4500吨大型抢险打捞船压载水处理的应用

何银栋 倪锋

摘要：本文主要介绍了船舶压载水的工作原理、压载水的布置及压载水对海洋造成的危害和要采取的处理措施。压载水主要是用于调整船舶的适航性，满载出港、空载出港、半载出港等各种状态下通过压载水的多少来调整船舶的吃水状态。排放压载水和注入压载水，那么就会导致压载水中的病原体与海生物通过压载水船舶到不同的海域，导致海洋中不同物种的入侵，破坏生态环境。这是目前急需解决的问题，所有现在在建船舶都会根据新的IMO公约要求都已安装了压载水处理装置，来满足压载水的排放要求。据统计，每年所有船舶载着100亿吨的压载水在海洋的各个海域进行排放，将会有不同的生物入侵到各个海域，这对当地的海洋生物危害极大，甚至灭绝，对当地的生态环境造成了不可修复的破坏。所以只有安装压载水处理装置才能有效的来控制海洋生态环境的污染。

关键词：压载水原理；管系布置；压载水处理装置；海洋环境

课题目标与意义

管系布置要合理简便，实现其功能，使船舶能够安全航行。避免海洋生物入侵，是保证人民财产安全、节约能源及环境不被破坏的有效手段。通过对压载水的处理阐述，使用压载水经过处理，达到国际排放要求。

1 船舶压载水定义

压载水通俗的来讲就是将海水通过重力或泵打入或排出压载舱，以满足船舶在各种工况下的吃水，达到稳性、适航性的要求。通过压载水的调整也可减少船舶的弯曲力矩，减少船体变形。

2 系统设计原则

2.1 组成

船舶压载水系统主要由压载泵、管路、压载舱、滤器、吸口、有关阀件和支撑管路的支架构成。

2.2 压载舱室布置

压载舱主要布置在双层底，这样可以大大降低船舶的重心；布置在舷侧可以有效的调整船舶的横倾状态；艏艉尖舱可以有效的调整船舶的纵倾状态。有的货船有风暴舱一般是以船中间位置的货舱作为压载舱。

2.3货舱区压载管系设计原理

船舶有中拱、中垂弯曲，所有一般每隔30m设一个伸缩接头，使得船舶在纵倾的时候有伸缩空间，以免管子在应力作用下爆裂。本条4500T起重船设置了两个底管弄，每个管弄布置了一个压载总管和一个扫舱总管，通过电液蝶阀连接各个舱室实现其压载和扫舱功能和各个舱之间的互相驳运。

3 货舱压载水管路的布置

压载水系统的布置一般分为三种：总管式、支管式、管隧式。压载管有打压载和排压载的功能，压载管吸口的位置要布置合理，吸口周围的结构要开有足够流量的流水孔，以便球扁钢或T排下的箱型结构内的积水无法及时排出，影响压载效率。一般的压载系统上的阀多采用液压遥控蝶阀实现各个舱室压载水的驳运。根据航行工况，有的船舶配备防横倾泵，这样可以通过压载舱之间的互相驳运来实现船舶的漂浮状态。

4 压载水直接排舷外的危害

压载水本身是无害的，当船舶成千上万吨的压载水被打入压载舱时，海水中的生物都有可能进入压载水舱中。压载水中有成千上万的物种，包括软体动物、细菌、各种生物的卵、原生动物、囊孢、幼虫等，这些动植物被船舶运到一个新的水域后，随着压载水的排出它们将在新的水域繁殖发展。

压载水携带的有害水生物和病原体随着船舶航行在全世界范围内传播。其危害已经超越国界即将成为各国所面临的问题。所以我们要研制出处理能力强的压载水处理装置，以消除或降低外来生物对海洋的侵袭或破坏。

