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轮机长专业分享海盾压载水管理系统滤器的维护
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2024.04.18 广东

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2023年08月16日,我船在湛江港卸货期间,通过海盾压载水管理系统(简称BWMS)进行压水操作时,装置频繁出现滤器压差大故障报警,并严重影响压水作业的进度。转而试验排水时速度正常(排水时只走紫外线不走滤器),初步认为是水质太差的原因造成的。为进一步排除水质方面的原因,待船舶行驶到深水海域,我们又尝试通过压载水处理装置进行压水操作,故障依然如故,这说明与水质好坏并无关联。由此判断系统滤器确实是脏堵了,需尽快检查和清洁,恢复工况。

拆检滤器

关闭电源,释放系统压力后,打开BWMS的滤器端盖进行检查:先将系统一号装置滤器的端盖拆下,却意外地发现滤器已经严重挤压变形,排污管被变形的滤器卡死,导致旋转驱动电机过载起跳,见下图。

查找原因

BWMS滤器在使用过程中逐渐变脏,流量会越来越小,以至于无法进行正常的压水操作,船员为了获得足够的流量,除了滤器的进出口阀保持开启外,滤器的旁通阀也被手动打开(电路反接,报警被屏蔽)。正常情况下,压水走滤器和紫外线,滤器的进出口阀开启,旁通关闭。排水时只走紫外线,滤器的进出口阀关闭,旁通阀开启,滤器被旁通。压水期间,如果氯气的旁通阀和进出口阀同时被开启的话,水在经过圆筒状滤器时的流向就不再是单纯的内进外出了,还得承受从旁通阀过来的巨大水压,这部分的水会从筒体外部压向内部。并且,滤器筒体外部的水压要远远大于内部水压。像这种筒体式滤器,过滤精度50um,液体由筒内向筒外流出,设计上可承受0.77Mpa的压力;而如果反向,由筒外向筒内流进的话,超过0.05Mpa的压降即可使筒体瞬间变形。

另外,压水时滤器的旁通阀一开,未经过滤的水质就超过了50um大小的要求,不但紫外线杀菌效果大打折扣,也不满足IMO公约要求的D-2及USCG CFR Part 151 Subpart C&D压载水管理排放标准(排放浓度:最小尺寸≥50微米的存活生物:少于10个/m³)。

维修过程

1.首先对变形的滤器进行外形的矫正

将筒体抬到车床间,变形严重的地方从内部垫以木方,借助千斤顶的力量做大体上的修正,局部再辅以橡皮锤慢慢敲击→这是个细活儿,力量太小矫正不过来,力量太大又担心损坏滤芯儿,而且内表面又要保证足够的圆滑,否则排污管容易卡阻导致旋转马达过载,另外内表面不平整,吸嘴与其贴合度不够好,吸力也会大打折扣,排污效果会变差,因此这项工作需要足够的时间、耐心和精力。单单一只滤器的矫正就花费了三天多时间。

2. 浮垢的清除

筒体内外表面肉眼可见一层浮垢,用气动毛刷(铜丝)打磨一遍。

3. 最后用高压水枪对筒体内外进行彻底冲洗

见下图:

随后打开系统二号装置的滤器,发现情况和一号装置大致相同,也进行了修复。

修复好的滤器:

装复:

装复后进行装置压水试验,发现水量只是略有增加,从原先的不到100m³/小时达到了158m³/小时,勉强可以进行压水作业,但离正常值600-700 m³/小时的目标还是相差甚远。初次维修以失败告终,说明还有某些细节被我们所忽视。

4. 进一步查找原因和探寻办法

用毛刷只能清扫滤器表面的浮垢,内部滤芯上的垢却没有得到去除。

查阅说明书:如果确认滤器堵塞,可以用淡水对滤器进行清洗。

于是按照说明书的要求我们向滤器内加满淡水至2bar左右,打开滤器排污管路的所有阀门并手动启动滤器旋转电机及排污泵运行10秒左右(使滤器的清洗装置吸嘴可以旋转2-3圈),并重复多次,试验发现仍然没有任何效果。

看来说明书里介绍的这种简单方法是解决不了问题的。

屡战屡败?!不存在的,我们偏要屡败屡战!

