機械式海面浮油回收裝置的相關(guān)探討

姜家康　殷江雷

摘 要：隨著海油工業(yè)的不斷推進和海油運輸?shù)娘w速發(fā)展，海面溢油隱患越來越大，海上浮油事件也時有發(fā)生。海上溢油發(fā)生后，海洋生態(tài)、環(huán)境將承受巨大的破壞，在這種情況下，海面浮油回收裝置的相關(guān)研究日漸重要。作者結(jié)合自身經(jīng)驗，從海面浮油裝置的基本結(jié)構(gòu)、性能等方面展開分析，并對堰式撇油裝置、流體動力式撇油裝置、表面親油式撇油裝置等機械式海面浮油回收裝置的研究成果進行概述，以期為業(yè)內(nèi)相關(guān)人員提供有益參考。

關(guān)鍵詞：海面浮油；回收裝置；機械式

引言

石油是世界能源的重要組成部分，是維持國民生產(chǎn)、生活的重要動力源。然而，隨著石油工業(yè)和石油運輸?shù)目焖侔l(fā)展，海面溢油事故也日漸增多，從美國墨西哥灣的深海地平線石油鉆井平臺爆炸事故，到我國渤海灣的蓬萊溢油事件，都給海洋資源、海洋生態(tài)造成了嚴重的危害。所以，海面浮油回收重于泰山，機械式回收裝置的研發(fā)和合理選用是降低、消除海面浮油危害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 堰式撇油裝置

堰式撇油器是常見海面浮油回收裝置，其工作原理為：通過調(diào)整撇油器堰邊的高度，使海面浮油在海面流動和海油自身重力作用下，將海面浮油收集到集油斗中，然后將收集到的浮油輸送到儲油器中存儲[1]。堰式撇油裝置大體涵蓋四種類型：基本型、浮體可調(diào)型、圍油欄組合型以及真空抽吸型。

1.1 基本型堰式撇油裝置

基本型堰式撇油器操作相對簡便，適用于海面平靜、浮油厚度5cm以上的淺水海面作業(yè)，在符合以上條件的情況下，基本型堰式撇油器能夠發(fā)揮出良好的海面浮油回收效果。與此同時，如果海面特別是近海海面垃圾較多、海面波高大于30cm時，基本型堰式撇油器的海面浮油回收效率就會降低。

1.2 浮體可調(diào)型堰式撇油裝置

該裝置運用一個簡單堰式結(jié)構(gòu)來回收海面的浮油，其工作原理為：通過調(diào)節(jié)可調(diào)浮體來對撇油器堰邊的高度進行調(diào)整，調(diào)節(jié)方式是螺桿等方式。進入圍堰集油斗的浮油，再通過輸油泵將集油斗的浮油輸送到油存儲裝置中存儲[1]。浮體可調(diào)型堰式撇油器結(jié)構(gòu)相對簡單，主要適用于淺水海域，特別對中、低粘度海面浮油的回收具有良好效果，但浮體可調(diào)型堰式撇油器一般只適用于2級以下海況。

1.3 圍油欄組合型堰式撇油裝置

圍油欄組合型堰式撇油器是由圍油欄和撇油設(shè)備的合成體，在一般情況下，需要兩條船進行J型或U型拖帶作業(yè)。圍油欄組合型堰式撇油器可用于岸邊定錨作業(yè)，讓海面浮油流入圍欄區(qū)后進行回收，具有容納少量垃圾、隨波性能好的優(yōu)點，但存在操作不夠簡捷，回收浮油的效率較低的缺點。

1.4 真空抽吸型堰式撇油裝置

真空抽吸型堰式撇油器的主要結(jié)構(gòu)是一個漂浮的抽吸頭，在具體的海面浮油回收作業(yè)中，含浮油水面剛好在抽吸頭的開口處，連接真空罐車可快速抽取水面浮油。而且，抽吸頭的開口高度可以通過浮標(biāo)進行靈活調(diào)節(jié)，自身具有良好的柔性和乘波性，能夠適應(yīng)各種水深條件，特別適用于5mm以上厚度海面浮油的回收，但抽吸頭作業(yè)過程中，容易被各類海面雜物堵塞，影響作業(yè)效率，且浮油厚度較低時回收效果不理想。