5 压载水处理装置的设计与应用

压载水处理原理设计：本船有艏艉两个泵舱，每个泵舱布置了一个低位和一个高位海水箱。通过海水总管把两个海水箱连接起来。在船舶吃水比较浅的时候用低位海水箱，在船舶吃水较深的时候用高位海水箱。海水箱与海水总管连接处一般都有一个通海阀，这两个阀是本条船与海水直接相连的，所以要求也非常严格。之后就是高位和低位海水进口的两个滤器。这两个粗滤器主要过滤大点的固体垃圾。防止杂物对泵造成损坏。压载水处理系统采用在线管理模式，系统的核心就是采用过滤-紫外技术杀灭海洋微小生物和细菌，同时在处理单元中应用超声波装置，主要起清洗左用，并具有一定的强化灭活作用。打压载时，压载水是通过主管路，再流经滤器，滤去大于 40 μm 的杂质及生物；过滤后的压载水进入 EPT（Enhanced Physical Treatment）单元，在紫外辐射及超声波的作用下，水体中的生物体被有效杀灭，经过过滤-紫外/超声净化处理后的压载水进入压载舱。卸压载时，从压载水舱排出来的水经过滤器处理后进入 EPT 单元，此时，在紫外辐射及超声波的作用下进行水体的二次生物灭活处理，彻底杀灭压载水中可能残余的微生物及再生的生物体，保证出水水质，通过生物技术灭活后的压载水可以直接排出到舷外。本船舶压载水处理系统采用模块化设计，可靠性高，因为采用机械法和物理法，所以不会产生有害于船舶及人员的有害物质。因为压载水长时间在压载水舱会寄生多中微生物，尽可能完全杀死所有微生物，所以安装了压载水处理装置。

6 管子材料及附件的选择

6.1管子材料

目前材料的多样化，使得大部分船东更倾向于质量轻、耐腐蚀的材料，传统的镀锌钢管，由于易腐蚀，慢慢的被耐腐的材料替代。特别是安装在压载水舱的压载管更容易腐蚀且更换起来也非常困难。所以选着管材的时候要考虑的腐蚀余量，选管子等级高的管子。一般签订协议时选用玻璃钢管，主要是因为玻璃钢管质量比较轻且耐海水腐蚀。

6.2阀件的选择

对于通径100以下的管子，一般选用直通或直角截至阀，而通径大于100的管子一般选用蝶阀，阀的材料选用铸铁，舷外管阀选用铸钢的。也可以选用延展性好的截止止回阀。阀的操作一般选用液压或者气动的形式，有管弄的阀安装在管弄内。没管弄的选着浸没式的阀安装在压载舱内。

6.3 吸口的选择

压载舱的吸口按照形状可分为两种形式，DN200以下的管子吸口可选用圆形吸口，DN200以上的管子吸口可选用椭圆形吸口。船東或船检经常会对吸口离舱底的高度提出疑问。从压力损失来看应该是吸口离底板的间隙越大越好，但从是否能彻底吸干净则吸口离底板的间隙越小越好。根据积累的经验和计算对管径小于200MM的管子吸口高度一般定为20MM，对管径大于200MM的管子吸口高度一般定为50-80MM。

6.4 膨胀接头

压载管路中应布置膨胀接头，用来减少由于船体中拱和中垂弯曲引起的管子伸缩量。减少管子以船体变形而导致压载管泄漏损坏，一般大通径管系使用滑动式膨胀接头或波纹膨胀接头。滑动膨胀接头的伸缩量一般为±30MM～40MM.在压载管路中一般每隔30M安装一个伸缩接头。管系弯头受安装空间的限制但从其泄漏、破损情况来看，在需要特别安全的场所选用弯头作为伸缩作用。一般使用Ω形式。

7 结论

我国船舶拥有量占世界3.4%，是一个非常庞大的船队，我国也是修造船大国。所以对压载水处理装置需求量非常大。所以我国要研制出更高效、高质量的压载水处理装置，以减少对海洋造成的污染。对大容积的压载船只如何更好更快的处理压载水问题是我们将来值得探讨和研究的课题。希望我们国家能够走在世界的前列，建造出对环境污染更小的船舶。

参考文献

[1]《轮机工程手册》编辑委员会编，轮机工程手册 北京人民交通出版社 1994

[2]《船舶设计实用手册》编辑委员会编，船舶设计实用手册，动力装置分册 北京国防工业 出版社 1962

[3]《江苏振华重工施工工艺规范》公司内部发行

（作者单位：1. 上海振华重工启东海洋工程股份有限公司；

2. 上海振华重工启东海洋工程股份有限公司）