油船货物操作教材配套课件第三章货油监控系统

第三章

油船监控系统第一节货油监控系统一、货油监控系统的组成货油监控系统是控制和监测货油、污油水、压载水和燃油的一个完整综合装置。主要由控制装置、传感器系统、装载仪（包括主计算机、显示器、键盘和打印机）和若干工作站组等组成。二、货油监控系统功能该系统一般具有如下功能：（1）连续显示舱内液位（或空档）读数。（2）可发出高/低液位警报（可设定）。（3）连续显示液体温度读数。（4）可发出高/低油温警报（可设定）。第一节货油监控系统（5）连续显示惰气压力读数。（6）可发出高/低IG压力警报（可设定）（7）自动计算体积、重量。（8）自动检测货油密度。（9）在出现纵/横倾时，自动修正液位。（10）公制与非公制单位之间的换算。（11）干舱探测。（12）四面吃水遥测。第一节货油监控系统（13）装卸货速度显示。（14）压载水舱、燃油舱、淡水舱内的液体参数及数量等。装载仪在“在线”或“离线”状态下一般有下列功能：（1）计算排水量、载货量、压载量等，还可以计算货油和压载水的体积及货油膨胀值。（2）计算纵倾和横倾角、计算艏艉和船中吃水。（3）计算港内/海上的弯曲力矩、计算港内/海上的剪力。（4）计算VGC、LGC、KG和GM（无论是否有自由液面）、计算GZ曲线。第一节货油监控系统三、货油监控系统工作原理货油监控系统中最主要的是货油监测部分。通常在货油舱内装设三个压力和温度传感器，第一个位于油舱顶部，装于接线箱中，靠近甲板用于舱内惰气压力的监测；第二个位于油舱的上部油舱的上部；第三个位于油舱底部。上部和底部的传感器之间有一定的间距，因而在这个间距出现压差时，即可计算出货油的密度，并能进行修正。但当装货时液位上升至仓容60%时才显示当时货油的密度。在实际运输中，都是靠微机来计算出来各种参数的，即首先测出油温和压力，计算机根据当时的油温和压差来计算货油的密度、重量、容积和空当高度（或液位）、船舶受力状态等只有液位达到上部传感器位置时，才可测定出准确的密度来进行其他用途的运算。因而当液位未到达上部传感器时，只能手动输入参考密度来进行其他用途的计算。第二节温度和压力监控一、货油舱温度和压力监控系统1.温度传感器2.压力传感器二、警报装置和报警值的设定（1）温度报警装置：在装载仪内可设定，其音响报警仅在货控室内。（2）压力报警装置：在装载仪可设定货舱高/低压力报警值。按照大石油公司的要求，设定高压是P/V阀压力值的1.1倍；低压设定则不必为负压。（3）温度和压力如超出警报设定范围，其音响报警仅在货控室内，并在装载仪上显示。第二节温度和压力监控三、温度和压力监测系统的布置有货舱加温设备的油船：每个货油舱上部一个压力传感器，上、中、下各一个温度传感器。无货舱加温设备的油船：每个货油舱上部一个压力传感器，仅在污油水舱有温度传感器。第三节液位监控系统油船液位测量系统目前主要有雷达式、压力差式、浮子式、吹气式等几种类型。第三节液位监控系统一、雷达式液位测量装置1.工作原理：雷达式液位测量装置采用无线电波段在没有接触的情况下，测量爆炸危险度较高的液货油舱液位，是安全防爆的液位测量装置。2.特点（1）采用液位自动追踪功能使之准确捕捉舱内的液位变化。（2）使用放射电磁波（EMI）方式实现了传感器部分及信号处理部分的安全运转。（3）将传感器内部用惰性气体进行保护，以防电子部件受潮。（4）使用平面天线不但减轻了重量也便于安装及维修。注意：每半年要对舱内的雷达天线按照说明书的要求进行清洁，或者当雷达没有回波，不能测量空档时，应考虑天线是否污脏。第三节液位监控系统二、压力差型测量装置这类液位测量装置使用压力转换器来测量舱底部的静压。系统通常在一个货舱中装有3个压力/温度传感器：第一个位于油舱顶部，装于接线箱中靠近甲板，用于惰气压力的监测；第二个位于油舱的上部；第三个位于油舱底部。