基于PLC控制的船舶压载水处理系统的制作方法

本发明涉及船舶压载水处理系统，更具体地说，涉及一种基于plc控制的船舶压载水处理系统。

背景技术：

随着国际航运业的不断发展，船舶的排水总吨也越来越大，随之转移的船舶压载水量自然不可忽视。压载水中会含有藻类、软体动物、鱼类和植物等，由于压载水的加装与排出地不同，船舶每天因压载水所携带的水生物就有7000-10000种。通过船舶压载水携带的海生物极可能导致当地生态环境的破坏，因此船舶压载水在排放之前必须进行生物灭活处理，达到相应排放标准后方可排出。

目前船舶压载水的处理方法多种多样，除海上更换压载水法外，还有过滤法、加热法、磁场处理法、紫外线法、声波法、脱氧处理法以及化学处理等十余种方法。过滤法依赖于生物的体积大小，对细菌等微小生物处理效果不好；脱氧处理法对厌氧菌，孢子等无效；化学处理方法存在一定的二次污染。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种处理成本低廉且灭活效果好压载水达标的基于plc控制的远洋船舶压载水处理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于plc控制的船舶压载水处理系统，包括海底门和舷，所述海底门与舷之间依次串联压载舱、板式预热器、壳管式主换热器、蓄热柜、自动清洗过滤装置和紫外线灭活装置，所述海底门与压载舱之间串联第一电控阀门和第一压载泵，压载舱与板式预热器之间串联第二压载泵、总流量计和第二电控阀门，所述海底门依次与第三电控阀门、冷却水泵和淡水冷却器串联；

所述淡水冷却器通过第四电控阀门与壳管式主换热器连接，所述蓄热柜与自动清洗过滤装置之间依次串联温度传感器、浊度传感器和第五电控阀门，所述紫外线灭火装置通过第六电控阀门与舷连接；

所述总流量计通过第七电控阀门与tro检测仪连接，浊度传感器通过第八电控阀门与tro检测仪连接，自动清洗过滤装置和紫外线灭活装置通过第九电控阀门与tro检测仪连接，紫外线灭火装置通过第十电控阀门与tro检测仪连接；

温度传感器和浊度传感器通过第十一电控阀门与板式预热器连接，紫外线灭活器通过第十二电控阀门与板式预热器连接；

所述第一压载泵、第二压载泵、冷却水泵、自动清洗过滤装置、紫外线灭活装置和十二个电控阀门由plc集成控制模块控制。

按上述方案，所述紫外线灭活装置采用紫外线汞齐灯。

按上述方案，所述自动清洗过滤装置内设置有压差传感器，所述压差传感器的过滤精度为40μm-60μm。

按上述方案，当压差传感器压差小于0.05mpa时，自动清洗过滤装置排污阀开启，反冲电机工作，实现过滤器的自动清洗。

按上述方案，所述蓄热柜内部设有相互交错的导流板。

实施本发明的基于plc控制的船舶压载水处理系统，具有以下有益效果：

1、本发明合理有效地将船舶冷却器产生的废热加以利用，与化学处理方法相比无任何二次污染，且节约能源，与现有技术相比较而言，采用加热法与紫外线法联合处理成本低廉，避免二次污染，且灭活效果较好，具有广阔的发展前景。

2、本发明采用加热与紫外线辅助处理的方式，利用plc集成控制模块实现处理方式的智能化选择，从而适应船舶在低温海域、主机低工况或航程时间过短时，对压载水加热温度、暗置时间不够的问题。

3、研究表明，当压载水温度加热至45℃左右，并在蓄热柜中保温约15min，再泵回压载舱暗置7-15天，足以杀死大部分有害生物达到海洋排放标准。船舶在航行过程中，淡水冷却器带出的这部分废热可加以利用来加热压载水，其次考虑到航行工况、海域环境、航行周期的不同，通过plc控制模块选择性地辅以紫外线灭活处理，最终可使压载水达到相应的海洋排放标准。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于plc控制的船舶压载水处理系统的结构示意图；

图2是本发明基于plc控制的船舶压载水处理系统的数据采集与通讯原理图；

图3是本发明基于plc控制的船舶压载水处理系统的plc控制策略流程框图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-3所示，本发明的基于plc控制的船舶压载水处理系统包括海底门1和舷2。

海底门1和舷2之间依次串联压载舱3、板式预热器4、壳管式主换热器5、蓄热柜6、自动清洗过滤装置7、紫外线灭活装置8。

海底门1与壳管式主换热器5之间依次串联第三电控阀门14、冷却水泵15和淡水冷却器16。海底门1与压载舱3之间依次串联第一电控阀门9和第一压载泵10，压载舱3与板式预热器4之间依次串联第二压载泵11、总流量计12和第二电控阀门13。淡水冷却器16通过第四电控阀门17与壳管式主换热器5连接。蓄热柜6与自动清洗过滤装置7之间依次串联温度传感器18、浊度传感器19、第五电控阀门20，紫外线灭活装置8通过第六电控阀门21与舷2连接，本例中的蓄热柜6内部设有相互交错的导流板，使海水在蓄热柜6中呈s型流动，从而保证海水能在蓄热柜6中保温15分钟。

