Системы контроля над сбросом нефти с судов

Сброс нефти в море – одна из наиболее острых и разрушительных экологических проблем современности. Ежегодно в мировом океане оказываются тысячи тонн сырой нефти и нефтепродуктов, нанося непоправимый ущерб морским экосистемам, прибрежным зонам и экономике стран, чья деятельность связана с морем.

Бесконтрольный сброс нефти в морскую среду представляет собой одну из наиболее серьёзных угроз для биоразнообразия и устойчивости океанических экосистем. Отсутствие эффективных механизмов экологического контроля позволяет загрязняющим веществам беспрепятственно попадать в воду, нанося долгосрочный ущерб флоре и фауне, а также подрывая экономическую деятельность, зависящую от здоровья моря.

Общие требования к системам контроля

В целях наиболее полного предотвращения загрязнения моря нефтью суда, согласно требованиям МАРПОЛ 73/78, должны быть оснащены системами контроля над сбросом нефти. Такими системами являются:

• танкерная система, предназначенная для танкеров валовой вместимостью 150 рег. т и более;
• система контроля для судов валовой вместимостью 10 тыс. рег. т и более;
• система контроля над сбросом (для судов с большим количеством топлива на борту валовой вместимостью менее 10 тыс. рег. т) или сигнализатор предельного нефтесодержания на сбросе (на судах с фильтрующим оборудованием).

Системы контроля и сигнализаторы предельного нефтесодержания должны быть пригодны к работе в морских условиях: при вибрации и крене (до 22,5° в любой плоскости от нормального рабочего положения), отклонении параметров питания (электроэнергии, воздуха и т. п.) на ±10 % от паспортных значений. При размещении систем контроля на судне необходимо учитывать время их срабатывания с момента изменения нефтесодержания в сбросе до изменения показаний прибора (не более 40 с).

Для сигнализаторов с широким диапазоном нефтесодержания от 0 до 100 млн^-1 точность показаний приборов должна быть в пределах ±10 млн^-1 (или 20 % фактического содержания нефти), для сигнализаторов с нефтесодержанием 15 млн^-1 – в пределах ±5 млн^-1. На точность показаний не должны влиять присутствующие в воде загрязняющие вещества (ржавчина, грязь, песок и др.).

Некоторые приборы рассчитаны на определенный вид нефти. В этом случае они калибруются, для чего на судне должны быть предусмотрены средства проверки правильности калибровки.

Прибор для автоматического замера нефтесодержания в сбросе снабжается сигнальным устройством, автоматически срабатывающим при заданном значении. Звуковой и световой сигналы подаются одновременно с включением управляющих органов, прекращающих сброс за борт. Аналогичные сигналы подаются и при любом нарушении работы прибора, при этом сброс за борт также прекращается.

Устройство для управления сбросом должно надежно работать на пресной и морской воде, всех сортах нефти и нефтепродуктов, а также на смесях этих веществ в любом соотношении. Время срабатывания устройства после получения сигнала к прекращению сброса составляет не более 20 с. Устройство снабжается указателем положения запорного органа и должно иметь ручное управление сбросом.

На борту судна необходимо постоянно иметь руководства по оборудованию, эксплуатации и уходу за различными элементами системы автоматического замера, регистрации и управления сбросом нефти.

Системы контроля для танкеров

Согласно требованиям МАРПОЛ 73/78, танкеры и приравненные к ним суда должны быть оснащены системой автоматического замера, регистрации и управления сбросом нефти, соответствующей международным характеристикам. Она производит непрерывную регистрацию сброса (в литрах на 1 морскую милю), а также общего количества сброшенной нефти (или содержания нефти в стоке и интенсивности сброса). Система включается при любом сбросе стока в море и автоматически отключается при превышении нормы мгновенной интенсивности сброса. Произведенная системой запись с указанием даты и времени сброса хранится на судне в течение 3 лет.

Система автоматического замера, регистрации и управления сбросом (САЗРИУС) может быть управляющей, вычисляющей или рассчитывающей.

Управляющая система получает автоматические сигналы о содержании нефти, интенсивности сброса, Влияние формы корпуса на мореходные качества судна: ключевые факторы и характеристикискорости судна, дате и времени (по Гринвичу), положении сливных клапанов и производит соответствующую автоматическую запись. Кроме того, система записывает момент срабатывания сигнализатора тревоги, различные неисправности, переход на другие режимы работы (ручное управление, промывка, тарировка и т. д.). Для управления сливными клапанами система оборудована блокировкой включения.

Читайте также: Конструкции водоопреснительных установок и типы, применяемые на судах

Вычисляющая система принимает те же автоматические сигналы, что и управляющая, но данные об интенсивности сброса и скорости судна при этом могут вводиться в систему вручную. В этом случае производится дополнительная автоматическая запись нефтесодержания в сбросе.

