油船貨物操作教材配套課件第三章貨油監(jiān)控系統(tǒng)

第三章

油船監(jiān)控系統(tǒng)第一節(jié)貨油監(jiān)控系統(tǒng)一、貨油監(jiān)控系統(tǒng)的組成貨油監(jiān)控系統(tǒng)是控制和監(jiān)測貨油、污油水、壓載水和燃油的一個完整綜合裝置。主要由控制裝置、傳感器系統(tǒng)、裝載儀（包括主計算機、顯示器、鍵盤和打印機）和若干工作站組等組成。二、貨油監(jiān)控系統(tǒng)功能該系統(tǒng)一般具有如下功能：（1）連續(xù)顯示艙內(nèi)液位（或空檔）讀數(shù)。（2）可發(fā)出高/低液位警報（可設(shè)定）。（3）連續(xù)顯示液體溫度讀數(shù)。（4）可發(fā)出高/低油溫警報（可設(shè)定）。第一節(jié)貨油監(jiān)控系統(tǒng)（5）連續(xù)顯示惰氣壓力讀數(shù)。（6）可發(fā)出高/低IG壓力警報（可設(shè)定）（7）自動計算體積、重量。（8）自動檢測貨油密度。（9）在出現(xiàn)縱/橫傾時，自動修正液位。（10）公制與非公制單位之間的換算。（11）干艙探測。（12）四面吃水遙測。第一節(jié)貨油監(jiān)控系統(tǒng)（13）裝卸貨速度顯示。（14）壓載水艙、燃油艙、淡水艙內(nèi)的液體參數(shù)及數(shù)量等。裝載儀在“在線”或“離線”狀態(tài)下一般有下列功能：（1）計算排水量、載貨量、壓載量等，還可以計算貨油和壓載水的體積及貨油膨脹值。（2）計算縱傾和橫傾角、計算艏艉和船中吃水。（3）計算港內(nèi)/海上的彎曲力矩、計算港內(nèi)/海上的剪力。（4）計算VGC、LGC、KG和GM（無論是否有自由液面）、計算GZ曲線。第一節(jié)貨油監(jiān)控系統(tǒng)三、貨油監(jiān)控系統(tǒng)工作原理貨油監(jiān)控系統(tǒng)中最主要的是貨油監(jiān)測部分。通常在貨油艙內(nèi)裝設(shè)三個壓力和溫度傳感器，第一個位于油艙頂部，裝于接線箱中，靠近甲板用于艙內(nèi)惰氣壓力的監(jiān)測；第二個位于油艙的上部油艙的上部；第三個位于油艙底部。上部和底部的傳感器之間有一定的間距，因而在這個間距出現(xiàn)壓差時，即可計算出貨油的密度，并能進行修正。但當(dāng)裝貨時液位上升至倉容60%時才顯示當(dāng)時貨油的密度。在實際運輸中，都是靠微機來計算出來各種參數(shù)的，即首先測出油溫和壓力，計算機根據(jù)當(dāng)時的油溫和壓差來計算貨油的密度、重量、容積和空當(dāng)高度（或液位）、船舶受力狀態(tài)等只有液位達到上部傳感器位置時，才可測定出準(zhǔn)確的密度來進行其他用途的運算。因而當(dāng)液位未到達上部傳感器時，只能手動輸入?yún)⒖济芏葋磉M行其他用途的計算。第二節(jié)溫度和壓力監(jiān)控一、貨油艙溫度和壓力監(jiān)控系統(tǒng)1.溫度傳感器2.壓力傳感器二、警報裝置和報警值的設(shè)定（1）溫度報警裝置：在裝載儀內(nèi)可設(shè)定，其音響報警僅在貨控室內(nèi)。（2）壓力報警裝置：在裝載儀可設(shè)定貨艙高/低壓力報警值。按照大石油公司的要求，設(shè)定高壓是P/V閥壓力值的1.1倍；低壓設(shè)定則不必為負壓。（3）溫度和壓力如超出警報設(shè)定范圍，其音響報警僅在貨控室內(nèi)，并在裝載儀上顯示。第二節(jié)溫度和壓力監(jiān)控三、溫度和壓力監(jiān)測系統(tǒng)的布置有貨艙加溫設(shè)備的油船：每個貨油艙上部一個壓力傳感器，上、中、下各一個溫度傳感器。無貨艙加溫設(shè)備的油船：每個貨油艙上部一個壓力傳感器，僅在污油水艙有溫度傳感器。