船舶真空排污系统分类及自主设计

2015-03-20吴晓睿董克用李启玉金渝博

机械管理开发 2015年7期

于健，吴晓睿，董克用，2，李启玉，金渝博，2

（1.上海齐耀动力技术有限公司，上海 201203；2.七一一研究所，上海 201108）

引言

目前大多数舰船还是采用重力式收集系统，主要由终端洁具、管路、污水收集装置等几部分组成。因为污水是依靠重力排放的，需要一定的向下倾斜坡度，管径较大，安装费用高［1］。目前国内舰船的排污系统主要采用竖直管道，卫生间的位置布置受到了很大限制，甚至有些离收集箱比较远的卫生间不得不取消。另外冲刷水量大，造成船舶所需的污水收集箱容积比较大，占用舰船的空间大，特别是需在限制海区内长期航行或停泊的舰船，必然造成有效装载容积的减小［2－3］。

与传统重力管道相比，真空排污系统不但能节约用水，保护环境，而且具有管径相对较小、管网安装方便、不易堵塞、经济性能好等优点，目前已在飞机、船舶、火车等交通领域得到了广泛的应用［4－6］。对于空间十分宝贵的舰船，真空排污技术优势尤其明显。所配套的真空设备及附件技术日趋成熟，只需在日常生活中注意防异物堵塞并进行简单维护，真空排污系统便可可靠运行。随着人们对生活舒适度的要求提高以及节约水资源考虑，真空排污系统将逐渐取代重力排污成为船舶排污系统。

我国船舶大多采用的真空排污系统多依赖于国外进口。船用真空排污系统的国产化一方面可以实现真空排污系统国产化，解决船用重力排污系统臭味大、耗水多等问题，另一方面还可以摆脱船用真空排污系统对国外技术的依赖，同时大大提高船用真空排污系统的清洁度以及可靠性。

1 真空排污系统分类

通过对国内外技术现状介绍，真空排污系统分如下几类：

1）真空泵式真空排污系统。真空泵式真空排污系统是最早型式的真空排污系统，主要依靠真空泵维持排污箱中的真空度，通过排污泵将排泄物排至污水处理器。目前真空泵式排污系统已被广泛推广应用，主要代表公司如美国AIRVAC公司，德国RoeVAC公司。这种真空排污系统主要缺点是需要真空罐，占用空间大，不适合船用；由于占用空间大，安装复杂、维修困难、价格昂贵。

2）文丘里喷射器式真空排污系统。文丘里喷射器式真空排污系统主要是通过文丘里喷嘴喷出液体，在喷嘴处产生真空，运用这种方式产生真空的公司主要为Hamworthy公司、EVAC公司，但文丘里喷射器式真空排污系统的缺点是效率低；不断的循环产生真空会使排污箱中产生大量泡沫，在排泄物排至船体外部时，需要安装打碎泡沫的装置，增加了系统成本；污物箱会由于液体不断循环过热。

3）凸轮泵式真空排污系统。凸轮泵将产生真空与排污集成一体，节省了空间并提高了设备利用率，但缺点是真空抽吸效率低；能耗偏高。

4）真空排污搅碎泵式排污系统。挪威JETS真空排污搅碎泵式排污系统，提出了一种真空排污系统新理念，采用配有搅碎刀具的水环泵作为产生真空、排污装置，泵上的搅碎刀具可以在排泄物排出之前将其搅碎，相对传统的真空排污系统，节省了排污泵、排污箱，排泄物可以通过真空排污搅碎泵排至污物处理器或船外，其优点为线性安装，不需要真空罐，节省船内大量空间；无泡沫产生；真空抽吸效率高，能耗低；可以直接将排泄物排至任何规格的污水处理器、污水收集箱；管路安装灵活性；系统可靠性高。

JETS真空排污系统通过真空排污搅碎泵维持管路内40%～50%真空度。当冲洗厕所时，60～80L的空气将会被吸入到排污管内，当真空表检测到管网内压力超过－40kPa时，真空排污搅碎泵开启制造真空，并在管网内压力降至－60kPa时，泵停止工作，真空阀门关闭，使真空管路内保持一定真空度。厕所阀门关闭后，排污管路内污物停止运动，污物会受重力的影响慢慢流至最低点。当下次冲洗厕所时，排污物受到真空作用被输送至真空排污搅碎泵，最终被送至污物处理器或直接排至船体外部。目前，挪威JETS真空排污搅碎泵有 15MB－D、25MBA、60MBA、65MBA、95MB等多个型号，其性能如表1所示。