总流量计12通过第七电控阀门22与tro检测仪23连接，浊度传感器19通过第八电控阀门24与tro检测仪23连接。自动清洗过滤装置7和紫外线灭活装置8通过第九电控阀门25与tro检测仪23连接，自动清洗过滤装置7内部设置有压差传感器，压差传感器的过滤精度范围为40μm-60μm，本例中的精度为50μm。当压差传感器的内外腔间滤网污阻增大，压差传感器压差小于0.05mpa时，自动清洗过滤装置7的排污阀开启，反冲电机工作，实现自动清洗过滤装置7的自动清洗。

紫外线灭活装置8通过第十电控阀门26与tro检测仪23连接，本例中的紫外线灭活装置8采用纯天然石英套管的高强紫外线汞齐灯。

温度传感器18和浊度传感器19通过第十一电控阀门27与板式预热器4连接，紫外线灭活装置8通过第十二电控阀门28与板式预热器4连接。第一压载泵10、第二压载泵11、冷却水泵15、自动清洗过滤装置7、紫外线灭活装置8和十二个电控阀门由plc集成控制模块控制。

蓄热柜6出水口处设有温度传感器18，能够实时采集加热后的压载水温度参数。当船舶处于低温海域，低工况运行或者航行周期不足7-15天，导致压载水处理温度、暗置天数达不到既定要求时，此时plc控制模块自动开启紫外线灭活装置8。当加热温度与暗置天数均满足要求时，紫外线灭活装置8关闭，加热后的压载水直接经板式预热器4器流回压载舱3内暗置。

自动清洗过滤装置7入口端设有浊度传感器19。当舱内压载水浑浊透光度较低时，自动清洗过滤装置7打开，压载水先经过多次过滤处理再进入紫外线灭活装置8。若浊度达标时，自动清洗过滤装置7关闭，压载水直接进入紫外线灭活装置8辅助处理。当常规卸载时，压载水通过tro检测仪23检测海生物含量，若水质不达标则在卸载前进入紫外线灭活装置8再次处理后排出舷2外；紧急卸载时，压载水不再次处理直接排出舷2外。当压载水总流量达到预设值时，系统自动切换至常规中央冷却系统，冷却水泵15启动，由海水直接冷却淡水冷却器16。压载水处理系统关闭，处理结束。

工作过程：

压载舱3中的压载水最初从海底门1利用第一压载泵10泵入压载舱3内并储存。当船舶在航行过程中，关闭第三电控阀门14和冷却水泵15，打开第二压载泵11、第四电控阀门17和第二电控阀门13，启动压载水处理系统，将压载舱3内的压载水从舱底泵出，经过板式预热器4预热后，再经过壳管式主换热器5与淡水冷却器16中的冷却淡水进行换热，此时压载水受热温度升高，再经过蓄热柜9进行15分钟的保温处理。

保温后的压载水由蓄热柜6排出，温度传感器18与浊度传感器19实时监测并向控制中心传输压载水参数。若温度低于45℃且浊度不达标，关闭第八电控阀门24、第十一电控阀门27，打开第五电控阀门20和第十二电控阀门28，启动自动清洗过滤装置7和紫外线灭活装置8，压载水依次经过过滤、紫外灭活处理后由第十二电控阀门28泵入板式预热器4，未处理的冷压载水与处理完的热压载水在板式预热器4中换热，最后由板式预热器4排出，泵入压载舱3顶部暗置7-15天完成一个循环。若温度高于45℃，打开第十一电控阀门27，关闭第五电控阀门20、第二电控阀门13和第八电控阀门24，压载水直接经过第十一电控阀门27进入板式预热器4；若温度低于45℃且浊度达标，则压载水不经过自动清洗过滤装置7，只经过紫外线灭活装置8。

当总流量计12传入参数达到控制模块预设参数，第二压载泵11关闭，冷却水泵15与第三电控阀门14打开，此时压载水处理结束，常规中央冷却系统开启。

卸载时，关闭第二电控阀门13，打开第七电控阀门22和第二压载泵11，压载水经过tro检测仪23检测海生物含量，若含量高于排放标准，压载水经第九电控阀门25、紫外线灭活装置8、第六电控阀门21排出舷2外。若海生物含量达标或紧急卸载时，压载水直接由第六电控阀门21和第十电控阀门26排出舷2外。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。