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1、,第十二章 船舶海水淡化装置,14.1 海水淡化装置工作原理,14.2 海水淡化装置的实例,14.3 海水淡化装置的管理,第一节 海水淡化装置工作原理,淡水Fresh Water(F.W.)：含盐量1000mg/l,淡水需求：生活用水、动力装置用水、锅炉补水,海水Sea Water(S.W.)：平均含盐量 35g/l,造水机Fresh Water Generator(F.W.G.)：所产淡水含盐量应低于10mg/l。(根据锅炉补给水的要求),一、概述,船舶上淡水主要是两个来源：一个是岸上供给；一个是海水淡化装置提供。,船上淡水的使用和要求,船上淡水主要用作柴油主机冷却水、锅炉补给水、洗涤和饮用
2、水等用途。柴油机冷却水只要是淡水即可；洗涤水一般要求氯离子浓度不大于200mg/L(Cl-)，硬度不大于7毫克当量升；饮用水必须不含有害健康的杂质、病菌和异味，含盐量不大于5001000mg/L，氯离子浓度不大于250500mg/L(Cl)，pH值为6.58.5。造水机生产的蒸馏水所含矿物质太少，也不能杀灭病菌，故作为饮用水时应经过矿化和杀菌处理。对锅炉补给水的水质要求最高，一般船用海水淡化装置对所产淡水含盐量的要求皆以锅炉补给水标准为依据我国船用锅炉给水标准规定补给蒸馏水的含盐量应小于10mg/L(NaCl),1 mg/L(NaCl)相当于0.606 mg/L(CI-),船舶对淡水的需求量,
3、生活用水每人约150250L/d。动力装置用水以主机功率计：柴油机船每千瓦约需0.20.3L/d，汽轮机船每千瓦约需0.51.4L/d。辅锅炉的补水量可按蒸发量的15估计，中，高压锅炉按蒸发量的13计。一般主机功率为7500kW左右的柴油机货轮，造水机容量大多不超过2025m3/d。,海水淡化的方法,真空沸腾式,真空闪发式,二、蒸馏式海水淡化装置工作原理,W0,W,WB,蒸发出的蒸汽称二次蒸汽。,水位稳定条件:W0=W+WB,给水倍率=W0/W,一阀、两器、四泵 给水阀蒸发（馏）器、冷凝器 海水泵、真空泵、排盐泵、凝水泵,加热工质通常是主机缸套冷却水。,1、真空沸腾式（带立管蒸发器式）,真空沸
4、腾式造水机原理图,冷凝器,蒸发器,加热器,凝水泵,盐度计,带竖管蒸发器的真空沸腾式造水机,采用板式换热器的真空沸腾式造水机,2、真空闪发式海水淡化装置Flash Type F.W.G,1.不同点：沸腾式在真空条件下加热和汽化，而闪发式在压力下加热，在真空下汽化。,2.闪发式经济性差。二次蒸汽夹带盐水多，为保证含盐量，给水倍率大，消耗热量多。,多级真空闪发式海水淡化装置原理,对造水机的主要要求：造水量、含盐量,三、影响海水淡化装置造水量的因素,2、造成传热量小的原因,影响造水量的主要因素是真空度，或使用日久使传热性能变差。,3、保持足够真空度的条件,(1)有足以与蒸发量相应的冷凝能力。,(2)真
5、空泵应具有足够抽气能力。,(3)蒸馏装置要有良好的气密性。,目前船舶蒸馏式造水机真空度常见设计值,真空度：太高沸点降低，沸腾加剧，含盐量增加 太低沸点升高，传热温差小，产水量降低，结垢增加。,问题：1.真空度不足，可能是()。,A.冷却水温低 B.凝水泵流量大,C.加热水流量大 D.给水倍率大,对造水机的主要要求：造水量、含盐量,1、产水含盐的原理,四、影响海水淡化装置产水含盐量的因素,淡水含盐的原因：二次蒸汽中携带盐水(含盐的水珠进入冷凝器或冷凝器漏泄)。,盐水含盐量由给水倍率控制。,淡水含盐量高的原因和处理措施(),问题：1.控制含盐量主要调节()。,给水倍率,五、影响加热面结垢的因素,1
6、.海水的沸点S.W.Boiling Point,沸点高，盐的溶解度小水垢越多；水垢成分变化。,75oC氢氧化镁增加；82oC主要是氢氧化镁，硫酸钙增加。,船用造水机沸腾温度不允许超过75C,盐水含盐量越大，难溶盐的含量就越大，生成的水垢就越多。硫酸钙在浓缩率达到1.5时开始析出，达到3将大量析出。,2.盐水Brine的含盐量Salinity,浓缩率：盐水含盐量/海水含盐量,盐水含盐量由给水倍率控制。,一般造水机将盐水浓缩率控制为=1.51.3，即给水倍率=34倍（闪发式=8）,3.传热温差Temperature Difference,传热温差大，加热面附近的海水会因汽化而浓缩(1.5)严重，使
