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首页 > 行业信息> 各式收油机的技术性能特点及在溢油应急计划中的配备指南

Technical data & performance characters of the different skimmers by type
And the guide to equip skimmers for Oil Spill Emergency Responds Plan

摘要 : 通过综合﹑详细地分析比较 了市场上的各种收油机的技术性能特点和在实际应用中对环境因素的适应性, 阐明了在制定和实施 溢油应急反应计划过程中, 合理﹑科学地选择配备收油机的重要性和严肃性 , 以及具体的操作方法 .
Abstract : It elucidates the importance ﹑seriousness & guide to equip the right type of skimmers for the Oil Spill Emergency Responds Plan through the analysis & comparison of the technical data & performance characters of the different skimmers by type .
关键词 : 各式收油机 , 技术性能及适应性 , 溢油应急反应计划 ,选择和配备 .
Key words : skimmers by type ; technical data & performance character ; Oil Spill Emergency Responds Planning ; selection & equipping收油机(有时也称为撇油器,主要指堰式收油机)是指通过各种物理方法将水面溢油回收起来的专用机械设备, 它在各级溢油应急反应计划当中具有非常重要的作用, 其重要性甚至超过了围油栏。因为成功﹑高效地将溢油回收起来, 这是整个溢油应急反应计划的最后也是最关键的步骤, 是整个溢油应急计划的目的所在 。
      由于目前国内和国际市场上的收油机根据其设计的物理学原理及所采用的型式的不同,其型式共可分为十几种, 其技术性能和特点也大不相同。同时在实际应用当中,由于其现场情况的不同其回收溢油的效果会有非常悬殊的表现。如果在制订溢油应急计划时,各港口﹑码头或其他使用单位,没有能够充分考虑这一点,选择配备了低效或适应范围狭窄的收油机,不能适合自身的实际情况 , 在日后的实际应用当中, 单一的收油机很可能会失效, 甚至几乎不起作用,这将不仅直接决定了现场溢油应急行动的成功与否, 而且会使宝贵投资付诸东流。"养兵千日,用兵一时,因此科学﹑正确地选择并配备收油机是一项非常严肃﹑慎重的工作,对港口﹑码头﹑钻井平台等涉油单位及区域性的溢油应急计划的成功实施具有非常重要的实际意义,其重要性甚至远远超过了对收油机的回收能力的要求。 而这一点恰恰是我们以前所很少提到和注意到的,应该引起各业主单位﹑设计单位和各级主管部门的足够重视 ,这正是我们在这里进行探讨的目的和意义所在.

一 、 收油机的分类

国际上通常将收油机按照其收取浮油的原理进行分类 ,并再分别具 体细分其工作型式 。 
1)粘附式―D包括带式﹑ 盘式﹑鼓式﹑刷式和绳式等.
2)堰式――包括普通堰式﹑可调节堰式﹑斯勒普(SLURP)式和披肩式等.
3)水动力式――也称为动态斜面式(DIP式)
4)抽吸式―― 真空式或气流式.
5)其他――包括组合式﹑涡流式

二 、 各种型式的收油机的工作原理和工作性能的简要介绍  
  
1) 粘附式收油机:
      通过利用对油具有粘附性的材料 ( 如盘片﹑宽带﹑吸油刷﹑或吸油绳等)的连续运动, 将具有一定黏度的浮油带离水面, 并利用其他装置将油从粘附材料上分离下来, 达到回收浮油的目的.但由于其对低黏度的油几乎不起作用,而对高黏度的油,由于其比重通常较大,油在被向上带起的过程中会由于重力而滑落,因此盘式﹑绳式收油机通常只对油层较厚的中黏度油起作用,但带式和刷式收油机对较厚的高黏度油同样也会起作用, 但当浮油层较薄时各种粘附式收油机的表现都会很差. 
粘附式收油机是最早在国际上被发明的,也是被宣传最广的收油机.但由于其彻底性效率和接触浮油的速度较低, 因此其在实际应用中回收油的效率很低 . 同时回收起来的油易产生乳化现象, 回收物中的含水量较多,在有水流 ( 特别在大于0.75节 )的情况下应避免使用.除带式和绳式收油机以外, 各种漂浮垃圾会对其现场表现造成较大影响 . 通常粘附式收油机的结构较为复杂(尤其是盘式的),活动的易损部件较多,增加了日后维修保养方面的要求和支出. 

