с чувствительными элементами и системой автоматического контроля. Собравшиеся в колпаке сепаратора нефтепродукты отводятся через два пневматических поршневых клапана 5 предварительно отрегулированных на давление воздуха от 0,40 МПа до 0,60 МПа в сборный танк нефтепродуктов 13 на рис. 17.

Вода, предварительно очищенная от нефтепродуктов до значений менее чем 100 мл/л и, в основном, освобожденная от механических примесей поступает в фильтр 8, в котором, проходя через фильтрующий патрон 9 и зачистные трубки очищается до остаточного содержания в ней нефтепродуктов 5 мл/л.

Собравшиеся в колпаке фильтра нефтепродукты отводятся через кран 7, управляемый вручную или автоматически. Значение давления около 0,10 МПа в системе и в корпусе фильтра, поддерживается подпружиненным клапаном слива очищенной воды за борт. Такая настройка обеспечивает нормальную работу сепаратора и сток нефтепродуктов в сборный танк.

Приемные и напорные патрубки соединены байпасом малого диаметра, который служит защитой от работы всухую до тех пор, пока нагнетательный трубопровод не заполнится водой. На байпасе установлен соленоидный клапан, подключенный к системе пуска насоса, который открывается, после ввода его в действие.

Трубопровод отвода нефтепродуктов из сепаратора в сборный танк располагают так, чтобы они в него стекали самотеком.

Сепараторная система оборудована змеевиком обогрева 6, в котором в качестве теплоносителя может использоваться горячая вода или пар. Поддержание значений температуры в пределах 60…70 °С способствует хорошему отделению нефтепродуктов от воды.

Эксплуатация сепаратора «RWO». Перед вводом в действие сепараторной установки «RWO» необходимо проверить подвод сжатого воздуха и электропитания к системе автоматики. При отсутствии электропитания системы автоматики оба поршневых клапана 7 (рис. 17) отвода нефтепродуктов находятся в закрытом положении.

Ввод установки в действие следует производить в ниже указанной последовательности.

  1. Открыть клапаны на трубопроводе сжатого воздуха, манометр должен показывать давление от 0,4 до 0,5 МПа.
  2. Включить главный выключатель системы автоматики 24, при этом должна загореться зеленая контрольная лампа «Работа» и красная контрольная лампа «Нефть в сборный танк».
  3. Полностью открыть подпружиненный сливной клапан 9 на отливном трубопроводе за борт и запорный клапан 25 между сепаратором и фильтром.
  4. Группу клапанов перед насосом сепаратора переключить так, чтобы всасывалась чистая забортная вода для промывки сепаратора.
  5. Запустить насос 14 сепаратора.
  6. Заполнить сепараторную установку чистой забортной водой до появления воды через кран спуска воздуха 18. Из первичной и вторичной камер сепаратора воздух автоматически удаляется через поршневые клапаны 7 в сборный танк 13. После того как сепаратор будет полностью заполнен водой, погаснет контрольная лампа «Нефть в сборный танк» и загорается зеленая контрольная лампа «Вода за борт». В целях безопасности и исключения попадания нефтепродуктов за борт проверить наполнение сепаратора и наличие в воде нефтепродуктов открытием спускных кранов 21.
  7. Произвести проверку функционирования системы автоматики, для чего необходимо нажать контрольную кнопку 23 и удерживать её в течение 10 секунд. После этого должны загореться контрольная лампа «Нефть в сборный танк» и откроются поршневые клапаны.
  8. При работающем насосе производить дросселирование подпружиненного сливного клапана 15 до тех пор, пока манометры 5 и 19 не покажут давление около 0,1 МПа.

Группу клапанов на всасывающем трубопроводе переключить так, чтобы приём НВ производился из нужного колодца машинного отделения.

После этого установка «RWO» готова к работе.

В процессе работы сепараторной установки необходимо поддерживать следующие параметры:

Сепаратор нефтесодержащих вод «HAMWORTHY MARINE»

Конструктивно установка «HAMWORTHY MARINE» (рис. 19) представляет собой комбинацию гравитационного сепаратора MK11 (рис. 19, под номером I) и коагуляционного фильтра II.