7、结垢量增加，易生成Mg(OH)2和CaSO4水垢。,使用蒸汽加热时，一般用蒸汽加热淡水，再用淡水作为造水机加热介质，以控制温度。不用蒸汽直接加热(温差大)，主要是为避免结垢快、生成硬垢。,第二节 实例及其管理,一、系统组成,二、真空沸腾式海水淡化装置的构造,三、新型造水机,一、系统组成,真空泵Vacuum P/P、排盐泵Brine P/P采用喷射泵。,冷却水来自主海水泵，不单独设冷却水泵。,一些基本问题()：,凝水泵一般采用离心泵Centrifugal P/P。,空气抽出口设在冷凝器中部。,不合格产水泄放到舱底或回流到蒸发器，同时报警。,泄水阀和真空破坏阀在停用时开启。,海水泵一般经过弹簧稳压
8、阀（溢流阀）或节流孔板向整流器供应给水,为防止水倒流，凝水泵出口、不合格水回流管、以及各喷射泵的吸口一般设有止回阀,二、真空沸腾式海水淡化装置的构造,三、新型造水机(SASAKURA MAKE),1,2,第三节 海水淡化装置的管理,一、启动和停止,二、运行管理,三、维护保养,1.装置的启用Installation Starting,(1)隔离壳体查密封：关闭真空破坏阀，泄水阀，淡水排出阀及给水调节阀。,(2)操作泵阀抽真空：开阀，启动海水泵，供水至两个喷射泵。,(3)给水倍率适当控：达到真空度（93%），开调节阀供水至蒸发器。,(5)驱气供冷维真空：开冷却水阀并驱气，产气后关小冷却海水旁通阀，
9、加大冷凝水量，保持真空度。,(6)产水至半需泵送：所产淡水达到水位计半高时，启动凝水泵，开其排出阀，接通盐度计。,(4)驱气供热防波动：开热水阀并驱气，关小主机淡水冷却器进水旁通阀向蒸发器供热，注意水温波动。,(7)盐度监控打自动：接通盐度计。,启用时的几个主要步骤(),2.装置的停用Installation Stopping,(1)开蒸发器旁通阀，关蒸发器进、出口阀，停止加热。,(2)关凝水泵排出阀，停凝水泵。,(3)关给水截止阀，停海水泵。,(4)开冷凝器旁通阀，关冷凝器进、出口阀。,(5)开真空破坏阀，开蒸发器泄水阀。,造水机一般离岸小于20n mile后，需停用,停用时的几个主要步骤(
10、),二、运行管理,(2)盐水（蒸发器）水位的控制（给水水量）,(3)凝水水位的控制（凝水泵流量）,(1)真空度的控制（冷凝水量）,(4)产水量的控制（加热水量）,(5)防垢投药,(1)真空度的控制,调节冷凝器的冷却水流量控制真空度。,冷却水量真空度冷却水量真空度,(2)盐水（蒸发器）水位的控制,保证给水倍率为34。(调节给水流量计或节流孔板前的压力),装置正常工作时，盐水水位控制在水位计的1/2处,(3)凝水水位的控制,凝水水位应维持在水位计的1/21/3高度。(调节凝水泵出口阀的开度改变流量),(4)产水量的控制,调节加热水的流量控制产水量。,真空沸腾式海水淡化装置只要真空度稳定，产水量、给
11、水量、蒸发器水位和凝水水位不必经常调节。,5.防垢投药,水处理剂的作用：1、使海水中的难容物质析出时不形成水垢，减轻加热器内侧结垢。2、含有消泡剂，消散盐水泡沫，防止海水飞溅，减少蒸汽携水。,药剂对皮肤、眼睛有刺激性，必须密闭储存，操作时，戴手套和护目镜，万一接触皮肤或溅入眼睛及时用清水清洗,三、维护保养,1.漏气及其防止,为检测装置的密封性，将蒸馏器通外界的各阀关闭，启用喷射泵抽至工作真空度，如1h内真空度下降不超过10%，表明密封性合格，如不合格应进行检漏。,固定部件结合处的漏泄，可采用涂油漆、密封胶方法堵漏；对于漏缝或漏孔，可先塞上填充物，再涂油漆、沥青等。,检漏方法：烛火法、线香法,2
12、.漏水及其防止,为检测装置是否漏水，可停用造水机，关闭凝水泵出口阀，继续供给冷凝器冷却水。如凝水水位逐渐升高，表明冷却海水漏到凝水侧。可启用盐度计证实。,为确定漏泄部位，可关闭冷却水进、出口阀，将冷却海水放空后用线香或烛火法查漏，也可向冷凝器压水查漏，泄露大多发生在管与管板接头处。,每1-2年对蒸发器进行清洗和除垢。管内侧水垢可用钢丝刷刷除或除垢剂(带缓蚀剂的酸性物质，如干酸粉、柠檬酸等)清除。,干酸粉以氨基磺酸为主要成分，并拌有缓蚀剂和指示剂。清洗时，在每升水中溶入0.1kg的干酸粉后注入蒸发器。当水垢已被溶解而药剂已耗去85%以上时，干酸粉溶液由红色变为橙色。,管外侧的脏污，常用碳酸钠溶液(1%)煮洗，碱煮时间持续8h。,3、蒸发器的清洗和除垢,3、盐度计的维护,盐度计传感器使用一个月左右应拆开清洁一次。电极上结盐，宜放在热淡水中浸泡，以防止电极铂、铑表面涂层损坏。,
