一个小电磁阀引起的压载水处理装置“罢工”

学术   2024-10-21 18:30   广东  

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Ocean Guard压载水处理装置TRO故障检修记录



我轮压载水处理装置为Ocean Guard HMT-2500,处理能力3250m³/h(PSU≥1),2500m³/h(PSU<1)。

其基本原理是利用过滤与电催化双重作用机制滤除和杀灭水体中的生物。通过EUT单元产生高浓度的羟基自由基,杀灭压载水中的浮游生物、细菌和病毒。此种技术也被称为高级电催化氧化(Advanced Electro-catalysis Oxidation Process)。

经过系统处理的压载水能够满足国际海事组织(IMO)2004年制定的《船舶压载水和沉积物控制和管理国际公约》。


PART 01
系统简介

Ocean Guard船舶压载水处理系统由过滤器、EUT单元、EUT电源、控制单元、检测单元、流量计、配电箱、中和单元以及管路等部分组成。

该系统可实现“压载”“卸/排载”和“旁通”操作。供电后,系统可通过控制单元或者远程控制面板进行操作,运行时不需要人为干预。控制单元上会显示所有的参数和运行状态。

启动压载模式时,压载水将会通过50微米级滤器和电催化处理单元(EUT)进行处理。EUT单元利用电催化氧化原理产生大量的羟基自由基。羟基自由基具有非常强的氧化性,并且存活时间非常短,可瞬间与微生物和其他有机物发生反应,杀灭微生物,去除有机物。同时在这个过程中将会产生少量的氯气,这些氯气在检测单元中进行含量检测。压载过程中的TRO应保持在1.5—2.5mg/L的范围内才可以保证处理效果。控制单元可根据TRO的数值来调节EUT电流的输出,这样能确保使TRO的数值保持在一个稳定的范围内。

卸/排载模式时,压载舱内的压载水通过系统直接排出舷外。在整个过程中,TRO数值需要保持在0.1ppm以下。系统排放压载水时如果舱中TRO超过0.1mg/l时,控制单元自动启动中和单元,自动向系统管路中添加一定量的中和液(硫代硫酸钠溶液),投加剂量由控制单元自动控制,使系统排水的TRO低于0.1mg/l。如果监测单元检测到排放水中的TRO低于0.1mg/L,中和单元会自动停止注入中和液。

旁通模式仅供紧急状态时使用,系统会自动打开旁通阀门,压载水不会通过处理系统直接进入压载舱或者排出舷外。在整个旁通过程中,“Bypass on”报警将会出现并且持续存在无法人为消除。


PART 02
故障现象


我轮在近期操作压载水处理装置进行压载作业时发现TRO检测数值及EUT输出电流值波动较大,不能稳定,偶尔触发报警值,但警报消除后系统仍然可以运行。针对此现象说明书上的故障分析是:

01

反应室玻璃管水样未注满
02

水样中有杂质
03

比色皿脏污或泄漏
04

药剂失效或过期
05

药剂未被注入测量管

对应上述分析,我们进行了:

1.确认了调压阀及进口电磁阀动作正常,水样进入比色皿正常且足量;

2.清洁过滤器;

3.清洁比色皿玻璃管并检查其密封状况正常;

4.更换指示剂及缓冲剂;

5.用注射器冲洗试剂管路并进行Prime操作数次确保药剂进入反应室。

上述操作完成后,再次启动系统进行测试,发现故障现象依旧存在,并且TRO检测数值波动有变大的迹象。终于,在数次波动后TRO检测数值已不能显示,

系统触发Ballast TRO low alarm,自动停止运行。再次启动系统,在系统超过Ballast TRO Readiness Time后TRO数值依旧不能被检测和显示,再次触发Ballast TRO low alarm警报,系统停止运行。反复测试几次,故障依旧存在,致使整个系统陷入停顿状态,不能正常启动和运行。


PART 03
故障的处理与分析

判断故障,要先了解其结构及工作原理。

我轮检测单元为Baway样式 Type:BW-3000

测量范围:TRO: 0.00-10.00mg/L Salinity: 0.0-70.0 PSU

其具有两个电磁阀,进口电磁阀用于检测水样取水的控制,出口电磁阀用于排空检测完水样的控制,另外还有两个压药泵,用于药剂的注入控制。

TRO检测仪由一个取样口、一个排放口和一个溢流口组成,两个试剂注入口、两个灯颗粒、一个光敏接收器组成。其中两个灯颗粒,包括一个绿色LED用于TRO数值的测量,一个红色LED用于水样高度和流速测量。一个可更换的玻璃比色皿将LED灯和光敏接收器分隔开来,并保持测量路径的长度。水样从底部的入口流入,流经比色皿,然后从溢流口流出。该水流用于充满比色皿和冲洗系统。

指示剂和缓冲剂分别从两个试剂瓶中进入比色皿。缓冲剂用来控制PH值。含DPD的指示剂是当水样含有氯时,水样和该指示试剂反应并产生颜色,颜色的深浅取决于水样中的氯含量。

在检测过程中,TRO检测仪按固定周期运行,一个周期由以下过程组成:

1.清洗,连续的水样水流用于清洗反应玻璃试管;

2.排水,排出清洗后的废水;

3.归零,试管处于充满状态,没有水流;

4.添加试剂,压药泵压药一次

5.混合,水样和试剂混合反应;

6.TRO读出,试管处于充满状态,没有水流,如果有TRO,颜色变化;

7.清扫,排水电磁阀打开,排出反应后的水样。

经过细致的观察,发现检测水样在前期进入反应玻璃试管清洗,排水均正常。到检测过程中,红色LED亮起,检测的水样进入反应试管,高度和流速测量均正常,试管处于充满状态。

然后压药泵压药一次,水样和试剂混合反应。绿色LED亮起读取TRO数值,这时发现本应该处于关闭状态的出口电磁阀下部有一股很微小的水流。导致在绿色LED亮起读取TRO期间,绿色LED灯还未熄灭时,反应试管中的检测水样产生波动或流失。导致TRO数值的波动,或者不能正常测取和显示。

到这时候问题一下子变得明朗了起来,由于出口电磁阀关闭不严致使反应试管内检测水样波动和流失,导致TRO数值不能正常地测取,进而导致系统不能正常地启动和运行。

可是,为什么故障前期EUT输出电流值跟随TRO检测数值同步波动呢?是由于系统处于自动模式,TRO检测结果被上传至控制单元。控制单元根据数据来确定系统的工作状态和模式。在TRO检测数值频繁波动的时候,EUT电源也努力地调节电流值来保证TRO浓度回到正常范围内。也将TRO实际波动的幅度降低了。直到故障后期TRO数值不能正常读取了,系统才触发警报自动停止了。

故障确定了,更换相应电磁阀即可。公司的岸基支持也很给力,靠泊后第一时间就将新的电磁阀供应上船。

新的出口电磁阀更换后。系统再运行时,TRO的检测数值也不再波动,相对应的EUT电流值也变得稳定。这样,压载水处理装置可以一直处在最佳状态下平稳地运行了。

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