上部和底部的传感器之间有一定的间距，因而在这个间距出现压差时，即可计算出货油的密度，并能进行修正。第三节液位监控系统三、浮子式测量装置在这种类型的装置中，测量元件是一个浮子。带动机械装置的动力，部分来自于浮子的运动，部分来自于平衡机械装置。浮子通过线带或其他机械的或磁力的连接方式连接在机械装置上。第三节液位监控系统四、吹气式测量装置吹气式液位测量装置较多应用于内部没有压力的开放型舱柜液位的测量。如压载水舱、燃油舱、滑油舱以及船舶吃水的测量。特点是原理简单，工作稳定，精度较差。典型吹气式液位测量装置的组成：（1）空气供应部分。控制空气通过减压阀减压到0.4～0.5MPa设定压力供应到系统。（2）测量部分。设定好压力的空气依次经过干燥过滤器、节流元件供给自动截止阀，然后通过吹除管路到达位于舱底的吹除口排出。（3）显示部分。吹除管内的压力通过管路引入到控制室，一般经过四通阀到达压力表或压力传感器来指示相应的压力。经过对舱内密度的设定，就可以通过转换直接显示出舱内的液位高第三节液位监控系统3-4吹气式液位计原理图第三节液位监控系统五、其他液位测量装置1.电动伺服测量装置2.电容量测量装置电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。第三节液位监控系统3.超声波测量装置超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表4.封闭空间内使用的气动或液压式液位表。此类液位测量装置多用在小型油柜及淡水舱内。结构简单，精度不高。第三节液位监控系统六、液位报警装置依据国际公约的要求油船应安装一套独立的高高位报警系统，以适用于油船的高高位液位的集中监测。当货油舱的液位达到设定值时，发出相应的声光报警指示。高高位报警系统独立于高位报警系统和货舱液位测量系统。1.浮子式液位报警装置浮子式液位报警装置有多种形式，但其原理基本相似。2.电阻带式液位报警装置电阻带式液位传感器可以用作较精确地测量液体的液位第四节排油监控系统一、排油监控系统的作用根据MARPOL公约的有关规定，大于150总吨及以上的油船必须装有排油监控系统。这个系统能对油船上排放的含油压载水进行连续的监测并对排出的油分进行连续记录。这种记录应能鉴别时间和日期，并至少保存3年。每当有含油废水排放入海时，监控系统即应开始工作。二、排油监控系统的种类及工作原理排油监控系统的核心部分是油分浓度计。1.荧光法油分浓度计这主要是利用紫外光照射含油污水，使石油中具有环状共轭体分子（如芳烃）被激发产生荧光，所产生的荧光强度与含油量有一定的关系，依据这一原理而制成的油分浓度计。第四节排油监控系统2.光学浊度法油分浓度计让光线通过分散成胶体的油水混合液，可以测定透射光与散射光的强度。按比耳定律和瑞利散射定律，透射光与散射光和溶液中的含油量成一定的比例关系。3.红外吸收法油分浓度计红外吸收法是利用石油中的化合物，对3.4～3.5μm波带内的红外振动波吸收的原理来测定水中的油分浓度。4.紫外吸收法紫外吸收法是利用石油中所含不饱和碳氢化合物，特别是芳烃等含共轭体系的化合物，在紫外线区内具有特征吸收率的原理制成的油分浓度计。第四节排油监控系统三、排油监控系统操作1.S663MKⅢ型的构成（1）计算单元包括四行数码显示器、一个打印机、一个键盘和一个声光报警信号。（2）含油浓度表包括测量容器、气动电磁阀、一个稳压器。数据是穿过密封舱壁通过光纤传输的。（3）电动机和泵装置穿过舱壁分别安装在机舱和泵间，之间为气密型轴封。（4）压力套件包括一个滤器、一个稳压器和4个由油分浓度计驱动的气动阀。（5）每个通道一个采样探头。第四节排油监控系统3.设备的功能（1）监视：对排出水质的连续监视。