一种海面及沉潜溢油清污技术和装备的原型及大比例缩比试验装置制造方法及图纸

一种海面及沉潜溢油清污技术和装备的原型及大比例缩比试验装置。包括：海面及沉潜溢油环境模拟装置、原型及大比例缩比尺度单独或组合溢油清污作业模块、试验油品及水质监视监测模块、试验用油用水循环计量模块，用于在模拟环境中单独或组合地再现对海面及沉潜溢油围控、回收、分散、吸附、降解等技术、设备及材料的清污作业，并测试和记录代表性海况条件、油品扩散、风化状况下对海面溢油、海水体及海底沉潜油的围控、回收、分散、吸附、降解性能指标，为科学认识海面及沉潜溢油清污技术、设备及材料的清污作业状况，便捷开展溢油清污技术和装备的清污性能检测及效果评估，有效改进和提升清污性能提供试验技术支持。

A sea and accumulation of oil spill clean-up technology and equipment, and a large proportion of the prototype scaling test device

A sea and accumulation of oil spill clean-up technology and equipment, and a large proportion of the prototype scaling test device. Including: oil environment simulation device, and a large proportion of scaled prototype scale alone or the combination of oil spill clean-up operation module, test oil and water quality monitoring module, test oil spill and water cycle metering module for the sea calmed, and then spilled oil containment, equipment and materials recycling, dispersion, adsorption, degradation etc. the cleaning operation reproduction technology, alone or in combination in the simulation environment, and test and record the representative sea conditions, oil diffusion, weathering condition of oil spill, water body and bottom oil accumulation confining control, recovery, dispersion, adsorption, degradation of performance index for a scientific understanding of the sea and then spilled oil cleaning equipment and materials technology, pollution clean-up operation, convenient cleaning and performance test carried out to assess the effect of oil spill clean-up technology and equipment, to provide effective improvement and Ti Shengqing pollution performance Test technical support.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种海面及沉潜溢油清污技术和装备的原型及大比例缩比试验装置，属于环境保护及溢油应急与清污试验
，它能在模拟海况及模拟溢油环境中，单独或组合地再现对海面及沉潜溢油围控、回收、化学分散、吸收吸附、生物降解等技术、设备及材料在原型及大比例缩比(不小于1∶10)尺度上的清除油污作业，并测试和记录代表性海况条件和代表性油品及其扩散、风化状况下的溢油围控、回收、分散、吸收、吸附、降解性能指标，配备了试验用油用水循环系统，为科学认识海面及沉潜溢油清污技术、设备及材料在近似真实环境条件下的清污作业状况，便捷开展溢油清污技术和装备的清污性能检测及效果评估，有效改进和提升清污技术和装备的性能，积极采取风险防备、应急处置、污染清除、环境修复对策措施，提供试验技术支持，并实现试验用油和试验用水的便捷高效回收利用。