2) 堰式收油机:
      利用特别设计的带折堰的收油头将水表层的浮油通过 特制的泵抽吸到贮油容器中, 达到回收浮油的目的. 特点是直接对漂浮的油层进行回收,因此其彻底性效率很高,而且对油的黏度没有限制.但普通堰式收油机对波浪和水流的适用性较差,在油层较薄或有风浪的情况下易同时回收大量的水,即使在静水条件下对中﹑薄厚度的油层也会同时回收大量的水(通常油只占20-30%甚至更低),这往往浪费了现场有限的泵力资源和贮存空间.因此通常只适用于静水情况下油层较厚的各种黏度的浮油. 但可调节的堰式收油机和斯勒普(SLURP)式及披肩式收油机由于可调节其吸油口与水面的角度,使收油机能只收取水层上面的浮油,因此可大大改善普通堰式收油机的不足,可适用于油层较薄及有轻微波浪的情况 . 由于其彻底性效率和接触油的速度较高, 因此其收油的进度较快. 因此在油层较薄、贮油能力不足﹑有水流或风浪较大时应避免使用普通堰式收油机 , 而应选择具有可调节功能的堰式收油机.除非有特别设计,否则水面的漂浮垃圾会堵塞收油口,中断其回收操作. 堰式收油机可活动的部件很少,除非意外的事故,一般不需要进行日常的维修保养。

3)水动力式收油机 : 也称为动态斜面式(DIP式) 
     通过利用连续向斜下方运动的特制的宽带( 动态斜面) 所产生的水动力将浮油及小片的漂浮垃圾牵引到回收井里, 再用 泵将聚集在回收井上部的油输送到贮油容器中,达到回收浮油的目的. 可适用各种不同黏度和厚度的浮油,而且其彻底性效率和接触油的速度都很高,因此回收的进度很快.而且由于在回收的过程中,油和水的分界面没有被打破,因此不会产生油的乳化现象 , 回收物中含水量极少,通常可达到90%以上,通常可不需要后期的油水分离处理),可节省现场宝贵的贮油空间和泵力资源,同时也节省了大量的后期的油水分离的费用。其抗风浪和水流能力强, 是唯一能在围油栏失效(即水流大于0.75节)的情况下,良好工作的收油机(适应水流0 -- 5 节的情况下), 甚至可以在水面上追着浮油进行回收,而不必依赖围油栏的布放, 是唯一可几乎适用于各种情况的非常理想的收油设备 . 

4)抽吸式收油机 :
      真空式或气流式。都是利用大功率的真空泵所产生的真空气流,经过吸油管, 将水面的浮油回收起来. 主要适用于平静水面上的中﹑低黏度﹑比重较轻及油层较厚的浮油, 但对高黏度及比重大的浮油, 则效果较差. 其彻底性效率高而接触油的速度较低,由于可能同时回收大量的水, 在现场贮油能力较小时应避免使用. 可应付水上少量的小块的漂浮垃圾,但在有水流的情况下应避免使用。

5) 其他收油机 : 包括涡流式收油机及多种型式组合在一起的收油机.
  涡流式收油机是通过利用旋转的叶片所产生涡流的向心力的作用,将收油机周围的浮油在中心区域集中并通过泵将其抽走,  达到回收浮油的目的. 只适用于较平静水面上流动性较好的中﹑低黏度的浮油,对黏度较大的原油效果较差,可应付少量的各种小片漂浮垃圾,但在有水流的情况下应避免使用。各种组合式的收油机是将以上两种或两种以上型式的收油机组合使用的收油设备,以克服某种单一型式收油机的不足或缺陷, 具体地根据其组合搭配的科学性和合理性评价其表现 。

