船用海水淡化裝置的工作原理與實(shí)例(ppt 32頁(yè))

1、 船舶每天都需要消耗相當(dāng)敷量的淡水，以滿(mǎn)足船員，旅客和動(dòng)力裝置的需要。 一般稱(chēng)為淡水的含鹽量在1000mg/L以下遠(yuǎn)洋船舶為增加載貨噸位，不宜攜帶過(guò)多淡水，一般都設(shè)有海水淡化裝置(俗稱(chēng)造水機(jī))，以減少向港口購(gòu)買(mǎi)淡水的費(fèi)用，并增強(qiáng)船舶的續(xù)航能力。船舶對(duì)淡水的需要數(shù)量是：船舶對(duì)淡水的需要數(shù)量是：n 動(dòng)力裝置用水以主機(jī)功率計(jì)：柴油機(jī)船每天約需0.20.3LkW，汽輪機(jī)船每天約需0.51.4LkW。n 生活用水每人約150250Ldn 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)。海水淡化的方法：海水淡化的方法： 蒸餾法 電滲析法 反滲透法 冷凍法 船用海水淡化船用海水淡化絕大多數(shù)

2、采用蒸餾絕大多數(shù)采用蒸餾法法。 真空蒸餾式海水演化裝置分為沸騰式和閃發(fā)式兩種。 兩者的主要區(qū)別是后者海水是在單獨(dú)的加熱器里被加熱，然后再?lài)娙苏婵杖萜鲀?nèi)閃發(fā)成氣。 閃發(fā)式裝置雖有結(jié)垢少的優(yōu)點(diǎn)，但經(jīng)濟(jì)性不如沸騰式，船上已基本不用。一、真空沸騰式海水淡化裝置工作原理一、真空沸騰式海水淡化裝置工作原理：如圖14-1所示，加熱工質(zhì)對(duì)管內(nèi)海水加熱。海水溫度達(dá)到裝置內(nèi)真空壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)開(kāi)始在海水內(nèi)部大量汽化，蒸汽汽泡穿過(guò)海水從蒸發(fā)面上逸出，穿過(guò)汽水分離器，除去含有微量鹽分的水珠后進(jìn)入冷凝器。蒸汽被冷凝為淡水，由凝水泵4抽出送往淡水柜。給水量給水量w0產(chǎn)水量產(chǎn)水量w排鹽量排鹽量wB給水量給水量w w0

3、0產(chǎn)水量產(chǎn)水量W+W+排鹽量排鹽量W WB B 保持裝置具有足夠真空度且能穩(wěn)定工作的主要原因是保持裝置具有足夠真空度且能穩(wěn)定工作的主要原因是： 有足以與蒸發(fā)量相適應(yīng)的冷凝能力。如果冷凝器換熱能力下降，則會(huì)使真空度降低，此外若因加熱介質(zhì)流量過(guò)大或溫度過(guò)高以至使蒸發(fā)量過(guò)大，也會(huì)使真空度降低。 真空泵應(yīng)具有足夠的抽氣能力。真空泵的工作水壓過(guò)低或工作水溫過(guò)高，排出背壓過(guò)高(8mH2O)，噴咀磨損、堵塞、安裝不當(dāng)吸入止回閥卡死等都能使真空泵的抽氣能力下降。 蒸餾裝置要有良好的氣密性，防止空氣漏入。1. 1. 海水、加熱介質(zhì)溫度和流量的影響：海水、加熱介質(zhì)溫度和流量的影響：在海水與加熱介質(zhì)溫差減小時(shí)，應(yīng)增

