Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Роль судовых систем в обеспечении экологической безопасности окружающей среды ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5
В настоящее время экосистема Мирового океана далеко не всегда и не во всех районах справляется со всё нарастающими антропогенными нагрузками. Это приводит к нарушению равновесия экосистемы океана, способному, как предсказывают учёные, через 40-50 лет стать необратимым, если не будут приняты экстренные меры по охране окружающей среды. Поэтому сохранение водной акватории от загрязнения различными веществами, особенно нефтепродуктами, становится в настоящее время крайне актуальной задачей. Суда и морские сооружения являются сильнейшими источниками загрязнения Мирового океана нефтью, нефтепродуктами, сточными и хозяйственно-бытовыми отходами, мусором, химическими веществами, отработанными и токсичными газами. Важную роль в предупреждении загрязнения Мирового океана играют общесудовые и специальные системы судов и морских сооружений, которые осуществляют очистку нефтесодержащих, промывочных, сточно-хозяйственных и сточных вод, уничтожают мусор и бытовые отходы, ликвидируют аварийные выбросы углеводородов из скважин морских буровых установок (МБУ). Очистка нефтесодержащих трюмных вод осуществляется системами сбора и очистки нефтесодержащих трюмных вод. Технология очистки нефтесодержащих вод в этих системах определяется, прежде всего, требованиями, предъявляемыми к степени очистки. Существующие отечественные и зарубежные правила предполагают наличие в составе систем специальных устройств, обеспечивающих очистку до 100, 15 и 10 частей на миллион. Для достижения той или иной глубины очистки используют технологические схемы, включающие разные способы очистки. Эти способы могут быть классифицированы по характеру используемых процессов. Их можно разделить на механические (гравитационный отстой), физико-химические (флотация, коалесценция, адсорбция), химические (озонирование) и биохимические. Гравитационный отстой является наиболее простым и доступным способом очистки воды от содержащихся в ней нефтепродуктов. Гравитационный отстой основан на свойстве частиц нефтепродуктов всплывать на поверхность воды. Он позволяет извлекать из нефтесодержащих вод практически все грубодисперсные частицы нефтепродуктов и очищать нефтесодержащие воды до концентрации нефтепродуктов около 100 млн-1.
Коалесценция чаще всего применяется в качестве второй ступени очистки нефтесодержащих вод. Если в нефтесодержащих водах отсутствуют нефтеводяные эмульсии, то с помощью коалесцирующих элементов можно очистить нефтесодержащие воды до концентрации нефтепродуктов равной или меньшей 15 част/млн. Процесс очистки нефтесодержащих вод здесь заключается в том, что частицы нефтепродуктов при контакте с поверхностью коалесцирующего элемента закрепляются на ней, соединяясь с другими такими же задержанными частицами укрупняются и, получив положительную плавучесть, всплывают на поверхность воды. Флотация заключается в извлечении из нефтесодержащих вод нефтепродуктов пузырьками воздуха, всплывающими на поверхность. В зависимости от способа введения воздуха в очищаемую воду различают механическую, пневматическую, напорную и электрохимическую флотации. В судовых установках для очистки нефтесодержащих вод используются, в основном, последние три способа. При пневматической флотации пузырьки воздуха образуются за счёт подачи сжатого воздуха через перфорированные трубы, уложенные вдоль дна ёмкости. Особенностью напорной флотации является то, что в начале процесса создают перенасыщенный воздухом раствор нефтесодержащих вод за счёт помещения последних в перенасыщенную воздухом воду, находящуюся в ёмкости под повышенным давлением. Далее эта вода поступает во флотатор, давление в котором обычно равно атмосферному. За счёт понижения давления из воды выделяется растворённый в ней воздух. Электрохимическая очистка нефтесодержащих вод основана на совмещении двух процессов: электрохимической коагуляции и электрохимической флотации. Адсорбция основана на поглощении дисперсных частиц нефти поверхностью адсорбционного материала. Она применяется для глубокой очистки нефтесодержащих вод, в том числе находящихся в эмульгированном состоянии. Озонирование представляет собой химический способ глубокой очистки нефтесодержащих вод. Он может быть использован для удаления из воды эмульгированных и растворённых нефтепродуктов.
