第39卷第6期船海工程VoL 39 No 62010年12月SHIP OCEAN ENGINEERINGDec. 2010DOl:10.3963/j,issn1671-7953.2010.06.015真空系統(tǒng)在船舶污水收集中的應(yīng)用邵曉華,陳清中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七O四研究所,上海200031)摘要:介紹真空系統(tǒng)在船舶污水收集中的的工作機(jī)理,論述真空的產(chǎn)生、維系以及影響真空系統(tǒng)收集能力的因素,介紹真空管系及附件的設(shè)置原則關(guān)鍵詞:真空系統(tǒng);污水收集中圖分類(lèi)號(hào):U664.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1671-7953(2010)060047-04真空污水收集系統(tǒng)是設(shè)有真空便器或真空灰收集的技術(shù)關(guān)鍵。水閥、管系和真空收集裝置的污水收集系統(tǒng)。污水的收集是利用排污管中的真空作為動(dòng)力源,通1幾個(gè)主要技術(shù)問(wèn)題過(guò)便器排污閥的開(kāi)啟,進(jìn)行污物在系統(tǒng)內(nèi)的真空1.1真空的產(chǎn)生抽吸輸送。系統(tǒng)中真空的產(chǎn)生、維持控制、有效目前,使真空系統(tǒng)產(chǎn)生真空的真空收集裝置的管系容量以及合理可靠的管系布置是真空污水主要有3種,見(jiàn)表1。表真空收集裝置設(shè)置序號(hào)產(chǎn)生原理產(chǎn)生真空的設(shè)備設(shè)備組成1荊吸緩沖滑片式由真空泵抽吸真空收集柜內(nèi)的空氣,使收集柜維持一定的真空度,滑片式真空泵、柜的空氣真空泵作為系統(tǒng)的真空源。收集到的污水必須通過(guò)污水泵輸送出去收集柜、污水泵利用文丘理管系內(nèi)的真空由噴射器產(chǎn)生和維持。收集柜內(nèi)的污水是噴射器的2原理抽吸系噴射泵、工作水,噴射泉將柜內(nèi)的污水用打人噴射器,噴射器側(cè)面連接真空噴射泵、噴統(tǒng)的氣、水噴射器收集管系,利用文丘理原理,抽吸管系里的污水或空氣,使系統(tǒng)產(chǎn)生真射器、收集柜混合物空,噴射器出水又回到柜內(nèi),如此循環(huán)直接抽吸系3統(tǒng)的氣、水轉(zhuǎn)子真真空泵連接真空收集管系,直接抽吸管系中的污水或空氣輸送至轉(zhuǎn)子真空混合物空泵污水處理裝置。緩沖罐中存有水防止真空泵干轉(zhuǎn)泵、緩沖罐1.2系統(tǒng)真空度的控制范圍污水流速也過(guò)小,排污閥關(guān)閉時(shí),會(huì)產(chǎn)生沒(méi)有將污空系統(tǒng)的真空度一般控制在3%-6%,物排泄十凈的情況,很容易因?yàn)槲畚镒枞谂盼圻^(guò)小,也不宜過(guò)大,與以下因素有關(guān)閥的閥芯和閥壁之間,導(dǎo)致排污閥關(guān)不死,產(chǎn)生系1)馬桶沖洗需要系統(tǒng)。當(dāng)排污閥開(kāi)啟時(shí),污統(tǒng)漏氣現(xiàn)象。水流動(dòng)的動(dòng)力是大氣壓和馬桶后端管子內(nèi)真空度2)防止污物在管道內(nèi)淤積。系統(tǒng)真空度小的壓力差。因此壓力差越大,水流動(dòng)的動(dòng)力就越時(shí),污水在管道內(nèi)的流速也小,污物的輸送能力大,污水流速也越快;反之,壓力差小,污水流速就差,容易形成污物淤積影響管道的通暢。小。而馬桶的排污閥的開(kāi)啟時(shí)間是一定的,一般3)收集裝置的收集能力。真空泵或噴射泵只有幾秒鐘。當(dāng)系統(tǒng)真空度過(guò)小時(shí),馬桶沖洗時(shí)的抽氣能力與系統(tǒng)的真空度有關(guān),真空度越低抽氣能力越大。若系統(tǒng)真空度過(guò)大,真空泵噴射泵收稿日期:20100604的抽氣流量會(huì)很小,需要增加真空泵/噴射泵的配修回日期:201007-01置,系統(tǒng)不經(jīng)濟(jì)。作者簡(jiǎn)介:邵曉華(1977-),女,學(xué)士,工程師4)維持正常沖洗馬桶的空氣耗量。