4、大加熱介質(zhì)或冷卻海水流量予以補(bǔ)償。而供入裝置的給水流量增大，會(huì)使鹽水帶走的熱量加大，使產(chǎn)水量下降，給水倍率一般控制在3-4為宜。 2.2.裝置內(nèi)真空度大小的影響裝置內(nèi)真空度大小的影響: : 船用真空蒸餾式海水淡化裝置大都將真空度維持在8094 (絕對(duì)壓力814917kPa)，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為6035。 若真空度減小，飽和溫度增高，汽化量減小，產(chǎn)水量就會(huì)減少；而真空度過(guò)高，則飽和溫度過(guò)低，又會(huì)導(dǎo)致沸騰過(guò)于劇烈，蒸汽攜帶水珠量增加，淡水質(zhì)量下降。 3. 3.加熱器、冷凝器換熱效果的影響加熱器、冷凝器換熱效果的影響: : 加熱器換熱效果良好狀況下，如果冷凝器效果較差，會(huì)導(dǎo)致裝置內(nèi)真空度下降，飽和溫度

5、升高，汽化量下降，產(chǎn)水量則下降。四、影響蒸餾襲置所產(chǎn)淡水含鹽量的因素四、影響蒸餾襲置所產(chǎn)淡水含鹽量的因素 裝置所產(chǎn)淡水的含鹽量SF，取決于進(jìn)入冷凝器的二次蒸汽的含水量w()和蒸發(fā)器內(nèi)鹽水的含鹽量SB(mgL)，即： 由此可見(jiàn)，從管理的角度來(lái)看，淡水含鹽量過(guò)高的主要原因有： 裝置中海水汽化速度過(guò)大，沸騰過(guò)去劇烈； 加熱器中被加熱海水水位過(guò)高； 被加熱海水含鹽量太大。 冷凝器漏泄，使冷卻海水漏入凝水側(cè) (1) (1)海水飽和溫度的影響海水飽和溫度的影響。 裝置的真空度越低，海水的沸點(diǎn)越高，則難溶鹽的溶解度下降越多，水垢生成的速度就越快。 如圖14-3所示，當(dāng)水溫超過(guò)75，Mg(OH)2水垢的比例就

6、迅速增加；當(dāng)水溫超過(guò)8283時(shí)，Mg(OH)2就會(huì)成為主要水垢主要成分。因此，蒸餾裝置不加防垢劑時(shí)一般不允許鹽水溫度超過(guò)75。五、影響加熱面結(jié)垢的因素五、影響加熱面結(jié)垢的因素 (2)(2)裝置給水率的影響。裝置給水率的影響。 在同樣的工作壓力和傳熱溫差下，鹽水的含鹽量越大,難溶鹽的含量就越大，生成的水垢也就越多。鹽水含鹽量SB與海水含鹽量S0之比稱(chēng)為濃縮率.一般認(rèn)為一般認(rèn)為：船用真空沸騰式淡化船用真空沸騰式淡化裝置適宜的給水倍率裝置適宜的給水倍率u u3 34 4。此時(shí)的海水濃縮率此時(shí)的海水濃縮率 1 15 51.31.3，不會(huì)生成，不會(huì)生成CaSOCaSO4 4水垢水垢(3)(3)傳熱溫差的

7、影響。傳熱溫差的影響。 如果加熱介質(zhì)的溫度過(guò)高，加熱器差過(guò)大，則加熱面附近的海水就會(huì)因汽化而濃縮嚴(yán)重，以致結(jié)垢量增加，且如圖:1 1裝置的組成和工作裝置的組成和工作 如圖所示出帶豎管蒸發(fā)器的真空沸騰式海水淡化裝置的系統(tǒng)實(shí)例這種海水淡化裝置在遠(yuǎn)洋船上使用較早，現(xiàn)仍在廣泛使用。一、帶豎管蒸發(fā)器的真空沸騰一、帶豎管蒸發(fā)器的真空沸騰式海水淡化裝置式海水淡化裝置14-3 帶豎管蒸發(fā)器的真空沸騰式淡化裝置系統(tǒng)原理圖帶豎管蒸發(fā)器的真空沸騰式淡化裝置系統(tǒng)原理圖14-2 帶豎管蒸發(fā)器的真空沸騰式蒸餾器帶豎管蒸發(fā)器的真空沸騰式蒸餾器 噴射泵噴嘴用不銹鋼，其余部分用錳黃銅制造。為防止海水腐蝕，蒸發(fā)器和冷凝器管子與管

