分布式船舶舱底进水报警装置的开发与应用 (1)
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一起舱底水报警装置防蓄意功能复议案例分析李伟;许春松;於晓川【期刊名称】《中国海事》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】3页(P30-32)【作者】李伟;许春松;於晓川【作者单位】天津海事局;天津海事局;天津海事局【正文语种】中文随着环保意识的日益增强和科学技术的进步,对船舶含油污水造成的污染控制日趋严格,国际海事组织不断对装置提出“修订的试验和技术条件”,现阶段实施的针对油水分离器的标准共有三个,即:国际海事组织以A.393(X)大会决议通过的《油水分离设备和油分计国际性能和试验技术条件建议案》、由海上环境保护委员会以MEPC.60(33)决议通过的《船舶机器处所舱底水防污染设备指南和技术条件》、由海上环境保护委员会以MEPC.107(49)决议通过的《船舶机器处所舱底水防污染设备修订指南和技术条件》,其中MEPC.107(49)决议通过的《船舶机器处所舱底水防污染设备修订指南和技术条件》要求2005年1月1日或以后装船的油水分离器应按此标准执行。
2015年6月12日,港口国检查官对一艘2014年建造的32 370总吨的散货船进行检查,在船员对油水分离器舱底水报警系统进行淡水冲洗测试时发现:报警指示灯不亮,也没听到任何的声光报警及发现其他有别于正常工作的状态。
据此港口国检查官开具了滞留缺陷。
缺陷描述如下:WHEN CLEAN WATER IS USED FOR CLEANING OR ZEROING PURPOSES NO ALARM。
公约依据:MARPOL ANNEX I 2004 CIII-R.14.62015年7月20日,港口国监督分委会收到该轮所属船旗国针对该缺陷提出的复议申请,船旗国政府认为该轮装备的油水分离器报警装置是BilgMon488型式的,设计是按照当淡水进入时,通过电磁阀联动,使得三通阀自动转换至回舱底的一路,且此时污水泵不能启动,油水分离器也停止工作,保证不会因为船员蓄意操作或误操作而导致超标含油污水的排放,因此无需配备报警;认为该缺陷不存在,港口国检查官判断有误,要求撤销缺陷。
一 舱 底 水 系 统一、舱底水系统的用途舱底水是船舶在营行过程中,船体里经常积存的液体(主要是水或含有少量油的水)。
舱底水的来源主要有:⑴ 主机、辅机、设备及管路接头因密封不良渗漏的油或水;⑵ 艉管密封渗漏的油和水;⑶ 从舵机舱向机舱或轴隧泄放的舱底水;⑷ 从空压机、空气瓶中泄放出的凝水,蒸汽分配阀组及管路来的泄放水;⑸ 空调管路、风管的凝水以及钢质舱壁及管壁的凝水;⑹ 清洗滤器、设备零件等的冲洗水;⑺ 在水线附近舱底及甲板的疏排水;⑻ 扑灭火灾时的消防水、甲板冲洗水;⑼ 对有些特殊的舱室在紧急情况下的灌注水;⑽ 通过非水密部位渗入的雨水等。
用来排除舱底水的系统叫舱底水系统。
它是重要的保船系统,它不仅要求在船舶正常航行时,对水密舱室内生成的舱底水有效地排除,而且在船体发生破损的紧急情况下,对进水舱室在有限进水情况下也能有效地排水。
因此舱底水系统是保证船舶安全航运的系统。
二、舱底水系统原理图3.1.1为某散货船舱底水系统图(简图)。
图中机舱部分设置了三只污水井,一只位1-油渣泵;2-消防总用泵;3-舱底总用泵;4-舱底水油水分离器;5-舱底水吸入口于机舱的后部,二只位于机舱前部的左右舷;在主机下部一般设有凹坑,根据情况可以设置污水井,也可以不设;机舱艉部双层底内还设有舱底水舱。
货舱内每一舱的后部左右舷也均设有二只污水井;艏部锚链舱内也设有污水井。
舱底水吸入管末端都设有吸入口在常规船舶的舱底水吸入处,污水井内或舱底水舱内均设有自动高位报警装置,以便及时开阀和泵排除舱底水。
满足规范无人机舱要求的船舶往往还装有阀门遥控系统和舱底水自动排放设施。
1系统中还设有专门的舱底水泵和兼用的舱底总用泵、消防总用泵,为防止含油污水排至海水中,机舱内设有舱底水油水分离器。
1.系统工作原理舱底水泵或总用泵均可吸取各污水井内的污水。
一般在每一路舱底水管的两端都设有截止止回阀或止回吸入口,以防止舱底水的倒流。
航行时,通过机舱舱底泵吸入的含油污水必须排至舱底水舱;当船舶靠码头时,可以再将舱底水排至岸上专门的舱底水接收装置。
