由大连溢油事故谈堰式收油器的改进及新型D收E油SM设I备的引进

文/交通运输部上海打捞局 石建敏

2010年7月16日，中石油大连新港石油储备库输油管道发生爆炸，大量原油泄漏入海，导致大连湾、大窑湾和小窑湾等局部海域受到严重污染。上海打捞局迅速派遣船只赶往事故现场，参与原油回收和清理工作。当时我们船上主要使用的收油设备是 Framo堰式收油机，经现场使用，发现在当时的海况和环境下收油效果并不理想。回收的油水混合物中含水量太高，回收效率也受风浪影响，并且回收时需要大容量的临时存储设备。为应对今后这种突发性的大规模海上溢油事故，我们考虑改进堰式收油机并引进新型收油设备。

堰式收油机一般由浮体、集油器、堰边高度调节装置、动力系统和传输系统组成。

图1 堰式收油器

其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，让油通过堰边流入集油器，再通过泵浦将集油器内的溢油泵送到储油容器。收油机工作时，通过调节收油机的堰边来控制进油量。一般堰边高度的调节采用遥控操作，需要操作人员根据海面上的溢油厚度和海况随时调节。堰边入口相对水面的位置低，进油量就大，反之进油量就小。但是由于海面上有波浪，所以堰式收油机在工作时，不可避免会有大量的海水随波浪越过堰边进入收油机而被泵浦抽走，这就大大降低了溢油回收的效率。由于回收船上临时存储设备的容积有限，很快就会因为收油机回收的含油污水无处存放而不得不停止溢油回收工作。

针对这台堰式收油机存在的问题，有必要对其工作原理和结构进行改进。

经过改进的堰式收油机仍然依靠浮体提供浮力，将它的集油器做成一个密封的集油箱，箱内设置有导流通道。在工作前先向集油箱内充水，当箱内充满水后，利用水泵从吸水口抽取箱内的水，在产生的负压作用下，集油箱外部的油水混合物从堰板上流过，迅速进入流道，在油水混合物运动到流道末端时，油水开始发生分离，具有一定向上初速度的油滴迅速上浮，在集油箱上部聚集起来，当达到一定厚度，就可以开动具有自吸能力的螺杆泵将分离出的纯油输送到指定位置，完成溢油回收。

改造后此堰式收油机收油效率能有一定提升，但其操作的关键仍是合理调整收油机的堰边高度，才能取得较好的回收速率和回收效率。它也只能适用于在波高小于 0.3米的相对平静水域回收中、低黏度的溢油，且对海上垃圾不能很好处理，因此我们还要引进新型收油设备。

图2 代斯米巨无霸章鱼收油机

图3 三角形主结构，保证设备稳定性

图4 刷组架三角形

根据对国内外溢油回收技术及设备的综合比较，我们选择了代斯米巨无霸章鱼收油机，它具有以下技术特点：

1. 利用三角形稳定的几何特征，解决外海风浪大，设备结实的要求。

代斯米巨无霸章鱼收油机采用三角形作为结构的主体，充分利用三角形几何形状最稳定的特性， 满足外海风大浪高的情况下稳定作业的要求。

2. 端点处配有浮筒，保证了设备可独立漂浮在水面上。

三个端点处配有三个浮筒，保证收油机头无需依附于其他设备自行漂浮在水面，这种随波逐流性，使得收油机在 5～ 6级海况下仍可独立工作。

3. 刷组架三角形，解决了浪的落差对收油机造成的影响。

我们的刷组架，刷带呈立体三角形，形成了一个动态斜面刷组。斜面刷带，本身的落差，很好地解决了因浪的落差对收油的影响。

4. 自吸聚拢功能，实现了不同油层厚薄对收油效率影响最小化。

刷带向下转动，油被“抓到”收油机机头的底部，完成了自身对油层的调整，即：薄油层聚拢成厚油层，然后进行回收。实现了油层厚度较薄仍可有效收油的问题。

5. 刷带上植有毛刷，解决了不同黏度油品的收取。

配有2 台DOP250 型复式泵，泵头配有定子切割刀，可以切碎最大 5厘米的固体物，使得收油机受垃圾影响最小化。泵的黏度处理能力为0-1 百万里斯(cts)，是一款真正意义的能处理各种溢油事故的收油机。

另外，对于大固体物的或太长的水草，收油机能进行反转，将堵塞物排除即可，大大减少收油机因垃圾而中断作业，增强收油效率，节约了宝贵的作业时间。在刷带外沿还装有外挂式护栏，协助阻挡较大块漂浮垃圾。

6. 集成化设计，节省存储空间；独立系统，保证设备调配的灵活、机动性。

独立的整套收油机系统，可全部存储在一个 20 英尺的开放式集装箱底盘上进行集中存放。一旦应急情况发生，设备既可迅速地调运到救援船上赶赴现场作业。

整套系统配有动力及吊装设备，在无需母船任何协助下即可完成收油机的布放、作业、回收。避免了设备对船舶依赖较大时，一旦母船因故无法工作时，导致收油作业无法进行的情况。

7. 配有无线遥控设备，对收油机进行无线操作，解决了因船吃水，导致无法作业的问题； 以及最大限度地保证人员安全。

系统为独立的系统，作业时吃水仅1m。配有的无线控制器，控制装内置在前端两个浮体中的推进器，完成收油机头前进、后退、转向操作。

图5 “Y”型爪子刷带

无线遥控更将操作人员从甲板上解脱出来，使得操作员可在任何有效范围内 (如：驾驶舱 )对收油机进行操作，即使是在有风浪的状态下，最大限度地保证了人员的安全。

8 高收油率，低含水率

巨无霸章鱼收油机的收油系统由三组集油板组成，每个集油板各配置“Y”型五条爪子刷带，保障收油机以 360 度全方位收油，使收油面积最大化，刷组收油能力达到每小时360立方米，溢油回收效率达到98.4%。配有2 台DOP250型复式泵，输油能力高达每小时250立方米。

高效率，低含水率既节省了宝贵的救助时间，也节省了宝贵的存储容量。

9 维护、清洗方便

使用后可直接使用高压清洗设备进行冲洗，还可非常方便地将每个刷带的从刷组中取下进行清洗。刷带仅需两个人既可抬起。所有连接都是快速连接，方便装载和拆卸。

“工欲善其事，必先利其器”。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，大家也只能眼睁睁地看着溢油不断地扩散和漂走，这是非常令人痛心的。因此科学选择和配备收油机，并且熟练地掌握使用方法，才能更好地完成我们所肩负的“使海洋更清洁”的历史使命。