在排出操作的监视期间，排出阀被控制状态，排出水的含油量ppm值处于监视状态，数据在打印机上被记录，设备故障警报或水质警报能被显示。（2）校正：对零点和灵敏度的校正在任何时候都能手动进行，或每24h自动进行。设备不使用时处于备用状态；污水在船舶内部驳运的监视。（3）计算：利用了油分浓度计和其他船舶设备提供的数据，这个仪器可计算如下的排油量：每海里的排油量；每小时的排油量；排出的油总量。一旦计算器损坏，所有必要的数据如速度、油分浓度、每小时的排量等能被手动输入。第四节排油监控系统4.记录（1）如果数据没有改变，在监视期间每10min数据在电子打印记录仪上给出记录。并且在如下情况时也会给出记录：每次数据被修正时，每次装置被合上电源时，每次警报发出时，无论何时排油量增加到10L/nmile时。（2）被记录的数据有：日期和时间，阀的开关，排出禁止或允许，含油浓度超出警报范围，超过30L/nmile警报，全部的油量，全部排油警报，船舶的船位，校正或监视，排出的产品类型。故障警报导致阀关闭，在打印机上显示排出禁止。5.警报当出现警报时发出声光报警。通过确认按钮消掉声音。（1）排油量超过30L/nmile（在20L/nmile仅发出声音警示）。（2）排油量与压载水容积比超过999ppm范围。（3）超过全部油量限制。第四节排油监控系统（4）油分浓度计故障。（5）流量计故障。（6）校正故障。（7）监视期间采样水故障或校正期间清洁水故障。（8）打印机纸故障。（9）船速过高（超过20kn）。（10）泵马达供电失常。（11）船速太低。（12）阀开启失常。在15ppm模式达到15ppm或在100ppm模式达到100ppm。第四节排油监控系统四、排油监控系统的维护（1）建立系统的维护保养记录。在每次的含油污水/压载水排放之前/之后，应进行校正及反冲洗，或每周进行一次并详细记录（ODME系统在连续开启的状态下，应每24h进行一次并记录）。（2）每月需对系统进行一次试验（Testrunning）运行并详细记录。五、油类记录簿中的记录凡150总吨及以上的油船和400总吨及以上的非油船，应备有《油类记录簿》第I部分（机器处所的作业）；凡150总吨及以上的油船还应备有《油类记录簿》第II部分（货油或压载水的作业）。这种《油类记录簿》不论是作为船上的正式《航海日志》的一部分或作为其他文件，均应按MARPOL公约附则附录III中所规定的格式。注意：在MARPOL公约附则III中还有更详细的记录项目清单。第五节可燃气体监测系统一、可燃气体监测系统适合安装于泵舱、压载舱、主甲板生活区水密门及空调新风入口处，用于探测该处的可燃气体的浓度，并在浓度超过爆炸下限（LEL）时，发出报警，并发出相应的报警声光信号。主要布置形式：（1）在探测的现场，布置适量的探头，这些探头通过电缆将现场探测到的信号传输给主机，由主机对信号进行处理，然后完成显示、报警等功能。（2）另一种可燃气体监测报警系统是将在各舱室的气体通过细管抽到检测单元内进行检验，能远距离监测可燃气体的浓度；仪器有自检功能（如有故障，则发出故障报警）和巡回检测功。图3-9可燃气体探测器第五节可燃气体监测系统二、多点分时可燃气体采样系统为了安全和控制，需要连续检测可燃气体的浓度。当要求对多处采样测量时，较经济的方法是采用分时、单个分析器的自动选点的采样系统。对于这种系统，如测点多、管路长，将影响响应时间，解决这个问题的方法有两种：（1）为了减小采样点之间的延时，采用双泵系统。一个泵为分析采样，另一个泵把其他所有的点旁通，系统中采取三通阀。该方法的缺点是旁通泵的容量对于管线长、测点多的系统可能不足于保证采新样。（2）快速响应的方法。在此系统中采用直通电磁，工作时只有下一点为旁通，把每一泵的全部容量都用于每个采样点，这不仅保证采集新样，而且速度快。

第五节可燃气体