15ppm Bilge Alarm Equipment型舱底水报警装置RDBA-1515ppm RDBA-15型15ppm舱底水报警装置是舱底水分离系统的重要组成部分之一,主要用于船舶舱底油污水的连续检测,也可用于化工、石油和环保等领域的含油污水的监测,具有测量结果显示、含油污水超过15ppm 时的声光报警、含油污水排放控制、15ppm油水分离器工作状态显示并可提供打印数据等功能,便于历史数据的储存和查询。
本装置符合MARPO73/78附则I和MEPC107(49)的相关要求。
工作电压:AC220V 量程范围0~30ppm:分辩率0.1ppm :报警点15ppm:试样压力0.02~0.5MPa :显示精度±5ppm:响应时间≤5s:报警形式声、光报警:报警延时0~99s(可调):报警继电器触点负载能力5A 250V :/外壳防护等级IP44:环境温度0℃~55℃:RDBA-1515ppm Bilge Alarm is an important part for bilge water separation system,mainly used to continuously monitor oily wastewater in bilge as well as chemical industry,oil field and environmental protection and others,with followed function and characteristics,result display,audio-visual alarm when the oily waste water is more than 15ppm,oily wasterwater discharge control,15ppm oil-water separator working station display,printer for history storage and track.The device is in accordance with the requirement of MARPOL 73/78Revised Annex I and MEPC 107(49).Pressure range:0.020.5MPa ~Display accuracy:5ppm ±Response time:5s≤Alarm type:Visual-audio alarm Alarm delay:099s (adjustable)~Load capacity of alarm relay:5A/250V House protection class:I 44P Ambient temp.:055℃~℃Working Power:AC220VMeasurement:0~30ppm.Resolution:0.1ppmAlarm point:15ppm概述Summary/Deck ValveCDV-2甲板阀CDV型甲板阀是油水界面探测器及密闭取样器的专用配套设备,主要用于油轮及化学品运输船,也可用于石油化工行业及海洋石油钻井平台上使用。
一 舱 底 水 系 统一、舱底水系统的用途舱底水是船舶在营行过程中,船体里经常积存的液体(主要是水或含有少量油的水)。
舱底水的来源主要有:⑴ 主机、辅机、设备及管路接头因密封不良渗漏的油或水;⑵ 艉管密封渗漏的油和水;⑶ 从舵机舱向机舱或轴隧泄放的舱底水;⑷ 从空压机、空气瓶中泄放出的凝水,蒸汽分配阀组及管路来的泄放水;⑸ 空调管路、风管的凝水以及钢质舱壁及管壁的凝水;⑹ 清洗滤器、设备零件等的冲洗水;⑺ 在水线附近舱底及甲板的疏排水;⑻ 扑灭火灾时的消防水、甲板冲洗水;⑼ 对有些特殊的舱室在紧急情况下的灌注水;⑽ 通过非水密部位渗入的雨水等。
用来排除舱底水的系统叫舱底水系统。
它是重要的保船系统,它不仅要求在船舶正常航行时,对水密舱室内生成的舱底水有效地排除,而且在船体发生破损的紧急情况下,对进水舱室在有限进水情况下也能有效地排水。
因此舱底水系统是保证船舶安全航运的系统。
二、舱底水系统原理图3.1.1为某散货船舱底水系统图(简图)。
图中机舱部分设置了三只污水井,一只位1-油渣泵;2-消防总用泵;3-舱底总用泵;4-舱底水油水分离器;5-舱底水吸入口于机舱的后部,二只位于机舱前部的左右舷;在主机下部一般设有凹坑,根据情况可以设置污水井,也可以不设;机舱艉部双层底内还设有舱底水舱。
货舱内每一舱的后部左右舷也均设有二只污水井;艏部锚链舱内也设有污水井。
