船舶油水分离器简介及故障解析
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摘 要：油水分离器作为船舶防污染重要设备之一，它的工作状况好坏可谓影响深远。本文就近年来进公司修理船舶中常见类型油水分离器的工作原理以及各类故障的解析进行介绍。
关键词 油水分离器 原理 故障解析
一、前言
油水分离器是船舶防污染的关键设备，在减轻船舶污染水域的过程中发挥着重要的作用。MARPOL73、78公约附则Ⅰ第9条规定：对于400总吨及以上的非油船和油船机器处所的舱底（不包括货油泵舱的舱底）的排放（但不得混有货油的残油），未经稀释的排出物含油量不超过15ppm；第16条规定：凡10000总吨及以上的任何船舶，应装有经主管机关批准的滤油设备和当排出物的含油量超过15ppm时能发出报警并自动停止含有混合物排放的装置。因此，在船舶进公司修理时，通常都会提出对油水分离器进行检修以使其符合公约规定。
二、油水分离器的基本组成及工作原理
船舶机舱油水分离器主要由舱底水泵或泵、油水分离装置、自动排油装置、油份浓度监控报警装置、污水排放自动停止装置等组成。
图 1 某型油水分离器安装布置图
1．污水泵：油水分离效果在很大程度上取决于油滴粒径。当污水泵容积效率越低、转速越高、搅动越激烈，则油粒越易破碎乳化，分离效果越差。螺杆泵和活塞泵效果较好，齿轮泵、离心泵等均不理想。因而多采用自吸性能力好、对杂质不太敏感的螺杆泵和往复泵作为油水分离装置的供水泵。
2．油水分离装置：主要功能是将油分从含油污水中分离出来，分离方法有重力沉降、旋流分离、浮选、吸附、过滤、混凝处理、膜分离、生化处理和超声波处理等。为了满足MARPOL 73／78公约和相关法律法规关于对船舶油污水排放标准的要求，船上一般采用一种或多种组合的方式，或进行多级分离处理的方法对油污水进行处理。目前船用油水分离设备绝大多数采用重力一聚结组合式、重力一吸附组合式和真空式三种。
3．自动排油装置：一般有自动和手动两种，常见的自动排油装置采用电容式或电极式探测油位高度来控制排油电磁阀。
4．油份浓度监控报警装置：核心部分是油份计，其功能是连续记录油水分离器处理水中的油分浓度，并在处理水超过排放标准(>15 ppm)时通过自动报警器报警，自动停止装置动作，并将不符合标准的处理水自动泄放返回舱底。以某型产品为例，报警器为OCD一2型，利用光照法连续检测水样中的含油浓度，工作环境温度为一2O℃至+7O℃ ，检测信号输出的直流电压为0—1V，相对应的油分浓度检测范围u一30PPM，警报设定值15PPM，测量室承受的工作水压力为0—8bar。当流过检测室水样中的油分含量增加，油滴颗粒折射掉一部分光束，使通过的光束强度减弱，光电转换器将接收到的光束强度转换为成比例的电压信号，经过处理后的电压信号以数字信号输出并在面板上显示，既是水中含油百万分浓度的数值。当显示的数值达到15PPM时，报警回路被接通，立即发出声光报警，经延时后气控三通电磁阀1断电，三通阀在复位弹簧作用下工作在上位，关闭出海通路，打开污水回路使污水流回污水柜。
5．污水排放自动停止装置：常见的自动停止装置有两种类型：一种是采用气控或电控三通阀，自动打开旁通回流管路，切断舷外排放管路，将超标污水导回油污水柜，在污水含油量低于15ppm时，打开舷外排放管路，重新排放；另一种是当排放水样超过排放标准 图 2 自动排污装置
时，15 ppm报警器报警，打开旁通回流管路，关闭舷外排放管路，同时停止污水泵。
