一種便于船舶壓載水的雜質(zhì)過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)方案

汪偉奎 天津中海油能源發(fā)展油田設(shè)施管理有限公司

1.引言

全球一體化進(jìn)程逐漸加深，海上貿(mào)易更加依賴遠(yuǎn)洋船舶運(yùn)輸，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前有85%的國(guó)際貿(mào)易貨物依賴遠(yuǎn)洋船舶完成。船舶在貨物裝卸過(guò)程中需要進(jìn)行壓載水的裝載和排放，用來(lái)控制船舶的浮態(tài)和穩(wěn)性。隨著船舶數(shù)量的增加和船舶周轉(zhuǎn)量的增加，船舶壓載水的裝載和排放更加頻繁，一方面大大增加了外來(lái)有害水生生物在壓載水中存活和轉(zhuǎn)移的機(jī)會(huì)，根據(jù)相關(guān)研究顯示，全球每年至少有超過(guò)3000種水生植物和微生物隨超過(guò)100億噸的船舶壓載水搬運(yùn)到世界各地的不同海域。如果不對(duì)船舶壓載水進(jìn)行有效處理，則會(huì)使有害藻類、細(xì)菌和病毒等被帶至其他地區(qū)和海域，從而造成對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)災(zāi)難。船舶壓載水排放引發(fā)的外來(lái)生物入侵已被全球環(huán)境基金組織確認(rèn)為危害海洋的四大威脅之一。另一方面，在裝載壓載水過(guò)程中還會(huì)攜帶大量泥沙，并沉淀在船艙中。這些沉淀物對(duì)于船舶的穩(wěn)性和載貨性能而言，也會(huì)帶來(lái)一定的損害。國(guó)際海事組織（IMO）于2004年頒布了《國(guó)際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約》（簡(jiǎn)稱“公約”），明確提出船舶壓載水處理后的生物排放標(biāo)準(zhǔn)。按照公約要求，船舶應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)安裝符合 IMO 和船級(jí)社要求的船舶壓載水處理系統(tǒng)，公約在 2017 年 9月8日正式生效。USCG在2013年正式頒布了final rule，要求進(jìn)入美國(guó)海域的遠(yuǎn)洋船舶在進(jìn)行壓載水排放前必須經(jīng)過(guò)處理，同時(shí)也明確提出船舶壓載水處理后的生物排放標(biāo)準(zhǔn)和船舶壓載水處理系統(tǒng)的安裝要求，并符合USCG型式認(rèn)可。過(guò)濾器是壓載水處理系統(tǒng)的主要部件，因此有必要對(duì)其工作原理和技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證分析，以使其滿足實(shí)際使用。

圖1 裝置軸側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 裝置前視結(jié)構(gòu)示意圖

2.裝置設(shè)計(jì)

為解決壓載水雜質(zhì)過(guò)濾問(wèn)題，本設(shè)計(jì)提供一種可提高清理或更換過(guò)濾網(wǎng)的便利性，同時(shí)提高過(guò)濾效果和效率的便于清理的雜質(zhì)過(guò)濾裝置，具體如圖1至圖3所示。

圖3 裝置左視結(jié)構(gòu)示意圖

3.裝置特點(diǎn)

3.1 裝置設(shè)計(jì)有自動(dòng)清洗功能

本裝置在清洗工作過(guò)程中會(huì)較小的影響正常工作進(jìn)展。設(shè)備會(huì)自動(dòng)將過(guò)濾所得外來(lái)生物、固體沉淀物污染物、微生物、病菌等雜質(zhì)經(jīng)污水管直接將放到壓載水取水處的船體外，減少了外來(lái)外來(lái)生物和固體沉淀物等污染物的攜帶風(fēng)險(xiǎn)，提高了后續(xù)處理的便利性和整潔度。