第三節(jié)液位監(jiān)控系統(tǒng)油船液位測量系統(tǒng)目前主要有雷達式、壓力差式、浮子式、吹氣式等幾種類型。第三節(jié)液位監(jiān)控系統(tǒng)一、雷達式液位測量裝置1.工作原理：雷達式液位測量裝置采用無線電波段在沒有接觸的情況下，測量爆炸危險度較高的液貨油艙液位，是安全防爆的液位測量裝置。2.特點（1）采用液位自動追蹤功能使之準(zhǔn)確捕捉艙內(nèi)的液位變化。（2）使用放射電磁波（EMI）方式實現(xiàn)了傳感器部分及信號處理部分的安全運轉(zhuǎn)。（3）將傳感器內(nèi)部用惰性氣體進行保護，以防電子部件受潮。（4）使用平面天線不但減輕了重量也便于安裝及維修。注意：每半年要對艙內(nèi)的雷達天線按照說明書的要求進行清潔，或者當(dāng)雷達沒有回波，不能測量空檔時，應(yīng)考慮天線是否污臟。第三節(jié)液位監(jiān)控系統(tǒng)二、壓力差型測量裝置這類液位測量裝置使用壓力轉(zhuǎn)換器來測量艙底部的靜壓。系統(tǒng)通常在一個貨艙中裝有3個壓力/溫度傳感器：第一個位于油艙頂部，裝于接線箱中靠近甲板，用于惰氣壓力的監(jiān)測；第二個位于油艙的上部；第三個位于油艙底部。上部和底部的傳感器之間有一定的間距，因而在這個間距出現(xiàn)壓差時，即可計算出貨油的密度，并能進行修正。第三節(jié)液位監(jiān)控系統(tǒng)三、浮子式測量裝置在這種類型的裝置中，測量元件是一個浮子。帶動機械裝置的動力，部分來自于浮子的運動，部分來自于平衡機械裝置。浮子通過線帶或其他機械的或磁力的連接方式連接在機械裝置上。第三節(jié)液位監(jiān)控系統(tǒng)四、吹氣式測量裝置吹氣式液位測量裝置較多應(yīng)用于內(nèi)部沒有壓力的開放型艙柜液位的測量。如壓載水艙、燃油艙、滑油艙以及船舶吃水的測量。特點是原理簡單，工作穩(wěn)定，精度較差。典型吹氣式液位測量裝置的組成：（1）空氣供應(yīng)部分?？刂瓶諝馔ㄟ^減壓閥減壓到0.4～0.5MPa設(shè)定壓力供應(yīng)到系統(tǒng)。（2）測量部分。設(shè)定好壓力的空氣依次經(jīng)過干燥過濾器、節(jié)流元件供給自動截止閥，然后通過吹除管路到達位于艙底的吹除口排出。（3）顯示部分。吹除管內(nèi)的壓力通過管路引入到控制室，一般經(jīng)過四通閥到達壓力表或壓力傳感器來指示相應(yīng)的壓力。經(jīng)過對艙內(nèi)密度的設(shè)定，就可以通過轉(zhuǎn)換直接顯示出艙內(nèi)的液位高第三節(jié)液位監(jiān)控系統(tǒng)3-4吹氣式液位計原理圖第三節(jié)液位監(jiān)控系統(tǒng)五、其他液位測量裝置1.電動伺服測量裝置2.電容量測量裝置電容式液位計是采用測量電容的變化來測量液面的高低的。第三節(jié)液位監(jiān)控系統(tǒng)3.超聲波測量裝置超聲波液位計是由微處理器控制的數(shù)字液位儀表4.封閉空間內(nèi)使用的氣動或液壓式液位表。此類液位測量裝置多用在小型油柜及淡水艙內(nèi)。結(jié)構(gòu)簡單，精度不高。第三節(jié)液位監(jiān)控系統(tǒng)六、液位報警裝置依據(jù)國際公約的要求油船應(yīng)安裝一套獨立的高高位報警系統(tǒng)，以適用于油船的高高位液位的集中監(jiān)測。當(dāng)貨油艙的液位達到設(shè)定值時，發(fā)出相應(yīng)的聲光報警指示。高高位報警系統(tǒng)獨立于高位報警系統(tǒng)和貨艙液位測量系統(tǒng)。1.浮子式液位報警裝置浮子式液位報警裝置有多種形式，但其原理基本相似。2.