沖洗馬研究方向:船舶防污染技術(shù)E-mail:704hjgcb@sina.com桶時(shí),馬桶的空氣耗量與大氣壓和管系內(nèi)的真空47第6期海工程第39卷壓力差有關(guān),真空度低時(shí),空氣耗量小,真空度高真空調(diào)節(jié)量的計(jì)算公式如下時(shí),空氣耗量大。若系統(tǒng)真空度大于60%時(shí),馬v3=V×30%(2)桶的空氣耗量將成倍增加,提高了真空泵/噴射泵式中:V3—系統(tǒng)真空調(diào)節(jié)量;的抽氣要求。30%——系統(tǒng)真空度從60%下降到30%的5)控制馬桶沖洗時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的噪聲。真空差值;度越大馬桶沖洗時(shí)動(dòng)能越大,同時(shí)產(chǎn)生的噪聲也V—系統(tǒng)真空容量,L,V=V訾κ十V容越大,所以需控制系統(tǒng)的真空度不大于60%其中:V系—管系的容積L;1.3系統(tǒng)真空容量適配性V容——真空容器的容積L真空系統(tǒng)的收集能力主要與真空泵、噴射泵②同時(shí)起動(dòng)馬桶次數(shù)。是指在較短的時(shí)間抽吸空氣的能力有關(guān);真空系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與內(nèi)(一般為3~5s同時(shí)按下馬桶的數(shù)量。其設(shè)置收集系統(tǒng)的管系容量有關(guān),管系容量越大,真空系值參見(jiàn)表2。統(tǒng)運(yùn)行越穩(wěn)定表2系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)起動(dòng)馬桶次數(shù)的設(shè)置值真空收集系統(tǒng)的真空建立能力的確定,需從系統(tǒng)馬桶總數(shù)/只5~1515~3030~50兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)起動(dòng)馬桶次數(shù)n/次1)小時(shí)高峰負(fù)荷真空建立能力。定義:小時(shí)高峰負(fù)荷真空建立能力需滿,1h內(nèi)真空系統(tǒng)的當(dāng)V3≥nV時(shí),可保證真系統(tǒng)的真空度維系抽氣能力(q)大于小時(shí)高峰耗氣量(Q),即q>Q.在一個(gè)較為穩(wěn)定的環(huán)境下,有利于馬桶的良好使高峰時(shí)耗氣量Q的計(jì)算公式如下:用。在不同的同時(shí)起動(dòng)馬桶次數(shù)要求下,系統(tǒng)真Q=n,Vi+n2v2tn3V3(1)空調(diào)節(jié)容量參見(jiàn)表3式中:m—高峰時(shí)段的馬桶使用次數(shù),一般為全系統(tǒng)的使用人數(shù)表3系統(tǒng)真空調(diào)節(jié)客量V1—使用一次馬桶的耗氣量L/次,一般00~400450~600600~800為45~60L/次;③瞬時(shí)真空建立能力。在不使用馬桶的情n2高峰時(shí)段的灰水閥的使用次數(shù);況下,系統(tǒng)從真空度的低值(30%)上升到真空度vz使用一次灰水閥的耗氣量L/次;的高值(60%)的時(shí)間t一般需滿足在20~60n3—系統(tǒng)空載時(shí)的,一小時(shí)內(nèi)噴射泵允許其計(jì)算公式為啟動(dòng)次數(shù),由系統(tǒng)定;V3——系統(tǒng)真空調(diào)節(jié)量,L;n3V3——系統(tǒng)小時(shí)真空泄漏量,L。式中:q—真空系統(tǒng)的抽氣能力,L/s2)瞬時(shí)真空建立能力。瞬時(shí)真空建立能力與系統(tǒng)的真空調(diào)節(jié)量有關(guān)。2管系的設(shè)置原則①系統(tǒng)真空調(diào)節(jié)量。滿足同時(shí)起動(dòng)幾個(gè)馬2.1真空管系桶時(shí),系統(tǒng)所需要的真空容量,L。真空收集系統(tǒng)2.1.1真空管系的分區(qū)的瞬時(shí)抽氣能力與系統(tǒng)的真空容量有關(guān)。因?yàn)橐幌到y(tǒng)安裝中通常有水平總管和垂直總管。