机械式海面浮油回收装置的相关探讨

姜家康　殷江雷

摘 要：随着海油工业的不断推进和海油运输的飞速发展，海面溢油隐患越来越大，海上浮油事件也时有发生。海上溢油发生后，海洋生态、环境将承受巨大的破坏，在这种情况下，海面浮油回收装置的相关研究日渐重要。作者结合自身经验，从海面浮油装置的基本结构、性能等方面展开分析，并对堰式撇油装置、流体动力式撇油装置、表面亲油式撇油装置等机械式海面浮油回收装置的研究成果进行概述，以期为业内相关人员提供有益参考。

关键词：海面浮油；回收装置；机械式

引言

石油是世界能源的重要组成部分，是维持国民生产、生活的重要动力源。然而，随着石油工业和石油运输的快速发展，海面溢油事故也日渐增多，从美国墨西哥湾的深海地平线石油钻井平台爆炸事故，到我国渤海湾的蓬莱溢油事件，都给海洋资源、海洋生态造成了严重的危害。所以，海面浮油回收重于泰山，机械式回收装置的研发和合理选用是降低、消除海面浮油危害的关键环节。

1 堰式撇油装置

堰式撇油器是常见海面浮油回收装置，其工作原理为：通过调整撇油器堰边的高度，使海面浮油在海面流动和海油自身重力作用下，将海面浮油收集到集油斗中，然后将收集到的浮油输送到储油器中存储[1]。堰式撇油装置大体涵盖四种类型：基本型、浮体可调型、围油栏组合型以及真空抽吸型。

1.1 基本型堰式撇油装置

基本型堰式撇油器操作相对简便，适用于海面平静、浮油厚度5cm以上的浅水海面作业，在符合以上条件的情况下，基本型堰式撇油器能够发挥出良好的海面浮油回收效果。与此同时，如果海面特别是近海海面垃圾较多、海面波高大于30cm时，基本型堰式撇油器的海面浮油回收效率就会降低。

1.2 浮体可调型堰式撇油装置

该装置运用一个简单堰式结构来回收海面的浮油，其工作原理为：通过调节可调浮体来对撇油器堰边的高度进行调整，调节方式是螺杆等方式。进入围堰集油斗的浮油，再通过输油泵将集油斗的浮油输送到油存储装置中存储[1]。浮体可调型堰式撇油器结构相对简单，主要适用于浅水海域，特别对中、低粘度海面浮油的回收具有良好效果，但浮体可调型堰式撇油器一般只适用于2级以下海况。

1.3 围油栏组合型堰式撇油装置

围油栏组合型堰式撇油器是由围油栏和撇油设备的合成体，在一般情况下，需要两条船进行J型或U型拖带作业。围油栏组合型堰式撇油器可用于岸边定锚作业，让海面浮油流入围栏区后进行回收，具有容纳少量垃圾、随波性能好的优点，但存在操作不够简捷，回收浮油的效率较低的缺点。

1.4 真空抽吸型堰式撇油装置

真空抽吸型堰式撇油器的主要结构是一个漂浮的抽吸头，在具体的海面浮油回收作业中，含浮油水面刚好在抽吸头的开口处，连接真空罐车可快速抽取水面浮油。而且，抽吸头的开口高度可以通过浮标進行灵活调节，自身具有良好的柔性和乘波性，能够适应各种水深条件，特别适用于5mm以上厚度海面浮油的回收，但抽吸头作业过程中，容易被各类海面杂物堵塞，影响作业效率，且浮油厚度较低时回收效果不理想。

2 流体动力型撇油装置

流体动力型撇油器的工作原理为，利用撇油器与浮油的相对流动性来回收和分离海面浮油。在通常情况下，流体动力型撇油器由船拖动进行作业，常见类型有动态斜面式以及水力旋流式。

2.1 动态斜面式撇油装置

此类型撇油器工作时需借助船舶动力，在船舶的拖带或者顶推作用下在浮油海面区域运动。海面浮油在动态斜面作用下进入集油器，之后根据海水密度大于浮油密度的原理自动上升，进入集油器的上部的储存空间。此外，该设备前部安可装有阻滞海面杂物进入的栏栅，回收连续性较高，还可以在该类撇油装置前端设置两端张角围栏，以提高海面浮油的回收效率。另外，该类设备对海流速度要求不高，一般0～5节的海流速度都能适应。

2.2 水力旋流式撇油装置

水力旋流式撇油器的工作原理为：海水和海面浮油通过切线方向进入设备的筒体离心分离室，在筒体离心分离室内，海水和浮油进行高速旋转，根据二者密度之间的差异形成不同的旋转重力加速度，最终使浮油汇集于设备上部空间，而海水则集于设备下部被排出。该类设置具有重量轻、分离效率高的优点，尤其适用于海面浮油量大的情况，但水力旋流式撇油器同样受海面杂物影响较大，海浪也会对其工作性能产生影响。

3 表面亲油式撇油装置

该类设备的工作原理为：通过表面亲油材料来吸附海面浮油，然后对材料进行挤压或刮刷进而达到海面浮油的回收目的，该类收油设备回收的溢油含水量少。目前常见到的种类有绳式、盘式以及刷式等类型。

3.1 绳式亲油撇油装置

将表面亲油材料制作成绳索，通过滑轮将亲油材料放置海面上进行吸附，并通过设备的挤压装置将吸附到的海面浮油挤入油槽当中，周而复始连续作业[2]。该种装置的灵活性比较强，可安装在海岸、船体，或者通过吊臂带动进行作业，能够适用各种水深、可以利用海浪的动力，并且对海面杂物无特殊要求，但在吸附高粘度油时需要通过蒸汽提高效率。

3.2 圆盘式及刷式

圆盘式一般将多个亲油材料做成圆盘、圆筒等形状，通过液压马达带动旋转，进而达到收油效果，该类装置速度可调，重量轻、体积小、构件简捷、可靠性较高，尤其适用于5mm以上厚度的浮油回收。同时，该类装置对海面漂浮物要求较高，因为海面漂浮垃圾会阻碍圆盘转动。刷式亲油撇油装置一般将亲油材料做成刷子，通过外力带动来刷取海面浮油，该类设备适用于粘度较高的溢油，构造简单，工作原理也不复杂，对海面漂浮物不敏感，回收效率较高，但整体灵活度不高。

4 结束语

目前，尚没有一种能够完全使用与各种环境的海面浮油回收装置。因此，需要对浮油海面的海况、气象条件、浮油特点进行调研，并对各类浮油回收装置工作原理、适应情况分析的基础上合理选用。

参考文献

[1]刘欢.海上溢油处理装置概述[J].科技向导，2014（6）：253.

[2]官文进.机械式海面浮油回收装置[J].武汉造船，2010（8）：133.