Нефть и нефтепродукты с поверхности воды наиболее эффективно собираются ме-ханическим способом. Он является наиболее рациональным при удалении нефтепродуктов с поверхности водотоков и водоемов.
По мере накопления опыта ликвидации нефтяных загрязнений к техническим средствам предъявляются все новые требования. Одна из тенденций создание средств с конкретным целевым назначением применительно к условиям, в которых приходится собирать разлитую нефть.
Для локализации загрязнения наиболее эффективным средством являются боно-вые заграждения: плавучие и подводные. Принцип действия плавучего бонового заграждения заключается в создании механического барьера, препятствующего перемещению или распространению тонкого верхнего слоя воды вместе с нефтяной пленкой.
Плавучие боновые заграждения представлены в зависимости от целевого назна-чения тремя классами:
1-й класс - боны для использования на мелководье, в частности на реках. Бон представляет собой полотнище из синтетической ткани, в верхней части которого нахо-дятся цилиндрические поплавки из вспененного пенопласта, а в нижней - балластная цепь, также воспринимающая нагрузки при натяжении ограждения.
Основные характеристики
Высота, см:
надводной части ................……10 ... 15
подводной части .............……...20 ... 30
Предельное усилие на разрыв, т ............1 ... 2,5
2-й класс - боны для прибрежной зоны морей и озер, перекрытия входов в гавани, порты, акватории судоремонтных заводов. Это стационарное
улавливающее боновое заграждение представляет собой полый металлический барьер каплевидного сечения. Барьер имеет внутри горизонтальную продольную перегородку, делящую внутреннюю его полость на две части: верхнюю -непроницаемую, придающую ограждению плавучесть, и нижнюю - проницаемую, которая заполняется водяным балластом и удерживает ограждение в верти-кальном положении.
Основные характеристики
Высота, см:
надводной части ...............…….20 ... 30
подводной части ................……35 ... 50
Предельное усилие на разрыв, т ............5 ... 15
3-й класс - боны для использования в открытом море
Основные характеристики
Высота, см:
надводной части ...…..........……50 ... 80
подводной части …...............….100 и более
Предельное усилие на разрыв, т ….........15 ... 30
Исследованиями установлено, что боновые заграждения наиболее эффективно за-держивают нефтепродукты, если они установлены перпендикулярно направлению тече-ния. Боновые заграждения эффективно работают, когда скорость течения не превышает 0,2.. .0,6 м/с. При скорости течения выше указанной нефтепродукты могут попадать под боны. Перед боновым заграждением скапливается толстый слой нефтепродуктов, который испытывает гидродинамическое воздействие движущейся воды. В нижней части бона на границе раздела нефть - вода повышается турбулентность потока, что приводит к дробле-нию эмульгированию) слоя нефтепродуктов, частичному их отрыву и переносу через за-граждение.
Необходимо помнить, что при достижении критической скорости течения воды или движения бона при тралении) удерживание нефтепродуктов не зависит от высоты подводной части, т. е. при больших скоростях течения воды нефтепродукты будут проры-ваться даже при большей глубине погружения боновой защиты.
Для наиболее эффективной работы БЗ устанавливаются на акватории рек под углом к динамической оси потока, вдоль которого происходит распространение нефтяного пят-на. Боны подразделяются на направляющие и улавливающие. Направляющие БЗ приме-няются для смещения нефтяного пятна. Улавливающие БЗ применяются для локализации и сбора нефти.
В зависимости от конкретных условий АРН существуют различные способы уста-новки боновых заграждений [20].
В отечественной практике ЛАРН для локализации и сбора нефти применяются бо-новые заграждения:
отечественные:
- направляющие – БН-1Ш, БН-2Ш, БН-3Ш, БН-1, БН-2А, БН-2Б;
- летние заграждения – АО АЦКБ, РОЗ АЗС, УЖ-2М, УЖ-100, БЗ-14-00-00, БЗ-10, БЗУ-800 МСВ, БПК-70 МСВ, БНУ-800 МСВ, БПУ-800 ТСП;
- зимние – МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЩИТЫ 1.25 Х 2.5, БЗ D250;
- сорбционные – БПС-90 МСВ, БСС-10, БС-10, СБ-25;
зарубежные:
- летние – Силинжер, Сикор-2, Хай Спринт 500, Хай Спринт 1000, Хай Спринт 1500, Хай Спринт 2000, Сентинел 400, Сентинел 500, Сентинел 1100, Сентинел 1500, Шоргардиан 550, Хойл 300, Хойл 600, Хойл 900, Хойл Протектор, Болеар 312, Болеар 323, ТМБ-ИНФ 400, Супер Свамп, Минимакс, Симплекс, Оптимакс-2, Пермафенс, Скорбум, Аирмакс, Робум 0610, Робум 1000, Робум 1100, Тройлбум ГП 400, Тройлбум ГП 750, Тройл-бум ГП 1100, Ламор 500, Ламор 750, Ламор 1000.
Подводные боновые заграждения выполняются в виде пневматического барьера дивертора воздушных пузырьков). Достоинство метода в возможности свободного про-хода судов. Однако низкая транспортабельность и высокая энергоемкость пневматическо-го барьера сужают область его применения.