Рассчитывающая система получает автоматические сигналы о содержании нефти, интенсивности сброса и скорости судна. При этом сигналы интенсивности сброса и скорости судна могут вводиться в систему вручную. Если прибор для измерения нефтесодержания укомплектован самописцем, то производится автоматическая запись содержания нефти. В этом случае на табло появляется запись мгновенной интенсивности сброса и Охрана морской среды от загрязнения с судовобщего количества сброшенной нефти. Время и дата, мгновенная интенсивность сброса и общее количество сброшенной нефти могут быть записаны и вручную. Система не требует дополнительного оборудования для блокировки включения и управления сливными клапанами.

Управляющей системой оснащаются новые нефтяные танкеры дедвейтом 4 тыс. т и более. На танкерах валовой вместимостью 150 рег. т и более, но дедвейтом менее 4 тыс. т, а также на существующих дедвейтом 20 тыс. т и более устанавливается вычисляющая система. Рассчитывающей системой оборудуются существующие Нефтяные танкеры. Строительствонефтяные танкеры валовой вместимостью 150 рег. т и более, но дедвейтом менее 20 тыс. т (термины «новый» и «существующий» применительно к танкерам даются согласно определению МАРПОЛ 73/78).

САЗРИУС состоит из:

• анализатора,
• расходомера,
• вычислительного устройства
• и лага (рис. 1).

В анализатор входят пробоподготовительная система, блоки измерения и управления. Блок управления обеспечивает нормальный режим работы или выдачу сигнала при отклонении в нем.

Диапазон измерения при этом может изменяться от 0 до 60 л на 1 милю пути или от 0 до 1 000 млн^-1 нефти в смеси.

Расходомер предназначен для измерения расхода нефтесодержащих вод, сливаемых за борт, и подачи унифицированного электрического сигнала. Пределы измерений при этом достаточно широки, причем верхний диапазон может колебаться в зависимости от конкретных условий. Вычислительное устройство служит для преобразования и обработки первичной информации, цифровой регистрации данных, поступающих от анализатора, расходомера, лага и панели управления, а также управления дистанционной арматурой, пробоотборным оборудованием и средствами внешней сигнализации.

Широкое распространение на танкерах получила система Салвико модели ВОР фирмы «Сален и Викандер» (Швеция). Принцип ее работы основан на регистрации изменений цвета, состава и концентрации испаряемых из нефти газов с помощью фотооптических и газометрических устройств. Для этого нефтесодержащая вода пробоотборным насосом непрерывно подается в камеру проб, где она проходит движущуюся фильтрующую ленту, на которой нефть полностью осаждается. Затем лента проходит через фотооптический датчик, регистрирующий степень ее окрашенности, далее – через нагретый до определенной температуры барабан и газометрический датчик степени испарения газов. Суммарные сигналы, поступающие от фотометрического и газометрического датчиков, зависят от нефтесодержания в пробе. Проходя через усилитель и стабилизатор на измерительное устройство, они определяют концентрацию нефти в пробе.

Российский судовой прибор для контроля нефтесодержания и слива балластных вод типа СПН-203 работает по методу экстракции нефти из воды четыреххлористым углеродом с последующим разделением экстракта и определением содержания нефти с помощью инфракрасного фотометра.

При монтаже системы СПН-203 (рис. 2) устройство контроля и регистрации устанавливается в помещении пульта Грузовые операции на судах-газовозахуправления грузовыми операциями (ПУГО). Концентратомер с разбавителем и кожухом должен быть расположен в непосредственной близости от переборки между машинно-котельным отделением (МКО) и грузовым насосным отделением (ГНО), а пробоотборный насос – таким образом, чтобы электропривод и пускатель находились в МКО, а сам насос – в ГНО. Для разбавления пробы и охлаждения концентратомера дополнительно устанавливается резервуар для пресной воды с питанием от системы моечной воды, от которого вода также подается во всасывающий трубопровод пробоотборного насоса. Перед поступлением в насос проба проходит фильтр грубой очистки. При этом сечение трубопровода должно быть таким, чтобы при максимальной длине трубопровода время полного прохождения пробы до входа в концентратомер не превышало 20 с.

Автоматический сигнал о содержании нефти в сбрасываемой воде поступает в устройство контроля и регистрации от концентратомера, а данные о скорости судна и интенсивности сброса вводятся вручную с помощью специальных датчиков. По этим данным устройство рассчитывает значение мгновенной интенсивности сброса и общее количество сброшенной нефти.

Некоторыми фирмами разработаны системы автоматического замера, регистрации и управления сбросом балластных и промывочных вод, позволяющие выполнять работы по их подключению без вывода танкера из эксплуатации. Монтаж производится с помощью специальных приспособлений до постановки танкера в плановый ремонт.

