朱浩+刁正芳

（江蘇南極機(jī)械有限責(zé)任公司）

摘 要： 隨著國際海事組織（IMO）對水域環(huán)境的日益重視，涉及船舶防污染的各項法規(guī)條文相繼生效并更新了相關(guān)要求。本文主要通過對船用油水分離器的組建構(gòu)成及其工作原理做介紹，同時針對油水分離器的常見故障進(jìn)行了深入分析，并通過兩種類型油水分離器在各個的方面性能進(jìn)行了對比，最終做出優(yōu)化選擇。并對在技術(shù)上進(jìn)行了改良設(shè)計，使之使用性能更加優(yōu)良。

關(guān)鍵詞： 油水分離器；聚結(jié)器；氣動三通閥

一、船用油水分離器的基本構(gòu)成和工作原理及影響因素

1、工作原理

船用油水分離器原理主要有重力分離法、聚結(jié)分離法、過濾法和吸附法等。就現(xiàn)階段而言，絕大部分船用濾油設(shè)備是采用重力分離法，同時配合或輔助聚結(jié)、過濾和吸附等方式。具體工作原理如下：首先，油污水通過進(jìn)口進(jìn)入集油室，然后粗大型油滴便會朝上浮動，繼而進(jìn)入集油室頂部，而油污水（含有小顆粒的）則會朝下流動，接著經(jīng)過板式聚結(jié)器進(jìn)行粗分離，最后相對較大的油滴形成，朝上浮動，集中到集油室，而剩下的油污水，則會通過過濾器、過濾掉機(jī)械雜質(zhì)和一分部石蠟?zāi)z體，剩下的細(xì)微油粒會通過纖維聚結(jié)器的兩極分離進(jìn)行分離，分離出來后，會朝上浮動至集油室，最后，排放符合排放標(biāo)準(zhǔn)的水，如果超過了排放標(biāo)準(zhǔn)（>15ppm），污水排放自動停止裝置會自動報警，并且將不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的污水通過三通電磁閥的啟閉自動泄放返送至船舶艙底。如果油位監(jiān)測器檢測到集油室的污油達(dá)到一定位置，則要啟動排油污閥，將污油泵至污油柜中。

2、影響分離性能的因素

油水分離器的分離效果的好與壞，與其本身結(jié)構(gòu)，污水中的油類品種及其含油量、污水泵類型、流量、工作壓力有關(guān)，而這些因素一般不太好改變，因此總結(jié)下來從管理的角度上看，造成水中含油量高的原因有：

（1）排油控制系統(tǒng)失效，分離出的污油未及時排出，連同排出的水一起流出分離器；

（2）吸附材料的使用性能將決定最終的水中的含油量，因此吸附材料的使用性能下降或失效時；

（3）污水螺桿泵橡膠襯套磨損，容積效率下降，使油水乳化，分離效率下降時；

（4）分離溫度下降或過高，使油的粘度過大或者過??；

（5）分離器內(nèi)部太臟；

二、CYF-B型和ZYF型油水分離器各方面性能對比

1、兩種油水分離器的性能對比

（1）相同點

CYF-B型和ZYF型油水分離器，這兩種油水分離器的分油基本工作原理是相同的，都是先后經(jīng)過重力分離和聚結(jié)分離進(jìn)行兩級分離。而且兩種類型的油水分離器的排放量都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，所以在民用船舶上都有應(yīng)用。

（2）不同點

但是兩者在分油器的結(jié)構(gòu)上卻有很大差異，油污水進(jìn)入油水分離系統(tǒng)的過程也大不一樣。主要區(qū)別有以下幾點：

①泵對污油水的攪拌和使用壽命

CYF-B型油水分離器分離污油水時，油污水要先經(jīng)過泵。經(jīng)過泵的抽吸和攪拌（不論是單螺桿泵還是電動柱塞泵），都會將原來油污水中大的油滴攪拌成細(xì)小的油滴，使污油乳化，從而增大了分離的難度。而對于ZYF型油水分離器，采用后置污油水泵，先對分離筒抽真空，這樣油污水沒有經(jīng)過泵直接進(jìn)入分離筒，從而避免了對油污水的攪拌作用。因此ZYF型油水分離器分離精度要比CYF-B型油水分離器高，更容易達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。同時，由于泵的后置泵吸入和排出的都是污染度很小的清水，減少了泵磨損，故障率降低，泵的使用壽命更長。

②分離效果-氣浮分離效應(yīng)

