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技術文章

油輪貯油艙的清洗案例

2009-07-31 09:01:20 來源：

    油輪是海上運輸石油的大型運輸設備，長期使用后油艙中會沉積大量原油污垢沉渣，這些污垢粘度很大甚至呈漿渣狀態，在有鐵做催化劑的條件下，重油分子會發生聚合和凝聚而固化。空氣中氧氣對油渣的形成也有促進作用。這些油漆固著在油艙底部或四壁很難去除。用人工清洗油渣不僅勞動強度大，而且有一定的危險性，因此通常使用專用機械配合洗滌劑的方法進行清洗。

一、船體內部清洗

1．油船洗艙機
    在油船上一般都安裝有專用洗艙機，洗艙機與加熱裝置相配合能把含有洗滌劑的海水加熱成高壓熱水，向油艙噴射壓力為1～12MPa溫度為90～100℃的熱洗滌液。在許多情況下油艙都是用洗艙機清洗的。如油輪檢修時，油艙內含有大量易燃和有毒的石油蒸氣，這時工人進入艙內清洗很不安全，為防止發生火災爆炸或危害工人的健康，應使用洗艙機進行清洗。當油輪改變所裝的油品時，如原來裝原油重油改為裝動植物油脂時，為保證油的品質不改變要先洗艙。空油輪在駛往原油產地港口途中，為了保證船只航行穩定在空油船的油艙中要加入海水做壓艙物到達港口后再把海水排放掉，但含有原油的海水是不允許向港口內的海中排放的。因此在加壓艙海水前必須用洗艙機把油艙清洗干凈。油船洗艙機使用的洗滌劑應具備耐海水，燃點高，不產生有毒或刺激性氣體，泡沫少的特點。把含有0.1%表面活性劑的海水加熱到，90～100℃，通過洗艙機的噴嘴射向油艙的各個角落利用噴射的沖刷作用，熱水的熔化作用和表面活性劑的乳化分散作用去除油垢。具體清洗過程是：先向油艙內通入4～5小時的水蒸氣，使油渣受熱熔化或軟化，然后把1～12MPa壓力溫度為90～100℃的洗滌水噴向油艙清洗5小時。通常把油艙分為四層分別清洗，每層深度約1.5m，對于油艙中的死角部位要反復沖洗。調節噴嘴方向是通過扇形齒輪帶動鋼絲繩實現的。當用洗艙機把有害氣，體和大量油渣清洗去除之后，工人才能進人艙內并用2MPa的40℃海水進行噴射清洗使油渣徹底清除。油艙中的油污有揮發性的石油氣和粘性很大的原油淤漿，在清洗過程中應根據它們的具體特點分別進行清洗。

2．油艙中低燃點石油氣的清除
    當油艙中原油含揮發性石油氣較多時，清洗油艙前應先排放這些氣體，這些氣體可燃性強、毒性大對操作工人危害*。有洗艙機設備的油船在用洗艙機清洗油渣的同時這些氣體也被排除，沒有洗艙機的油船，必須先向艙內導入水蒸氣把這些石油氣置換出來，工人才能進艙進行清洗。石油氣的相對密度略大于空氣，往往沉積在艙底，導入水蒸氣提高艙內溫度使石油氣呈潮濕狀態，并隨水蒸氣一起排放到大氣中。如使用蒸汽鼓風機換氣效率會更高。一般用蒸汽鼓風機8min內可使20kt級油輪的中央油艙完成換氣工作。也可以用蒸汽噴射器強制通風來排除石油氣，蒸汽噴射器的工作原理與真空噴射器抽真空原理相似，利用噴射蒸汽產生的負壓把艙內石油氣抽吸出來，同時送人新鮮空氣進行置換。如不使用蒸汽排氣方式，也可以利用壓載泵及其配管把油艙內充滿海水從而把石油氣排出來。也可以在航行過程中，利用行進中的船速和風速的自然通風作用排除這些氣體，為更有效排除這些氣體，可利用船上的渦輪驅動強力送風機進行強制通風。清除的范圍不只限于油艙也包括輸油管線，隔離艙等可能滯留氣體。