三、 对不同型式收油机进行评价的性能指标及适用性的对比

(一) 评价各式收油机在实际应用中的表现主要分为以下5项技术指标和3项对比指标。该五项技术指标是指不同型式的收油机分别在相同的测试条件下所得到的数据结果:
1.) 回收效率:
     指纯的油所占全部回收物( 油+水)的百分比 .本指标直接反映了不同型式收油机的实际工作效率,和在实际应用中会浪费大量宝贵的现场的泵力和存贮资源,及后期的油水分离的费用。
2.) 彻底性效率: 
     能够一次性回收起来的油占收油机一次性接触到的浮油的百分比.本指标与不同收油机的设计原理有直接的关系,能够直接反映收油机的收油效果,即能否将浮油回收起来,同时也能反映了回收浮油的速度。
3.)接触浮油的速度:
     指在一定时间内所能够接触到的浮油量。本指标决定于各种收油机的设计的原理及科学性,以及能否及能以多大的速度在行进中回收浮油.
4.) 收油效率 : 
    指在一定时间内所能够回收起来的纯油量.此项指标直接反映了收油机的回收能力和效果。它实际上等于彻底性效率x接触浮油的速度x回收效率,与厂家通常所宣称的收油速率是完全不同的两个概念.一般厂家说明书上所宣称的收油速率往往是指设计收油机时额定的泵力系统的单位时间油水的最大通过量,只是反应了所配备的泵力系统的额定规格,根本无法正确反映实际应用中收油机的回收浮油能力和效果。
5.) 收油进度 : 
      指能够在一定范围内将一定量的浮油全部回收起来所需要的时间。此指标与彻底性效率和接触浮油的速度直接成反比例。
6.) 投放及操作的简易度 :
      指在设备投入使用时及回收操作中是否需要其他辅助设备(如吊车﹑船舶等)的配合进行现场安装,是否一定需要首先用围油栏将油围住, 以及需要相应的多大的存贮容器才能配合收油机的使用.
7.) 设备的简易程度:
      指收油机中是否有很多可活动的部件。可活动的部件越多,设备越复杂,在运行当中越容易出现故障,使回收工作中断或无法进行。
8.) 维修保养的简易度:
     指在设备长期存放及使用过程中是否容易损坏及老化,是否需要经常保养维修. 通常设备越复杂,对维修保养的要求越高.

(二) 实际应用当中现场条件对收油机的影响  
 不同型式的收油机会由于实际应用当中因为以下五种不可避免的重要因素而有非常悬殊的表现.这五种因素是: 
1.) 浮油的种类――主要指不同油种的黏度和比重等主要物理指标, 通常简单分为低﹑中﹑高三种.
2.) 浮油层的厚度――可从1 毫米厚的油膜到2个厘米及以上厚度的油层.通常分为薄( 1-10毫 米) ﹑中(1-2 厘米) 和厚(2厘米以上) .
3.) 水面波浪――通常简单分为微波(静水区﹑港内)﹑涌浪(近岸,不见白浪花)﹑波浪(有明显的浪花),及大浪(带白浪花的涌浪,6级以上)这四种情况.
4.) 水流――通常以节( 1节=1海里/小时 )来表示.
5.) 漂浮的碎片――主要指浮在水上混杂在浮油中的各种小块的固体的垃圾和杂物。

(三) 各种收油机的性能指标和在实际应用中不同情况下的性能对比表
(  见所附的对比表 )

