1、,第十二章 船舶海水淡化裝置,14.1 海水淡化裝置工作原理,14.2 海水淡化裝置的實(shí)例,14.3 海水淡化裝置的管理,第一節(jié) 海水淡化裝置工作原理,淡水Fresh Water(F.W.)：含鹽量1000mg/l,淡水需求：生活用水、動力裝置用水、鍋爐補(bǔ)水,海水Sea Water(S.W.)：平均含鹽量 35g/l,造水機(jī)Fresh Water Generator(F.W.G.)：所產(chǎn)淡水含鹽量應(yīng)低于10mg/l。(根據(jù)鍋爐補(bǔ)給水的要求),一、概述,船舶上淡水主要是兩個來源：一個是岸上供給；一個是海水淡化裝置提供。,船上淡水的使用和要求,船上淡水主要用作柴油主機(jī)冷卻水、鍋爐補(bǔ)給水、洗滌和飲用

2、水等用途。 柴油機(jī)冷卻水只要是淡水即可； 洗滌水一般要求氯離子濃度不大于200mg/L(Cl-)，硬度不大于7毫克當(dāng)量升； 飲用水必須不含有害健康的雜質(zhì)、病菌和異味，含鹽量不大于5001000mg/L，氯離子濃度不大于250500mg/L(Cl)，pH值為6.58.5。 造水機(jī)生產(chǎn)的蒸餾水所含礦物質(zhì)太少，也不能殺滅病菌，故作為飲用水時應(yīng)經(jīng)過礦化和殺菌處理。 對鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)要求最高，一般船用海水淡化裝置對所產(chǎn)淡水含鹽量的要求皆以鍋爐補(bǔ)給水標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)我國船用鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定補(bǔ)給蒸餾水的含鹽量應(yīng)小于10mg/L(NaCl),1 mg/L(NaCl)相當(dāng)于0.606 mg/L(CI-),船舶對淡水

3、的需求量,生活用水每人約150250L/d。 動力裝置用水以主機(jī)功率計(jì)： 柴油機(jī)船每千瓦約需0.20.3L/d， 汽輪機(jī)船每千瓦約需0.51.4L/d。 輔鍋爐的補(bǔ)水量可按蒸發(fā)量的15估計(jì)，中，高壓鍋爐按蒸發(fā)量的13計(jì)。 一般主機(jī)功率為7500kW左右的柴油機(jī)貨輪，造水機(jī)容量大多不超過2025m3/d。,海水淡化的方法,真空沸騰式,真空閃發(fā)式,二、 蒸餾式海水淡化裝置工作原理,W0,W,WB,蒸發(fā)出的蒸汽稱二次蒸汽。,水位穩(wěn)定條件: W0=W+WB,給水倍率 = W0/W,一閥、兩器、四泵 給水閥 蒸發(fā)（餾）器、冷凝器 海水泵、真空泵、排鹽泵、凝水泵,加熱工質(zhì)通常是主機(jī)缸套冷卻水。,1、真空沸

4、騰式（帶立管蒸發(fā)器式）,真空沸騰式造水機(jī)原理圖,冷凝器,蒸發(fā)器,加熱器,凝水泵,鹽度計(jì),帶豎管蒸發(fā)器的真空沸騰式造水機(jī),采用板式換熱器的真空沸騰式造水機(jī),2、真空閃發(fā)式海水淡化裝置Flash Type F.W.G,1.不同點(diǎn)：沸騰式在真空條件下加熱和汽化，而閃發(fā)式在壓力下加熱，在真空下汽化。,2. 閃發(fā)式經(jīng)濟(jì)性差。二次蒸汽夾帶鹽水多，為保證含鹽量，給水倍率大，消耗熱量多。,多級真空閃發(fā)式海水淡化裝置原理,對造水機(jī)的主要要求：造水量、含鹽量,三、影響海水淡化裝置造水量的因素,2、造成傳熱量小的原因,影響造水量的主要因素是真空度，或使用日久使傳熱性能變差。,3、保持足夠真空度的條件,(1)有足以與