Конструкция сепаратора «HAMWORTHY MARINE»
Рис. 19 Принципиальная схема сепаратора «HAMWORTHY MARINE».
1 – соленоидный клапан входа НВ в сепаратор; 2 – запорный сливной клапан; 3 – секущий клапан; 4 – нижний запорный клапан; 5 – верхний запорный клапан; 6 – электроподогреватель; 7 – манометр; 8 – трубопровод слива нефтепродуктов; 9 – соленоидный клапан входа чистой воды; 10 – секущий клапан; 11 – соленоидный клапан слива нефтепродуктов; 12 – насос сепаратора; 13 – клапан слива очищенной воды за борт; 14 – секущий клапан; 15 – клапан входа чистой воды; 16 – цистерна сбора промывочной воды; 17 – автоматический клапан слива НВ в сборный танк; 18 – секущий клапан слива грязной воды; 19 – трубопровод слива нефтепродуктов в сборный танк; 20 – запорный клапан сборного танка нефтепродуктов; 21 – сборный танк нефтепродуктов; 22, 23, 24 – датчики уровня жидкости в сборном танке льяльной воды; 25, 26, 27 – датчики уровня в корпусе сепаратора

Корпус сепаратора выполнен сварным, из высококачественной стали, защищенным антикоррозионным покрытием с внутренней и наружной стороны.

Коагуляционный фильтр выполнен в виде вертикально установленных гофрированных пластин с зазором между ними от 1 до 2 мм для обеспечения многоступенчатого прохода НВ.

Насос сепаратора (на схеме не показан) всасывает НВ из сборного танка сбора HB, подавая её через соленоидный клапан 1 и секущий клапан 3 в сепаратор, где при проходе через коагуляционный пакет пластин, происходит отделение нефтепродуктов от воды. Отделившиеся нефтепродукты всплывают и собираются в верхней нефтяной камере.

В верхней камере сепаратора установлены два датчика уровня 25, 26, которые при заполнении камеры НВ подают сигнал на остановку насоса.

Датчик 27 установлен на всасывающем трубопроводе очищенной воды и, при повышении концентрации в ней нефтепродуктов более 15 мл/л, подает аварийный сигнал с одновременным открытием клапана 17 – сброса загрязнённой воды в сборный танк.

В верхней камере I находятся воронки верхнего и нижнего уровня слива нефтепродуктов вручную с помощью запорных клапанов 4 и 5. При срабатывании датчика верхнего уровня 25 открывается соленоидный клапан 11 и нефтепродукты самотеком сливаются в сборный танк нефтепродуктов 21.

Таким образом, очищенная вода собирается в нижней камере сепаратора, откуда насосом сепаратора 12 подаётся за борт через сливной клапан 13. Для промывки системы от остатков нефтепродуктов в магистралях, установлен соленоидный клапан 9 и секущий клапан 10. Для промывки трубопровода забортной воды предназначены секущие клапаны 14 и 15. Внешний вид сепарационной системы показан на рис. 20.

Конструкция сепаратора «HAMWORTHY MARINE»
Рис. 20 Внешний вид сепаратора «HAMWORTHY MARINE».
1 – электронный шкаф управления контроля работы сепаратора; 2 – пробные краны наличия нефти; 3 – погружной электроподогреватель; 4 – соленоидный клапан слива нефти; 5 – фланец трубопровода слива нефти; 6 – насос сепаратора; 7 – фланец трубопровода отлива воды за борт; 8 – подача отсепарированной воды на прибор контроля степени очистки; 9 – соленоидный клапан чистой воды; 10 – труба слива нефти; 11 – кран аварийной пробы наличия нефти; 12 – кран пробы воды; 13 – пластины коагуляционного фильтра; 14 – манометр; 15 – мановакууметр

На фронтальной доске установки находится шкаф автоматики контроля и управления процессами работы сепаратора. Схема панели контроля работы сепаратора представлена на рис. 21.

Панель контроля работы сепаратора
Рис. 21 Схема панели контроля работы установки.
1 – индикация работы насоса подачи НВ; 2 – индикация аварийного уровня нефтепродуктов; 3 – индикация аварийного уровня нефтепродуктов – слив; 4 – индикация аварийного уровня в сборном танке НВ; 5 – переключатель режима управления (ручной-автоматический); 6 – переключатель ручного управления насосом либо соленоидными клапанами; 7 – включение/отключение подогревателя; 8 – кнопка сброса; 9 – кнопка проверки ламп панели контроля; 10 – главный выключатель; 11 – индикация наличия питания; 12 – кнопка квитирования (подтверждения) аварийного сигнала

При подготовке сепараторной установки к вводу в действие необходимо (см. рис. 17):

В этом положении переключателя 10 должны гореть следующие лампы:

Далее необходимо:

Для заполнения нефтяной камеры сепаратора используют забортную воду. В процессе заполнения соленоидные клапаны 9 и 11 открыты, а сигнальные лампы «аварийный уровень нефти на выходе» 3 и «аварийный уровень нефти» 2 – гаснут.

Заполнение сепаратора заканчивается, когда уровень воды достигнет верхнего датчика уровня 25, в это время соленоидные клапаны 9 и 11 будут закрыты.

