УМЕНЬШЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Marcel Van Parijs – Jan De Nul N.V., Бельгия
УМЕНЬШЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПЕРЕЛИВА НА САМОХОДНЫХ ТРЮМНЫХ ЗЕМСНАРЯДАХ
Экологическая безопасность дреджинга остается на сегодняшний момент одной из
самых обсуждаемых тем в данном виде бизнеса. Экологи обеспокоены состоянием
морской среды и непрерывно следят за дноуглубительными работами, как они в
процессе отражаются на состоянии моря.
Перед тем как мы рассмотрим, как же, все-таки, можно уменьшить воздействие на
окружающую среду, регулируя перелив на одном из видов землесосов, самоходном
трюмном рефулерном земснаряде, обратимся к истории. (Слайд №4) Ранее в процессе
дноуглубительных работ избыточная вода просто переливалась за борт через края
трюма (хоппера). Это вызывало неудобства для жизни на земснаряде. Сначала ил
осаждался на палубе, а затем, высыхая, превращался в мелкую пыль. Хватало легкого
дуновения ветра, чтобы эта пыль разлетелась по всему судну и попала во все
механизмы и даже в электронику. Конструкторы задумались, как же избежать такого
вредного воздействия на корабль. Решение было вскоре найдено. Было решено
осуществлять перелив избыточной воды через один или несколько переливов, а точнее
переливных воронок. Это был по настоящему большой шаг вперед. Но достичь
существенного снижения образования шлейфа мути, тянущегося за земснарядом, так и
не удалось.
Так ничего и не менялось, пока люди не стали беспокоится о том, что частицы ила
оседают в районах проживания людей, доставляя временное, а порой и губительное
воздействие на жизнь населения.
Снова была предпринята попытка найти лучшее решение для перелива избыточной
воды. Необходимо было добиться скорейшего осаждения мелких частиц на дно прямо в
непосредственной близости от места работ.
Первой попыткой уменьшить турбулентность, возникающей при падении воды из
переливных труб, было размещение их в трюме таким образом, чтобы избыточная вода
попадала в море ниже уровня ватерлинии. Результат стал лучше, но этого оказалось
еще не достаточно. Конструкторы немного опустили низ переливных труб под киль
земснаряда, но и это не стало последней возможностью уменьшения мутности.
Следующим шагом было регулирование перлива. (слайд №5)
Сначало необходимо понять принципы перелива (слайд №6). При стандартном
переливе ( слайд №7 – ролик №1) всасывающая труба с грунтоприемником опускается
на дно, грунтозаборное устройство разрабатывает грунт, который через трубу
загружается в трюм земснаряда. Как только трюм заполняется до верху суспензией,
начинается перелив избыточной воды. Под киль попадут не только вода, но и
взвешенные мелкие частицы грунта вместе с воздухом, засасываемым сильным
потоком вытекаемой из трюма воды. Осаждению этих частиц мешает турбулентность,
вызванная воздушными пузырками, которые, как известно, всегда направляются вверх.
Часть шлейфа мутности во время передвижения судна остается в верхнем слое воды,
прямо под килем земснаряда. В определенный момент, шлейф попадет в зону действия
гребных винтов, которые втянут часть шлейфа и с еще большей силой распространят
муть по всем направлениям за кормой судна. Теперь мелкие частицы будут находится
на еще большей площади моря и осядут очень и очень медленно. График на слайде №7
показывает поперечный профиль шлейфа мути прямо после прохождения земснаряда.