技术介绍
随着全球经济持续快速发展，对能源和石油资源的需求不断增加，沿海石油开发、运输、加工和存储量持续增长，因突发事故导致的各类溢油事件时有发生，海洋环境遭受溢油污染损害的风险明显加大，严重威胁了海洋生态环境安全和人体健康，以及捕捞、养殖、旅游等海洋经济的健康发展，已引起世界各国的高度重视，大力加强海洋溢油污染风险防范、应急处置和油污清除工作正当其时。原油及其炼制产品种类繁多，其在发生溢出事故时进入海洋环境的时间、位置、种类、规模各异，受气温、水深、风、浪、流、光照、生物活动、停留时间等多重因素的影响所经历的海面漂浮及扩散、蒸发、光氧化、溶解、乳化、粘附于颗粒物、水体中悬浮、沉降于海底及再浮起、生物降解等风化过程千差万别，使得溢油在海洋中存在海面油膜、海水体及海底沉潜油等多种运移扩散形态，相应适用的海面溢油及海水体、海底沉潜溢油的清污技术和装备多种多样，在实际应用中所能达到的性能指标和溢油清除效果目前往往不够理想，特别需要通过试验加以测试，以及通过反复试验和持续改进予以提升。以往的溢油模拟试验多是为了科学地认识溢油的环境归宿与危害，主要针对溢油风化和环境影响而开展，试验装置的规模往往较小，测试指标主要针对溢油进入环境的方式、油膜的破碎、波浪及光照、温度等环境条件变化以及添加化学分散剂与溢油风化及水质间的相互影响，主要包括：李志军等人的《波浪作用下油脂冰内溢油行为物理模拟实验技术》一文，制作了一个长130cm，宽15cm，深50cm的玻璃水槽，置于控温精度较高的低温实验室内，玻璃水槽上面敞口，周边5面均加保温材料板。依靠由震荡台电机提供动力的契型块在水槽内的垂直运动造波，通过调节水深、电机运动频率及传动臂调节孔位置，变换波长和波高。(《大连海事大学学报》第23卷第4期)赵云英等人的《波浪槽模拟海况检验消油剂的乳化性能》一文，提到了一个波浪槽试验装置，波浪槽为(0.8×1.0×15)m3，实际水深为0.5m，波高大约为0.38m。造波机由计算机控制，按一定频率形成波浪并且有破碎波的产生。破碎波的频率为10s。在波浪槽水面上根据需要布上一定厚度的油膜。采用波浪槽模拟海浪的运动状况，研究波浪对消油剂清除海面溢油的作用。(《海洋环境科学》第23卷第4期)张秀芝等人在《海上溢油风化特性及化学分散剂效果的影响因素研究》一文中，提到一个模拟原油风化的装置，由波浪槽和围油栏组成，波浪槽系露天混凝土结构，25m(长)×0.6m(宽)×1.2m(高)，槽顶端安装造波机及控制器，首尾设消能坡，其上铺碎石及竹扫帚苗，波浪槽可以模拟30cm波高的波浪。(《海洋环境科学》第16卷第3期)杨庆霄等人在《溢油的物理性质在模拟风化过程中的变化》一文提到一个风化模拟装置，其处于一间蔽光的暗室内，风化槽中加入自来水，经恒温槽恒温的水由循环泵经进水管打入风化槽中。多余的水经回水管再流入恒温槽。回水管高度为控制风化槽水位的高度。油样品放在装满海水约5L的生物培养缸中。培养缸放在风化槽的中部。用温度计可随时观察到风化槽内的水温。电风扇和灯光分别模拟自然条件下的风和太阳光。照明用6×40w日光灯，每边三个，以保证足够的照度。(《海洋环境科学》第8卷第3期)于顺、安伟等人专利技术的《一种模拟海上溢油性质变化试验装置》(CN2008102113352)涉及海洋环境模拟装置，包括底部设有水槽支架、顶部设有风罩的条状水槽，水槽与造波机连通，风罩与带风机箱的通风管道连通，水槽的四个侧壁外表面均设有空气幕围挡，集造波、生风、升降温、保温功能于一体，集成的数控系统，用于近似地模拟海上溢油的性质变化。吴海涛、乔冰等人专利技术的《海上溢油风化模拟系统》(CN2009101056450)在溢油池中安装了由拨水板以及侧面推进器组成的水流模拟装置，通过控制器调节压缩空气推进气缸，带动拨水板在溢油池内做周期性的往复运动，以及推动侧面推进器有规律地从外部拍打溢油池壁，使水面产生纵向的流动和横向的波浪。包木太、沈田田等人专利技术的《一种海底溢油行为归宿的实验模拟装置》(CN2014104881817)包括两个圆柱形模拟海水容器、安装于容器底部的原油、溢油分散剂锥形喷嘴，原油、溢油分散剂储罐、恒温控制循环水装置、紫外荧光照相系统，用于模拟海底溢油的行为归宿。