電阻帶式液位報警裝置電阻帶式液位傳感器可以用作較精確地測量液體的液位第四節(jié)排油監(jiān)控系統(tǒng)一、排油監(jiān)控系統(tǒng)的作用根據(jù)MARPOL公約的有關(guān)規(guī)定，大于150總噸及以上的油船必須裝有排油監(jiān)控系統(tǒng)。這個系統(tǒng)能對油船上排放的含油壓載水進行連續(xù)的監(jiān)測并對排出的油分進行連續(xù)記錄。這種記錄應(yīng)能鑒別時間和日期，并至少保存3年。每當(dāng)有含油廢水排放入海時，監(jiān)控系統(tǒng)即應(yīng)開始工作。二、排油監(jiān)控系統(tǒng)的種類及工作原理排油監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分是油分濃度計。1.熒光法油分濃度計這主要是利用紫外光照射含油污水，使石油中具有環(huán)狀共軛體分子（如芳烴）被激發(fā)產(chǎn)生熒光，所產(chǎn)生的熒光強度與含油量有一定的關(guān)系，依據(jù)這一原理而制成的油分濃度計。第四節(jié)排油監(jiān)控系統(tǒng)2.光學(xué)濁度法油分濃度計讓光線通過分散成膠體的油水混合液，可以測定透射光與散射光的強度。按比耳定律和瑞利散射定律，透射光與散射光和溶液中的含油量成一定的比例關(guān)系。3.紅外吸收法油分濃度計紅外吸收法是利用石油中的化合物，對3.4～3.5μm波帶內(nèi)的紅外振動波吸收的原理來測定水中的油分濃度。4.紫外吸收法紫外吸收法是利用石油中所含不飽和碳氫化合物，特別是芳烴等含共軛體系的化合物，在紫外線區(qū)內(nèi)具有特征吸收率的原理制成的油分濃度計。第四節(jié)排油監(jiān)控系統(tǒng)三、排油監(jiān)控系統(tǒng)操作1.S663MKⅢ型的構(gòu)成（1）計算單元包括四行數(shù)碼顯示器、一個打印機、一個鍵盤和一個聲光報警信號。（2）含油濃度表包括測量容器、氣動電磁閥、一個穩(wěn)壓器。數(shù)據(jù)是穿過密封艙壁通過光纖傳輸?shù)?。?）電動機和泵裝置穿過艙壁分別安裝在機艙和泵間，之間為氣密型軸封。（4）壓力套件包括一個濾器、一個穩(wěn)壓器和4個由油分濃度計驅(qū)動的氣動閥。（5）每個通道一個采樣探頭。第四節(jié)排油監(jiān)控系統(tǒng)3.設(shè)備的功能（1）監(jiān)視：對排出水質(zhì)的連續(xù)監(jiān)視。在排出操作的監(jiān)視期間，排出閥被控制狀態(tài)，排出水的含油量ppm值處于監(jiān)視狀態(tài)，數(shù)據(jù)在打印機上被記錄，設(shè)備故障警報或水質(zhì)警報能被顯示。（2）校正：對零點和靈敏度的校正在任何時候都能手動進行，或每24h自動進行。設(shè)備不使用時處于備用狀態(tài)；污水在船舶內(nèi)部駁運的監(jiān)視。（3）計算：利用了油分濃度計和其他船舶設(shè)備提供的數(shù)據(jù)，這個儀器可計算如下的排油量：每海里的排油量；每小時的排油量；排出的油總量。一旦計算器損壞，所有必要的數(shù)據(jù)如速度、油分濃度、每小時的排量等能被手動輸入。第四節(jié)排油監(jiān)控系統(tǒng)4.記錄（1）如果數(shù)據(jù)沒有改變，在監(jiān)視期間每10min數(shù)據(jù)在電子打印記錄儀上給出記錄。并且在如下情況時也會給出記錄：每次數(shù)據(jù)被修正時，每次裝置被合上電源時，每次警報發(fā)出時，無論何時排油量增加到10L/nmile時。