2 流體動力型撇油裝置

流體動力型撇油器的工作原理為，利用撇油器與浮油的相對流動性來回收和分離海面浮油。在通常情況下，流體動力型撇油器由船拖動進行作業(yè)，常見類型有動態(tài)斜面式以及水力旋流式。

2.1 動態(tài)斜面式撇油裝置

此類型撇油器工作時需借助船舶動力，在船舶的拖帶或者頂推作用下在浮油海面區(qū)域運動。海面浮油在動態(tài)斜面作用下進入集油器，之后根據(jù)海水密度大于浮油密度的原理自動上升，進入集油器的上部的儲存空間。此外，該設(shè)備前部安可裝有阻滯海面雜物進入的欄柵，回收連續(xù)性較高，還可以在該類撇油裝置前端設(shè)置兩端張角圍欄，以提高海面浮油的回收效率。另外，該類設(shè)備對海流速度要求不高，一般0～5節(jié)的海流速度都能適應(yīng)。

2.2 水力旋流式撇油裝置

水力旋流式撇油器的工作原理為：海水和海面浮油通過切線方向進入設(shè)備的筒體離心分離室，在筒體離心分離室內(nèi)，海水和浮油進行高速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)二者密度之間的差異形成不同的旋轉(zhuǎn)重力加速度，最終使浮油匯集于設(shè)備上部空間，而海水則集于設(shè)備下部被排出。該類設(shè)置具有重量輕、分離效率高的優(yōu)點，尤其適用于海面浮油量大的情況，但水力旋流式撇油器同樣受海面雜物影響較大，海浪也會對其工作性能產(chǎn)生影響。

3 表面親油式撇油裝置

該類設(shè)備的工作原理為：通過表面親油材料來吸附海面浮油，然后對材料進行擠壓或刮刷進而達到海面浮油的回收目的，該類收油設(shè)備回收的溢油含水量少。目前常見到的種類有繩式、盤式以及刷式等類型。

3.1 繩式親油撇油裝置

將表面親油材料制作成繩索，通過滑輪將親油材料放置海面上進行吸附，并通過設(shè)備的擠壓裝置將吸附到的海面浮油擠入油槽當(dāng)中，周而復(fù)始連續(xù)作業(yè)[2]。該種裝置的靈活性比較強，可安裝在海岸、船體，或者通過吊臂帶動進行作業(yè)，能夠適用各種水深、可以利用海浪的動力，并且對海面雜物無特殊要求，但在吸附高粘度油時需要通過蒸汽提高效率。

3.2 圓盤式及刷式

圓盤式一般將多個親油材料做成圓盤、圓筒等形狀，通過液壓馬達帶動旋轉(zhuǎn)，進而達到收油效果，該類裝置速度可調(diào)，重量輕、體積小、構(gòu)件簡捷、可靠性較高，尤其適用于5mm以上厚度的浮油回收。同時，該類裝置對海面漂浮物要求較高，因為海面漂浮垃圾會阻礙圓盤轉(zhuǎn)動。刷式親油撇油裝置一般將親油材料做成刷子，通過外力帶動來刷取海面浮油，該類設(shè)備適用于粘度較高的溢油，構(gòu)造簡單，工作原理也不復(fù)雜，對海面漂浮物不敏感，回收效率較高，但整體靈活度不高。

4 結(jié)束語

目前，尚沒有一種能夠完全使用與各種環(huán)境的海面浮油回收裝置。因此，需要對浮油海面的海況、氣象條件、浮油特點進行調(diào)研，并對各類浮油回收裝置工作原理、適應(yīng)情況分析的基礎(chǔ)上合理選用。

參考文獻

[1]劉歡.海上溢油處理裝置概述[J].科技向?qū)В?014（6）：253.

[2]官文進.機械式海面浮油回收裝置[J].武漢造船，2010（8）：133.