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超聲波海上平臺微生物殺菌技術(shù)實現(xiàn)及應(yīng)用

        摘要：在我國從事海事活動和開發(fā)利用海洋資源的發(fā)展中，存在海洋污損生物對海洋設(shè)施的安全及其使用壽命難以預(yù)防，且造成的經(jīng)濟損失難以估算等一系列問題，對海洋石油開采生產(chǎn)造成不利的影響。本方案通過對海洋污損生物結(jié)構(gòu)和生長的了解，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，提高了超聲波對海生物的殺死率，進而在海上石油平臺進行推廣，實現(xiàn)最佳的經(jīng)濟效益。

1.     項目簡介

海洋污損生物是指棲息、附著及生長在船底、碼頭、浮標和各類人工設(shè)施上，對人類經(jīng)濟活動產(chǎn)生不利影響的動物、植物、微生物的總稱。在海上平臺，這些污損生物破壞金屬結(jié)構(gòu)表層，進而產(chǎn)生局部腐蝕，而較大型的污損生物會堵塞給排水管道等，嚴重影響了海洋設(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，防止其透過濾網(wǎng)進入海水系統(tǒng)成長，在海水門遠端造成污染堵塞。因此，運用該技術(shù)開展海洋污損生物防除實驗研究具有重要的意義和美好的發(fā)展前景。

2.     項目控制系統(tǒng)要求

根據(jù)BZ28-2S 海上平臺提出的要求，超聲波控制柜具有防爆功能，兩個過濾器罐都安裝 4 臺超聲波換能器，并且兩者之間能互相切換，另外每個過濾器罐內(nèi)的 4 臺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)備同時工作，可以發(fā)出 6.5KW 的功率，如果設(shè)備運行在最佳工作狀態(tài)，對海生物的殺死可以起到良好的效果。

3.     項目運行實施

該項目已于 2013 年 3 月份在渤海 28-2S 平臺正式投入運行， 至目前為正，運行一切正常。通過設(shè)定超聲波設(shè)備的最佳功率及現(xiàn)場設(shè)備運行的要求，對殺死海生物起到了很好的效果。

4.     項目設(shè)備檢測結(jié)果

通過對現(xiàn)場工況的了解，我們做以下三種方案來檢測運用超聲波設(shè)備后對海生物的殺死率，（1）超聲波設(shè)備（2 套）正常運 行（設(shè)定功率 70%），（2）超聲波設(shè)備工作在最大功率，（3） 現(xiàn)場修改控制系統(tǒng)，讓一個過濾器罐中的 4 臺換能器同時工作； 可以得出的結(jié)論如下：

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

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

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

現(xiàn)場檢測結(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對生物產(chǎn)生了更大的損害。個體較大的海生物幾乎沒有活體，或者生命力較弱，但粒徑較 小的擔輪幼蟲、無節(jié)幼體等個體，還有活體且生命力較強，對 于如何殺死個體極其微小的個體，我們的設(shè)備還待于進一步改 善。

經(jīng)過 9 個月的超聲波設(shè)備正常運行，現(xiàn)場發(fā)回了一些實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，運行 9 個月海水濾器罐管道幾乎沒有被污損生物殘留物堵塞，說明了超聲波設(shè)備對海生物的殺死效果較好，同時， 也找到了適合殺死海生物的最佳功率，達到了防除污損生物的效果，進而可以在海上石油平臺進行推廣，實現(xiàn)最佳的經(jīng)濟效益。