一种船舶压载水过滤器及船舶压载水过滤器系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种船舶压载水过滤器及船舶压载水过滤器系统，主要包括过滤单元和集散控制系统两部分，在DSP恒压频比的集散控制中引入空间矢量脉宽调制SVPWM策略，结合基于滤网压差反冲洗的吸吮式二级精密高效过滤、水力阀非能动稳流稳压、工艺专家决策系统等技术，实现智能清污不断流、安全稳定可靠运行，有效解决污浊水质环境下船舶过滤器清洗排污性能不佳的重大技术难题，减少颗粒物在压载舱沉积、避免压载水处理失效引发的经济社会风险；本实用新型专利技术为大流量、高精度、低压损、高集成可靠的船舶压载水过滤器国产化打下良好基础，在一定程度上提升航运经济效能。一定程度上提升航运经济效能。一定程度上提升航运经济效能。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶压载水过滤器及船舶压载水过滤器系统


[0001]本技术属于船舶压载水处理系统(BWMS)
，具体涉及一种船舶海洋工程中的压载水过滤器及其控制系统。

技术介绍

[0002]近些年海洋环境污染日趋加重，给自然生态和经济带来巨大损失，为了有效防止远洋船舶压载水引起的外来物种入侵，国际海事组织(IMO)于2004年通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》。按照IMO公约的要求，到2017年所有远洋船舶都应满足D
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2要求。在压载水处理系统中，海水在进入电解或紫外装置之前需进行预处理，预处理通常采用依靠管道压力清污、连续过滤不断流的大流量自动反清洗过滤器，去除海水中50μm及以上的浮游动植物、总悬浮固体(TSS)，提升NTU去除率和电解或紫外单元杀菌效能，最大程度减少压载舱内的沉积物留存。
[0003]在专利CN104703922A中提及一种卸压载过滤，涉及压载水处理系统在基本上没有增大系统的重量和/或部件的情况下，以安全且可靠的方式提供了一种构造，包括过滤单元、水液流增添臭氧消毒室泵等装置，能够一定程度上提高水处理系统的可靠性，但是处理精度不高；专利技术专利“压载水管理系统用自动反冲洗过滤器”(公布号CN103611353A)从机械构造的角度，设计一种压载水自动发冲洗过滤器。专利技术专利“一种用于船舶压载水系统的过滤器控制设备”(公布号CN104043284A)，设计一种船舶压载水系统过滤器控制设备，采用单片机作为控制模块，采用拨码开关设定反冲洗时间间隔，当过滤器进水口和出水口之间的压差为0.5bar时，控制过滤器马达转动进行反冲洗，当压差降到0.3bar时，停止反冲洗；该专利技术的特点是反冲洗采用开关控制方式，基于经验法设置反冲洗启停时间。
[0004]目前全球远洋船舶压载水处理工程大多数加装的是电厂工业级的自清洗过滤器，它采用压差或定时工作模式恒速过滤，缺乏过滤数据采集分析和清污工艺数据库决策支撑，人工预设单点工艺参数不能随各港口水质差异或视滤网过流堵塞情况智能清污；基于继电器或PLC顺序控制系统的控制精度低、实时性差，长时间的高速大流量过滤、很难保证流量额定过流，频繁的清污、稳管压、调流量造成控制系统震荡波动大、机械磨损加剧，设备维护工作量及设备投资增大；滤器清洗时，船用低压三相交流感应异步电动机带动吸污轴做自动往复循环运动，缺乏位置速度传感器反馈的开环控制，一旦行程限位开关故障或电源相序错误，将造成吸污传动机构脱扣、机械部件扭断损伤，在有限船舱空间内拆卸维修耗时费力，由于清洗时滤器压差变化快、三相异步电机无换相间隔时间，机械惯性导致不能立即停车、反接制动冲击电流大，且易造成电源相间短路和电机发热速率较快，影响吸污电机的机械寿命；随着过流压载的进行船舶吃水深度增长，海平面淹没排舷口导致排污管道背压变大，工频排污泵排污效果不佳，排污泵、调节阀门、吸污电机等机电组件直接工频起动与制动带来的水锤效应，对管网、阀门等也具有破坏性的影响，水电等能耗较高，经济效益低；滤器配置机电组件分散、信号型式多样，安装调试、试航检修不便，不利于机舱自动化控制和营运船BWMS加装改造，港口停靠压载时间紧船员任务重，滤器故障后仍需船员人工操
控旁通阀、压载泵切换管路，通讯控制接口不规范统一、操控效率低，不利于智能化船舶的发展需求。标准船舶过滤器并无保真取样检测装置，待港口国PCS检查时因压载水处理不合格被扣船罚款，为时已晚。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本技术提供一种船舶压载水过滤器及船舶压载水过滤器系统，本技术所采用的技术方案是：所述技术主要由过滤单元和集散控制系统二部分构成；其中过滤单元是基于滤网压差反冲洗的吸吮式二级精密过滤技术，集散控制系统采用船用交流感应电机的DSP恒压频比闭环控制方式。