應(yīng)般的噴射泵/真空泵的抽氣能力為10~20m3/h,根據(jù)船上的功能區(qū)或甲板層數(shù)目,對(duì)馬桶進(jìn)行分平均抽氣能力為15m3/h,即4.2L/s。沖洗一次組。一般每根垂直總管上所連接的馬桶數(shù)量不超馬桶的平均空氣耗量為50L,需要噴射泵/真空過(guò)100只,每根水平總管上的馬桶數(shù)量不超過(guò)25泵工作時(shí)間為12s。而馬桶的排污閥完全打開(kāi)的只。開(kāi)關(guān)時(shí)間為2-3s,為滿足馬桶在一次排污閥打一般同一甲板的位置較為相近的幾個(gè)單元衛(wèi)開(kāi)的過(guò)程中污水被抽吸干凈必須需要系統(tǒng)有一生間的馬桶分為一個(gè)區(qū)域,共用一根水平或垂直定的真空容積并且維持在一定的真空度范圍內(nèi),分總管。如果船上設(shè)置有公共衛(wèi)生間,建議為其即有足夠的系統(tǒng)真空容量,當(dāng)系統(tǒng)真空容量不足專(zhuān)門(mén)設(shè)置水平及垂直總管。每根水平分總管在匯時(shí),需在系統(tǒng)中設(shè)置適當(dāng)大小的真空容器。系統(tǒng)入垂直總管處加隔離閥以防止檢修時(shí)影響其他區(qū)48真空系統(tǒng)在船舶污水收集中的應(yīng)用——邵曉華陳清域中馬桶的正常使用。條件允許的話,建議每個(gè)平總管來(lái)連接,見(jiàn)圖3a)。水平總管上也不宜連馬桶后端設(shè)置隔離閥。接上層甲板下來(lái)的垂直管,水平總管應(yīng)該分別連2.1.2真空管系安裝接到垂直總管上,見(jiàn)圖3b)。如果不方便安排公所有進(jìn)入水平總管或垂直總管的支管與總共的垂直總管,則所有垂直提升的馬桶在接入管管的水流方向成45°角。管路轉(zhuǎn)時(shí)使用的彎頭的最高點(diǎn)必須安裝止回閥見(jiàn)圖3c)。半徑應(yīng)大于2~3倍的管徑,或使用兩個(gè)45°的彎頭。1)水平管段。當(dāng)水平總管的長(zhǎng)度大于40m時(shí)建議按照1:300的坡度來(lái)布置,并且每間隔20~30m布置一個(gè)聚集點(diǎn),聚集點(diǎn)后端的管道的標(biāo)高要高于其前端的管道的標(biāo)高,見(jiàn)圖1水流方向a)上、下層分別設(shè)水平總管清打20-30m集點(diǎn)圖1聚集點(diǎn)管道標(biāo)高圖2)聚集點(diǎn)。設(shè)置聚集點(diǎn)的作用是使水活塞b)垂直管不接入水平管c)垂直管接入水平管措施被破壞流動(dòng)到聚集點(diǎn)后,在這部分管段內(nèi)重新滿圖3防倒流措施流,形成活塞,通過(guò)聚集點(diǎn)前后的空氣壓差將污水快速輸送到收集裝置。馬桶后端和控制機(jī)構(gòu)連接的止回閥應(yīng)設(shè)置在3)豎直管段。從馬桶或真空界面閥引出的管段的上側(cè)不可設(shè)置在下側(cè)防止污水倒流時(shí)堵污水管可以直接進(jìn)行不超過(guò)3m的垂直提升。塞垂直提升管必須為直管沒(méi)有支管,與水平總管連2)清掃口。為方便真空管系的清掃,可以在接時(shí)必須是從水平總管的上方以最小角度接入。間隔不超過(guò)25m按照以下原則設(shè)置清掃口:①假如垂直提升需要超過(guò)3m(最大不得超過(guò)在聚集點(diǎn);②在水平和垂直總管的端點(diǎn);③在水5m則需要在垂直提升之前加聚集點(diǎn)并且在最平總管90轉(zhuǎn)向的地方。高點(diǎn)加裝止回閥管徑不得超過(guò)DN40(見(jiàn)圖2)。2.2其他附件防止一次提升不能將垂直管內(nèi)的污水排凈,污水真空容器的出口必須設(shè)置在最低點(diǎn),真空容回流在馬桶后端污染馬桶沖洗機(jī)構(gòu)的氣管。器宜安裝在真空收集裝置入口上方,當(dāng)環(huán)境條件不允許時(shí),需將真空收集裝置的真空控制器設(shè)置在真空容器上<3m3結(jié)束語(yǔ)不得超過(guò)5管系的真空度對(duì)真空收集系統(tǒng)的運(yùn)行有極大此處設(shè)聚集點(diǎn)的影響,真空度的建立時(shí)間與真空度的大小對(duì)設(shè)圖2垂直管段的提升高度及要求備的性能和可靠性也提出了更高的要求。