10.1.4. Системы автоматического контроля,
регистрации и управления сбросом нефтесодержащих вод
Согласно требованиям МАРПОЛ 73/78 танкеры валовой вместимостью 150 рег.т
и более должны быть оснащены системами автоматического замера,
регистрации и управления сбросом (САЗРИУС) нефтесодержащих вод. Такие
системы должны производить непрерывную регистрацию сброса в литрах на
морскую милю и общего количества сброшенной нефти или вместо общего
количества сброшенной нефти — содержания нефти в стоке и интенсивности
сброса.
Система должна включаться в действие при любом сбросе стока в море и
автоматически прекращать его, когда мгновенная интенсивность сброса
нефти превысит 60 л на милю пути. Запись, произведенная системой, должна
содержать дату и время сброса и сохраняться на судне не менее трех лет.
Система автоматического замера, регистрации и управления сбросом может
выполнять функции управляющей, вычисляющей или рассчитывающей систем.
Управляющая система является наиболее сложной. Она получает сигналы и
производит автоматическую запись о содержании нефти, интенсивности
сброса, скорости судна, дате и времени (по Гринвичу), положении сливных
клапанов (открыты или закрыты). Управляющая система должна быть
оборудована блокировкой включения и управления сливными клапанами. При
этом блокировкой включения является автоматическое устройство,
предотвращающее возможность открытия сливного клапана до вступления
системы полностью в действие, а управлением сливными клапанами —
автоматическое устройство, которое может производить ряд действий для
прекращения сброса за борт.
Вычисляющая система получает автоматические сигналы о тех же данных, что
и управляющая система, но данные об интенсивности сброса и скорости
судна могут вводиться в систему вручную. Автоматическая запись
вычисляющей системой производится в том же объеме, что и управляющей.
Если интенсивность сброса введена вручную, то дополнительно
автоматически производится запись нефтесодержания в сбросе.
Рассчитывающая система получает автоматические сигналы о содержании
нефти, интенсивности сброса и скорости судна. Интенсивность сброса и
скорость судна могут вводиться в систему вручную. Система должна
производить автоматическую запись содержания нефти, если прибор для
измерения нефтесодержания не укомплектован самописцем, а также
показывать на табло мгновенную интенсивность сброса и общее количество
сброшенной нефти, если не допускается производить расчет вручную. Время
и дата, мгновенная интенсивность сброса и общее количество сброшенной
нефти могут быть записаны вручную. Такую систему не требуется
оборудовать ни блокировкой включения, ни управлением сливными клапанами.
Управляющей системой должны оборудоваться новые нефтяные танкеры
дедвейтом 4000 т и более. На новых нефтяных танкерах валовой
вместимостью 150 рег.т и более, но дедвейтом менее 4000 т, а также на
существующих танкерах дедвейтом 20 000 т и более должна устанавливаться
вычисляющая система. Рассчитывающей системой должны оснащаться
существующие нефтяные танкеры валовой вместимостью 150 рег.т и более, но
дедвейтом менее 20 000 т.
Функциональная схема САЗРИУС приведена на рис. 10.6. Система состоит из
анализатора, расходомера, вычислительного устройства и лага с аналоговым
сигналом.
В состав анализатора входят пробоподготовительная система, блок
измерения (чаще инфракрасный фотометр) и блок управления, обеспечивающий
нормальный режим работы или выдачу сигнала в случае каких-либо
отклонений в режиме работы. Диапазон показаний анализатора:
0 ... 60 л на милю пути или 0 ... 1000 млн"1 нефти в смеси. Назначение
расходомера — измерение количества нефтесодержащих вод, сливаемых за
борт. Диапазон измерения меняется в широких пределах, верхний диапазон
можно подстраивать. Вычислительное устройство предназначено для
преобразования и обработки первичной информации, поступающей от
анализатора, расходомера, лага и управления дистанционной арматурой,
пробоотборным оборудованием, средствами внешней сигнализации и цифровой
регистрации данных.