Биохимическая очистка представляет способ, при котором в ёмкости специальной формы и размеров специальными искусственными приёмами поддерживается такая концентрация микроорганизмов, при которой они способны за минимальный срок обработать определённый объём загрязнений. В судовых установках для очистки нефтесодержащих вод чаще всего применяется какая-либо комбинация перечисленных способов. Если нефтесодержащие воды достаточно очистить до 100 млн-1, то применяются более простые и дешёвые способы, а при более глубокой очистке используются сложные технологии. На рис. 7.33 приведена схема судового сепаратора СКМ, дооборудованного доочистным фильтром ФДН-М. Наличие доочистного фильтра позволяет достичь глубины очистки менее 15 млн-1.
Очистка промывочных вод обязательна, так как при мойке грузовых танков танкеров значительные загрязнения нефтепродуктами морской среды происходят вместе со сбросами промывочной воды. Из всего количества загрязнений моря нефтью и нефтепродуктами с судов на долю танкеров приходится значительно больше 50 %. По источникам загрязнений с танкеров первое место (50,6 %) занимает мойка танков. Кроме того, мойка танков часто сопровождается взрывами и пожарами на танкерах. Достаточно сослаться на взрывы и пожары, происшедшие в декабре 1969 г. сразу на трёх супертанкерах — «Марпесса» и «Мактра» дедвейтом по 207 тыс. т и «Конг-Хаакон VII» дедвейтом 228 тыс. т. Аналогичные аварии произошли позднее на танкерах «Тамес Мару», «Гомар Патриция» и др., на ряде отечественных танкеров. Для достижения допустимого уровня загрязнения моря с танкеров в состав системы мойки танков вводятся отстойные цистерны, предназначенные для разделения промывочной воды на нефтеостатки и моющий раствор путём проточного отстоя.
В результате отстоя нефтепродукт накапливается в верхних слоях, а моющий раствор оседает в нижних. Для повышения эффективности очистки промывочных вод стали применять двухступенчатую и даже трёхступенчатую системы отстоя. Принципиальная схема двухступенчатой системы отстоя представлена на рис. 7.34. В целях предотвращения загрязнения морской окружающей среды нефтепродуктами слив за борт осуществляется через отверстие, расположенное выше ватерлинии при наибольшей осадке судна в балласте. Контроль за нефтесодержанием сбрасываемых за борт вод ведёт автоматическое устройство. В сточных системах очистку сточных и хозяйственно-бытовых вод осуществляют обычно физическими, химическими или биологическими методами. В практике судостроения чаще всего применяют различные их комбинации, например, физико-химические, биохимические, использующие элементы химической обработки, электрохимические и др.
Биологический метод очистки является наиболее приемлемым и заключается в воздействии на загрязнения в стоках различных аэробных микроорганизмов, образующих активный ил. Процесс очистки включает в себя измельчение отходов, аэрирование жидкости, отстаивание её от активного ила, химическое обеззараживание путём хлорирования. Обеззараживанию подвергаются также хозяйственно-бытовые воды, не подвергавшиеся до этого предварительной очистке; отработавший активный ил, содержащий бактерии, собирается и возвращается в аэрационную цистерну. Преимуществом таких установок является простота конструкций и обслуживания. Они, как правило, полностью автоматизированы и требуют малого расхода химических реагентов и затрат труда. Существенным недостатком служит длительность запуска установки в действие после значительных перерывов в работе. Как правило, в течение первых 7-14 суток после запуска в установке развивается активный процесс и очистка не производится. Установки с физико-химическим принципом действия, как правило, очищают и обеззараживают одновременно как сточные, так и хозяйственно-бытовые воды, образующиеся на судах. Для этой цели используются химическая обработка, реагентная коагуляция, осаждение взвешенных и скоагулированных загрязнений, флотация, фильтрование, окисление загрязнений и др. Установки физико-химической обработки имеют более сложные технологические схемы и конструкцию по сравнению с установками биологической очистки. Однако скорость процессов обработки стоков в них в 10-20 раз выше, что обусловливает меньшие габаритные размеры и массу. Эти установки обеспечивают быстрое включение в работу, высокую производительность, незначительную зависимость от солёности и температуры стоков, возможность автоматизации. Они не имеют ограничений по минимальной производительности. Если на судне используется установка с производительностью, превышающей требуемую для данного судна, то качество очистки не ухудшается, а уменьшается лишь время работы установки в сутки. В отечественном судостроении разработаны установки типа ЭОС, основанные на электрохимическом принципе действия. Установки способны обрабатывать и сточные, и хозяйственно-бытовые воды. Принципиальная схема установки приведена на рис. 7.35.
