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首页 > 行业信息> 浅述现有工作船舶加装溢油回收功能的方案及其优缺点分析
一、概述
 
       当今社会面临着环境与发展的双重压力,能源是人类社会进步最为重要的物质基础。纵观人类几千年的文明史,能源结构的重大变革导致了人类社会的巨大进步,国民生产总值的增长始终与能源消费同步增长。随着中国经济的发展以及工业化的进步,我国对能源的需求量也在不断地增加,现在我国是能源特别是石油能源的进口大国,(在2000年度进口石油已达8831万吨)。我国现在90%以上的石油进口是由油轮通过水陆运输的,这些油轮在承运进口石油过程中,存在着巨大的潜在溢油风险,这对水域环境造成了巨大的污染威胁,对交通水运环境工作也带来了巨大的挑战。
保护海洋环境是关系到社会经济可持续发展的大事,对我国海洋环境所面临的严峻形势要有一个正确的认识,特别是在现在这种交通行业环保工作力量薄弱、小型港口和小船舶的污染管理任务繁重的情况下,更要充分认识到保护海洋环境的重要性和紧迫性。鉴于海洋污染程度的日益加重,我国海事主管部门加大了溢油应急工作的力度,加强了对溢油应急反应的组织管理工作;特别是《中华人民共和国海洋环境保护法》2000年4月1日生效后,政府采取了强有力的措施控制污染,也加大了环保的投入。
 
二、临时船用溢油回收系统在现阶段的优势

       海洋环境保护是一个很大的体系,在全国港口水域范围内,既要建立溢油应急体系、溢油应急计划,又要建立和培训应急队伍、购买应急设备,还要建立污水处理设施等,环保开支是非常巨大的!结合我国的国情,在现阶段要改变溢油应急能力,加强应付海上大型溢油事故的能力,在原有的各种工作船、救助船、交通船、污水回收船等船舶上加装收油机,这种在美国被称作“临时船用溢油回收系统”的方法是非常可行的。
 
三、各式收油机的原理简要介绍与分析

       使用经验表明,并不是所有的收油机都可以用于加装在船舶上构成“临时船用溢油回收系统”,因为现阶段使用的收油机包括:水动力DIP式、堰式、黏附式、抽吸式收油机,它们设计时所依据的物理学原理,就决定了它们对溢油的适应性、对海洋环境的适应性、对船舶的适应性是差别很大的。

1、堰式收油机的原理介绍与分析:

      堰式收油机的工作原理是利用溢油重力和流动性,调整堰式收油机的堰边刚好低于油膜表面,让油通过堰边流进集油器,通过泵浦将集油器内的溢油泵送到储油容器。堰式收油机对风浪的敏感度高,在有波浪时,它的收油效率(ORE)和彻底性效率(TE)将下降很快,浪大时不到1%。堰式收油机对油层的敏感性高,对薄油膜的回收时,回收效率(ORE)极低。另外,堰式收油机的堰口易被堵塞,所以,它不适合回收高粘度的油;对垃圾的敏感度高。堰式收油机在有水流和风浪的情况下,回收效率极低,有时回收的水达到95%以上,会对溢油现场造成储油能力的严重不足,甚至因为无法储存回收物而使收油船无法继续工作。堰式收油机对风浪的敏感度高,就决定了它不适合于动态回收,不能用于侧挂回收。

2、粘附式收油机的原理介绍与分析:

      通过利用对油具有粘附性的材料(如盘片、宽带、刷子、吸油绳等)的连续运动,将具有一定粘度的浮油带离水面,并利用其它装置将油从粘附材料上分离下来,达到回收浮油的目的。各种粘附式收油机根据所用的吸附材料不同,所适应的油种也有所不同;粘附式收油机需要将油带离水,受波浪的影响大;要求有较厚的油层,需要围油栏的配合使用;而且决大多数对低粘度的油几乎不起作用(彻底性效率很低,导致收油进度很慢);而大多数对高粘度的浮油,因为重力较大超过收油机粘附材料对油的粘力,油将在回收的过程中滑落,从而降低了回收进度;对于已乳化了的溢油,油的粘附力很小,收油机也无法回收。粘附式收油机,受波浪的影响大、需要围油栏的配合、对低粘度的油彻底性效率很低、无法回收乳化油等特点,就决定了粘附式收油机不太适合于动态回收,不合适用于侧挂回收。

3、真空式收油机的原理介绍与分析:

      真空式收油机其工作原理是利用真空泵在收油头处产生真空,将水面上或地面上的溢油吸入真空储油罐内。真空抽吸式收油机对油层的厚度敏感性高,不适用于回收薄的油层;回收效率低,只适用于岸滩、港口和平静水域,真空式收油机不适合于动态回收,不能用于侧挂回收。