（2）被記錄的數(shù)據(jù)有：日期和時間，閥的開關(guān)，排出禁止或允許，含油濃度超出警報范圍，超過30L/nmile警報，全部的油量，全部排油警報，船舶的船位，校正或監(jiān)視，排出的產(chǎn)品類型。故障警報導(dǎo)致閥關(guān)閉，在打印機上顯示排出禁止。5.警報當(dāng)出現(xiàn)警報時發(fā)出聲光報警。通過確認按鈕消掉聲音。（1）排油量超過30L/nmile（在20L/nmile僅發(fā)出聲音警示）。（2）排油量與壓載水容積比超過999ppm范圍。（3）超過全部油量限制。第四節(jié)排油監(jiān)控系統(tǒng)（4）油分濃度計故障。（5）流量計故障。（6）校正故障。（7）監(jiān)視期間采樣水故障或校正期間清潔水故障。（8）打印機紙故障。（9）船速過高（超過20kn）。（10）泵馬達供電失常。（11）船速太低。（12）閥開啟失常。在15ppm模式達到15ppm或在100ppm模式達到100ppm。第四節(jié)排油監(jiān)控系統(tǒng)四、排油監(jiān)控系統(tǒng)的維護（1）建立系統(tǒng)的維護保養(yǎng)記錄。在每次的含油污水/壓載水排放之前/之后，應(yīng)進行校正及反沖洗，或每周進行一次并詳細記錄（ODME系統(tǒng)在連續(xù)開啟的狀態(tài)下，應(yīng)每24h進行一次并記錄）。（2）每月需對系統(tǒng)進行一次試驗（Testrunning）運行并詳細記錄。五、油類記錄簿中的記錄凡150總噸及以上的油船和400總噸及以上的非油船，應(yīng)備有《油類記錄簿》第I部分（機器處所的作業(yè)）；凡150總噸及以上的油船還應(yīng)備有《油類記錄簿》第II部分（貨油或壓載水的作業(yè)）。這種《油類記錄簿》不論是作為船上的正式《航海日志》的一部分或作為其他文件，均應(yīng)按MARPOL公約附則附錄III中所規(guī)定的格式。注意：在MARPOL公約附則III中還有更詳細的記錄項目清單。第五節(jié)可燃氣體監(jiān)測系統(tǒng)一、可燃氣體監(jiān)測系統(tǒng)適合安裝于泵艙、壓載艙、主甲板生活區(qū)水密門及空調(diào)新風(fēng)入口處，用于探測該處的可燃氣體的濃度，并在濃度超過爆炸下限（LEL）時，發(fā)出報警，并發(fā)出相應(yīng)的報警聲光信號。主要布置形式：（1）在探測的現(xiàn)場，布置適量的探頭，這些探頭通過電纜將現(xiàn)場探測到的信號傳輸給主機，由主機對信號進行處理，然后完成顯示、報警等功能。（2）另一種可燃氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)是將在各艙室的氣體通過細管抽到檢測單元內(nèi)進行檢驗，能遠距離監(jiān)測可燃氣體的濃度；儀器有自檢功能（如有故障，則發(fā)出故障報警）和巡回檢測功。圖3-9可燃氣體探測器第五節(jié)可燃氣體監(jiān)測系統(tǒng)二、多點分時可燃氣體采樣系統(tǒng)為了安全和控制，需要連續(xù)檢測可燃氣體的濃度。當(dāng)要求對多處采樣測量時，較經(jīng)濟的方法是采用分時、單個分析器的自動選點的采樣系統(tǒng)。對于這種系統(tǒng)，如測點多、管路長，將影響響應(yīng)時間，解決這個問題的方法有兩種：（1）為了減小采樣點之間的延時，采用雙泵系統(tǒng)。一個泵為分析采樣，另一個泵把其他所有的點旁通，系統(tǒng)中采取三通閥。該方法的缺點是旁通泵的容量對于管線長、測點多的系統(tǒng)可能不足于保證采新樣。（2）快速響應(yīng)的方法。在此系統(tǒng)中采用直通電磁，工作時只有下一點為旁通，把每一泵的全部容量都用于每個采樣點，這不僅保證采集新樣，而且速度快。

第五節(jié)可燃氣體