舱底水吸入管末端都设有吸入口在常规船舶的舱底水吸入处,污水井内或舱底水舱内均设有自动高位报警装置,以便及时开阀和泵排除舱底水。
满足规范无人机舱要求的船舶往往还装有阀门遥控系统和舱底水自动排放设施。
1系统中还设有专门的舱底水泵和兼用的舱底总用泵、消防总用泵,为防止含油污水排至海水中,机舱内设有舱底水油水分离器。
1.系统工作原理舱底水泵或总用泵均可吸取各污水井内的污水。
一般在每一路舱底水管的两端都设有截止止回阀或止回吸入口,以防止舱底水的倒流。
航行时,通过机舱舱底泵吸入的含油污水必须排至舱底水舱;当船舶靠码头时,可以再将舱底水排至岸上专门的舱底水接收装置。
第2期(总第119期) 2008年11月船舶设计通讯J O U R N A L O F S H I P D E SI G NN O.2(Sef i-l N O.119)N o vem be r2008散货船附加要求——水位探测系统的简介与应用金永福【摘要】简要介绍散货船附加要求水位探测系统的组成、分类及其原理,并对其在不同船上的安装布置进行比较。
【关键词】散货船;水位探测器;传感器:报警【中It l分类号']U665[文献标识码]A[文章编号】1001—4624(2008)02--0051—03A ddi t i onal Saf et y M eas ur es f orB ul kC ar r i er s——-r r he B ri ef I nt r oduct i on of W at er Level D et ect or s Syst e mJi n Y ongf uA bst r act:T he ar t i cl e bri eny i nt roduc es t he com ponent s,cl as s and w or k i ng pri nc i pl e of w at e r l ev el de t e ct or s s yst em i n t he a ddi t i on sa f et y m eas u r es f or bul k ca r r i er s and al so com p ar ed t he ar r ang em ent i n di ffer ent vessel s.K eyw or ds:bul k ca rr i er s;w a t e rl e ve l de t e ct or s;s ens or;al ar mU刖旨国际船级社协会O A C S)F.于2002年5月1313正式批准了新修改的U R24(R ev.1a)。
船电技术l应用研究
分布式船舶舱底进水报警装置的开发与应用
范则阳
(中国舰船研究设计中心,武汉430064)
摘 要:为了在恶劣的舱底环境下安全、可靠地检测船舶进水情况,采用先进的电子元器件,基于总线技
术开发设计了-- ̄ee舱底进水报警装置。该装置具有工作可靠、信息传输方式灵活、扩展性能强的优点,同
时可满足船舶蓄电池舱防爆等级的要求,已经广泛应用于各型船舶,并取得了良好的效果。
关键词:船舶舱底报警防爆
中图分类号:TM641 文献标识码:A 文章编号:1003—4862(2013)07—0030—03
Development and Applications of a Distributed Bilge Water
Alarm Device
Fan Zeyang
(China Ship Development and Design Center,Wuhan 430064,China)
Abstract:In order to detect the water leaks in ship bilge s ̄fely and reliably,a bilge alarm device using
advanced electronic components based on field bus technology is designed.The device can work reliably,
information transmission flexibly,and has good expansibility.It can also meet the explosion-proof
requirements ofship battery tankandbe widely usedin various types ofship.