Такой системой, имеющей одобрение Регистра СССР, является прибор Салвико
(модель SOP) фирмы „Сален и Викандер” (Швеция). Принцип работы основан
на регистрации с помощью фотооптических и газометрических устройств
изменения цвета, состава и концентрации паров нефти, отфильтрованной из
пробы на специальных ленточных фильтрах. С этой целью пробоотборным
насосом в камеру проб непрерывно подается нефтесодержащая вода, где она
проходит через фильтрующую движущуюся с постоянной скоростью ленту, и
нефть полностью осаждается на ленте. Затем лента проходит через
фотооптический датчик, регистрирующий степень окрашенности ленты, через
барабан, нагретый до определенной температуры, и через газометрический
датчик, определяющий степень испарения газов. Суммарные сигналы от
фотометрического и газометрического датчиков поступают через усилитель и
стабилизатор на измерительное устройство, которое определяет
концентрацию нефти в пробе. Показания регистрируются самописцем.
Принцип работы отечественного судового прибора для
контроля нефтесодержания и слива балластных вод типа СГТН-203 основан на
использовании метода экстракции нефти из воды четыреххлористым углеродом
с последующим разделением экстракта и определением содержания нефти с
помощью инфракрасного фотометра. Схема подключения прибора приведена на
рис. 10.7,
На судах валовой вместимостью 10 000 рег.т и более и судах с большим
количеством топлива на борту (с балластируемыми топливными танками)
должна быть система автоматического замера, регистрации и управления
сбросом нефтесодержащих вод. Система обычно включает в себя только
анализатор (диапазон измерений 0 ... 20 млн-1 нефти в смеси) и
самописец. Вместо такой системы на указанных судах может быть
установлено фильтрующее оборудование.
с сигнализатором предельного нефтесодержания.
Производительность фильтрующего оборудования должна быть достаточной для
обработки всех нефтесодержащих вод. Система должна автоматически
включаться в действие при любом сбросе в море и прекращать сброс, когда
содержание нефти превысит 100 млн-1.
Системами автоматического замера и управления сбросом являются приборы
Салвико модели ВОМ и отечественный концентратомер нефти судовой
KHC-201JI. Схема подключения концентратомера изображена на рис. 10.8.
Принцип работы их аналогичен принципу работы рассмотренных выше систем.
В случае неисправности системы автоматического контроля на танкерах,
судах валовой вместимостью 10 ООО рег.т и более и судах, имеющих на
борту большое количество топлива, следует сделать соответствующую запись
в журнале нефтяных операций. Неисправность системы автоматического
контроля должна быть устранена до выхода судна в очередной рейс.
Использование на судах сепараторов со степенью очистки 15 млн-1
освобождает от необходимости оснащения их системами САЗРИУС, но в этом
случае сепаратор должен иметь сигнализатор предельного нефтесодержания,
схема подключения которого показана на рис. 10.9
Рассмотрим устройство такого сигнализатора на примере прибора OR34S
фирмы „Гестра” (ФРГ) и Юва-Монитор фирмы „АВ Бруншугин” (Швеция).
Конструктивно прибор выполнен в виде двух основных узлов: датчика
VKN34S, встраиваемого непосредственно в вертикальную часть отливного
трубопровода, и электрошкафа VR11S, в котором сосредоточена электронная
часть прибора (панель с показывающими и настроечными элементами, блок
питания и др.) . Определение нефтесодержания основано на измерении
прозрачности очищенной льяльной воды. Испускаемый миниатюрной лампой
накаливания свет пронизывает воду и попадает на фо-тоэлемент.
Образующееся на фотоэлементе напряжение преобразуется в измерительном
усилителе в ток от 0 до 20 мА. С помощью органов настройки пределов
прозрачности можно установить нужный момент срабатывания прибора,
соотвествующий допустимому нефтесодержанию в сбросе (свыше 15 млн-1).
При повреждениях в источнике света,светоприемнике, соединительных
кабелях и электронной части, а также при исчезновении питания подается
сигнал тревоги. В условиях эксплуатации возникает необходимость
настройки прибора и его корректировки (после ремонта или чистки
сепаратора).
Настройку производят в такой последовательности. Фиксаторы ручек
„Настройка момента срабатывания” и „Компенсация базовой мутности”
освобождают, затем ручку базовой мутности вращают до тех пор, пока
прибор не покажет 5 мА (что соответствует примерно 15 млн-1 нефти),
после чего ручку момента срабатывания медленно вращают вправо до
загорания сигнальной лампы „Тревога”. В этом положении ручка „Настройка
момента срабатывания” фиксируется.