Для запуска системы сепарирования необходимо повторно нажать кнопку 8 «Reset», при этом открывается соленоидный клапан 1, запускается насос подачи НВ на сепаратор и начинается процесс её очистки. Подогреватель 6 включается только когда необходимо отсепарировать тяжелые сорта топлива попавшие в льяльные воды, т. к., имея высокое значение вязкости, они будут медленнее проходить через коагуляционный пакет пластин.

Читайте также: Судовые сепараторы фирмы Мицубиси модели SJ

Когда уровень нефтепродуктов поднимется и достигнет датчика нижнего уровня 26, соленоидный клапан 1 закроется и вход НВ в сепаратор прекратится. В это же время соленоидные клапаны 9 и 11 откроются, причем через клапан 9 начнется заполнение сепаратора чистой водой, а через клапан 11 – слив нефтепродуктов и выпуск воздуха в сборный танк нефтепродуктов 21.

Когда уровень в нефтяной камере сепаратора достигнет датчика верхнего уровня 25, соленоидный клапан 1 откроется, а соленоидные клапаны 9 и 11 закроются.

Такой алгоритм будет автоматически выполняться по мере поступления сигналов от поплавковых датчиков верхнего 22 и нижнего 24 уровня, расположенных в сборной цистерне льяльной воды, в блок автоматического управления работой установки.

Для перехода на ручной режим управления установкой, переключатель 5 (рис. 21) «Control Mode» устанавливают в положение «Manual» – ручное. После этого можно выполнить следующие операции:

Освидетельствования судовых установок очистки нефтесодержащих вод, судовые документы и свидетельства

Согласно Резолюции ИМКО A.393.Х сепараторное и фильтрующее оборудование должно отвечать требованиям Конвенции МАРПОЛ 73/78, по предотвращению загрязнения морской среды.

Правилом 4 Приложения I к Конвенции установлены следующие виды освидетельствований и проверок:

1 Каждый нефтяной танкер валовой вместимостью 150 регистровых тонн и более и каждое иное судно валовой вместимостью 400 регистровых тонн и более подлежат перечисленным ниже освидетельствованиям:

a) Первоначальному освидетельствованию перед вводом судна в эксплуатацию или перед первичной выдачей Свидетельства, требуемого Правилом 5 Приложения I, которое включает полный осмотр конструкции, оборудования, систем, устройств, приспособлений и материалов в объёме требований, предъявляемых к судну.

Это освидетельствование проводится, чтобы удостовериться, что конструкция, оборудование, системы, устройства, приспособления и материалы полностью удовлетворяют применимым к ним требованиям Приложения I.

b) Периодическим освидетельствованиям через промежутки времени, установленные Администрацией, но не превышающим пяти лет такими, чтобы удостовериться, что конструкция, оборудование, системы, устройства, приспособления и материалы полностью удовлетворяют требованиям Приложения I.

c) Как минимум одному промежуточному освидетельствованию в течение срока действия Свидетельства, чтобы удостовериться, что оборудование и связанные с ним насосы и системы трубопроводов, включая системы автоматического замера, регистрации и управления сбросом нефти, системы мойки сырой нефтью, оборудование для нефтеводяной сепарации и системы фильтрации нефти, полностью удовлетворяют применимым к ним требованиям Приложения I и находятся в хорошем рабочем состоянии. В тех случаях, когда проводится только одно такое промежуточное освидетельствование в течение какого-либо срока действия Свидетельства, оно должно проводиться не ранее шести месяцев до и не позднее шести месяцев после даты, соответствующей половине срока действия Свидетельства. О таких промежуточных освидетельствованиях производится запись в Свидетельстве, выданном в соответствии с Правилом 5 Приложения I.

2 Администрация принимает надлежащие меры для обеспечения выполнения на судах, к которым не применяются положения пункта 1 настоящего Правила, тех положений Приложения I, которые к ним применимы.

Порядок выдачи Свидетельств установлен Правилом 5 Приложения I к Конвенции:

  1. Международное Свидетельство о предотвращении загрязнения нефтью выдаётся каждому нефтяному танкеру валовой вместимостью 150 регистровых тонн и более и любому иному судну валовой вместимостью 400 регистровых тонн и более, совершающему рейсы в порты или к удаленным от берега терминалам, находящимся под юрисдикцией других Сторон Конвенции, после освидетельствования в соответствии с положениями Правила 4 Приложения. К существующим судам это требование применяется через двенадцать месяцев после даты вступления в силу настоящей Конвенции.
  2. Такое Свидетельство выдаётся Администрацией либо лицом или организацией, должным образом ею уполномоченными. В каждом случае Администрация несет полную ответственность за Свидетельство.