[0006]所述过滤器包括过滤单元；其中过滤单元采用基于滤网压差反冲洗的吸吮式二级精密过滤装置，过滤单元由个管系回路组成，过滤单元与个管系回路分别采用管道附件依次连接，其中，进出水管系回路依次由进水口流量仪、自动反清洗水介质过滤器、出水口调节阀、水力调节阀连接组成，其中排污管系回路依次由电动排污阀、变频排污泵、排污压力传感器连接组成，旁通管系回路依次由应急手动阀、应急旁通阀连接组成，旁通管系回路并联在自动反清洗水介质过滤器的进水口、出水口两端。
[0007]进一步，过滤器包括粗滤网、细滤网、装在旋转吸污臂的弹性吸嘴和吸污电机，粗滤网、细滤网均设置在过滤器内侧壁，粗滤网设置在过滤器的进水端，细滤网设置在过滤器的出水端，粗滤网设置在细滤网远离进水口一端，装在旋转吸污臂的弹性吸嘴设置在过滤器设置细滤网一端的内部，装在旋转吸污臂的弹性吸嘴用于反清洗时，吸走细滤网上的附着悬浮物或浊物，吸污电机设置在过滤器的外侧，用于为装在旋转吸污臂的弹性吸嘴提供动力。
[0008]进一步，过滤器还包括滤器进水口、动能取样P点、出水口、自动排气阀、排污口，滤器进水口设置在过滤器外侧，滤器进水口与进水管路输出端连接，动能取样P点设置在滤器进水口靠近过滤器的一端，用于便于采样滤器进水口处的水液，实现对锚地或港口压载水的总悬浮固体TSS、有机质、浊度NTU中任意一种或多种原始取样，出水口设置在滤器外壳顶端，出水口与出水管路输入端连接，自动排气阀设置在过滤器外侧，排污口设置在过滤器外侧。
[0009]进一步，出水口靠近过滤器一端设置动能取样P点，动能取样P点用于采样出水口处的水液。
[0010]进一步，水力调节阀包括阀盖、膜片、阀杆、导向压板和阀体，阀盖、膜片、阀杆、导向压板和阀体依次连接，阀盖通过膜片设置在阀体上侧，导向压板与阀杆垂直设置，导向压板与阀杆设置在水力调节阀内部。
[0011]进一步，阀盖为球墨铸铁和粉体涂装、不锈钢、青铜中的任意一种。
[0012]进一步，膜片为尼龙增强NBR、EPDM、VITON中的任意一种。
[0013]进一步，阀杆为不锈钢、青铜中的任意一种。
[0014]进一步，导向压板为球墨铸铁和粉体涂装、不锈钢、青铜中的任意一种。
[0015]一种船舶压载水过滤器系统，所述系统包括所述的一种船舶压载水过滤器。
[0016]所述过滤单元由3个管系回路组成，过滤单元与3个管系回路分别采用管道附件依次连接，其中进出水管系回路依次由进水口流量仪、自动反清洗水介质过滤器、出水口电动
阀、水力调节阀连接组成，其中排污管系回路依次由电动排污阀、变频排污泵、压力传感器连接组成，旁通管系回路依次由应急手动阀、电动调节阀连接组成，旁通管系回路并联在自动反清洗水介质过滤器的进水口、出水口两端。
[0017]所述集散控制系统包括过滤参数监测系统、数字控制系统DSP、过滤工艺专家系统、现场总线通讯系统、电源；所述数字控制系统DSP与船舶压载水处理系统BWMS、机舱集控室上位机连接通讯，所述过滤参数监测系统和过滤工艺专家系统与数字控制系统DSP连接通信，所述电源通过带快插航空电连接器的船用电缆向设备系统的各用电负载供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶压载水过滤器，其特征在于，所述过滤器(7)包括过滤单元；其中过滤单元采用基于滤网压差反冲洗的吸吮式二级精密过滤装置，过滤单元由3个管系回路组成，过滤单元与3个管系回路分别采用管道附件依次连接，其中，进出水管系回路依次由进水口流量仪(3)、自动反清洗水介质过滤器(7)、出水口调节阀(9)、水力调节阀(10)连接组成，其中排污管系回路依次由电动排污阀(14)、变频排污泵(15)、排污压力传感器(16)连接组成，旁通管系回路依次由应急手动阀、应急旁通阀(18)连接组成，旁通管系回路并联在自动反清洗水介质过滤器(7)的进水口(71)、出水口(76)两端。2.根据权利要求1所述的一种船舶压载水过滤器，其特征在于，所述过滤器(7)包括粗滤网(73)、细滤网(74)、装在旋转吸污臂的弹性吸嘴(75)和吸污电机(70)，粗滤网(73)、细滤网(74)均设置在过滤器(7)内侧壁，粗滤网(73)设置在过滤器(7)的进水端，细滤网(74)设置在过滤器(7)的出水端，粗滤网(73)设置在细滤网(74)远离进水口(71)一端，装在旋转吸污臂的弹性吸嘴(75)设置在过滤器(7)设置细滤网(74)一端的内部，装在旋转吸污臂的弹性吸嘴(75)用于反清洗时，吸走细滤网(74)上的附着悬浮物或浊物，吸污电机(70)设置在过滤器(7)的外侧，用于为装在旋转吸污臂的弹性吸嘴(75)提供动力。3.根据权利要求1所述的一种船舶压载水过滤器，其特征在于，所述过滤器(7)还包括滤器进水口(71)、动能取样P1点(72)、出水口(76)、自动排气阀(77)、排污口(78)，滤器进水口(71)设置在过滤器(7)外侧，滤器进水口(71)与进水管路输出端连接，动能取样P1点(72)设置在滤器进水口(71)靠近过滤器(7)的一端，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，徐少可，杨志锋，王要伟，林凯，李跃强，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：新型
国别省市：