Одной из таких систем является ODME-S663, выпускаемая фирмой «Серес» (Франция). Она предназначена для контроля за содержанием нефти в воде от 0 до 1 000 млн^-1. В случае превышения содержания нефти в воде 15 и 100 млн^-1 при мгновенном (более 60 л на 1 милю) и общем (1/15 000 от количества перевозимой нефти) сбросах система подает визуальные и звуковые сигналы и воспроизводит все данные с помощью встроенного в видеоэкран печатающего устройства.

Предлагается к прочтению: Основные принципы ГМССБ: руководство по оборудованию, процедурам и требованиям

Система контроля ODME-S663 включает в себя собственно систему контроля над сбросом балластных вод, программный калькулятор (для проведения химических анализов), расходомер, трехфазный контактор для насоса, двухходовой пневматический клапан с указателем положения.

В конструкции прибора применены волоконные световоды, благодаря которым измерительная кювета устанавливается в ГНО, а фотометрическое устройство – в МКО, при этом через переборку проходят только два световода.

Система ODME-S663 работает следующим образом. Жидкость через пробоотборное устройство, коллектор и прибор автоматической промывки поступает на пробоотборный насос, затем – в измерительную кювету и сливается в отстойный танк (рис. 3).

Световой поток от излучателя проходит по световоду в измерительную кювету, часть его при этом поглощается исследуемой жидкостью (чем выше содержание нефти, тем больше эта часть).

Ослабленный световой поток направляется по второму световоду, воспринимается установленным в фотометрическом устройстве фотоприемником и преобразуется в электрический сигнал, сила которого пропорциональна содержанию нефти, поступающей в электронный блок.

Для промывки пробоотборного трубопровода и измерительной кюветы в системе предусмотрено автоматическое устройство, состоящее из трех клапанов с пневматическим управлением. Промывка производится по заданной программе при установке прибора на нуль, калибровке и по окончании каждой операции по сбросу балластных и промывочных вод.

Данная система имеет ряд особенностей, к числу которых относятся:

• способность срабатывать при повреждении нулевого показателя, неисправности проектора, повреждении калибровки и отсутствии бумаги в печатающем устройстве;
• возможность установки показателя на нуль без подачи воды, оптического испытания при проведении калибровки и автоматической очистки элемента;
• чувствительность к нефти, взвешенным твердым частицам, вибрации, качке, температуре, отклонениям в системе электропитания.

Как одно из преимуществ следует отметить точность показаний содержания нефти в воде (±10 млн^-1 или ±20 %), что значительно выше международных требований. Время реакции составляет менее 20 с.

Применяемый фирмой метод позволяет эффективно очищать воду от загрязняющих веществ даже в том случае, если их содержание в 5 раз выше установленного международными стандартами, а также от воздуха при содержании его в воде до 35 %.

Если ODME-S663 поставляется с расходомером, то внутренний диаметр трубы системы составляет обычно 65 мм, толщина труб – 5 мм, максимальный поток – 25 м³/ч; при поставке системы без расходомера труба имеет внутренний диаметр 250 мм, толщина ее при этом 9 мм.

Принцип работы приборов фирмы «Серес», как уже отмечалось, основан на использовании инфракрасной спектрофотометрии с передачей автоматически самокомпенсирующегося инфракрасного луча. Компенсация осуществляется элементом, расположенным перед лазерным диодом. Индикатор, входящий в измерительный элемент, блокируется от источника дефлектором (отражателем) и принимает только инфракрасный луч, рассеянный нефтью. Отношение рассеянного света к пропущенному зависит от концентрации нефти.

На точность измерений оказывают влияние содержащиеся в сливаемой за борт воде твердые и красящие вещества, воздух, ржавчина, другие примеси.

Для проведения анализа с эмульгированной и полностью свободной от загрязняющих веществ нефтесодержащей водой фирмой «Серес» был предложен метод центробежной сепарации. Вместо многоступенчатого насоса использован специальный сепаратор, с помощью которого нефтесодержащая вода очищается от посторонних примесей и воздуха. Частота вращения приводного двигателя этого сепаратора составляет 1 750 мин^-1, частота вращения барабана 9 370 мин^-1, давление пробы на входе 0,02-1,2 МПа, на выходе – 4,2 МПа, величина подачи – 400 л/ч. В системе очистки применен гидравлический элемент, предназначенный для поддержания постоянных потоков пробы на входе и давления на выходе.

Системы контроля для судов, не являющихся танкерами

Суда валовой вместимостью 10 тыс. рег. т и более, а также суда с большим количеством топлива на борту (с балластируемыми топливными танками) должны быть оснащены системой автоматического замера и Технические средства по предотвращению загрязнения нефтьюуправления сбросом нефтесодержащих вод.