Очистка мусора и бытовых отходов — важнейшая судовая система для предотвращения загрязнения морской среды. При попадании в воду мусор может тонуть, плавать, растворяться. Плавающий мусор иногда безвреден, но были случаи, когда в районе выброса на берег он становился источником появления неизвестных ранее болезней и вредителей, служил адсорбентом для плавающих нефтепродуктов. Затонувший мусор, скапливаясь на морском дне, оказывает влияние на естественные условия жизнедеятельности морской флоры и фауны, вплоть до исчезновения какого-либо вида. Растворившийся мусор изменяет окраску воды, насыщает её веществами, для окисления которых требуется большое количество кислорода, придаёт рыбе неприятный запах и привкус. Для предотвращения загрязнения мусором водной поверхности судно должно иметь специальное оборудование — это либо устройства для сбора мусора, либо устройства для его обработки или сжигания. Сбор мусора в специальных судовых ёмкостях (бачках, контейнерах) с последующей передачей на судно-сборщик или непосредственно на берег требует занятия соответствующих площадей и объёмов. Такими устройствами оборудуются в основном небольшие суда. На морских судах для уничтожения и термического обезвреживания мусора используют судовые печи или инсинераторы. Они позволяют обрабатывать все виды отходов без дыма и запаха (в значительной степени уменьшая массу и объём отходов), исключить предварительную сортировку и разделение отходов перед сжиганием, существенно уменьшить
расход топлива за счёт использования нефтесодержащих отходов. Подача мусора и отходов для сжигания производится как вручную, так и механически, а разгрузка шлака осуществляется автоматически. Для термического обезвреживания отходов используются печи и инсинераторы как отечественного, так и зарубежного производства. Особенностью конструкции комбинированного инсинератора «ASWI-402A» (Дания) является наличие двух камер для раздельного сжигания твёрдых отходов 3 и нефтеотходов 1 (рис. 7.36). Разделяющая камеры керамическая теплопроводная стенка 2 выравнивает рабочие температуры в диапазоне 800-960 0С. Охлаждение корпуса осуществляется путём подачи воздуха вентилятором 6 в зазор между двойными стенками корпуса.
