GB T 31971.1-2015 船舶与海上技术 海上环境保护 撇油器性能试验 第1部分 动态水条件.pdf

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1、ICS 13.020.99;47.020.99 U 47 中华人民共和国国家标准GB/T 31971.1-2015月SO21072-1 :2009 船舶与海上技术海上环境保护:撇油器性能试验第1部分:动态水条件Ships and marine technology-Marine environment protection: Performance testing of oil skimmers-Part 1: Moving water conditions (lSO 21072-1: 2009 , IDT) 2016-01-01实施2015-09斗1发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检菇

2、总局中国国家标准化管理委员会h丸JJ、/川/mha/、muuu=沪兴UKLdt协助喧EGB/T 31971.1-2015/ISO 21072-1:2009 前_._ 曰GB/T 31971c英文版与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下z一GB/T21478-2008船舶与海上技术海上环境保护槛油处理相关术语(lSO16165: 2001 ,IDT) 本部分由中国船舶重工集团公司提出。本部分由全国船用机械标准化技术委员会(SAC/TC137)归口。本部分起草单位z中国船舶重工集团公司第七O四研究所。本部分主要起草人z浦骏业、张海燕、邓丽娟。I GB/T 31971.1-20

3、15/ISO 21072-1 :2009 1 范围船舶与海上技术海上环境保护:撤油器性能试验第1部分:动态水条件GB/T 31971本部分规定了撒油器在动态水条件下定量确定性能数据的方法，以便最终用户能够客观评判、比较及评估不同种类撇袖装量的设计及性能。此方法适用于在水槽中的试验且规定f油的特性及浮袖特性的控制要求。本部分适用于设备尺寸在试验水槽大小限定范围内的各类撤油器。在被控条件下，这个试验过程为被试装置和一种或多种的油提供了全方位的试验结果。注，当使用这些试验结果用于预测撤油器在实际工作条件下的性能时需谨慎.2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅

4、注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。IS0 16165 船舶与海上技术海上环境保护溢油处理相关术语(Shipsand marine technology-Marine environment protection-Terminology relating to oil spill response) 3 术语和定义3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 IS0 16165界定的以及下列术语和定义适用于本文件。数据来集时段data collection period 在稳定状态时段内，为确定性能数据而采集回收被体的时段。残渣debris 干

5、扰溢油控制系统工作的固体或半固体物质。乳化国数emulsification factor; EF 由于撇油/抽吸过程而乳化入油中的水量，但不包括最初试验液体中的水。注2用介于0和1之间的小数来表示。灌体回收速率nuid recoverate，FRR 单位时间内回收液体的总体棋。注，单位为立方米每小时(m3/h)。回收效率r配ove町efficiency;RE 回收的试验液体(油或乳化液与回收的液体总体积之比。注g以百分比表示.1 GB/T 3197 1. 1-2015/ISO 21072-1 :2009 3.6 3.7 抽回收速惑。Urecoverate;ORR 单位时间内回收的试验液体(油或

6、乳化液的体积。注2单位为立方米每小时(m3jh). 油相olly pbase 游离于水的油或包含不易被快速分离的乳化水或包裹水的袖。3.8 3.9 3.10 3.11 撤油器oil skimmer; skimmer 从水的表面撤走油的机械装置。浮油长度slick length 从围油栏顶端到浮抽前缘的平均距离。浮油前缘sUck 1姐dingedge 浮油的上带端z流人的油刚触碰到堆积的浮袖层的位置。稳定状态时段steady-state period 试验条件及运行参数是稳定的或在可接受的变化班围内的时段。4 试验设备要求2 本部分适用于控制和监测试验条件所需的任何试脸装置，包含但不限于下列的一

7、项或若干项装置:一一一个垂直分隔流水柜(见图1);一一一个水平的分隔流水柜见图2)或拖曳水柜(见图3); 一一任何其他提供控制和监测试验条件的试验设备。尸二圄1垂直分隔流水柜-圈2水平分隔流水柜- 5 GB/T 3197 1. 1-20 15/ISO 21072回1:2009 说明g1 拖曳架.圄3拖奥水柜试验设备的设计和安装应能控制下列参数z油的特性。在试验期间设备应能保持袖的特性。分析设备应能有效地测量油的特性(见9.2)。一一空气温度和水温。在满足袖的特性的相关要求的前提下，试验可在任何水温下进行。除非是用于评估采集的非流动半固体的袖，试验温度应始终适当地超出泊的倾点。设备应能维持既定的