8、板用錫黃銅或鋁黃銅，殼體內(nèi)相應(yīng)的海水空間設(shè)置防蝕鋅板3、9、19等。某些蒸餾器殼體內(nèi)表面涂有塑料防蝕保護(hù)層，這種涂層不耐高溫，操作時(shí)務(wù)必注意如有破損，可用環(huán)氧樹(shù)脂修補(bǔ)。鹽度傳感器是一對(duì)測(cè)量電極，用導(dǎo)線(xiàn)與鹽度計(jì)相連接。單位是ppm。鹽度計(jì)型號(hào)很多，圖示為ALFA-I鹽度計(jì)監(jiān)測(cè)的含鹽量范圍是019.9ppm。當(dāng)超過(guò)19.9ppm時(shí)，將顯示1ppm。使用時(shí)：使用時(shí)：接通電源開(kāi)關(guān)1和蜂鳴器開(kāi)關(guān)3電源指示綠燈2亮，鹽度計(jì)投人工作為檢查鹽度計(jì)讀數(shù)是否正常每個(gè)月進(jìn)行一次試驗(yàn) (按試驗(yàn)按鈕4) 啟用前的準(zhǔn)備 檢查蒸餾器真空破壞閥23、底部泄水閥33及凝水泵出口閥30、給水調(diào)節(jié)閥15和給水流量計(jì)旁通閥是否關(guān)閉。

9、將海水引入冷凝器，再開(kāi)啟蒸發(fā)器加熱淡水進(jìn)、出閥28，將主機(jī)缸套冷卻水引入蒸發(fā)器，然后開(kāi)啟冷凝器、蒸發(fā)器的放氣閥24、25，直至流出整股水流后關(guān)閉。 抽空和給水 供入熱水 蒸餾器中的真空度達(dá)到要求時(shí)，將通向主機(jī)淡水冷卻器的旁通閥2關(guān)小，使主機(jī)冷卻水在蒸發(fā)器中通過(guò)。 供人冷卻水 當(dāng)開(kāi)始產(chǎn)汽后，關(guān)小冷卻海水旁通閥8，增加冷凝器的冷卻水流量，保持合適的真空度。 排出凝水 當(dāng)凝水水位達(dá)到冷凝器水位計(jì)約半高時(shí)，即可起動(dòng)凝水泵16，打開(kāi)其出口閥30，向淡水艙供水，同時(shí)接通鹽度計(jì)的電源。2. 2. 裝置的啟用裝置的啟用3.3.裝置的停用裝置的停用 當(dāng)船舶駛近港口、河口或寓岸不超過(guò)20 n mile時(shí)，即應(yīng)使海

10、水淡化裝置停止工作，因?yàn)檫@些地方的海水容墨受到油和細(xì)菌的污染等污染。裝置停用的一般步驟如下裝置停用的一般步驟如下：開(kāi)大加熱水調(diào)節(jié)閥2，然后關(guān)閉蒸發(fā)器的熱水進(jìn)、出口閥28，停止加熱。關(guān)閉凝水排出閥30，停止凝水泵的工作。關(guān)閉給水截止閥，停止海水泵10.停止冷凝器的海水供應(yīng)打開(kāi)真空破壞閥23。如果停用時(shí)間較長(zhǎng)，則還應(yīng)將蒸餾器中的鹽水經(jīng)泄水閥33放空。目前，板式換熱器的真空沸騰式海水淡化裝置在船舶上獲得了應(yīng)用，尼萊克斯型板海水淡化裝置屬于此種類(lèi)型。圖14-10為其工作系統(tǒng)圖。該裝置的的系統(tǒng)工作參數(shù)為： 蒸發(fā)溫度約 40（真空度93%） 加熱水溫度 55-90 加熱蒸汽壓力 0.3Mpa 每小時(shí)100