Ликвидация аварийных выбросов МБУ — целая система для обеспечения экологической безопасности окружающей среды. Наибольшую опасность для окружающей среды представляют массивные выбросы (открытое фонтанирование) нефти, газа, конденсата при авариях на МБУ. Под открытым фонтаном понимают неуправляемое истечение пластовых флюидов через устье скважины в результате отсутствия, разрушения, негерметичности оборудования. Такие фонтаны являются наиболее тяжёлой аварией, перерастающей часто в стихийные бедствия, требующей для ликвидации больших материальных затрат и длительных сроков, существенно осложняющей деятельность буровых нефтегазодобывающих предприятий, транспортных линий. Последствия выбросов тем более непредсказуемы, если учесть, что открытое фонтанирование весьма часто сопровождается возгоранием, длительными пожарами и взрывами, имеющими очень тяж`лые последствия. По виду выбрасываемого флюида фонтаны подразделяются на газовые, нефтяные и водные. Часто в ходе открытого фонтанирования скважины выбрасывают смесь флюидов. В таких случаях фонтаны классифицируются по виду компонентов выбрасываемых смесей: газонефтяные, газоводяные, газоконденсатные, водонефтяные и т. д. Полностью избежать возникновения ситуаций, когда пластовое давление становится больше забойного, при существующей технологии буровых работ пока невозможно. При проводке скважин всегда существует опасность нефтегазоводопроявлений. Своевременно обнаруженные нефтегазоводопроявления можно, как свидетельствует мировая практика, быстро ликвидировать. Для взятия проявляющей скважины под контроль служит, за исключением особых случаев, метод уравновешивания пластового давления, характеризующийся тем, что в течение всего процесса ликвидации проявления поддерживается постоянное забойное давление, намного превышающее пластовое. Вследствие этого предупреждается поступление пластового флюида, а в скважине создаётся чрезмерное давление. Использование метода способствует максимальному сокращению времени глушения и минимальной затрате материалов, обеспечивает целостность обсадных колонн и пород открытой части разреза, уменьшает загрязнение вскрытого пласта. Метод применяется только в том случае, когда в скважину спущена и надёжно зацементирована обсадная колонна и устье доступное. Для предотвращения выбросов нефтяного, газового или водяного фонтанов и герметизации затрубного пространства при цементировании обсадных колонн, осуществлении обратных циркуляции и других операций в процессе бурения используется специальное противовыбросовое устройство — превентер. Если бурение осуществляется с плавучей буровой установки или бурового судна, то противовыбросовый превентер монтируется на морском дне. Это служит гарантией того, что при аварийной ситуации, неизбежно влекущей за собой приостановку бурения и отбытие судна, скважина будет оставлена в безопасном состоянии. Заключение На судах, кораблях и морских сооружениях применяются различные системы, отличающиеся выполняемыми функциями, видом рабочих сред, конструктивными особенностями. В зависимости от технической сложности судна или морского сооружения протяжённость трубопроводов систем составляет десятки и сотни километров. Огромное количество судовых систем в общем случае можно классифицировать следующим образом: общесудовые системы; системы морских буровых установок; системы энергетических установок; системы подводных лодок и аппаратов; системы специализированных судов; системы технологических комплексов. Системы энергетических установок выполняют функции по обслуживанию этих установок и вспомогательных механизмов. Специализированные суда оборудуются системами, обеспечивающими специальные функции этих судов. Освоение континентального шельфа потребовало создания морских буровых установок и систем для их эксплуатации. Плавание под водой способствовало появлению систем, в корне отличающихся от систем надводных судов, кораблей и морских сооружений. И, наконец, выполнение всевозможных технологических процессов на судах и морских сооружениях привело к развитию всевозможных технологических трубопроводных комплексов. Наиболее распространёнными, многочисленными и применяемыми практически на всех морских инженерных сооружениях являются общесудовые системы. Эти системы играют важнейшую роль в обеспечении нормальной эксплуатации судов, кораблей и морских сооружений. Они участвуют в выполнении таких функций как плавучесть, остойчивость, управляемость, мореходность, живучесть, обитаемость, взрыво- и пожаробезопасность и др. Классификация общесудовых систем, принятая в судостроении, базируется на их объединении в группы в зависимости от однородности выполняемых функций. Общесудовые системы: трюмные; санитарные; балластные; энергоснабжения; противопожар-ные; трубопроводы различного назначения; искусственного микроклимата. Литература 1. Фрид Е.Г. Устройство судна: Учебник. – Л.: Судостроение, 1990. 2. Допатка Р., Перепечко А. Книга о судах. Пер. с нем. - Л.: Судостроение, 1981. 3. Нечаев Ю.И., Царёв Б.А., Челпанов И.В. Профессия – судостроитель (Введение в специальность): Учебник. – Л.: Судостроение, 1987.
|
|||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-09; просмотров: 1002; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.138.199.50 (0.019 с.) |