李昊、孙宝江等人专利技术的《一种模拟深水区水下溢油的装置与方法》(CN2014105595831)包括压力控制系统、混合注入系统、实验模型系统和给排水系统；可模拟不同压强、温度、喷射速度等深水环境下油气行为归宿，实现较高精度的参数测量。安伟、钱国栋等人专利技术的《水下溢油模拟试验装置及其操作方法》(CN2015100436301)在试验水槽外部一侧设有试验水配制水槽，另一侧外部设有水下注油单元轨道、水下注油单元和电控柜，集试验水配制和多种变化的注油条件等功能于一体，并配有PLC控制系统，更为近似地模拟水下溢油的实际状况。乔冰等人专利技术的《一种缩比仿真溢油风化对水质影响的实验装置》(CN201510514781.0)包括了溢油风化模拟装置、油品及分散剂计量添加模块、水质取样分析模块，针对溢油量、水面油膜、水深、水流及波浪、自然光照等风化条件、溢油风化及分散的水质浓度变化等影响因素，在缩比仿真环境中再现溢油风化(包括溢油分散)对水质的影响，并将特定油品和缩比仿真环境条件下的实验结果还原换算为同类溢油在真实环境风化中造成的分阶段水质指标浓度变幅。徐鹏、石小军、邹云飞等人在《基于阻截式油水分离膜的溢油油水分离与回收系统研究》一文中，提到一种基于全新的空间态膜开发的阻截式油水分离新技术，对现有应用于石油石化行业的阻截式油水分离膜进行高含盐海水抗老化改进，从而研制出HK功能纤维和相应的阻截式油水分离膜，以满足海上溢油污水的快速处置要求，并在中海油天津勃西油气处理厂进行现场油污水处理试验。(《中国水运》第15卷第6期)上述现有的溢油试验装置在空间尺寸和实验功能上均难以满足对海面及沉潜溢油围控、回收、化学分散、吸收吸附、生物降解等技术、设备及材料的原型及大比例缩比尺度油污清除效果试验和性能测试的需求，也未带有试验用油用水循环系统，现有的溢油油水分离与回收装置难以满足大量试验用水便捷高效回收利用的需求。
技术实现思路
(1)专利技术目的为了克服上述现有溢油试验装置的不足，本专利技术提供一种海面及沉潜溢油清污技术和装备的原型及大比例缩比试验装置，它能在模拟海况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海面及沉潜溢油清污技术和装备的原型及大比例缩比试验装置，其特征在于包括海面及沉潜溢油环境模拟装置、原型及大比例缩比尺度单独或组合溢油清污作业模块、试验油品及水质监视监测模块、试验用油用水循环计量模块；所述海面及沉潜溢油环境模拟装置包括试验水池、造波系统、橡胶水池及其卷轴、消波装置、造流泵群组；所述试验水池建造于室外，为长方体形状，水池顶部四面带有系固橡胶水池的固定器，水池顶部两侧长边方向带有供溢油清污作业模块行走的滑轨；所述原型及缩比尺度单独或组合溢油清污作业模块由辅助拖车、拖曳拖车、试验油品及分散剂便携存储与计量投放模块、被检收油机、原型或大比例缩比尺寸围油栏、吸油材料及收放装置、降解菌剂及缓释装置组成；所述辅助拖车和拖曳拖车架设于试验水池之上，两端各带有两个可在滑轨上行走的电动滑轮，由控制器控制滑轮的行走速度和方向，拖曳拖车的中部和靠近水池内侧两端带有拖带固定装置，用于在辅助拖车辅助下拖带布设于试验水池内的围油栏和收油机，模拟海上由作业船舶完成的溢油围控和回收作业；所述试验油品及水质监视监测模块由水面油膜厚度和面积监测子模块、水下及水底沉潜油状况观测子模块、试验油品特性及水质指标分析子模块组成；所述水面油膜厚度和面积监测子模块采用移动式光纤传感器测量；所述水下及水底沉潜油状况观测子模块采用水下摄像头观测和记录水下及水底沉潜油状况；所述试验油品特性及水质指标分析子模块按设定的时间间隔在试验水池不同的溢油聚集区域测试及采用标准方法取样分析水质指标，分表面、半潜和沉底区域采集溢油放入不同的储样瓶内，送至实验室采用标准分析方法分析常规油品特性指标；所述试验用油用水循环计量模块由备用橡胶水池及其卷轴、油水混合物罐、测量罐、投油罐、放置于试验水池附近的油水分离与回收装置组成；所述油水分离与回收装置包括前处理装置、过滤装置、油水分离装置、后处理装置、回收溢油储罐、净化回用水临时储罐；所述油水混合物罐用于存储和计量收油机或吸油材料收放装置回收的溢油或油水混合物，它们在静置和重力分层后分离出的高含量溢油被送至测量罐，称重计量后再送至投油罐，循环回用于后续试验，分离出的低含量油水混合物和试验结束后橡胶水池内的含油污水被送至油水分离与回收装置，经过进一步处置和分离，浓缩脱水后的高含量溢油被送至回收溢油储罐，称重计量后再送至投油罐，循环回用于后续试验，分离出水送至净化回用水临时储罐或备用橡胶水池，循环回用于后续试验。...