Keywords:shit, bilge alarm,"explosion-proof
0 引言
船舶在水中航行时,船舱底部不可避免的存
在积水的情况,在事故或者撞击情况下更会出现
破损进水的情况,影响船舶的安全性。为了保障
船舶的安全性,提醒船员在船舱舱底积水时进行 疏水、在破损大量进水时采取相应的抗沉措施, 迫切需要在船舶舱底安装舱底进水报警装置。 船舶舱底环境异常恶劣,船舶主机舱存在大 量的油污,工作温度高达50℃;船舶蓄电池舱存 在强酸性的液体和爆炸性气体,需要满足防爆的 要求_】]。如何保证在如此恶劣的环境下舱底进水 报警装置安全、可靠地检测到进水情况是一项难 题。本文针对这种情况,开发了一种分布式船舶 用舱底进水报警装置,并在船舶上进行实际应用。 1 设备简介 舱底进水报警装置采用先进的电子元器件, 基于总线技术进行电路设计与开发。该装置由单 点报警指示器和有水信号传感器两部分组成,并 通过分布式总线将各装置的信息上传至集控台, 供船员准确获取船舶舱底进水情况。单点报警指 示器安装在舱室现场操作部位,可在舱室现场完
成报警指示功能LzJ。
有水信号传感器外形如图1所示。有水信号
传感器通过安装卡安装在船舶舱室底部,确保在
恶劣的条件下可靠的输出有水信号。
1水信号传感器外形
收稿日期:201 2—11-01 2设备硬件开发
作者简介:范则l5f{(1978),l_j_j,硕十一E程帅。研究
,J‘向:船舶电 L。
30
Vo1.33 No.7 20l3.7 船电技术1应用研究
2.1设计要求
船舶舱底进水装置的设计,需满足以下要求:
1)耐油污和耐酸性的有水信号传感器
在船舶主机舱存在大量的油污,工作温度高 达50 ̄C;在船舶蓄电池舱存在强酸性的液体。布 置在这些区域的有水信号传感器需满足耐油污和 耐酸性的要求,并确保在恶劣的条件下输出有水 信号可靠。 2)满足蓄电池舱防爆的要求 船舶蓄电池舱蓄电池组在充放电过程中会 产生爆炸性气体——氢气,安装在蓄电池舱的电 气设备需满足IICT1 L3 J防爆等级的要求。 3)灵活的信息传输方式 般船舶舱室众多,造成布置的舱底进水报 警装置传感器数量较多。由于需要在船舶集控台 上显示各个舱室进水情况,布置在各个舱室的舱 底进水报警装置与集控台的接口形式尤为重要。 若采用硬接线的方式则需要大量的电缆连接,造 成成本的增加,也给船舶总体设计带来了负担。 总线数据通信技术具有突出的可靠性、实时性和 灵活性,能够满足大量数据交换。 2.2单点报警指示器设计 单点报警指示器安装在舱室现场操作部位, 可在舱室现场完成报警指示功能,其核心是报警 指示电路。 报警指示电路主要由三部分组成:供电电路、 传输电路和报警电路。各部分的接口关系如图2 所示。 2报警指不电路接口关系图 供电电路由本安电路和整流电路组成。本安 电路是为有水传感器供电的电路,主要由变压器、 整流滤波电路和防爆安全栅组成。通过防爆安全 栅的作用,确保有水信号传感器供电电路在任何 情况下输出电流不产生引起氢气爆炸的能量,从 而满足本质安全型的要求。 整流电路是为传输电路和报警电路供电的电 路,主要由变压器、整流滤波电路和稳压电路组 成。 传输电路是将有水信号传感器的有水信号进 行变换和隔离,将进水信号传输给报警电路和向 船舶集控台发送进水信号。主要由报警输入电路、
光电耦合器和CAN转换板组成。
报警电路是输出声光报警电路,主要由声警
电路和光警电路组成。声警电路由音响逻辑电路、
音响电路和驱动电路组成。光警电路由闪光逻辑
电路、闪光振荡电路和驱动电路组成。
根据上述报警指示电路的设计,舱底进水报
