海水淡化裝置【專業(yè)教育】

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 海水淡化裝置的實例,14.3 海水淡化裝置的管理,1,學習幻燈,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、鍋爐補水,海水Sea Water(S.W.)：平均含鹽量 35g/l,造水機Fresh Water Generator(F.W.G.)：所產(chǎn)淡水含鹽量應低于10mg/l。(根據(jù)鍋爐補給水的要求,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,2,學習幻燈,船上淡水的使用和要求,船上淡水主要用作柴油主機冷卻水、

2、鍋爐補給水、洗滌和飲用水等用途。 柴油機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，故作為飲用水時應經(jīng)過礦化和殺菌處理。 對鍋爐補給水的水質(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給水標準為依據(jù)我國船用鍋爐給水標準規(guī)定補給蒸餾水的含鹽量應小于10mg/L(NaCl,1 mg/L(NaCl)相當于0.606 mg/L(

3、CI,3,學習幻燈,船舶對淡水的需求量,生活用水每人約150250L/d。 動力裝置用水以主機功率計： 柴油機船每千瓦約需0.20.3L/d， 汽輪機船每千瓦約需0.51.4L/d。 輔鍋爐的補水量可按蒸發(fā)量的15估計，中，高壓鍋爐按蒸發(fā)量的13計。 一般主機功率為7500kW左右的柴油機貨輪，造水機容量大多不超過2025m3/d,4,學習幻燈,海水淡化的方法,真空沸騰式,真空閃發(fā)式,5,學習幻燈,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

4、泵、凝水泵,加熱工質(zhì)通常是主機缸套冷卻水,1、真空沸騰式（帶立管蒸發(fā)器式,6,學習幻燈,7,學習幻燈,真空沸騰式造水機原理圖,冷凝器,蒸發(fā)器,加熱器,凝水泵,鹽度計,帶豎管蒸發(fā)器的真空沸騰式造水機,8,學習幻燈,采用板式換熱器的真空沸騰式造水機,9,學習幻燈,10,學習幻燈,2、真空閃發(fā)式海水淡化裝置Flash Type F.W.G,1.不同點：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,11,學習幻燈,多級真空閃發(fā)式海水淡化裝置原理,12,學習幻燈,13,學習幻燈,對造水機的主要要求：造水量

5、、含鹽量,三、影響海水淡化裝置造水量的因素,14,學習幻燈,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,15,學習幻燈,3、保持足夠真空度的條件,1)有足以與蒸發(fā)量相應的冷凝能力,2)真空泵應具有足夠抽氣能力,3)蒸餾裝置要有良好的氣密性,16,學習幻燈,目前船舶蒸餾式造水機真空度常見設計值,真空度： 太高沸點降低，沸騰加劇，含鹽量增加 太低沸點升高，傳熱溫差小，產(chǎn)水量降低， 結垢增加,17,學習幻燈,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,18,學習幻燈,對造水機的主要要求：造水量、含鹽

6、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(含鹽的水珠進入冷凝器或冷凝器漏泄,鹽水含鹽量由給水倍率控制,19,學習幻燈,淡水含鹽量高的原因和處理措施(,20,學習幻燈,問題：1. 控制含鹽量主要調(diào)節(jié)(,給水倍率,21,學習幻燈,五、影響加熱面結垢的因素,22,學習幻燈,1.海水的沸點S.W. Boiling Point,沸點高，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,船用造水機沸騰溫度不允許超過75C,23,學習幻燈,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

7、達到1.5時開始析出，達到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,一般造水機將鹽水濃縮率控制為=1.51.3，即給水倍率=34倍（閃發(fā)式=8,24,學習幻燈,3.傳熱溫差Temperature Difference,傳熱溫差大，加熱面附近的海水會因汽化而濃縮(1.5)嚴重，使結垢量增加，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)，主要是為避免結垢快、生成硬垢,25,學習幻燈,第二節(jié) 實例及其管理,一、系統(tǒng)組成,二、真空沸騰

8、式海水淡化裝置的構造,三、新型造水機,26,學習幻燈,一、系統(tǒng)組成,27,學習幻燈,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，不單獨設冷卻水泵,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，同時報警,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有止回閥,28,學習幻燈,二、真空沸騰式海水淡化裝置的構造,29,學習幻燈,30,學習幻燈,三、新型造水機(SAS

9、AKURA MAKE,31,學習幻燈,1,2,32,學習幻燈,33,學習幻燈,34,學習幻燈,第三節(jié) 海水淡化裝置的管理,一、啟動和停止,二、運行管理,三、維護保養(yǎng),35,學習幻燈,1.裝置的啟用Installation Starting,1) 隔離殼體查密封：關閉真空破壞閥，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)給水倍率適當控：達到真空度（93%），開調(diào)節(jié)閥供水至蒸發(fā)器,5)驅(qū)氣供冷維真空：開冷卻水閥并驅(qū)氣，產(chǎn)氣后關小冷卻海水旁通閥，加大冷凝水量，保持真空度,6)產(chǎn)水至半需泵送：所產(chǎn)淡水達到水位計半高時，啟動凝水泵，開其排出閥，接通鹽度

10、計,4)驅(qū)氣供熱防波動：開熱水閥并驅(qū)氣，關小主機淡水冷卻器進水旁通閥向蒸發(fā)器供熱，注意水溫波動,7)鹽度監(jiān)控打自動：接通鹽度計,36,學習幻燈,啟用時的幾個主要步驟(,37,學習幻燈,2.裝置的停用Installation Stopping,1) 開蒸發(fā)器旁通閥，關蒸發(fā)器進、出口閥，停止加熱,2) 關凝水泵排出閥，停凝水泵,3) 關給水截止閥，停海水泵,4) 開冷凝器旁通閥，關冷凝器進、出口閥,5) 開真空破壞閥，開蒸發(fā)器泄水閥,造水機一般離岸小于20n mile后，需停用,38,學習幻燈,停用時的幾個主要步驟(,39,學習幻燈,二、運行管理,2)鹽水（蒸發(fā)器）水位的控制（給水水量,3)凝水水

11、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,40,學習幻燈,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,41,學習幻燈,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的1/2處,42,學習幻燈,3)凝水水位的控制,凝水水位應維持在水位計的1/21/3高度。 (調(diào)節(jié)凝水泵出口閥的開度改變流量,43,學習幻燈,4)產(chǎn)水量的控制,調(diào)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)

12、常調(diào)節(jié),44,學習幻燈,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，戴手套和護目鏡，萬一接觸皮膚或濺入眼睛及時用清水清洗,45,學習幻燈,46,學習幻燈,三、維護保養(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，如不合格應進行檢漏,固定部件結合處的漏泄，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,47,學習幻燈,2. 漏水及其防止,為檢測裝置是否漏水，可停用造水機，關閉凝水泵出口閥，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)。可啟用鹽度計證實,為確定漏泄部位，可關閉冷卻水進、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,48,學習幻燈,每1-2年對蒸發(fā)器進行清洗和除垢。 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,干酸粉以氨基磺酸為主要