5、蒸發(fā)量相應(yīng)的冷凝能力。,(2)真空泵應(yīng)具有足夠抽氣能力。,(3)蒸餾裝置要有良好的氣密性。,目前船舶蒸餾式造水機(jī)真空度常見設(shè)計(jì)值,真空度： 太高沸點(diǎn)降低，沸騰加劇，含鹽量增加 太低沸點(diǎn)升高，傳熱溫差小，產(chǎn)水量降低， 結(jié)垢增加。,問題：1. 真空度不足，可能是( )。,A. 冷卻水溫低 B. 凝水泵流量大,C. 加熱水流量大 D. 給水倍率大,對造水機(jī)的主要要求：造水量、含鹽量,1、產(chǎn)水含鹽的原理,四、影響海水淡化裝置產(chǎn)水含鹽量的因素,淡水含鹽的原因：二次蒸汽中攜帶鹽水(含鹽的水珠進(jìn)入冷凝器或冷凝器漏泄)。,鹽水含鹽量由給水倍率控制。,淡水含鹽量高的原因和處理措施(),問題：1. 控制含鹽量主要

6、調(diào)節(jié)( )。,給水倍率,五、影響加熱面結(jié)垢的因素,1.海水的沸點(diǎn)S.W. Boiling Point,沸點(diǎn)高，鹽的溶解度小水垢越多；水垢成分變化。,75oC氫氧化鎂增加；82oC主要是氫氧化鎂，硫酸鈣增加。,船用造水機(jī)沸騰溫度不允許超過75C,鹽水含鹽量越大，難溶鹽的含量就越大，生成的水垢就越多。 硫酸鈣在濃縮率達(dá)到1.5時開始析出，達(dá)到3將大量析出。,2.鹽水Brine的含鹽量Salinity,濃縮率：鹽水含鹽量/海水含鹽量,鹽水含鹽量由給水倍率控制。,一般造水機(jī)將鹽水濃縮率控制為=1.51.3，即給水倍率=34倍（閃發(fā)式=8）,3.傳熱溫差Temperature Difference,傳熱

7、溫差大，加熱面附近的海水會因汽化而濃縮(1.5)嚴(yán)重，使結(jié)垢量增加，易生成Mg(OH)2和CaSO4水垢。,使用蒸汽加熱時，一般用蒸汽加熱淡水，再用淡水作為造水機(jī)加熱介質(zhì)，以控制溫度。不用蒸汽直接加熱(溫差大)，主要是為避免結(jié)垢快、生成硬垢。,第二節(jié) 實(shí)例及其管理,一、系統(tǒng)組成,二、真空沸騰式海水淡化裝置的構(gòu)造,三、新型造水機(jī),一、系統(tǒng)組成,真空泵Vacuum P/P、排鹽泵Brine P/P采用噴射泵。,冷卻水來自主海水泵，不單獨(dú)設(shè)冷卻水泵。,一些基本問題()：,凝水泵一般采用離心泵Centrifugal P/P。,空氣抽出口設(shè)在冷凝器中部。,不合格產(chǎn)水泄放到艙底或回流到蒸發(fā)器，同時報(bào)警。,

8、泄水閥和真空破壞閥在停用時開啟。,海水泵一般經(jīng)過彈簧穩(wěn)壓閥（溢流閥）或節(jié)流孔板向整流器供應(yīng)給水,為防止水倒流，凝水泵出口、不合格水回流管、以及各噴射泵的吸口一般設(shè)有止回閥,二、真空沸騰式海水淡化裝置的構(gòu)造,三、新型造水機(jī)(SASAKURA MAKE),1,2,第三節(jié) 海水淡化裝置的管理,一、啟動和停止,二、運(yùn)行管理,三、維護(hù)保養(yǎng),1.裝置的啟用Installation Starting,(1) 隔離殼體查密封：關(guān)閉真空破壞閥，泄水閥，淡水排出閥及給水調(diào)節(jié)閥。,(2) 操作泵閥抽真空：開閥，啟動海水泵，供水至兩個噴射泵。,(3)給水倍率適當(dāng)控：達(dá)到真空度（93%），開調(diào)節(jié)閥供水至蒸發(fā)器。,(5)