8、试验水槽的水温，波动不能超过士2.0C。一一油的分布。设备应具备提供并保持试验所需浮泊的厚度的功能。一一浮油厚度。试验设备应具备在整个试验过程中定时测量浮袖厚度的功能，经过验证的精确度应至少为士20%。二一测量水柜。为了在试验过程中提供足够的复验，试验设备应包含足够数量的经校准的水柜以精确地测量液体回收速率、油回收速率及吸水量。为了在数据采集时段内提供足够的持续时间和精确度，水柜容权应与被试装置预计回收速率相符见10.1)。间醺要求在试验期间，撤油器和水柜壁之间以及其他限制设备之间应有足够的间隙，以便不会限制油流向撤油器或姑碍装置的正常运行。因所需间隙是随着泊的带性和设备回收速率而改变，故应通

9、过观测油流动或测量浮油厚度来验证在每个特定情况下泊流动是充分的。如果对撇油器的下游端的泊流动有要求，撇油器(包括浮动物体)的总宽度不能超过水桓宽度的50%。6 6.1 6.2 设备和水柜底之间应留有足够的间隙，以不影响撇油器的正常运作。试验参撤一般要求试验应确定下列参数E一一试验用袖的特性p浮油厚度p-一残渣干扰B撤油器运行参数。试验油特性试验采用的油应满足表1中的要求。为了尽可能减少与蜡状泊流动特性有关的问题，试验应在至少高于试验用油凝固点3C以上的水温下进行。3 GB/T 31971.1-2015/18021072-1 12009 应至少选择1S-1 , 10 S-1及1008-1这3个剪

10、切速度中的2个来测量油和乳化液的葡度。第三个剪切速度下的薪度可采用外推法确定。本部分中，即使含水量达到20%.油仍被视为非乳化的(纯净的)。若勃度在表l中规定的范围内，此类油可作为无水泊用于试验。若试验用油和乳化液的特性仍维持在表1规定的范围内，则这些试验用油可重复使用。表1油的特性范围及相关的浮油参数泊的等级目标教度猫皮革国密度浮汹厚度b.示例cP kg/L cP mm 1 10 5-20 0.85-0.9 la 新鲜原泊，越轻质燃油30 2 200 170-Z3a 0.9-0.93 轻质燃汹3 2000 1800-2200 中质燃油0.92-0.95 50 4 19 000-21 000

11、重质燃油20000 5 19 000-21 000 0.95-0.98 中质燃油的乳化液6b 100000 90 000-110 000. 0.96-0.99 100 重威燃油的乳化液当剪切速度为10S-l b可接受的变化程度为士10%。e控制得汹厚度(见6.3)的方法指南见附录A。6.3 浮油厚度对每一特定试验油而言，浮油厚度应维持在表1规定的范围内。厚度应在距离撇油器人口1.5m 的位置测量。注g为了在拖曳水柜或流水柜中的试验时使浮汹原度达到要求，附录A给出了结合油最和流速的说明.在整个试验时段内应定时监测浮油厚度.并记录任何与要求浮油厚度的偏差.若时间平均浮袖厚度偏差值大于表1规定值的1

12、0%，则该试验不能被采纳。6.4 掘油器运行参数撤油器性能受很多运行参数的影响，包括秸合面移动速度、倾角、泵流量、撇油器吃水及堪深。运行参数中应注明主要运行参数。试验应至少包含三个主要运行参数的变量(宜包含一个高于和一个低于最优设定的值。6.5 珑渣干扰应进行残渣干扰试验来评估撇油器在浮泊中存在多种形式的残渣时的工作能力。这个观测是定性的，用来为最终用户提供在溢油回收情况下经常出现的不同材料所产生影响的总体评估.残渣对油吸人口、装置基本机械元件(例如z刮刀、搅扭机、泵及回收泊的全过程处理的影响是需要特别注意的。将表2中给出的材料组分别放入到浮袖中，观察和记录每组的影响。在加入下一组材料之前将需