四、各级溢油应急计划中收油机的配备指南

      在各级溢油应急反应计划中,对收油机的选择和配备要求, 应该综合考虑以上所述各种收油机的技术性能和使用特点,结合各不同等级的港口、码头和区域的主要可能发生的溢油的规模、油种及所处的环境因素的特点等因素而做出的。 考虑的优先次序应该依次如下 :  
1. 溢油的规模 ―― 依此确定收油机的回收能力的大小, 即收油机的规格。
2. 溢油的种类 ―― 初步确定所选择收油机的型式,应选择对油种兼容性好的收油机型式,以应付不同油种的溢油。
3. 油层的厚度 ―― 进一步确定收油机的型式 , 应选择能够适应薄油层的收油机 , 因为对厚油层各种收油机效果都会较好. 但对薄油层的回收效果却大不相同.
4. 现场条件的限制 ----- 应充分考虑水流、风浪、飘浮垃圾等因素的影响. 应在以上选择的基础上, 进一步选择对自然条件适应性强的收油机 . 
5. 配套设备的情况 -----有无专用的船艇 和设备,能否快速地布放围油栏, 或是否一定需要吊车等设备配合收油机的使用。及有无足够的接收、贮存设备,应在以上选择的基础上进一步选择独立工作能力强的收油机 .
6 . 质量和价格 ---- 正确的选择了收油机的型式和规格后, 再选择物美价廉、及售后服务好的产品.
从前表以及配备收油机的要求和原则可以看出 ,水动力式收油机的各项技术指标以及在实际应用中的各项适用性均大大优于其它型式的收油机,因此在资金允许的情况下,水动力式收油机应该是各级溢油应急计划的首选设备 。
 
      收油机作为溢油回收的重要工具,是各级溢油应急反应计划的最重要的组成部分。国内外大量的溢油反应实例证明,由于溢油事故的突发性和现场情况的复杂性,在对抗溢油污染﹑降低污染损失方面,收油机所发挥的实际作用远远超过了围油栏 , 当缺乏有效的溢油回收设备时或溢油回收设备不理想时, 即便各方面对溢油事故做出了迅速而且正确的反应, 大家也只能眼睁睁的看着溢油不断的扩散和漂走, 这是非常令人痛心却又无可奈何的一幕。同时,我们大家都明白"工欲善其事,必先利其器"这个道理,由于收油机的形式多种多样,造价昂贵却使用频率低(其性质类似于消防救生设备),因此要想在实际应用当中使当初宝贵的投资发挥应有的作用,将已经发生的溢油污染所造成的损失降低到最小,达到溢油应急反应计划的最终目的,真正做到"养兵千日,用兵一时", 就必须在制订溢油应急计划﹑尤其是在选择配备收油机时科学地掌握并分析各种收油机的技术性能特点,充分考虑到自然环境等因素,避免" 都是收油机, 随便买一台都一样 "的这种普遍心理。其实, 我们大家都明白收油机和收油机在实际使用时是大大不一样的 。 同时建议我们的主管机关或有关部门能够尽早地制订并实施有关的法规或标准,指导并监督各级单位科学、严肃地选择并配备收油机,并且熟练地掌握使用方法,以保证在事故一旦发生时,我们精心制订而且耗费巨大的溢油应急计划能够顺利、有效地实施,保护我们的海洋环境,完成我们所肩负的" 使海洋更清洁 " 的历史使命 。
以上内容参考了:
《 RESPONSE TO MARINE OIL SPILLS 》 EDITED BY :" THE INTERNATIONAL TANKER OWNERS POLLUTION FEDERATION "
《 海上溢油应急反应 》      编者 : 国际油轮船东防污染基金会
《 OIL SPILL CLEANUP MANUAL》 EDITED BY : " EXXON CORPORATION "
《溢油回收手册》 编者 :    爱克森石油集团
《 OIL SPILL INTELLIGENCE REPORT 》EDITED BY :" CUTTER INFORMATION CORP . "
《溢油调查报告》      编者 : 卡特咨询机构
《PLANING & EQUIPMENT & TRANNING FOR OIL POLLUTION CONTROL 》 EDITED   BY : SLICKBAR PRUDUCTS CORP.
《 溢油污染控制之应急计划、设备和人员培训 》  编者 :SLICKBAR企业集团