Она состоит из анализатора (диапазон измерений от 0 до 200 млн^-1 нефти в смеси) и самописца. Вместо такой системы на указанных судах может быть установлено фильтрующее оборудование (степень очистки менее 15 млн^-1) с сигнализатором предельного нефтесодержания.

Система контроля должна включаться при любом сбросе в море и автоматически отключаться при содержании нефти в сбросе более 100 млн^-1.

В качестве примера можно привести прибор «Салвико» модели ВОМ (Швеция) и российский судовой концентратомер нефти КНС-201Л. Принцип работы прибора аналогичен принципу работы системы автоматического замера, регистрации и управления сбросом, описанному выше.

Судовой концентратомер нефти КНС-201Л предназначен для автоматического измерения объемной доли нефти в сливаемых с судов водах. Диапазон измерения его составляет 0-100 млн^-1, абсолютная погрешность концентрации – ±10 % в диапазоне от 0 до 50 млн^-1 и ±20 % в диапазоне от 50 до 100 млн^-1.

Время прогрева прибора 5 с, время срабатывания 20 с. Принцип работы концентратомера заключается в непрерывной подаче в экстракционное устройство нефтесодержащей воды и растворителя (четыреххлористого углерода). Последний после отделения от воды вместе с экстрагированной в нем нефтью подается в кювету инфракрасного фотометра. Величина поглощения, пропорциональная концентрации нефти в пробе, преобразуется в регистрируемый на табло цифровой сигнал.

Прибор работает следующим образом. Анализируемая проба направляется на регулятор давления, затем – на фильтр для очистки от механических примесей, откуда через магнитный кран попадает в насос, затем – в смеситель, где происходит экстракция нефти. После прохождения смесителя проба поступает в фильтр для разделения экстрагированной нефти и воды (рис. 4).

Из фильтра нефть, растворенная в четыреххлористом углероде, попадает в измерительную кювету инфракрасного фотометра, а затем – в регенератор. Одновременно отделенная вода с остатками нефти и углерода направляется во второй разделительный фильтр, где полностью очищается от смеси и идет на сброс, а остатки нефти – в регенератор. Четыреххлористый углерод, очищенный от нефти, поступает в сравнительную кювету инфракрасного фотометра, после чего – на повторное использование. Аналоговый сигнал, пропорциональный концентрации нефти, от инфракрасного фотометра подается на цифровой вольтметр, затем – на блок управления и сигнализации.

Эксплуатационные испытания КНС-201Л подтвердили работоспособность прибора, соответствие точности его показаний и времени срабатывания техническим условиям. Одновременно была выявлена необходимость увеличить ресурс фильтров, укомплектовать прибор самописцем (регистратором и печатающим устройством), решить вопрос о возможности дальнейшего применения четыреххлористого углерода или замены его Хладоном-113. После доработки будет освоено серийное производство концентратомера КНС-201Л.

При монтаже концентратомера КНС-201Л необходимо соблюдать следующие условия. Пробоотборное устройство устанавливается на вертикальном участке сливного трубопровода с таким расчетом, чтобы время прохождения пробы до входа в концентратомер не превышало 20 с. Для промывки пробоотборного устройства и охлаждения концентратомера должен быть предусмотрен подвод к прибору пресной воды, что несложно выполнить с помощью трехходового крана. Самописец для фиксирования результатов измерений содержания нефти в смеси устанавливается в непосредственной близости от концентратомера (рис. 5).

Одним из приборов контроля, устанавливаемых на судах, не являющихся танкерами, можно назвать прибор BWAW-S646 фирмы «Серес». Принцип действия этого прибора и его устройство аналогичны ранее описанной системе ODME-S663.

Прибор BWAW-S646 состоит из самописца, очистителя и трехходового пневматического клапана с регулирующим электрическим устройством. Предназначен для судов с большим количеством топлива на борту или валовой вместимостью более 10 тыс. рег. т.

Прибор контролирует содержание нефти от 0 до 120 млн^-1, подает звуковые и воспроизводит на линейном цифровом дисплее визуальные сигналы при содержании нефти 15 или 100 млн^-1, позволяет выполнять нулевую регулировку без подачи воды и оптическое испытание при проведении калибровки, имеет устройства для автоматической очистки элемента. Точность показаний прибора:

• ±20 % – по содержанию нефти, ±5 или ±15 млн^-1 соответственно при заданном пределе контроля 15 или 100 млн^-1;
• подача на прибор испытуемой жидкости в пределах 300-600 л/ч при максимальном давлении 0,5 МПа (5 кгс/см^²).

Сигнализаторы предельного нефтесодержания

Применение на судах сепараторов со степенью очистки менее 15 млн^-1 освобождает от необходимости оснащения их системами САЗРИУС, но в таком случае сепараторы должны быть снабжены сигнализаторами предельного нефтесодержания.