3．深艙中粘性油垢的清除
    油船運油既可采用鐵桶分裝，也可以在深艙中散裝，油品散裝具有裝船耗時短，節約運費，充分利用船艙空間等優點，但同時也帶來需經常清洗的問題。清洗深艙殘留的粘性油一種工藝為先用蒸汽清洗艙中殘油，即向油艙內通人蒸汽使艙壁溫度達到40～60℃并保溫3～5小時，使殘油熔化并脫落下來從艙底排出。為進一步清除艙壁上的殘油需把以表面活性劑為主要成分的洗滌粉漿均勻涂刷在油艙內壁及頂棚上，這步工序有時需架設簡單的腳手架進行。目的是利用洗滌劑的潤濕滲透作用，使粘油從船艙上剝離。然后向艙內加入洗滌液并通過艙底的加熱盤管加熱以提高洗滌液溫度。為進一步提高溫度往艙內吹入水蒸氣，使艙內溫度達60～70℃并保持4～6小時。然后打開人孔降溫，等艙內溫度降到可進人操作時，工人用消防水管噴射沖洗艙壁和艙頂。然后排出積水在保持艙底水位適當的條件下清洗艙底和加熱盤管。*后在排水完畢后進行檢查，對未洗凈的地方進行補洗。使用的洗滌液中含有0.1%左右的烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑，沖洗溫度保持在40～50℃。如果使用堿性清洗液清洗操作順序基本相同，應在甲板上配備一個貯液罐，盛裝溫度約為50℃的堿性洗液，可利用重力落差作用通過膠管把洗液噴到艙壁和艙頂上。也可以用加壓泵噴射方式清洗，把濃度為1—2g/L的洗滌液加熱到40℃左右用泵加壓到2～3MPa，反復對艙壁進行噴刷。把乳化后的油渣用泵吸人分離器中靜置分離，分離后的洗滌液還可繼續用于清洗，而油渣可回收作燃料或其他用途，但不可隨意排放。

4．底艙淤漿的清除
    底艙在貨艙的下面在船體的*底層，由若干個小艙組成并與貨艙隔開。過去底艙主要用于裝壓艙用的海水以穩定船體。現在輪船都以重油柴油為燃料，所以可利用部分底艙貯存液體燃料或潤滑油，既起壓艙作用也有利于增大船的運載能力。但如果殘余的壓艙海水未完全排盡即裝入重油柴油等燃料，重油與海水混合并在航行中船體顛簸搖晃的作用下會形成穩定乳化的淤漿，一般在底艙形成的淤漿中含有40％一60％的海水。劣質重油與含雜質多的海水更易形成難以除掉的穩定淤漿。由于底艙高度只有lm左右，而且各個小艙間都用鋼板隔開。工人操作時在底艙中只能勉強通行很不方便，因此人工清除重油淤漿是很困難的工作。

5．燃料油加熱器的清洗
    輪船發動機和鍋爐使用的燃料為重油，粘度高、流動性差，所以一般用燃油加熱器把重油加熱到80～90℃，使其粘度降低到9mm2／s運動粘度(50s雷氏粘度)以下使用，燃料用重油的成分因產地不同而有變化，但一般都含有相當多的淤渣成分，所以在燃油加熱器中會積累大量淤渣，但這類淤渣與船底艙形成的淤渣不同，含水分較少而且極為穩定多數情況下即使用淤漿破乳劑也難以使它完全清除，尤其是附著在加熱管上的燃料受熱形成的積炭更難去除，因此要使用有機溶劑與表面活性劑組成的乳液型溶劑洗滌劑清洗，并在其中加入適量的堿劑。使用時加水配成10%～15%的水包油(O／W)型乳液清洗。把在洗滌劑槽中配制好的洗滌液用泵送往燃油加熱器中循環，用蒸汽加熱使燃油加熱器溫度提高到70～80℃，在保持該溫度下進行循環清洗，清洗時間根據具體污垢多少確定，一般約在10～15小時左右。

6．潤滑油冷卻器的清洗
    洗燃油加熱器淤渣的類似方法對潤滑油冷卻器用有機溶劑與表面活性劑組成的乳液型脫脂劑單獨清洗。清洗時應注意避免把脫脂劑中的水和清洗劑殘留在冷卻器中，因此清洗后要充分漂洗并徹底于燥。