13、前一组材料清理出试验区域。4 a GB/T 31971.1-2015/18021072-1 :2009 表2撞入浮油中的材料材料组参数规格松散材料5 L碎木屑或刨花尺寸范围，5mm-25 mm) 软木板/块一块规格为1mX50 mmX100 mm的水板z十块尺寸均为10mmX25 mmX40 mm的木块塑料容器四个0.5L的软饮料瓶p两个3L的塑料桶塑料袋凶个J:i00 mmX :iOO mm的塑料袋(超市刷钩袋的类型)I 两个约500mmX 1000 mm的大塑科袋日用垃圾袋的类型两根分别长1m，最IJ、直径25mm的聚丙烯绳z绳子两根分别长1m，最小直径8mm的聚丙烯绳s四根分别长0.6m

14、，最小直径75mm的聚丙烯绳一一一一一7 试验程序7.1 试验前准备试验前进行下列准备za) 按要求量准备试验用油，确保袖的特性符合表1中的要求，并适当参照试验槽中的水温来配置zb) 根据9.2的要求测量及记录油特性zc) 在试验水柜中安装围油栏;d) 在安装了围油栏的区域内设置撤油器，确保间隙符合第5章的要求ze) 开启推流器并维持足够时间以使水流流速稳定在要求值z。将试验袖预载入水柜内直至距离撇油器人口上游1.5m位置的浮袖厚度达到要求见表口。参照附录A注意并记录浮油前缘(浮袖长度)的位置。7.2 试瞌期间操作在实际试验期间执行下列操作za) 开启撤油器并调整运行参数至要求的设定值(速度、

15、吃水量等。b) 开启泵卸载撇油器贮油箱内的回收物(适用时。建议在任何时候都保持贮油箱中的液位不变以防止撤油器吃水的变化。将液体导流至液体回收柜。此条与步骤a)和b)同时进行。开启并调节布油器以使距离撇油器人口1.5m测量位置的浮袖厚度保持不变。在测量的间隙，通过保持浮油前缘位置可大概控制浮油厚度(见附录A)。d) 当达到稳定状态时，将回收液体导流至第一个测量水柜并在所需采集时段内保持，直到采集量达到要求为止见10.口。记录测量时段开始的时间。的在试验期间，定时监测并控制浮油厚度及撇油器运行设置。记录任何偏离试验要求条件的状况。一旦测量时段结束，将液体转回液体回收柜。记录测量结束的时间。g) 在

16、保持稳定状态的前提下，将回收液体转移到下一个测量水柜。h) 对于各个测量水柜，重复步骤d)到g)。5 GB/T 31971.1-2015/ISO 21072-1 :2009 i) 停止布泊。j) 停止撤油器运行。7.3 试验后的操作试验后完成下列操作za) 让被回收液体在测量水柜中静置3min ; b) 记录每一个测量水柜的液体总量、水及油相的量F。从测量水柜中取至少三个油相样本进行随后的分析sd) 在油相样本中测量及记录含水量z注:ISO 3733口，ASTMD95阳及ASTMD63043)中给出了适当的试验方法.e) 按照第8章进行性能参数计算。图4为试验装置示例的示意图.说明gl一一造浪

17、机32一一一布泊穗，3 水流p4 试验汹柜$5一一测量水柜z6一-撇油辘s7一一圄汹栏，8一一液体回收柜.8 性能参鼓2 8.1 蘸体回收速率(FRR)液体回收速率见式(1)，式中z圄4试验装置示倒FRR=去L一一一回收被体总量，单位为立方米(m3), T1 数据采集时段持续时间，单位为小时(h)。6 8 . ( 1 ) GB/T 31971.1-2015/ISO 21072-1 :2009 8.2 乳化因散(EF)乳化因数见式(2):式中sWC, -WC2 EF=:-100 WC1-回1&油相中含j(乳化的量的体积分数(%)1WCz 初始试验被体中的含水量的体积分数(%)。.( 2 ) 乳化