Ниже рассмотрено действие таких сигнализаторов на примере работы приборов OR-34S фирмы «Гестра» (ФРГ), ЮВА-Монитор фирмы «АБ Бруншутье» (Швеция) и российского СНС-201.

Прибор OR-34S состоит из двух основных узлов: датчика VKN-34S, встроенного в вертикальную часть отливного трубопровода, и электрошкафа VR ITS с электронной частью (панель с показывающими и настроечными элементами, блок питания и др.).

Определение нефтесодержания основано на измерении прозрачности очищенных льяльных вод. Свет, испускаемый миниатюрной лампой накаливания, пронизывает воду и попадает на фотоэлемент, параллельный ход световых лучей при этом обеспечивается системой собирающих линз. Возникающее на фотоэлементе напряжение преобразуется в измерительном усилителе в пропорциональный ток от 0 до 20 мА. С помощью органов настройки пределов прозрачности можно установить нужный момент срабатывания прибора, соответствующий максимально допустимому нефтесодержанию в сбросе (более 15 млн^-1).

Прибор снабжен самоконтролем: при повреждениях в источнике света, светоприемнике, соединительных кабелях и электронной части, а также при исчезновении питания подается сигнал тревоги.

Настройка прибора и корректировка его работы (после ремонта или очистки сепаратора) осуществляются следующим образом. Вращением ручки «Компенсация базовой мутности» устанавливается показатель 5 мА (соответствует примерно 15 млн^-1 нефти).

Предлагается к прочтению: Общие положения безопасности морской перевозки транспортировки грузов, требования к грузам

Затем ручка «Настройка момента срабатывания» медленно вращается вправо до загорания сигнальной лампы «Тревога» и в таком положении фиксируется.

При настройке прибора используются Состав и характеристики качества горючеголегкое дистиллятное топливо и водопроводная вода. Для учета постоянной мутности воды на прибор подается чистая морская вода, при этом ручка «Компенсация базовой мутности» вращается вправо до установления показания 20 мА (соответствует примерно 10 % прозрачности) и в таком положении фиксируется. Прибор готов к работе.

Технический уход за прибором связан с ежегодной заменой отражателей, очисткой смотровых стекол (по мере их загрязнения) в 10 %-ном растворе соляной кислоты при температуре 50 °C, сушкой мешочка с силикагелем (предотвращает стекла от запотевания) до приобретения им светло-голубого цвета (температура около 80 °C, длительность просушки около 1 ч).

В зависимости от нефтесодержания в очищенной воде прибор автоматически управляет сбросом за борт или в сборный танк.

Следует иметь в виду, что датчик чувствителен к загрязнениям, приводящим к искажениям показаний прибора. Во избежание этого не допускается его обезвоживание, что достигается установкой перед датчиком невозвратного клапана или встройкой его в водяной затвор.

Прибор ЮВА-Монитор состоит из датчика, помещенного в цилиндрический водонепроницаемый стальной корпус, и электронного блока для обработки сигналов. Очищенная вода поступает из сепаратора в стеклянную трубку датчика снизу вверх и проходит через поле инфракрасного излучения, которое создается специальным прибором LED. Проникающий и рефлектирующий свет двумя фоторезисторами, находящимися под углами 180 и 135° по отношению к излучателю, преобразуется в электросигналы. Сигналы от датчика поступают в электронный узел, затем обрабатываются в аналоговом считывающем приборе и регистрируются стрелочным или самопишущим индикатором.

Проверка и запуск в работу прибора ЮВА-Монитор производятся следующим образом. Для прогрева прибора на 15 мин включается электропитание, после чего при среднем (нулевом) положении переключателя автоматического или ручного режима и нажатом переключателе «SET» («Установка») поворотом регулировочного приспособления устанавливается предельное нефтесодержание и производится регулировка сигнализации. По возвращении переключателя в исходное положение заданное значение фиксируется и учитывается аналоговым устройством. При установленном пределе контроля клапаны на входе и выходе из датчика закрываются, он заполняется чистой пресной водой, воздух полностью удаляется. Потенциометром, расположенным на печатной плате электронного блока, устанавливаются на нуль показания измерительного прибора. Путем регулировки клапана на выходе из датчика добиваются, чтобы через датчик проходило не более 2 л анализируемой жидкости. Величину потока, изменяющуюся от противодавления, необходимо периодически контролировать.

Правильность показаний прибора во многом зависит от чистоты стенок стеклянной трубки датчика, во избежание загрязнения которой датчик всегда должен быть заполнен жидкостью. Если нефтесодержание на сливе выше установочного значения, а видимые следы нефти при отборе проб отсутствуют, трубка промывается мыльным раствором с помощью специальной щетки, поставляемой в комплекте с прибором. После промывки трубки и заполнения ее чистой пресной водой следует проверить показания прибора, при необходимости процедуру повторить. Если очистка не дала положительных результатов, трубка снимается и промывается лимонной кислотой.