以我公司新造30000T系列船所用RWO公司SKIT/S-DEB 5.0型油水分离器为例，该型分离器第一级油水分离采用传统重力分离技术，第二级油水分离采用EB滤芯吸附技术。原理如图2所示。舱底水由单向阀1进入重力分离罐，经过一段时间，绝大多数的重油、轻油经过重力分离后聚集在该灌顶部，当油层厚度达到一定程度后，传感器发送信号，先导电磁阀控制的放油阀打开，污油排到污油柜。此后气动截止阀打开，含有少量油分的水，在重力分离罐底部南螺杆泵泵出。油分浓度检测装置由电磁换向阀在回路选择阀前取样，如果油分浓度低于15 ppm，水流直接通过回路选择阀、流量控制阀、气动方向控制阀、手动方向控制阀右位排出舷外。如果油分浓度高于l5 uL，回路选择阀、电磁换向阀动作，水由回路选择阀进人二级分离罐，亲油疏水的吸附材料吸附乳化油及游离油，进一步降低油分浓度。油分浓度检测装置改由电磁换向阀在单向阀2后取样，经过二次分离，油分浓度低于l5 ppm，水流通过流量控制阀、气动方向控制阀、手动方向控制阀右位排出舷外；如果油分浓度仍高于l5ppm，气动方向控制阀动作，水由该阀通往舱底。如果气动方向控制阀失灵，可由手动方向控制阀应急操作由左位通往舱底。
图3 某型油水分离器系统原理图
三、系统故障及解析
笔者通过近几年维修此类设备，总结出以下几点常见故障及解决方法，以供参考。
故障 1：油份浓度超标（15ppm报警器常报警）
由于油水分离器需要进行日常维护，定期清洗分离筒、过滤器以及油份浓度检测管，但往往由于船员管理不善，没有定期清洗，导致该类故障的出现。出现该故障通常可根据以下所列情况进行检查：
污水太脏，含油过多。此时应先将污水经过沉淀后再进行分离作业；
测量室玻璃管脏污。此时应清洗测量室玻璃管；
分离筒或聚合过滤器脏污。应将过滤器拆出清洗并清洗分离筒；
水温太低油水分离困难。应检查电加热或蒸汽加热装置是否正常工作。
在清洁后仍有报警，则应对检测电路进行检查。
故障 2：自动排油阀启停频繁。出现该故障应从一下几个方面进行检查：
系统漏气，空气被吸入分离筒，导致系统内压力不稳定。检查系统管路及各连接处，消除漏气；
电极脏污或绝缘破损导致电路系统误动。将电极拆出清洁或处理绝缘。
污水中含有大量污油。应查找污油来源，清洁污水柜和污水井。
故障 3：泄放电磁阀打开后．达到规定的时间而不能关闭。这是由于：
1) 液位电极的探头塑料面附有油污之故。拆下电极，清洁探头。
2) 传感器电子线路故障。更换或修理传感器。
3) 传输转换器内的记时器发生故障。更换记时器。
4) 传输转换器内的继电器存在故障，而不能分断。检查电路。
故障 4：排油指示灯亮，无排油动作
控制排油电磁阀故障。应检查电磁阀电压是否正常，
电磁阀电路部分有断路、接触不良或是电磁阀线圈坏。为此，应检测查明原因。
电磁阀的活动部件卡阻。拆卸电磁阀进行清洁。
无控制空气。检查控制空气气源及通路；
压力水进口气控阀故障。解体检查压力水进口气控阀。
故障 5：分离筒安全阀起跳
该故障应从以下两个方面着手检修：
排油过程中排油出口气控阀故障。应解体检查排油出口气控阀；
启动前手动向分离筒充气时放气旋塞未打开。应在补水时开启气旋塞。
故障 6：通电开机后，油污水泵压力建立不起来。
如果电机运行正常，则可判定是否由操作程序不正确所致。正确的操作程序是先将海水充满油水分离器，而后再切换注入油污水，此后再接通监视报警系统的电源和油污水分离器的电源，不可先送电后向分离器注水。在油水分离器相关配件厂修后试机时，应严格按照说明书进行操作。
四、结束语
尽管油水分离器在船舶机电设备中属于小型设备，但其重要性不言而喻。由于缺乏定期的保养，经常容易出现问题。解决此类故障不仅需要维修人员具备扎实的电气基础，同时也应对轮机管路知识有一定的了解，只有做到机电结合，方能快速查明并解决故障。
参考文献：
[1] 陈云龙.某轮油水分离器故障的处理.中国修船，1994，4（4）：30-31.
[2] 肖扬，杨海军，王建斌，孙玉清.新型船用油水分离系统简介.设备管理与维修，2006，5（5）：23-25.
[3] 付锦云 船舶管路系统 哈尔滨哈尔滨工程大学出版社
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