18、因素是对撤油器系统形成乳化的趋势的一个测量，并且是相比初始试验穰体回收泊中含水量被乳化的增细.乳化因数表示为一个介于0和1之间的小数，是关于试验油例如z洒青、蜡、树脂)的特性及撇油器的设计和运行的函数。因此乳化因数的比较只对同种油的试验有意义。含水量按照7.3d)确定，8.3 油回收速率(ORR)抽回收速率表达为回收的试验液体油相总量除以回收时段持续时间，见式(3):ORR=t u 式中zLI一一回收的试验液体油相总量，单位为立方米(m3)I Tz一一回收时段持续时间，单位为小时(h)，EF-乳化因数，用来对回收过程混入油相的额外水的校正。因已将乳化入油的额外水考虑在内，油回收速率适用于新鲜袖

19、也适用于乳化液。8.4 回收效率(RE)回收效率(R酌，以百分比形式表示，见式的z式中zORR一一油回收速率pFRR一一掖体回收速率。9 测量和报告9.1 一般要求ORR RE=一一X100% FRR 本章列出了需要记录在最终报告中的测量项目。9.2 油特性在试验前应测量下列试验油特性z. ( 3 ) . . . . ( 4 ) 一一在试验温度及20C(用于比较时、剪切速度为1S-I , 10 S-I及100S-I (至少测量3个速率中的2个，第3个允许通过内外插补法推算时的黠度(单位为厘泊.cp), 在试验温度和20C下的油密度(kg/L); -一倾点(C)I 二一含蜡量，表示为体积分数(%

20、);7 GB/T 31971.1-2015月SO21072-112009 一一含水量，表示为体权分数(%)。试验后，通过测量回收袖的含水量来确定乳化因数(EF)。9.3 环境参鼓在每一次试验中都应测量和记录下列环境参数z一一空气温度(C), -水温(C); 一一上游浮泊流速(m/s)。9.4 撤油器运行参撤应报告撤油器运行参数的设置值。例如z-_教合面移动速度，一一抽水速度z吃Jk;一一角度。9.5 其他试验参数应记录其他试验参数，包括z一一布油速率(m3/h); 一距离水柜的侧边和柜底的间隙(m); 一浮油厚度(mm);二一一浮油长度(m)。9.6 回收参撤在每次测量中应记录下列参数z回收液

21、体总量(m3), 一一回收袖相量(m3); 一一回收水量(m3); 测量时段的持续时间(min)。9.7 远行参数计算参戴根据回收参数见9.的，计算并报告下列运行参数见第8章): 一一-液体回收速率(FRR);-一油回收速率(ORR);一一回收效率(RE), 一一乳化因素(EF)。9.8 设备说明及试验文件试验报告应包含被试撇油器装置的技术说明及一个试验过程的叙述。该说明技术应至少包含外形尺寸、构造材料、工作原理、动力装置。8 GB/T 31971.1-2015/ISO 21072-1 :2009 10 质量撞制10.1 试验持续时间及攘体量该试验的测量时段采集回收泊至测量水柜的时段)应有足够

22、的时间以达到下列要求za) 在测量时段使试验条件的变化尽可能平稳gb) 提供足够量的回收物以便于精确测量油和水的量Fc) 完成监测及记录的要求。表3给出了数据采集时段最短持续时间以及相应的对于不同撇油器班期处理能力(FRR)的最低液体回收量。指定的液体量和采集时间适用于每个测量水柜。表3敏据来集的最短持续时间及对于预期FRR的渡体回收量预期FRR值最低液体回收量最短数据采集时间mAfh m3 mm 5 6 10 0.5 3 20 1.5 50 0.8 100 1.7 150 2.5 1 200 3.3 300 5 10.2 复瞌运行数据应建立在相同试验情况下的至少三个试验值的基础上，且ORR标