Сигнализатор СНС-201 состоит из:

• фотометра
• и стабилизатора.

Принцип его работы основан на определении разности мутности нефтесодержащих вод в двухканальном оптико-электронном устройстве, включающем в себя кюветную часть, пороговое устройство и стабилизированный блок питания. Анализируемая вода после очистки отбирается из отводящего трубопровода и подается в кюветную часть фотометрического блока. Световой поток от одного и того же источника света проходит через измерительную и сравнительную кюветы, заполненные нефтесодержащей водой.

Так как базы кювет различны, то интенсивность световых потоков будет неодинаковой. Оптико-электронное устройство позволяет выявить количество прошедшей световой энергии и преобразовать ее в электрические сигналы, которые затем усиливаются, логарифмируются и вычитаются. Разностный сигнал, соответствующий содержанию нефти в воде, интегрируется и подается на вход порогового устройства. Оно должно быть настроено так, чтобы при содержании нефти в сбрасываемых водах более 15 млн^-1 срабатывало управляющее реле и от подключенной к его контактам судовой сигнализации выдавались световой и звуковой сигналы, а также переключались электромагнитные клапаны на сбросе очищенной воды за борт. Аналогичные сигналы от порогового устройства поступают также при отсутствии или потере питания 22 В на сигнализаторе, блоках фотометра или стабилизатора, потере питания 6-9 В на источнике света, перегорании нити накала его лампы, неисправностях элементов печатных плат.

При подготовке сигнализатора к работе проверяется монтаж его блоков, герметичность трубопроводов и надежность их подсоединения. Затем снимается крышка с осветительного и светоприемного отсеков и фланелью, сначала смоченной в спирте, затем сухой, протираются детали оптической системы. После включения тумблера «ВКЛ» на передней панели источника питания (стабилизатора) проверяется юстировка оптической системы датчика и производится настройка сигнализатора. Две последние операции выполняются специальными организациями.

После настройки не реже одного раза в 10 дней рекомендуется проверять работу сигнализатора. Это осуществляется следующим образом. На пути светового потока рабочего канала сначала ставятся два (сигнализатор срабатывает), затем один нейтральные светофильтры (сигнализатор не должен срабатывать). При попадании воздуха в кювету сигнализатор может срабатывать при содержании нефти менее 15 млн^-1.

Читайте также: Подготовка грузовых помещений и судовых устройств к приему груза, укладка и крепление грузов

Опыт эксплуатации сигнализаторов СНС-201 показал, что эти приборы сложны в настройке, трудоемки в обслуживании. К тому же время прогрева до включения их в работу составляет 30 мин, что не позволяет обеспечить автоматическую работу нефтеводяного сепаратора. Сигнализатор реагирует на механические примеси не нефтяного происхождения, изменяющие оптическую плотность среды, принцип измерения которой положен в основу его работы.

Кроме того, наблюдается отпотевание стекол измерительной кюветы. Все это говорит о том, что сигнализатор СНС-201 еще несовершенен и требует дальнейшей доработки.

При подключении сигнализатора СНС-201 к фильтрующему оборудованию (рис. 6) следует соблюдать ряд требований. Пробоотборное устройство устанавливается таким образом, чтобы давление в точке контроля находилось в пределах 0,02-0,1 МПа.

Расход анализируемой воды через сигнализатор должен составлять 0,24-0,27 л/мин, что обеспечивается установкой дроссельной шайбы под гайку на входном штуцере кюветы. Диаметр отверстия шайбы рассчитывается с учетом давления в точке отбора (при давлении 0,055 МПа диаметр должен быть 0,7 мм). Фотометрический блок монтируется на расстоянии до 2 м от пробоотборного устройства, при этом конец трубки слива должен находиться на уровне верхнего края фотометрического блока.

Прибор СНС-201 работает следующим образом. Из пробоотборного устройства проба очищенной нефтесодержащей воды через трехходовой кран поступает на фотометрический блок, проходит измерительную кювету фотометра и через воронку сливается в льяла. При установке трехходовой пробки в соответствующее положение сигнализатор промывается чистой водой, после чего производится настройка его на нуль и калибровка.

Для оперативного контроля сливаемых с судов нефтесодержащих вод после проведения профилактических ремонтных или наладочных работ, в том числе при выполнении МРТО на рейдах иностранных портов, может применяться концентратомер нефти переносной КНП-101. Он определяет концентрацию нефти в сливаемых водах, контролирует работу стационарных средств и Судовые установки очистки нефтесодержащих водсудовых установок для очистки нефтесодержащих вод.