氣浮分離是從水中除油的一種常用方法：在一定方法下讓一部分氣體溶于水，形成氣溶水。然后采用突然降壓，快速釋放產(chǎn)生的大量微細(xì)氣泡粘附于經(jīng)過混凝反應(yīng)水中的油花上，使絮體上浮，從而迅速除去水中乳化油，達(dá)到凈水除油的目的。油污水中溶入一定的空氣，可以看作是氣溶水。ZYF型油水分離器工作時分離筒內(nèi)處于真空狀態(tài)，油污水進(jìn)入分離筒，相當(dāng)于壓力突然下降，油就會迅速被水中的氣體帶離到水面，在真空狀態(tài)下進(jìn)行重力分離，從而避免了油被乳化。由于CYF-B型油水分離器中的污油水沒有壓力變化，因此沒有氣浮分離效應(yīng)，污油的乳化程度增大，使分離難度增加。

③聚結(jié)器沖洗清潔效果

油水分離器工作一段時間后，分離器的聚結(jié)器和濾器都會受到污油水的污染。如果不及時加以清洗，就會影響分離效果，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。對于CYF-B型油水分離器，當(dāng)聚結(jié)器臟污時，可以打開蒸汽沖洗噴嘴對板式聚結(jié)器組和兩個纖維聚結(jié)器利用高溫高壓的蒸汽進(jìn)行沖洗。這種沖洗方式是順著污油水流動的方向進(jìn)行的，再加上板式聚結(jié)器比較容易臟污，且板的表面很容易附著粘稠的污油，沖洗清潔效果比較差。因此在正常使用中CYF-B型油水分離器的聚結(jié)器清潔會很頻繁。

而對于ZYF型油水分離器的沖洗則是：海水先后經(jīng)過閥和氣動三通閥，經(jīng)過泵后通過氣動三通閥，經(jīng)分離筒的底部進(jìn)入，對兩級聚結(jié)器分離器先后進(jìn)行清洗，最后經(jīng)過噴口，氣動三通閥排出。因為海水沖洗路線和油污水進(jìn)入分離筒的路線相反，因此稱為反沖洗。反沖洗清潔聚結(jié)器的效果要比順沖洗好的多，而且不會堵塞。因而ZYF型系列油水分離器的聚結(jié)器使用壽命很長，拆洗周期可達(dá)2年。

④加熱方式對比

CYF-B型油水分離器采用的蒸汽加熱方式，雖然在一定程度上節(jié)約了能量，但也大大增加了蒸汽管路的長度和敷設(shè)管路的難度，同時由于蒸汽管路的絕熱包扎和可能存在的泄露，更增大了蒸汽管路的初裝費用和管理難度。因此油水分離器使用蒸汽加熱方式越來越少。

ZYF型油水分離器采用的是電加熱，相比蒸汽加熱更可靠，設(shè)計和管理更簡單，同時也達(dá)到良好的加熱效果。

2、優(yōu)選類型

通過對CYF-B和ZYF兩種類型的油水分離器的比較，不難發(fā)現(xiàn)ZYF型油水分離器分離具有分離精度高、泵和聚結(jié)器的使用壽命長、設(shè)計和管理簡單方便、重量輕等性能。但是后者的價格要高。ZYF型的油水分離器雖然取消了蒸汽加熱和復(fù)雜冗長的蒸汽管路，卻增加了氣動控制管路。但相比于蒸汽管路，氣動控制管路更容易設(shè)計和管理。通過反復(fù)的論證和性價比的計算，最終確定ZYF型的油水分離器更適合現(xiàn)代化船舶的設(shè)計觀念。從而船舶最終選擇設(shè)計使用ZYF型的油水分離器。

3、設(shè)計改良

ZYF型的油水分離器系統(tǒng)，為節(jié)省管路采用了很多氣動三通閥，這就要求設(shè)計很多氣動控制管路。這些空氣管路的存在不僅占用了機(jī)艙的空間，同時也會造成空氣泄露從而導(dǎo)致氣動控制失效的可能。另外由于控制空氣管路很長，遭受污染的機(jī)率增多，使氣動閥的故障率升高，增加了維護(hù)頻率。因此使用電動控制代替氣動控制，用電磁三通閥來代替氣動三通閥。在電動控制中，自動控制的精準(zhǔn)度提高，電路的敷設(shè)要比空氣管路要容易的多，這樣不僅減少了設(shè)計成本，更重要的是電動控制更加直接、可靠、靈敏。

三、結(jié)束語

船舶機(jī)艙油水分離器是船舶防止海洋污染的重要設(shè)備，在防止船舶對海洋環(huán)境造成污染的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。提出某船舶油污水處理裝置的選型設(shè)計和技術(shù)改良的方法，這對防止并有效控制船舶污染，維持船舶健康運(yùn)營將有著至關(guān)重要的作用，同時在類型優(yōu)勝略汰的規(guī)則下，達(dá)到了國內(nèi)外排放標(biāo)準(zhǔn)，操作簡單，性價比高，是現(xiàn)代船舶適應(yīng)科技發(fā)展的體現(xiàn)和需求。

參考文獻(xiàn)

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