尝试酸洗

海盾(BOS)压载水厂家为了维护紫外反应器的正常工作,配有CIP清洗系统,即通过向紫外反应器中加入一定浓度的酸性液体去除紫外套管表面残留,从而提高装置的透光率。该系统配备的是固态无水柠檬酸(纯度为99.5%),是一款可食用的有机酸,无毒无害,因此无需担心对海洋造成污染的问题。我们是否可以利用该清洗装置对滤器进行循环酸洗呢?

循环酸洗步骤如下:

1. 确保BWMS已停止运行。

2. 关闭滤器排气阀根阀。

3. 打开滤器残留海水出口阀和其后部的排舷外阀。

4.用软管连接日用空气接口和滤器保养进口,打开滤器保养进口阀吹除滤器内的残余海水。

5. 当滤器内残余海水被吹净后 ,关闭残留海水出口阀。

6. 打开滤器排气阀根阀。

7.勾兑清洗液:将无水柠檬酸与清水按照约1:100的比例在塑料桶内稀释好(如果塑料桶的容积是200L,则放入2KG的柠檬酸搅拌均匀即可)

8.接上气动隔膜泵,将软管从日用空气接口转至气动隔膜泵出口,吸口放入桶中,开始向滤器内加注清洗液。

9.当滤器内注满清洗液时(此时滤器排气阀停止排气),暂停气泵,将气泵的吸口转接到滤器残留海水检验阀处,然后启动气泵打封闭循环。

根据滤器的脏污程度来决定循环酸洗时间的长短,我船考虑到滤器结垢比较严重,航行期间进行了两天时间的循环清洗,结束后将滤器内清洗液回收到桶内(可留作下次保养滤器)。然后装置进行压水操作,排量达到680 m³/小时(遇到个别港口水质差,会降到400 m³/小时),而我船的额定排量为700 m³/小时,完全恢复正常!

总结

海盾(BOS)压载水管理系统,是一种采用纯物理工艺,通过滤器过滤和紫外线(UV)消毒技术相结合的处理系统,来对船舶压载水进行有效的处理和管理。

滤器的工作原理:该装置是负压式自清洗过滤器,在压水的过程中(压水走滤器和紫外,排水只走紫外),当液体由内向外流出,大于滤网孔径尺寸(50um)的颗粒被拦截,在内表面形成积层,导致内外形成压差,压差由压差开关实时监测,达到预设值,就开启自动清洗模式。旋转电机启动,排污阀打开,排污泵排污。滤芯内部腔室的旋转泵带动有吸嘴的排污管在压差的作用下吸除杂质和颗粒,开始自清洗,大颗粒和杂质会被清除出滤器。

该压载水管理系统原理简单,操作也不太复杂,唯一的缺点就是滤器在海水的浸泡和作用下很容易结垢、堵塞,而轻微的结垢和堵塞就会严重影响滤器的过滤功能,从而影响整个系统的可靠性。这也是当前船舶压载水处理装置所共同面临的问题。

因此,每次使用之后,滤器的维护保养就变得尤为重要。现总结以下几点:

1.当使用过程中发现流量在正常范围,系统使用结束后2小时内,务必对滤器进行淡水保养,防止滤器腐蚀与滤芯结垢堵塞。

2.当使用过程中发现流量有所下降,可在停用期间使用勾兑好的柠檬酸进行浸泡。

3.当使用过程中发现流量太小已无法保证装置的正常运转时,则需要对滤器进行一定时间的循环酸洗(步骤如上)。必要时需拆开滤器端盖,检查滤芯及排污管吸嘴:如果排污管吸嘴损坏,则及时更换;如果滤芯结垢严重,就要拆下滤芯进行彻底清洁。

注:发现滤器脏污,用柠檬酸液循环清洗是非常有效可行的!

总之,系统在使用过程中,发现滤器脏堵无法工作时,千万不要投机取巧,剑走偏锋。例如有的船为了获得装置的压排水记录,装置进行压水操作的同时人为地开启滤器旁通阀并将报警屏蔽;有的船使用的是未升级版的(或者是海德威的BWMS),为获得额定排量,将54根滤器从中抽出18根等;这样的操作造成的后果,一是水质采样根本无法满足公约要求,二是严重的还会造成滤器的损坏,使装置彻底停摆。

随着压载水公约实施的深入,监督措施日渐成熟, 港口国PSC取样和分析及D-2标准符合性判断能力都有了很大的提高,一旦被取样化验,发现水质不合格将面临几万甚至是十几万美金的罚款,近期某公司已有五条船舶陆续遭到了处罚。希望能引起大家的重视!

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