Прибор состоит из измерительного блока и устройств пробоотбора и пробоподготовки, находящихся в одном корпусе, и имеет следующие основные характеристики:

Принцип действия прибора основан на экстрагировании нефти из воды четыреххлористым углеродом с последующим его фотометрированием инфракрасным излучением на длине волны 5,42 мкм. Индикация концентрации нефти осуществляется на четырехразрядном цифровом табло.

Датчики управления сливом отсепарированной нефти

Нефтеводяные сепараторы постройки до 80-х го­дов оснащены сигнализаторами контроля уровня ДСУ-2Р, состоя­щими из первичного преобразователя ППЕ-6 и электронного бло­ка. Они предназначены для контроля уровня раздела жидкостей с резко отличающимися электрическими постоянными, например «вода-нефть».

Работоспособность сигнализатора обеспечивается при рабочем давлении до 0,6 МПа (6 кгс/см²), температуре контролируемой жидкости от 0 до 80 °C, вязкости – до 800 сСт, а также длитель­ном крене и дифференте, бортовой и килевой качках. Сигнализаторы могут работать при температуре окружающего воздуха от -10 до 50 °C и относительной его влажности до 98 %. Погреш­ность срабатывания относительно номинального уровня составляет не более ±15 мм.

Принцип работы сигнализатора основан на изменении электри­ческой емкости электрода первичного преобразователя, установ­ленного с таким расчетом, чтобы контролируемый уровень совпа­дал с номинальным уровнем срабатывания (в зависимости от по­ложения уровня жидкости). Перемещение контролируемой среды до уровня выше номинального вызывает увеличение емкости элек­трода, до уровня ниже номинального – соответственно уменьше­ние емкости электрода.

Электрическая функциональная схема сигнализатора ДСУ-2Р состоит из первичного преобразователя, высокочастотного выпря­мителя, релейного усилителя и выпрямителя.

Сигнализатор работает следующим образом. Перемещение кон­тролируемой среды в районе первичного преобразователя вызыва­ет изменение емкости электрода и амплитуды колебаний генера­тора высокой частоты. Напряжение высокой частоты после вы­хода из генератора выпрямляется высокочастотным выпрямите­лем и используется для управления релейным усилителем. Пита­ние генератора осуществляется от выпрямителя за счет стабилизи­рованного, а релейного усилителя – за счет нестабилизированно­го напряжения. Сигналы поступают в электронный блок, управля­ющий работой электромагнитных клапанов для слива отделенных нефтепродуктов.

От правильной работы сигнализаторов во многом зависит эф­фективность очистки, поэтому особое внимание должно быть уде­лено их техническому обслуживанию. Первичные преобразователи подвергаются осмотру и очистке не реже чем через 2 тыс. ч рабо­ты. Важное значение при этом имеет очистка электрода от осадков и загрязнений. Она должна производиться хлопчатобумажной тканью, смоченной в растворителе, с соблюдением всех мер осто­рожности, поскольку царапины в результате излишней смачива­емости электрода могут повлечь ложное срабатывание сигнализа­тора. Один раз в 2 года первичные преобразователи необходимо проверять на герметичность гидравлическим давлением Pисп = 1,5 Pраб при температуре воды 20±5 °С в течение 10 мин.

В числе характерных неисправностей сигнализатора следует назвать основную: при уровне жидкости ниже номинального уров­ня срабатывания сигнализатор показывает наличие уровня жид­кости, а при уровне жидкости выше номинального – отсутствие жидкости.

В первом случае причинами неисправности могут быть либо короткое замыкание в цепи первичного преобразователя, либо загрязнение электрода, во втором – отсутствие питания на сигна­лизаторе или обрыв в цепи первичного преобразователя.

Предлагается к прочтению: Система управления работой морского транспорта

Короткое замыкание или обрыв в цепи первичного преобразо­вателя определяется следующим образом. Гнездо штепсельного разъема отсоединяется от электронного блока, и к соответствую­щим контактам гнезда разъема подключается омметр, при этом сопротивление должно быть в пределах 20-40 МОм. Меньшее со­противление свидетельствует о коротком замыкании, а сопротивле­ние, приближающееся к бесконечности, – об обрыве в линии.

В современных Сепараторы, деаэраторы, фильтры – технические характеристикинефтеводяных сепараторах применяются сигнализаторы СУС-16ИОМ, предназначенные для контроля уровня раздела жидкостей с максимальной вязкостью 800 сСт и соответствующие климатическому исполнению ОМ (для судов с неограниченным районом плавания), категории размещения 4 (вторичный преобразователь) и 5 (первичный преобразова­тель) по ГОСТу 15150-69, при температуре окружающего воздуха от -30 до +50 °C.

Погрешность срабатывания указанных сиг­нализаторов составляет не более ±15 мм. Работоспособность сиг­нализатора обеспечивается при колебании напряжения в сети от +10 до -15 % номинального значения, качке судна до 45° и диф­ференте до 10°.

