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超聲波海上平臺(tái)微生物殺菌技術(shù)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

        摘要：在我國(guó)從事海事活動(dòng)和開(kāi)發(fā)利用海洋資源的發(fā)展中，存在海洋污損生物對(duì)海洋設(shè)施的安全及其使用壽命難以預(yù)防，且造成的經(jīng)濟(jì)損失難以估算等一系列問(wèn)題，對(duì)海洋石油開(kāi)采生產(chǎn)造成不利的影響。本方案通過(guò)對(duì)海洋污損生物結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)的了解，使用超聲波防爆控制系統(tǒng)設(shè)備，尋求了超聲波殺死海生物的最佳功率，提高了超聲波對(duì)海生物的殺死率，進(jìn)而在海上石油平臺(tái)進(jìn)行推廣，實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

1.     項(xiàng)目簡(jiǎn)介

海洋污損生物是指棲息、附著及生長(zhǎng)在船底、碼頭、浮標(biāo)和各類人工設(shè)施上，對(duì)人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生不利影響的動(dòng)物、植物、微生物的總稱。在海上平臺(tái)，這些污損生物破壞金屬結(jié)構(gòu)表層，進(jìn)而產(chǎn)生局部腐蝕，而較大型的污損生物會(huì)堵塞給排水管道等，嚴(yán)重影響了海洋設(shè)施的安全及使用壽命。

該設(shè)備可以消除海生物在海水管線內(nèi)壁和濾網(wǎng)上的附著形成堵塞，還可以殺死海生物幼體，防止其透過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入海水系統(tǒng)成長(zhǎng)，在海水門遠(yuǎn)端造成污染堵塞。因此，運(yùn)用該技術(shù)開(kāi)展海洋污損生物防除實(shí)驗(yàn)研究具有重要的意義和美好的發(fā)展前景。

2.     項(xiàng)目控制系統(tǒng)要求

根據(jù)BZ28-2S 海上平臺(tái)提出的要求，超聲波控制柜具有防爆功能，兩個(gè)過(guò)濾器罐都安裝 4 臺(tái)超聲波換能器，并且兩者之間能互相切換，另外每個(gè)過(guò)濾器罐內(nèi)的 4 臺(tái)換能器還可以兩者之間相互切換。另外，管道上面還要安裝 6 臺(tái)換能器，并且要求三三之間相互切換，這樣兩套超聲波設(shè)備同時(shí)工作，可以發(fā)出 6.5KW 的功率，如果設(shè)備運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，對(duì)海生物的殺死可以起到良好的效果。

3.     項(xiàng)目運(yùn)行實(shí)施

該項(xiàng)目已于 2013 年 3 月份在渤海 28-2S 平臺(tái)正式投入運(yùn)行， 至目前為正，運(yùn)行一切正常。通過(guò)設(shè)定超聲波設(shè)備的最佳功率及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行的要求，對(duì)殺死海生物起到了很好的效果。

4.     項(xiàng)目設(shè)備檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況的了解，我們做以下三種方案來(lái)檢測(cè)運(yùn)用超聲波設(shè)備后對(duì)海生物的殺死率，（1）超聲波設(shè)備（2 套）正常運(yùn) 行（設(shè)定功率 70%），（2）超聲波設(shè)備工作在最大功率，（3） 現(xiàn)場(chǎng)修改控制系統(tǒng)，讓一個(gè)過(guò)濾器罐中的 4 臺(tái)換能器同時(shí)工作； 可以得出的結(jié)論如下：

（1） 超聲波設(shè)備正常運(yùn)行后，可以殺死海生物，超聲波設(shè)備對(duì)海生物的殺死率為 89.09%；

（2） 超聲波設(shè)備增加功率到最大時(shí)（99%），對(duì)海生物殺死效果很好，超聲波設(shè)備對(duì)海生物的殺死率為 94.70%，殺死率提高 5.61%；

（3） 修改后的控制系統(tǒng)，超聲波設(shè)備對(duì)海生物的殺死率為96.02%，4 臺(tái)超聲波設(shè)備同時(shí)工作時(shí)，殺死率提高了6.93%。

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果表明：增大超聲波設(shè)備功率后，海生物破損碎片 粒徑明顯變小，表明增加功率后確實(shí)對(duì)生物產(chǎn)生了更大的損害。個(gè)體較大的海生物幾乎沒(méi)有活體，或者生命力較弱，但粒徑較 小的擔(dān)輪幼蟲、無(wú)節(jié)幼體等個(gè)體，還有活體且生命力較強(qiáng)，對(duì) 于如何殺死個(gè)體極其微小的個(gè)體，我們的設(shè)備還待于進(jìn)一步改 善。

經(jīng)過(guò) 9 個(gè)月的超聲波設(shè)備正常運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)回了一些實(shí)際效果的照片如下圖所示。從下圖可以看到，超聲波設(shè)備起到了良好的效果，運(yùn)行 9 個(gè)月海水濾器罐管道幾乎沒(méi)有被污損生物殘留物堵塞，說(shuō)明了超聲波設(shè)備對(duì)海生物的殺死效果較好，同時(shí)， 也找到了適合殺死海生物的最佳功率，達(dá)到了防除污損生物的效果，進(jìn)而可以在海上石油平臺(tái)進(jìn)行推廣，實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益。