Как же все-таки можно усовершенствовать процесс перлива? Необходимо добиться как
можно меньшего образования воздушных пузырьков. Представьте вашу ванну, пока в
CEDA – Eco-friendly dredging in the modern world – St-Petersburg 13-14 November 2009
Marcel Van Parijs – Jan De Nul N.V., Бельгия
ней есть достаточное количество воды, воздух не попадет в сливное отверстие. А наш
земснаряд есть ни что иное, как огромная ванна. Как же можно достичь того, чтобы в
трюме оставалось достаточное количество воды, чтобы внуть переливных труб не
попадал воздух? Попробуем оснастить переливные воронки регулируемым клапаном. (
Слайд №9) Автоматизированная система обеспечивает постояную корректировку
настоек клапана, чтобы сохранять в любое время досточное количество воды в трюме
земснаряда. В результате, воздух не всасывается вниз вместе с суспензией, которая
стремится перелиться из трюма судна. Раньше потоки перелива корректировались
вручную оператором. Необходимые корректировки зависели от скорости насосов,
концентрации смеси всасываемой пульпы, режима работы с одним насосом или с
двумями и т.д. И все они, требующие постоянного присутствия оператора,
отрицательно сказывались на производительности. В настоящее время весь этот
процесс входит в систему автоматизации самоходных трюмных земснарядов, всего
лишь ввода нескольких параметров достаточно для автоматического включение
системы. В результате использования данной системы (Слайд № 10) вода стала течь
сплошным потоком без образования воздушных пузырков, мелкие частицы стали
бесприпятственно осаждаться, и когда к тому времени гребные винты попадают в
область, где смесь попала в воду, мелькие частицы почти полностью уже осели. Таким
образом осаждение мельких фракций было осуществлено вблизи места их попадания в
море. Слайд № 11 опять показывает поперечный профиль шлейфа мути прямо после
прохождения земснаряда. Теперь отчетливо видна разница в сторону улучшения в
сравнении с методом стандартного перелива.
А возможно ли еще больше уменьшить шлейф мути? Мы могли бы полностью
исключить перелив. В этом случае только бы у грутозаборного устройства возникал бы
шлейф мути. Такой подход показан на слайде №11. Однако, следует отметить что такой
метод работы резко снижает производительность земснаряда. Земзнаряд в этом случае
загружается в основном водой.
Замеры, проводящиеся с 90-ых годов, показывают, что регулирование перелива с
помощью «экологического» клапана значительно снижает возникновение шлейфа мути
без снижения производительности земснаряда. (Слайды №13-14).
Слайд №13 сравнивает профили шлейфа, образованного при разных методах работы
земснаряда. Вверху мы видим результаты работы с стандартным переливом, сразу
после прохождения земснаряда, через 5 минут, 10 и через 15 минут после его
прохождения. Далее приведены результаты работы земснаряда с регулированием
перелива, а третий ряд на картинке показывает результаты метода работы без перелива.
На графиках продемострирована существенная разница методов работы.
А теперь посмотрим количественные показатели. (14 слайд). Принимаем шлейф мути
при работе со стандартным перливом за 100%. Регулирование перелива может снизить
этот показатель от 60% до 40%. При работе с стандартным переливом шлейф мути
составляет только 14% от изначального показателя.
Такой опыт позволяет нам управлять циклом драгирования. Ролики из слайда №16
показывают разные варианты работы с переливом ввблизи экологически
чувствительной области. Представим, что дноуглубительные работы проходят с
приминением двух методов работы: с стандартным переливом (картинка слева) и с
регулируемым переливом (картинка справа). Если ситуация становится критической с
точки зрения экологии, мы полностью можем отказаться от перелива, а когда снова
ситуация позволяет, можем переходить на регулируемый перелив..
Заключение
CEDA – Eco-friendly dredging in the modern world – St-Petersburg 13-14 November 2009
Marcel Van Parijs – Jan De Nul N.V., Бельгия
Регулирование перелива является целеобразным способом для уменьшения
распостранения мелких частиц в море. Однако, следует отметить, что данный метод
эффективен только в случае полной автоматизации и отсутствия усилий со стороны
экипажа. Задача осталась одна и та же – как можно быстрее заполнить трюм земснаряда
грунтом. Это одна из главных причин, почему регулируемый «экологический» клапан
стал основным устройством на борту современных самоходных трюмных землесосов.
CEDA – Eco-friendly dredging in the modern world – St-Petersburg 13-14 November 2009