Принцип действия и устройство сигнализатора СУС-16ИОМ аналогичны ранее описанным сигнализаторам ДСУ-2Р.

В процессе эксплуатации сигнализатор должен подвергаться ежемесячному осмотру: проверяется сохранность пломб, наличие крышек на преобразователях и маркировок искрозащиты, отсут­ствие обрывов или повреждений изоляции соединительных и за­земляющих проводов, видимых механических повреждений корпу­сов преобразователей, прочность крепления заземляющего болто­вого соединения. Одновременно с осмотром производятся и мелкие работы: подтягиваются болты, удаляются грязь и пыль и др.

Техническое обслуживание сигнализатора выполняется через 5 тыс. ч работы. В него входит:

• наружный осмотр преобразователей с удалением пыли и грязи (при необходимости очищается чувствительный элемент – раз­бирать его не следует);
• проверка состояния линии связи между первичным и вторичным преобразователями, надежности крепления первичного преобра­зователя;
• замер сопротивления изоляции силовых и сигнальных цепей вторичного преобразователя относительно корпуса (в нормальных условиях оно должно быть не менее 20 МОм);
• осмотр электронного блока (при снятой крышке первичного преобразователя).

Изменение размеров деталей, комплектация сигнализатора дру­гими изделиями и материалами не допускаются. Вышедшие из строя первичные и вторичные преобразователи ремонту не подле­жат, их дальнейшая эксплуатация запрещается.

В числе характерных неисправностей сигнализатора СУС-16ИОМ можно назвать такие: замыкающие контакты выходного реле постоянно замкнуты.

Вероятной причиной этого может быть наличие контролируемой среды на чувствительном элементе первичного преобразователя или нарушение изоляции чувствительного элемента; размыкающие контакты выходного реле не переключаются. Ве­роятная причина – нет подачи питания или обрыв линии связи первичного преобразователя со вторичным.

Ряд зарубежных сепараторов оснащен системой электронного управления автоматическим сливом отделенной нефти Вегатор-218 (ФРГ). В основу действия этого устройства положены измерение емкости, зависящей от уровня границы «нефть-вода» в нефте­сборнике, и подача электрических команд управления. Превыше­ние заданной высоты раздела сред «нефть-вода» на датчике (электроде) ведет к срабатыванию реле и открытию клапана сбро­са отделенной нефти из нефтесборника и, наоборот, при пониже­нии раздела сред «нефть-вода» – к его закрытию.

При монтаже датчика следует обращать внимание на хорошее уплотнение крышки и кабельных резьбовых соединений. Если длина кабеля между выключателем и электродом более 4 м, то во избежание искажений показаний индуктивной емкости датчика рекомендуется устанавливать заземленное экранирование.

Установка электронного управления производится в следующей последовательности (рис. 7). После подачи напряжения уровень раздела сред «нефть-вода» поднимается до максимального. Обе кнопки управления ставятся на нуль (при этом должна загореться зеленая лампа).

Кнопка управления «Min» медленно поворачивается и после угасания зеленой лампы закрепляется установочным винтом a.

Кнопка управления «Мах» устанавливается на 10, затем уровень раздела сред «нефть-вода» доводится до минимального (при этом загорается красная лампа). Кнопка «Мах» медленно поворачивается и после угасания красной лампы закрепляется винтом в.

При отказе работы прибора следует проверить кабельные соединение и подключения (обрыв, короткое замыкание), наличие напряжения на клеммах 10 и 11, сетевой предохранитель, функциональный контур тока, работу обогрева нефтесборника при вязких нефтепродуктах, шасси выключателя или вставку электрода.

Вегатор-218 надежен в работе и при соответствующем уходе может служить длительное время.

Автор

Ольга Несветайлова

Фрилансер

Литература

1. Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 года, измененная Протоколом 1978 года (МАРПОЛ 73/78).
2. Наставление по предотвращению загрязнения моря с судов (РД 31.04.23-94).
3. Наставление по предотвращению загрязнения внутренних водных путей при эксплуатации судов (РД 152-011-00).
4. Конвенция Организации Объединенных Наций по морскому праву (Монтего-Бей, 10 декабря 1982 г.).
5. Булыга И. А. (2020). Экологическая безопасность на морском транспорте: проблемы и решения. Москва: Научный мир.
6. Асосиев А. В., Панасюк Н. А. (2019). Методы предотвращения загрязнения морской среды судовыми отходами.
7. Фролов В. П., Морозова И. А. (2020). Судовые системы очистки сточных вод и их влияние на морскую экосистему./Морская экология, 25(4), 123-129.
8. Петров А. С., Савельев И. И. (2018). Анализ международного законодательства по ограничению загрязнения морей судовыми отходами./Журнал международного права, 6(2), 75-90.