真空系1.3真空管系的可維性設(shè)計(jì)統(tǒng)的管系布置及連接決定了污水的流動(dòng)狀態(tài)應(yīng)1)防倒流措施。上、下兩層甲板上的馬桶,在保證系統(tǒng)無(wú)泄漏的同時(shí)防止污水呈“半管”狀不宜連接在同一根水平總管上,防止下層甲板的態(tài)而使污水難以流動(dòng)同時(shí)在系統(tǒng)中就預(yù)留檢修馬桶有污水倒流情況。如有此情況需要用兩根水口以在堵塞時(shí)便于疏通(下轉(zhuǎn)第52頁(yè))第6期船海工程第39卷工作流程進(jìn)污水到F3,則立即停止曝氣或沉淀DVv1開(kāi),P2啟動(dòng)進(jìn)入轉(zhuǎn)駁期。然后程序繼續(xù)執(zhí)行下去[進(jìn)水][[否液標(biāo)4)無(wú)論在何時(shí)I級(jí)液位升至F3時(shí),F3指示燈亮蜂鳴器響,令廁所內(nèi)“禁止沖洗”燈亮操作粉碎泵P啊所禁止沖洗人員現(xiàn)場(chǎng)判斷原因,此時(shí)轉(zhuǎn)換至“應(yīng)急排放”,P1噪氣期]氣時(shí)“P、啟動(dòng),直至液位降至R1停止。此時(shí)F3指示燈滅。按“消音”按鈕SB2,蜂鳴器音滅沉淀期沉淀時(shí)間序批式運(yùn)行工作過(guò)程有程序自動(dòng)完成,見(jiàn)圖4結(jié)束語(yǔ)匚排放期[、b、D停R液位艦船用膜法生活污水處理控制系統(tǒng)選用施耐休期]「P液位體附時(shí)間上休眠德 TWIDO型可編程控制器按照裝置的工藝流程要求通過(guò)程序控制,完全實(shí)行自動(dòng)控制。實(shí)踐液位F證明裝置具有工作性能穩(wěn)定可靠、線路簡(jiǎn)單、維修圖3序批式控制流程圖方便、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。Automatic Control of the Marine membranege Treatment PlLI YurZh(iangsu Nanji Machinery Co. Ltd, Taixing Jiangsu 225400, China)Abstract: The marine sewage treatment plant developed according to the latest discharge standard requirement of theresolution of IMO. MEPC. 159(55)was introduced. The plant adopts PLC control to realize the automatic control of in-let, aeration, settle, discharge and dormancy. the plant has been type approved by UscG, ccs etc, which can treat thearinewage automaticallKey words: warships membrane: sewage automatic control(上接第49頁(yè))Application of Vacuum System in Marine Sewage CollectionSHAO Xiao-hua, CHEN Qing(No 704 Research Institute of CSIC, Shanghai 200031, ChinaAbstract: The working principle of vacuum system and its application in marine sewage collection was introduced.The paper also illustrated the generating and keeping of vacuum, the factors affecting the capacity of the sewage vacuumcollection system, as well as pipeline in the vacuum systems and the principle of accessories setting.Key words: vacuum system; sewage collection