Правилом 8 Приложения I к Конвенции установлен срок действия Свидетельства:

  1. Международное Свидетельство о предотвращении загрязнения нефтью выдаётся на срок, установленный Администрацией, но не превышающий пяти лет со дня его выдачи, при условии, что для нефтяного танкера, эксплуатируемого с выделенными танками чистого балласта в течение ограниченного срока, установленного в пункте 9 правила 13 Приложения I, продолжительность действия Свидетельства не должна превышать такого установленного срока.
  2. Свидетельство теряет силу, если на судне без санкции Администрации произведены существенные изменения в конструкции, оборудовании, системах, устройствах, приспособлениях или материалах, за исключением замены такого оборудования или устройств на такие же; а также если не проведены промежуточные освидетельствования, установленные Администрацией в соответствии с пунктом 1 (с) Правила 4 Приложения I.
  3. Выданное судну Свидетельство также теряет силу при передаче судна под флаг другого государства. Новое Свидетельство выдаётся ему лишь тогда, когда правительство, выдающее новое Свидетельство, убедится, что судно полностью отвечает требованиям пунктов 4 (a) и (b) правила 4 Приложения I. В случае передачи судна между Сторонами, правительство страны, под флагом которой судну прежде было дано право плавания, если об этом в течение трех месяцев с момента передачи поступил запрос, должно передать, как можно скорее, новой Администрации копию Свидетельства, которое судно имело до его передачи, и если имеется, копию соответствующего акта освидетельствования.

Кроме вышеназванного Международного Свидетельства о предотвращении Предотвращение загрязнения с судов-газовозовзагрязнения нефтью все суда должны иметь, в соответствии с Правилом 20, Журнал нефтяных операций:

1 Каждый нефтяной танкер валовой вместимостью 150 регистровых тонн и более и каждое судно валовой вместимостью 400 регистровых тонн и более, не являющееся нефтяным танкером, снабжается Журналом нефтяных операций, часть I (Операции в машинных помещениях). Каждый нефтяной танкер валовой вместимостью 150 регистровых тонн и более снабжается Журналом нефтяных операций, часть II (Балластно-грузовые операции). Журналы нефтяных операций выполняются по форме, установленной в Дополнении III к Приложению I, и могут быть либо частью официального судового журнала, либо отдельным журналом.

2 Журнал нефтяных операций заполняется по каждому танку, если это применимо, в каждом случае, когда на судне производятся какие-либо из указанных ниже операций:

a) операции в машинных помещениях (для всех судов):

i приём балласта в танки нефтяного топлива либо их очистка;

ii сброс грязного балласта или промывочной воды из танков, указанных в i) настоящего подпункта;

iii удаление нефтяных остатков (нефтесодержащих осадков);

iv сброс за борт или удаление иным образом льяльных вод, накопившихся в машинных помещениях.

3 Каждая операция, описанная в пункте 2 настоящего правила, подробно и без промедления регистрируется в Журнале нефтяных операций, так чтобы все записи в журнале, относящиеся к данной операции, были завершенного вида. Каждая законченная операция подписывается лицом или лицами командного состава, ответственными за эти операции, а каждая заполненная страница журнала подписывается капитаном судна. Записи в Журнале нефтяных операций производятся на официальном языке Государства, под флагом которого судну дано право плавания, а на судах, имеющих Международное свидетельство о предотвращении загрязнения нефтью, также на английском или французском языках. В случае спора или разночтения предпочтение отдаётся записям на официальном национальном языке Государства, под флагом которого судну дано право плавания.

4 Журнал нефтяных операций хранится на судне, за исключением буксируемых судов без экипажа, в таком месте, которое легко доступно и позволяет в любое разумное время произвести проверку журнала. Журнал сохраняется в течение трёх лет после внесения в него последней записи.

Автор статьи
Виктор Свиридов
Судовой механик
Список литературы
  1. Международная конвенция МАРПОЛ 73/78.
  2. Зубрилов С. П., Ищук Ю. Г, Косовский В. И. Охрана окружающей среды при эксплуатации судов. – Л.: Судостроение, 1989. – 256 с., (Охрана окружающей среды).
  3. Глотов Ю. Г., Семченко В. А., Беляев И. Г. Политехнический справочник судового механика: Справочник.- М.: Транспорт, 1996. – 256 с.
  4. Черненко Л. C., Ермошкин Н. Г. и др. Предотвращение загрязнения окружающей среды с судов: Учебно-методическое пособие в вопросах и ответах. – Одесса, 2002. – 43 с.
  5. Руководство по техническому надзору за судами в эксплуатации.
  6. Российский Морской Регистр. – Судоходство, 2000. – 258 с.
  7. Tweaking the PetroLiminator. Marin Engineers Review, March 2003, – p. 27-29.

Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Сентябрь, 21, 2023 699 0
Добавить комментарий

Текст скопирован
Пометки
СОЦСЕТИ