警装置单点报警指示器防爆等级为『Exib]IIC。单
点报警指示器安装在船舶舱室安全区域,可进行
试灯、报警消音操作。
2.3有水信号传感器设计
通常,检测船舶舱底进水情况的传感器有浮
子液位计和电极式传感器两种。
浮子液位计可连续输出舱底进水液位的高
度。浮子液位计按照测量方式大致可分为机械浮
子式、光电浮子式、超声波式、激光式、振弦式
等多种形式,它们各有优缺点。机械浮子式和光
电浮子式都是用浮子机械式运动来产生液位的信
号输出,其优点是价格相对较低,缺点是机械加
工复杂、运行阻力大、使用寿命短,不适合在有
杂质的复杂条件下工作;超声波液位计和激光液
位计测量精度较高且没有机械部件,故可靠性较
高,但它对反射目标有一定的要求,受环境因素
影响较大,价格较高;振弦式液位计主要适用于
小量程液位的测量场合L4J。
电极式传感器是应用较为广泛的一种方式,
其主要工作原理是传感器设有两根导电电极,当
舱底进水淹没传感器后,传感器的两根电极导通,
检测回路根据阻值变化进行逻辑处理后,输出报
警信息。这种感传器的优点是价格便宜,工作可
靠,缺点是只能指示某个点的进水信息,不能指
示船舶舱底进水液位的高度。
船舶在航行时,受风浪影响会产生倾斜、摇
摆,机械浮子式和光电浮子式液位计不适宜在这
种条件下使用。另外,船舶舱底一般存在油污以
及杂质等,不适合超声波和激光液位计使用。因
此根据船舶应用的特点以及考虑传感器的工作环
境,本装置采用电极式传感器的设计方案。有水
信号传感器组成如图3所示。 -
有水信号传感器为水密式结构,其本体采用
3l
船电技术l应用研究
具有耐酸和耐腐蚀的聚四氟乙烯材料,导电电极
采用不锈钢,可以满足耐油污和耐酸性的要求。
传感器的外形和电极的形状均经过多次试验后制
成,确保在恶劣的条件下可靠的输出有水信号。
传感器通过安装卡安装在船舶舱室底部。
由于有水信号传感器是安装在蓄电池舱的危
险区域,根据电极式传感器的特点,将有水信号
传感器设计为本质安全型。传感器本体的聚四氟
乙烯材料表面积是经过严格计算,并经过防爆认
证试验,确保满足ExiblICT1防爆等级的要求。
①
⑦
⑦
④
图3有水信号传感器组成图
注:①防护罩②安装卡③电极④底座 ⑤密封填料
⑥电缆
3设备工作流程
设备工作流程如图4所示。当传感器的两电
极与水接触后,两电极问通过水导通,导通信号
经报警传输电路进行稳定,并通过光电耦合器进
行隔离。光电耦合器将一路信号输入至报警电路
的闪光和音响逻辑电路进行处理,并启动闪光振
荡电路和音响电路,最后经过驱动电路驱动发出
声光报警。光电耦合器将另一路信号输入到CAN
转换板,CAN转换板通过总线方式向船舶集控部
位显控台发送舱底进水信息。其实现方式可以通
过软件固化下载到电路板中。
4分布式应用网络构建
该装置可广泛应用于各种类型和各种吨位的
船舶。采用CAN总线通讯技术,只需通过一根
电缆即可完成信息的传输功能,系统组建方式非
常灵活,扩展能力强。当需要增减有水报警点的
数量时,只需修改通讯协议以及集控台的显控台
软件即可。典型的分布式网络结构图如图5所示。
32
图4设备工作流程图
5结束语
本文详细论述了采用先进的电子元器件,基
于总线技术进行设计与开发的舱底进水报警装
置。该装置解决船舶舱底复杂环境下舱底进水情
况的检测和报警问题,具有工作可靠、信息传输
方式灵活、扩展性能强的优点,同时可满足船舶
蓄电池舱IICT1防爆等级的要求,已经广泛应用
于各型船舶,并取得了良好的效果。
can 线P —·一-一---·1
显控台
集控部
羞.t _