【技术特征摘要】
1.一种海面及沉潜溢油清污技术和装备的原型及大比例缩比试验装置，其特征在于包括海面及沉潜溢油环境模拟装置、原型及大比例缩比尺度单独或组合溢油清污作业模块、试验油品及水质监视监测模块、试验用油用水循环计量模块；所述海面及沉潜溢油环境模拟装置包括试验水池、造波系统、橡胶水池及其卷轴、消波装置、造流泵群组；所述试验水池建造于室外，为长方体形状，水池顶部四面带有系固橡胶水池的固定器，水池顶部两侧长边方向带有供溢油清污作业模块行走的滑轨；所述原型及缩比尺度单独或组合溢油清污作业模块由辅助拖车、拖曳拖车、试验油品及分散剂便携存储与计量投放模块、被检收油机、原型或大比例缩比尺寸围油栏、吸油材料及收放装置、降解菌剂及缓释装置组成；所述辅助拖车和拖曳拖车架设于试验水池之上，两端各带有两个可在滑轨上行走的电动滑轮，由控制器控制滑轮的行走速度和方向，拖曳拖车的中部和靠近水池内侧两端带有拖带固定装置，用于在辅助拖车辅助下拖带布设于试验水池内的围油栏和收油机，模拟海上由作业船舶完成的溢油围控和回收作业；所述试验油品及水质监视监测模块由水面油膜厚度和面积监测子模块、水下及水底沉潜油状况观测子模块、试验油品特性及水质指标分析子模块组成；所述水面油膜厚度和面积监测子模块采用移动式光纤传感器测量；所述水下及水底沉潜油状况观测子模块采用水下摄像头观测和记录水下及水底沉潜油状况；所述试验油品特性及水质指标分析子模块按设定的时间间隔在试验水池不同的溢油聚集区域测试及采用标准方法取样分析水质指标，分表面、半潜和沉底区域采集溢油放入不同的储样瓶内，送至实验室采用标准分析方法分析常规油品特性指标；所述试验用油用水循环计量模块由备用橡胶水池及其卷轴、油水混合物罐、测量罐、投油罐、放置于试验水池附近的油水分离与回收装置组成；所述油水分离与回收装置包括前处理装置、过滤装置、油水分离装置、后处理装置、回收溢油储罐、净化回用水临时储罐；所述油水混合物罐用于存储和计量收油机或吸油材料收放装置回收的溢油或油水混合物，它们在静置和重力分层后分离出的高含量溢油被送至测量罐，称重计量后再送至投油罐，循环回用于后续试验，分离出的低含量油水混合物和试验结束后橡胶水池内的含油污水被送至油水分离与回收装置，经过进一步处置和分离，浓缩脱水后的高含量溢油被送至回收溢油储罐，称重计量后再送至投油罐，循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔冰，邹云飞，田玉军，吴宣，宋志国，石敬，刘春玲，兰儒，
申请(专利权)人：交通运输部水运科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11