4、DIP式收油机原理介绍与分析:

      动态斜面技术先进的利用了水动力物理学原理来进行水面浮油的回收。当水面的浮油遇到运动的斜面时,该斜面运动的相对速度等于水流与收油机的合速度(所以通过调整斜面运动的速度,来提高收油机的速度,已达到提高收油进度的目的;在水流大的情况下,可以顺着水流追着溢油回收)。这样,由于斜面的牵引作用,浮油、运动的斜面以及相邻的水层都以相同的速度同时移动,因此油和水不会因搅拌作用而混合在一起(所以没有“油包水”现象的发生,回收效率高,回收物中油可达到99%)。油层被移动的水层向下牵引,当到达斜面的最底端时(因为收油的过程是在水下完成的,所以对波浪的敏感度低),由于油的比重较小而向上浮起,在收油井的顶部逐渐形成厚厚的油层(只有在这个过程中会发生非常轻微的油水混合现象),然后,这层厚厚的油层被自动控制的螺杆泵(可装有超声波控制系统)直接输送到贮油槽里。
动态斜面式收油机具有下列特点:
◆ 回收效率高,可达到99%。
◆彻底性效率高,可达到80%--99%。
◆能够在行进中回收溢油,最高速度可达5节。
◆收油进度快。
◆适用溢油粘度范围宽,可回收各种粘度的溢油。
◆ 对海浪、潮流不敏感,在大浪、强水流以及围油栏失效时,可正常工作。
◆适用于不同厚度的油层,可以回收油膜。
◆受漂浮垃圾的影响小,可同时回收垃圾。
◆适用区域广,可靠性高,操作维修简单
       DIP式收油机可以在动态下对溢油回收,DIP600可以在3节的速度下良好的工作;受波浪的影响小,DIP600可以在1.8米浪高下正常工作;对油层厚度不敏感,不需要围油栏的配合;对油的种类不敏感,也可以回收乳化油;收油效率高,可最大限度地利用了溢油现场(尤其是远离岸边的情况)宝贵的泵力资源和存贮空间,这些特点,就决定了DIP式收油机适用于侧挂回收。

四、美国海岸警备队相似项目介绍

       从1996年开始 ,美国海岸警备队就开始准备采购了6套“临时船用溢油回收系统”,分别交付给其太平洋应急反应中心﹑大西洋应急反应中心和墨西哥湾应急反应中心各两条套, 可随时用来与新建造的14艘 “丘比特”级远海航标船配合使用。经过组织全世界的各生产厂家将设备带到前面提到过的美国国家油类和危险品测试中心(OHEMSETT)进行公开的性能模拟测试 ,并以这次测试结果作为公开招标采购的依据 。 海岸警备队认为,对于开阔的大范围的海域使用的溢油回收设备最关键技术问题是其在必须要克服高速水流和较高的海浪对收油设备性能的不利影响, 即溢油回收效率 (ORE, Oil Recovery Efficiency )和彻底性效率( RTE , Recovery Throughout Efficiency ) , 这两个关键的性能指标必须能够保持较高的水平。  海岸警备队的要求应该能够说明对工作船舶加装溢油回收功能的要求。   
       当时,有4个来自世界各国的溢油回收设备的生产厂家带着他们认为能够满足海岸警备队要求的设备,来到OHEMSETT 进行了这次公正的严格测试。 结果,海岸警备队在对测试结果进行了认真的对比后, 最后选择了SLICKBAR集团下JBF 公司生产的DIP-600 型 VOSS 溢油收油系统 。
这次海岸警备队一共只采购了6套DIP-600 型的VOSS 系统 ,现在它们分别在其太平洋应急反应中心﹑大西洋应急反应中心和墨西哥湾应急反应中心使用,实现其进行大范围的远海溢油应急行动的使命。
      对于溢油回收设备进行测试后,再根据测试的结果进行选择配备,是非常重要的工作, 因为同样用来进行溢油回收的设备有很多种不同的设计原理,这决定了不同原理的设备在情况千变万化的应急现场会有非常悬殊的表现, 这将决定一次真正的溢油应急行动的成败 。 因此, 首先可根据未来的应用需要来选择性能能够满足这种需要的溢油回收设备是非常重要的。同时,可以仿效或者参考美国的通过模拟真实的操作环境对各厂家的设备进行性能测试得出客观的量化数据,或者参考他们的数据,进行分析和选择, 而不能仅仅根据厂家自己所宣称得性能效果来进行评估和选择。

结语:

      通过对水动力DIP式、堰式、黏附式、抽吸式收油机所依据的物理学原理的分析,以及对美国海岸警备队相似项目经验介绍的分析,我们可以看出,DIP式收油机是最适用于侧挂于现有船舶上用于溢油回收的收油机类型。