Сбор нефти и очистку водной поверхности от нефти осуществляют нефтесборные устройства. По принципу сбора нефти различают нефтесборщики: адсорбционные, вса-сывающие, адгезионные, пороговые, шнековые и с использованием центробежных сил.
Адсорбционные нефтесборщики основаны на принципе поглощения нефти мате-риалом из сорбентов, выполненных в виде барабанных элементов или в виде частей кон-вейера. Преимущество данных нефтесборных устройств – достаточно полное поглощение нефти, возможность сбора нефтепродуктов на мелководье, в местах покрытых водной растительностью. Недостаток – невысокая эффективность работы на морских просторах, особенно при волнении; более высокая трудоемкость при смене элементов и их очистке регенерации).
На реке и береговых линиях озер и морских портов, где разлито небольшое коли-чество нефти, можно использовать всасывающие устройства, подвешенные на поплавках, которые утоплены в воду на несколько сантиметров. Забор поверхностного слоя нефти осуществляется всасыванием.
Адгезионные устройства работают по принципу прилипания нефтепродуктов к по-верхности элемента. К таким материалам относятся алюминиевые сплавы и некоторые виды пластмасс. Устройства адгезионного типа должны иметь большую поверхность, на которой скапливаются нефтепродукты. Такие устройства эффективнее работают при сбо-ре вязких липких компонентов в наиболее толстом слое. Установки адгезионного типа обычно выполняют в виде многодисковых барабанов или длинных транспортных лент, к которым прилипает собираемый продукт и при подъеме на борт соскабливается скребка-ми или удаляется другими способами. При вращении барабанов нефть увлекается ими вверх, где стекает под действием собственного веса или очищается специальными щитка-ми в накопитель, а из последнего удаляется в резервуар. Эффективность работы таких нефтесборщиков зависит от скорости вращения, размера дисков барабана) и вязкости нефти и нефтепродуктов. Однако при волнении водонефтяная смесь плохо разделяется такими устройствами [21].
Всасывающие устройства основаны на применении различных вакуумных уст-ройств. Входное всасывающее устройство имеет различные конструкции, подвешенные на поплавках.
Пороговые устройства основаны на принципе перепада уровней жидкости. За счет перепада уровней поверхностный слой жидкости стекает в емкость с пониженным уровнем и затем собирается в другую емкость. Предложены и применяются различные конструкции пороговых устройств: с постоянным порогом, с регулируемым порогом и др. Нефтесборные устройства такого типа позволяют подтягивать слой нефтепродуктов с большого расстояния. Этот метод сбора нефтепродуктов весьма эффективен в тех случаях, когда береговая линия покрыта растительностью; кроме того, отсутствие волнения водной поверхности также создает благоприятные условия для использования порогового устрой-ства. Устройство отличается простотой и надежностью в работе. Перепад уровней в сбор-ной емкости где откачивается нижний слой воды) даст возможность полностью напол-нять ее нефтепродуктами. Производительность нефтесборщика такого типа например, НС-5) составляет 25- 100 м3/ч и зависит от производительности откачивающих насосов.
Шнековые устройства позволяют собирать толстый и вязкий слой нефтепродук-тов. Шнековые устройства отличаются простотой, надежностью и долговечностью конст-рукции, мало чувствительны к волнению, не реагируют на свойства нефтепродуктов. К основному недостатку можно отнести быстрое забивание устройства механическим мусо-ром или их прилипание к рабочим органам, что приводит к усложнению конструкций и увеличению мощности привода.
Устройства, работающие с использованием центробежных сил, образуют вих-ревую воронку с помощью импеллера или направленные струи воды под давлением гид-роциклон). Работа гидроциклона основана на принципе сепарирования; при вращении жидкости начинается разделение ее в зависимости от плотности. Волнение поверхности воды не оказывает существенного влияния на работу установки. Производительность нефтесбощика такого типа например, разработанного в ВНИИСПТнефть) при толщине пленки нефти на поверхности воды 3.5 мм составляет 30 м3 /ч.
В практике ЛАРН для сбора нефти применяются нефтесборные устройства:
отечественные – НСДУ-2, УНС-0003, НС-2, НС-4, НС-5, НСМБ-5, НС-6, ВАУ-1, ВАУ-2, СБ-6, СБ-10, СБЗ-6, УСН-250 МР, УСН-250 МА, СРП-5, СРП-16, СПП-16, СПМ-5;
зарубежные – Десми-250, Вайкоским, Егмополь, Комара-12К, Комара-30к, ОМ-140, ТДС-118, ТДС-136, Магнум 100, Магнум 200, Т-Диск-12, Т-Диск-18, Ским-пак 600, Ским-пак 2000, Ским-пак 4000, РБС-01, РБС-05, РБС 10/2, Ламор Минимакс, Лори ЛБС-3, Лори ЛМС-20.
Привод нефтесборных устройств может быть самым различным. Переносные уст-ройства могут иметь и не иметь собственного привода. Эти устройства транспортируются к месту аварий в составе мобильных комплексов.
На водных акваториях применяются самоходные нефтесборщики на базе специ-альных высокоманевренных суден.
По мере накопления опыта ликвидации нефтяных загрязнений к техническим сред-ствам предъявляются все новые требования. Одна из тенденций – создание средств с кон-кретным целевым назначением применительно к условиям, в которых приходится соби-рать разлитую нефть.