3.2 本裝置結(jié)構(gòu)輕巧占地容積小

由于船舶設(shè)計(jì)的主要功能是用來(lái)運(yùn)輸貨物。船舶載運(yùn)貨物的兩個(gè)重要指標(biāo)一是貨物處所的貨物容積空間，二是貨物處所提供的貨物載重能力。為此船上的空間是寶貴的，需要安裝的各種設(shè)備要盡可能小地占用船舶的各類空間使用。本裝置設(shè)計(jì)輕巧，占地容積小，具有一定的技術(shù)優(yōu)越性。

4.裝置運(yùn)行原理

船舶壓載水的雜質(zhì)過(guò)濾裝置具體運(yùn)行原理如下：

（1）裝置包括過(guò)濾下筒、合頁(yè)、過(guò)濾上筒、卡環(huán)和兩組螺栓，過(guò)濾下筒頂端設(shè)有開(kāi)口，過(guò)濾下筒內(nèi)壁設(shè)有卡架，過(guò)濾下筒左端下部設(shè)有排水管，排水管左端設(shè)有排水法蘭片，過(guò)濾上筒通過(guò)合頁(yè)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在過(guò)濾下筒上，過(guò)濾上筒上設(shè)有注水管，注水管上設(shè)有注水法蘭片，卡環(huán)底端設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，卡環(huán)可卡裝在卡架上，過(guò)濾上筒的前后兩端均設(shè)有擋片，過(guò)濾下筒的前后兩端均設(shè)有螺栓架，兩組螺栓可穿過(guò)兩組擋片并螺裝至兩組螺栓架內(nèi)。

（2）裝置在排水法蘭片外壁設(shè)有法蘭密封圈，注水法蘭片外壁設(shè)有法蘭密封圈。密封圈起到密封作用，防止過(guò)濾水二次污染。

（3）裝置在過(guò)濾下筒頂端內(nèi)壁設(shè)有筒密封圈。

（4）裝置在排水管上設(shè)有手閥，手閥上設(shè)有手閥把手。

（5）裝置在卡環(huán)頂端設(shè)有兩組連接架，每組連接架頂端設(shè)有提環(huán)。提環(huán)可以提高操作的便利性和安全性。

（6）裝置還包括兩組吊圈和兩組連接繩，兩組擋片上均設(shè)有安裝架，兩組吊圈圈套在兩組安裝架上，螺栓通過(guò)連接繩與吊圈固定連接。

（7）裝置還包括把手和把套，把手固定安裝在過(guò)濾上筒上，把套固定套設(shè)在把手上。

（8）裝置還包括多組墊腳，多組墊腳固定安裝在過(guò)濾下筒底端。

5.裝置效果

本裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，首先過(guò)濾上筒蓋在過(guò)濾下筒頂端，擋片和螺栓架貼緊，螺栓穿過(guò)擋片和螺栓架，壓載水管通過(guò)注水法蘭片與外界的供水裝置連接，排水管通過(guò)法蘭片與外界的壓載水裝置連接，壓載水通過(guò)注入管進(jìn)入過(guò)濾上筒和過(guò)濾下筒內(nèi)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)濾后，通過(guò)排水管排出，當(dāng)需要清理或更換過(guò)濾網(wǎng)時(shí)，松動(dòng)螺栓并將其取出，之后打開(kāi)過(guò)濾上筒，再將卡環(huán)和過(guò)濾網(wǎng)從過(guò)濾下筒中取出即可，提高清理更換過(guò)濾網(wǎng)的便利性，防止過(guò)濾網(wǎng)堵塞，提高過(guò)濾效果和效率。當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的船舶壓載水自動(dòng)清洗過(guò)濾器技術(shù)相對(duì)國(guó)際發(fā)展技術(shù)還較為落后，只有少數(shù)廠家可以生產(chǎn)。本裝置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，系統(tǒng)需求壓力較低，壓載水過(guò)濾精度較高，用于船舶壓載水的處理處理效果較好。本裝置還可以用于其他場(chǎng)景的水初級(jí)處理，應(yīng)用前景較為廣闊。