现代油船原油洗舱优化操作和风险评价分析

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1、(3)以安全工程和现代风险评价理论为基础理论，结合现行的评价方法，建立合理、可靠、实用的定量风险评价体系，并根据操作过程及情况给出评价结论：(4)在指导实践及实际培训操作方面，以现代油船《原油洗舱操作及设备手册》、《国际油船安全和防止污染》(i978)及近期1997年的修正《议定书》、《国际海洋人命安全公约》(1974)、中华人民共和国交通部发布的受控文件《油船洗舱作业安全技术要求》为指导依据“1，并结合过去的研究，建立并开发完整的油船原油洗舱风险评价系统，符合国际发展趋势及国内培训法规要求。第2章原油洗舱技术建模研究2．1概述对于原油冼舱过程，实际上是一个物理过程

2、，它主要是利用高压射流的剪切剥离和加热原油的溶解和分散力的作用来清除壁内附着的油污“”。在这方面的深入研究，国内外尚鲜有涉猎。油舱舱壁内油污的主要成分包括：硬质油膜、油水乳化物、石蜡析出物和油泥等杂质。由于壁面的油污状态和分布厚度以及形态十分复杂，在实际操作过程中．工作人员也无法进入舱内(洗舱过程中j进行实际观测，为此笔者将舱内的油污状态近似认为是致密的石蜡析出附着物。在实际运输过程中，含石蜡原油的油料都会析出石蜡晶体，附着在壁舱和输油管道内，大大降低了装卸的传输效率和经济性”1。能够深入研究原油洗舱的机理，并建立科学合理的模型进行仿真计算，再将仿真计算的结果用来指

3、导实际生产，这将无疑会大大提高油船原油洗舱的效率和经济性。2．2射流清洗22．1射流基本理论原油洗舱所采用的洗舱机的作用机理大都依据射流理论，利用压力原油的剪切剥离作用为传递能量的媒体介质来完成能量的交换过程，洗舱机射流大都是自由淹没射流“’，从高压水射流结果来分析，以圆形单喷嘴洗舱机为例有如图2一l的射流运动扩散模型：图2一l射流扩散模型图水射流各段在工程应用中具有不同的功能：6X起始段：用于材料切割：基本段：包括射流过渡和主体断，用于清洗，除锈，修整加工，表面抛光消散段：除射流起始段和基本段之外的部分，主要用于除尘降温。2．22射流清洗速度模型的建立大多数物理清

4、洗过程都是利用了射流基本段的作用效果的理论和计算有”：％。0溉+o：。，由(2-1)式得：其应用射流基本段(2一1)驴。夕鳜+o-：9)“。：之、而：丘=(I-71勺2，口2％，由(2-1)(2_2燎：射流断面处速度：⋯』叫了-096q11乡镢+o：∥‰∽3)则射流断面处平均速度：扫专聃到夕镢+oz9)(025Ⅶ～。0氓“。“2川由洗舱机喷出的射流将以这一平均速度作用在舱壁面上。洗舱机出口初速度‰=44,／7，mls。洗舱机在靶距为s处的扩散半径为：n=‰石么，k=O．12--43．18，试验测得经验值““a式中：“：指在该射流断面中，距断面中心距离为y处的速度；‰

5、：洗舱机射流出口速度，m／s：口：实验系数，0．07～O．08：ro：圆形喷嘴出口半径，，，l所．J：洗舱机的靶距．洗舱机出口到射流断面处距离，m：‰：射流断面轴心处线速度，m加：p：洗舱机输入压力，MPa；y。：射流在断面处的最大扩散半径，In：Y：为射7流断面处的任意圆内半径，m；1"／：半径系数比。2．2．3洗舱机清洗靶距模型的建立洗舱机在舱内的基本布置结构示意图如2—2所示，当其在运行作圆周运动时，其靶距和洗舱机的布置位置密切帽关“⋯”。在下图中，洗舱机布置位置在。点，距舱顶的距离为a，距舱底的距离为b，单舱纵向半长为c，洗舱角a为洗舱机和竖直舱壁处的顺时针

6、夹角。在同一圆周运动内，洗舱机的靶距并未发生变化。根据上述条件，推导出洗舱机靶距和夹角的关系：图2—2洗舱机舱内结构图(1)当口≤arctgC时，洗舱机在清洗舱顶部的区域口S=一COS口(2)当arctgC<口≤90。时，洗舱机在清洗舱壁侧面区域aCS；～cos(口一arctgC-)(2-5)(2—6)口(3)当90u<口<90。+口"喀鱼时，洗舱机在清洗舱壁侧面大于90。区域C一面寿丽=击(2-7)cos弛一900)sin口。(4)当90。+arctg皇≤口<180。时，洗舱机在油舱底部区域进行清洗J：一上(2-8)COS口24射流清洗模型的建立考虑射流清洗作用的

7、机理““，本文作如下假设：(1)在洗舱过程中不考虑重力对射流体的作用；(2)由于液体的不可压缩性，认为射流介质是刚性的：(3)射流体与壁作用后，速度很小，能量以一定的效率被吸收。效率H=O．22～0．29．为试验测得经验数据。则可以建立射流体与舱壁油污能量平衡方程有：妄哺rhr／rhfi"2=fd(2—9)rh=如9(2一lo)(2—9)式所表达的意义为：单位时间内质量射流体的动能以一定的传递效率和吸收效率作用在油污表面上，克服油污阻力，转变为油污的悬浮功．在重力作用逐渐自行坠落，使舱壁表面清洗干净。式中：吼射流传递能量效率，表征射流中高速水流部分的能量传递效率