7．發動機冷卻水系統的清洗
    發動機產生的熱量大約只有30％被利用于做功，約有30％熱量使機器溫度升高，為此需用冷卻水吸收這部分熱量，以免造成機器過熱。輪船發動機可用海水或淡水冷卻。因用海水冷卻時，容易在氣缸水套內生成水垢，因此目前普遍使用軟水做冷卻劑。對于冷卻水系統中的油污可使用乳化型溶劑和堿性水劑清洗劑清洗。前者是把非離子表面活性劑溶解在煤油中形成的，后者是由磷酸三鈉、硅酸鈉配以少量表面活性劑組成的。系統中的水垢一般用加有緩蝕劑的5%～7%鹽酸溶液酸洗去除。酸洗后再用加壓水充分沖洗，并用1%碳酸鈉溶液中和殘酸、*后用1%亞硝酸鈉溶液作防銹鈍化處理。

二、其他有關清洗

1．船體外殼的清洗
    船體外殼的水下部分常常沾有藻類和貝類等生物污垢。特別是遠洋船舶長期在海上行駛船體水下部分更易附著海洋生物，這些生物污垢不僅增加船舶行駛時的阻力，造成燃料和動力的損耗增加，也易損傷腐蝕船底縮短輪船使用壽命。在船舶大修時在船塢上可用機械或高壓水噴射的方法清除這些污垢，也可以用含有草酸或磷酸的化學清洗液進行噴射清洗。這些酸性清洗劑能使海洋生物污垢很快從船體上被清除。船體水上部分也可以用類似的方法進行清洗。

2．海上石油泄漏的處理方法
    當油輪在海上遇難時會向海中泄漏大量石油，造成對海水的嚴重污染，會對海洋中的動植物特別是魚類的生存帶來嚴重影響；清理泄漏的石油主要采取物理方法，根據海面上石油的厚度可分別采用以下方法。

    (1)當海面上油層較厚時首先用木塊和漂浮物、繩索組成的隔油圍欄把泄漏的原油包圍起來防止其進一步擴散，然后用泵把原油收集起來。

    (2)對于較薄的油層可向受到污染的水面上撒一層疏水性的輕質吸附劑，如聚丙烯、聚氨基甲酸乙酯、聚苯乙烯等的發泡體、油氈狀物質、珠光砂、蛭石等，把漫延的原油吸附捕集起來。吸油材料必須全部回收，避免漂流到遠處造成再污染或對漁業造成損害，回收后的吸油材料原則上焚燒處理。一般送垃圾焚燒工廠處理，有時也在海岸露天堆放焚燒處理。聚丙烯吸抽材料受熱發生熱熔融不易燃燒。因此要將它與木片、紙等可燃垃圾大量、充分地混合才能焚燒干凈。處理泄漏原油的另一種方法是加入油膠凝劑，這種油膠凝劑撒在水面的泄漏原油中，加以攪混，就可使油快速凝固，使原油喪失流動性和附著性。膠凝后的油擴散性變小，可使用拉網方式回收。一種用氨基酸衍生物制成的膠凝劑可使各類礦物油和動植物都發生膠凝，安全無毒。由于膠凝劑具有操作簡便、處理費用低、對海生動植物無不良影響等優點，目前已被廣泛采用。一般膠凝劑用量為被處理原油的20％，均勻撒布于油面，在風浪作用下拌合，在幾分鐘內可使油凝固形成可被2mm網目的攔網捕集的膠凝油塊。膠凝油無粘附性，因此拖網可反復使用，減少清洗的麻煩。用膠凝劑*適合處理原油，重油等重質油，但也可以用于汽油、石腦油的回收。泄漏的原油如果因種種原因未能及時回收處理，在風浪、海水的作用下逐漸會形成油包水型乳狀液。已形成乳狀液的泄漏油用吸油材料乳化劑處理效果都不好。一般使用破乳劑先使油水分離，再加膠凝劑使油發生膠凝，回收膠凝油進行焚燒處理效果較好。

    (3)對于極薄的油層無法用上述方法捕集時可向油面上噴灑含有表面活性劑的處理劑，使原油乳化并分散到水中，當油滴分散成極小的液滴時，對水中生物的生存就不會造成很大的危害，同時也能使微生物加快對油滴的分解速度。使用的表面活性劑乳化分散劑必須是對水中生物毒性小和易被微生物降解的。通常使用的是脂肪醇聚氧乙烯醚類的非離子表面、活性劑作乳化劑。

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