При настройке прибора на нефтесодержание используется легкое
дис-тиллятное топливо и водопроводная вода. Чтобы обеспечить постоянную
мутность воды на прибор подается чистая вода (морская), при этом ручку
базовой мутности вращают вправо, пока не установится показание 20 мА
(что соответствует примерно 100 % прозрачности). В этом положении ручка
фиксируется. Прибор готов к работе.
Как видно из графика (рис. 10.10), нефтесодержание 15 млн-1 в стоке
соответствует прозрачности 62,5 % или силе тока 5 мА.
Технический уход заключается в ежегодной замене отражателей, чистке
смотровых стекол по мере загрязнения (в 10 %-ном растворе соляной
кислоты мягкой щеткой при температуре 50° С), сушке мешочка с
сели-кагелем до приобретения им светло-голубого цвета (температура около
80° С, длительность просушки около часа). Назначение селикагеля —
предохранять смотровые стекла от запотевания. Датчик прибора
чувствителен к загрязнениям, которые снижают достоверность показаний. Во
избежание этого не допускается обезвоживание датчика, что достигается
установкой перед ним невозвратного клапана или помещением датчика в
водяной затвор. Прибор OR34S в зависимости от нефтесодержания в
очищенной воде автоматически управляет сбросом или за борт, или в
сборный танк (льяла).
Прибор Юва-Монитор состоит из датчика, перемещенного в цилиндрический
водонепроницаемый стальной корпус, и электронного блока, в котором
обрабатываются поступающие от датчика сигналы.
Очищенная вода после сепаратора поступает в стеклянную трубку датчика
снизу, идет вверх и проходит через поле инфракрасного излучения, которое
создается специальным прибором LED. Проникающий и рефлектирующий свет
преобразовывается в электросигналы двумя фоторезисторами, помещенными
под 180 и 135° по отношению к излучателю. Сигналы от датчика поступают в
электронный узел, обрабатываются в аналоговом считывающем приборе и
регистрируются индикатором — стрелочным или самопишущим.
Проверка и пуск в работу прибора Юва-Монитор
производится в такой последовательности. Включается электропитание для
подогрева прибора в течение 15 мин, затем производится регулировка
сигнализации путем установки предельного нефтесодержания. Предельное
нефтесодержание регулируется при среднем (нулевом) положении
переключателя автоматического или ручного режима и нажатом переключателе
„SET” (установка) путем поворота регулировочного приспособления до того
момента, пока задаваемое значение не покажется на стрелочном табло.
Самовосстанавливающийся переключатель „SET” возвращается в исходное
положение, а заданное значение фиксируется и учитывается аналоговым
устройством. После установки заданного предела контроля закрываются
клапаны на входе и выходе из датчика, он заполняется чистой водой с
обязательным полным удалением воздуха. Затем показания измерительного
прибора устанавливаются на нуль при помощи потенциометра на печатной
плате электронного блока. В заключительной операции добиваются, чтобы
через датчик проходило примерно 2 л контролируемой жидкости путем
регулировки клапана на выходе из датчика. Поскольку величина потока
меняется от противодавления, то периодически ее необходимо
контролировать.
Правильность показаний прибора во многом зависит от чистоты стенок
стеклянной трубки датчика. Датчик должен быть всегда заполнен жидкостью,
что позволяет избежать высыхания и прилипания частиц грязи на стенках.
Поэтому при повышении установочного значения нефтесодержания на сливе и
отсутствия видимых следов нефти при отборе проб следует промыть трубку.
Промывка производится мыльным раствором при полном заполнении трубки
специальной щеткой, поставляемой в комплекте с прибором. После промывки
трубки и заполнения ее чистой пресной водой следует проверить показания
прибора, при необходимости повторить процедуру очистки. Если такая
очистка не дала положительных результатов, то трубку необходимо снять и
промыть лимонной кислотой.
Аналогичное устройство и принцип действия имеют другие приборы такого
назначения, в частности отечественный сигнализатор СНС-201.