23、准偏差小于15%。若个别试验结果的ORR值的偏差大于平均值的20%.则结果不能被采纳。9 GB/T 31971.1-2015/ISO 21072-1 :2009 附录A(资料性附录在水流露晌下控制浑油厚度的指南本附录提供了控制围油栏内油层厚度的指南。目前很少有可用于快速和可靠的浮油厚度测量的方法，本附录可作为此类测量方法的补充，并不替代对在线津油厚度测量需求。下述方法的得出是建立在先期研究的基础上的。在浮油秸度范围为200cP-I0 000 cP、流速为0.15m/s以上时，已测量证实，除了浮袖前缘和靠近围油栏的地方有些薄外，围油栏内的浮油厚度几乎是均匀的。在上述甜庭、流速条件也国外的经验数据

24、是不适用的。浮油长度和浮袖厚度有直接的关系，且该关系对于每种类型的袖是唯一的。通过控制浮袖的长度和水流速度能近似控制浮油厚度。图A.l和图A.2中给出了秸度为200cP、2000cP及10000 cP.密度为0.93g/cm3 -0.95 g/cm3 的燃料油的浮油厚度和浮袖长度的关系(通过试验得出。如图A.l和图A.2所示，由于密度和其他特性的变化，相关偏差也发生变化。为了获得具体的浮油厚度，建议按下列步骤进行za) 确定试验泊的蒙古度sb) 图A.l和图A.2中，确定流速和捍袖长度值后可得到相应的浮油厚度值3c) 确定水柜中预加载的油总量。由浮袖长度、浮泊厚度、水柜宽度三者的乘棋计算出zd

25、) 打开推流器，并调整水流到所需流速Fe) 往试验水柜预加载要求的油量sf) 测量津油长度和浮油厚度，若发现偏离了要求的厚度，可通过对油量的增减进行调整gg) 当达到要求厚度时，测量津油长度;h) 开启撇油器pi) 开启布油系统;j) 在试验过程中，应通过调整布泊系统的泵速来保持浮油前缘的位置FU 通过测量来校验浮油厚度是保持不变的，需要时可调整浮油长度。10 说明z50 钊10 Y 40 2 2 4 6 4 6 x轴浮汹长度，单位为米(m);Y铀一一浮汹厚度，单位为毫米(mm).a猫皮为200cP; b 毒由度为2000cP, E猫皮为10000cP. 8 8 GB/T 3197 1. 1-

26、20 15/ISO 21072-1 :2009 20 X 10 12 14 16 18 20 X 10 12 14 16 18 20 X 圈A.1 黯度为200cP、2000cP和10000cP的油的浑油长度和厚度之间的关系11 GB/T 31971.1-2015/ISO 21072-1 :2009 Y 100 nuaunununuaU RUA哇ana-且90 nununu e。eo。2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 X 说明zX输一一漂泊长度，单位为米(m); Y轴一一浮泊厚度，单位为毫米(mm).乳化液:10000cP. 圈A.2甜度为10000CP的浮油长度和厚度之间的

27、关系(剪切速度为10S-1时不舍燃油乳化渡12 GB/T 31971.1-2015月SO21072-1 :2009 参考文献1J ISO 3733 石油产品和沥青材料水分的测定蒸锢法(Petroleumproducts and bituminous materials-Oetermination of water-Oistil1ation method) 2J ASTM D95 用蒸锢法测定石油产品和翻青材料中水分的试验方法(Standardtest method for water in petroleum products and bituminous materials by disti

28、11ation) 3J ASTM 06304 用卡尔费歇尔库仓滴定法测定石油产品、润滑油和添加剂中水分的试验方法(Standard test method for determination of water in petroleum products.lubricating oils.and additives by coulometric karl fischer titration) 13 GB/T 31971.1 OON ?NhOFNS同mFON|-. 曹hhmFmH阁。中华人民共和国国家标准船踉与海上技术海上环辑保伊:撤油器性能试磕第1部分z动态水条件GB/T 31911,l-2015/ISO 21012-1: 2009 * 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平墨西街甲2号(100029)北京市西城区三里河北街16号(10004日网址总编室:(010)68533533发行中心:(010)51180238读者服务部1(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X12301/16 印张1.25字数28千字2015年10月第一版2015年10月第一次印刷* 书号1155066. 1-51794定价21.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107