船舶壓載水的掃艙技術

船舶在排放壓載水的操作中，由于掃艙不干凈，會導致暫停裝卸貨，延長船舶靠泊時間，造成船舶滯期。文章分析了壓載水排放中掃艙階段的主要問題和掃艙技術。

船舶裝貨大多是在專業碼頭，由碼頭上的專業機械連續進行作業，機械化程度高、速度快;而船舶壓載水只能由船上自帶壓載泵排出，排放速度慢，很難趕得上裝貨速度。為不影響船期，通常情況下，船舶在進港之前先排掉中前部壓載艙的部分壓載水以減緩在碼頭上排水的壓力，但在實際操作中，由于掃艙操作不當，在有限的裝貨時間內不能完成規定的壓載水的排放，導致暫停裝卸貨，延長船舶靠泊時間，造成船舶滯期或舶舶只能攜帶部分壓載水離港開航，造成船舶裝貨不滿，從而影響船舶營運效益。

掃艙階段的主要問題

1、汽蝕的發生

隨著液位的降低，泵的吸入真空度會逐漸增大，如果泵的吸入濾器臟堵和吸入管路結垢嚴重，就會導致管路吸入阻力增加，當泵吸入口處的液體壓力低至其飽和壓力時，液體本身汽化和分離出溶解于其中的氣體，生成氣泡的現象。對于離心泵來說，其汽蝕現象是指液體在泵內的葉輪進口處蒸發，產生了氣體，由于這些氣體堵塞了葉輪的通道，因而使泵不能正常運轉。汽蝕現象的主要原因簡單地說有三個:第一是在泵的葉輪處，因流速過高而使壓力下降;第二是因吸入高度過大，吸入管路阻力過大，造成吸入空間壓力過低;第三是因為工作液體溫度過高，而使其達到飽和壓力。

為提高效率，保護水泵，必須防止汽蝕現象的發生。其主要手段是提高泵的吸入壓頭或減小泵必須具有的凈吸入壓頭。具體措施是在卸壓載水的最后階段降低泵的排量。以使其能夠在所需凈吸入壓頭較小的情況下運轉，從而防止汽蝕的發生。降低泵的排量可以通過降低泵的轉速或關小排出閥的開度來實現。而利用降低泵轉速的方法即可減小泵必要的凈吸入壓頭，但不能調速的電動機這一方法無法操作。

2、吸入空氣

當離心泵工作時，如在吸入的水中帶有空氣，則離心泵的效率就會降低，超過極限時，就不能工作。當壓艙水中混入有較多的氣泡或從管路的接合縫隙、吸入閥閥桿填料函處和吸入口吸入空氣時，就會因泵內混雜有空氣而使泵浦發生類似汽蝕的現象。此時，噪聲增大，排量也急劇降低。

然后，當泵發生汽蝕時，吸入壓力表將會顯示出較大的負壓并基本保持不變;而當吸入空氣則不會有太大的負壓，甚至負壓值還可能減少，如果進一步地吸入大量的空氣，則壓力表的指針就幾乎接近于零，據此即可判斷泵是否吸入了空氣。

當混入的空氣很少時，依靠壓載艙液位的靜壓頭是能夠使空氣完全混入水之中并隨水一起排出的。但隨著混入空氣量的增多，泵的效率就要急劇下降，再進一步就不能排水了。危險的是，因艙內吸人閥等操作錯誤以致使泵從空艙等處突然吸入了大量空氣，這時，泵就會突然產生很大的噪聲，轉速也急劇上升，直到超出裝置安全動作值，使泵停止運轉。

這種現象首先延遲了卸壓載水時間，其次對泵具有嚴重的損害，而且還會使與其相關聯的原動機受到破壞，因而要絕對避免。

吸入空氣的現象最易在壓載艙位降低時發生。這時可用降低泵的轉速或將排出閥開度關小的方法使流量減小，從而避免吸入空氣。

3、渦旋現象

吸入空氣除了發生汽蝕現象外，還有旋渦現象。吸入口附近產生的旋渦，可分為局部渦旋和整體渦旋。

局部渦漩發生在吸入口附近，它在吸入液體時產生了局部液體表面上的渦旋。在局部渦漩反復發生和消失的過程中，當其到達了吸入口，泵就會吸入空氣。這時，壓力表和轉速表的指針會有擺動。如果液位再進一步降低，則會產生整體渦旋。此時旋渦發生在吸入口的中心，它使吸入周圍的液面下降，隨著液體的波動而卷入大量的空氣并且被泵吸入。

局部渦旋只會使泵吸入少量的空氣，是有可能隨水一起被排出的。而當發生整體渦旋時則毫無辦法，必須絕對避免。對此能夠采取的較好措施就是對應于液面下降漸次地減少泵的排量。如果艙內采用的吸入閥是開度閥的話，則可根據各艙液位的高低來減少其吸入閥的開度。

掃艙技術

引水法:為了防止水泵很快吸空，可適當將引水閥保持一定的開度，讓泵同時吸入一部分海水，一般引水控制在真空度為-0.03MPa左右。以便能將所排壓載艙中的水徹底排空。引水并不需要始終貫穿于壓載水排放的全過程，若泵內形成真空后即應停止引水，否則容易引起“倒灌”現象。同時還要觀察電動機的負荷，停止引水前的負荷應高于空載負荷。當泵在正常運行過程中發生吸口真空度超過正常值，可能是管路阻力過大，應認真檢查吸入閥是否開足，若吸不出真空或運行中真空度消失，則說明水泵進入空氣，失去了靜壓，應及時進行放氣排除故障。

節流法:掃艙過程中為防因壓載泵排量大而一下子造成吸空，一般不要將壓載艙的閥全開，以適當限制泵的排量，使之與壓載艙內殘水的流動速度相適應，以閥的開度調節吸入壓力，使其維持在-0.03～-0.04MPa之間，保持細水長流，以盡可能排空艙內的水。

若發現泵建立真空度后停止引水，其真空馬上又“消失”，重復幾次，情況仍然如此，說明該艙已基本無水，可以通過測量管進行確認，由于壓載水系統中裝設的是“截止閥”，進與出都是一路管道，在停壓載泵前一定要先關泵的出口閥，再停泵，防止管路中和外部的海水返回該壓載艙。

(作者單位:浙江交通職業技術學院)