9、驅(qū)氣供冷維真空：開冷卻水閥并驅(qū)氣，產(chǎn)氣后關(guān)小冷卻海水旁通閥，加大冷凝水量，保持真空度。,(6)產(chǎn)水至半需泵送：所產(chǎn)淡水達(dá)到水位計(jì)半高時，啟動凝水泵，開其排出閥，接通鹽度計(jì)。,(4)驅(qū)氣供熱防波動：開熱水閥并驅(qū)氣，關(guān)小主機(jī)淡水冷卻器進(jìn)水旁通閥向蒸發(fā)器供熱，注意水溫波動。,(7)鹽度監(jiān)控打自動：接通鹽度計(jì)。,啟用時的幾個主要步驟(),2.裝置的停用Installation Stopping,(1) 開蒸發(fā)器旁通閥，關(guān)蒸發(fā)器進(jìn)、出口閥，停止加熱。,(2) 關(guān)凝水泵排出閥，停凝水泵。,(3) 關(guān)給水截止閥，停海水泵。,(4) 開冷凝器旁通閥，關(guān)冷凝器進(jìn)、出口閥。,(5) 開真空破壞閥，開蒸發(fā)器泄水閥。

10、,造水機(jī)一般離岸小于20n mile后，需停用,停用時的幾個主要步驟(),二、運(yùn)行管理,(2)鹽水（蒸發(fā)器）水位的控制（給水水量）,(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)產(chǎn)水量的控制（加熱水量）,(5)防垢投藥,(1)真空度的控制,調(diào)節(jié)冷凝器的冷卻水流量控制真空度。,冷卻水量真空度 冷卻水量真空度,(2)鹽水（蒸發(fā)器）水位的控制,保證給水倍率為34。 (調(diào)節(jié)給水流量計(jì)或節(jié)流孔板前的壓力),裝置正常工作時，鹽水水位控制在水位計(jì)的1/2處,(3)凝水水位的控制,凝水水位應(yīng)維持在水位計(jì)的1/21/3高度。 (調(diào)節(jié)凝水泵出口閥的開度改變流量),(4)產(chǎn)水量的控制,調(diào)

11、節(jié)加熱水的流量控制產(chǎn)水量。,真空沸騰式海水淡化裝置只要真空度穩(wěn)定，產(chǎn)水量、給水量、蒸發(fā)器水位和凝水水位不必經(jīng)常調(diào)節(jié)。,5. 防垢投藥,水處理劑的作用： 1、使海水中的難容物質(zhì)析出時不形成水垢，減輕加熱器內(nèi)側(cè)結(jié)垢。 2、含有消泡劑，消散鹽水泡沫，防止海水飛濺，減少蒸汽攜水。,藥劑對皮膚、眼睛有刺激性，必須密閉儲存，操作時，戴手套和護(hù)目鏡，萬一接觸皮膚或?yàn)R入眼睛及時用清水清洗,三、維護(hù)保養(yǎng),1.漏氣及其防止,為檢測裝置的密封性，將蒸餾器通外界的各閥關(guān)閉，啟用噴射泵抽至工作真空度，如1h內(nèi)真空度下降不超過10%，表明密封性合格，如不合格應(yīng)進(jìn)行檢漏。,固定部件結(jié)合處的漏泄，可采用涂油漆、密封膠方法堵漏；對于漏縫或漏孔，可先塞上填充物，再涂油漆、瀝青等。,檢漏方法：燭火法、線香法,2. 漏水及其防止,為檢測裝置是否漏水，可停用造水機(jī)，關(guān)閉凝水泵出口閥，繼續(xù)供給冷凝器冷卻水。如凝水水位逐漸升高，表明冷卻海水漏到凝水側(cè)。可啟用鹽度計(jì)證實(shí)。,為確定漏泄部位，可關(guān)閉冷卻水進(jìn)、出口閥，將冷卻海水放空后用線香或燭火法查漏，也可向冷凝器壓水查漏，泄露大多發(fā)生在管與管板接頭處。,每1-2年對蒸發(fā)器進(jìn)行清洗和除垢。 管內(nèi)側(cè)水垢可用鋼絲刷刷除或除垢劑(帶緩蝕劑的酸性物質(zhì)，如干酸粉、檸檬酸等)清除。,干酸粉以氨基