11、0kg淡水產(chǎn)量的平均耗熱量 767-814kW 生產(chǎn)的淡水含鹽量 1.5mg/LJW(s)PJW(s)P3636125125型海水淡化裝置型海水淡化裝置 JW(S)P-36-125JW(S)P-36-125型海水淡化裝置工作系統(tǒng)圖型海水淡化裝置工作系統(tǒng)圖 蒸餾器的座框、殼體和前蓋由碳鋼制成，外覆藍(lán)色琺瑯，內(nèi)涂玻璃粉末加固聚脂混合劑換熱器板由鈦制成前蓋可以方便地開(kāi)啟，以便維修。 需注意調(diào)節(jié)加熱蒸汽的流量，以使其入口處的淡水溫度保持在6570。 為保證蒸汽噴射器的循環(huán)流量，調(diào)壓閥的開(kāi)啟壓力應(yīng)不低于0.1MPa。 為了限制工作蒸汽的壓力，進(jìn)汽管上裝有安全閥7。安全閥的整定壓力應(yīng)不大于0.45MPa。

12、l 板式換熱器式蒸餾器不僅可通過(guò)孔板嚴(yán)格控制給水量，而且給水通過(guò)蒸發(fā)器的時(shí)間很短，所以換熱面上的結(jié)垢也就很輕；l 蒸餾器的加熱可換用蒸汽加熱。 近年來(lái)，輪機(jī)自動(dòng)化發(fā)展迅速實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)艙的船舶，海水淡化裝置也必須實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)調(diào)節(jié)圖148所示為可以遙控和自動(dòng)調(diào)節(jié)的真空沸騰式海水淡化裝置的簡(jiǎn)圖，其主要特點(diǎn)如下：(1)(1)在蒸餾器的殼體上裝有一個(gè)在蒸餾器的殼體上裝有一個(gè)可由蒸發(fā)溫度繼電器可由蒸發(fā)溫度繼電器l l控制的?？刂频某ｉ_(kāi)式真空調(diào)節(jié)電磁閥開(kāi)式真空調(diào)節(jié)電磁閥2 2。 運(yùn)行時(shí)，如真空度增加到94(對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)溫度降到35)時(shí)，用蒸發(fā)溫度繼電器1使電磁閥2斷電而開(kāi)啟，外界空氣遂得以進(jìn)入蒸餾器直至真空

13、度降至正常范圍，對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)強(qiáng)度上升至調(diào)定值后，繼電器才重新通電，使電磁閥關(guān)閉，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)真空度的目的。（2 2）系統(tǒng)裝有壓力繼電器）系統(tǒng)裝有壓力繼電器7 7和液控泄放閥和液控泄放閥6 6。 當(dāng)裝置建立起給定的給水壓力后，泄放閥6就會(huì)在水壓的作用下自動(dòng)關(guān)閉在給水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，致使蛤水壓力下降至調(diào)定值時(shí)，繼電器7就會(huì)接通報(bào)警電路。（3 3）裝置的加熱與冷卻系統(tǒng)始終和主機(jī)的海、淡水系統(tǒng)）裝置的加熱與冷卻系統(tǒng)始終和主機(jī)的海、淡水系統(tǒng)串聯(lián)串聯(lián)。這樣，能在裝置啟、停時(shí)，省去開(kāi)、關(guān)閥件及放氣等諸多操作。 按下按鈕，可使裝置按下述 程序自動(dòng)起動(dòng)： 時(shí)間繼電器工作 真空調(diào)節(jié)電磁閥2保持關(guān)閉 海水泵8起動(dòng)

14、噴射器9、10開(kāi)始抽氣 給水壓力建立 泄放閥6關(guān)閉 凝水泵11起動(dòng) 鹽度計(jì)12通電投人工作 按下停止按鈕 真空調(diào)節(jié)電磁閥斷 電而自行開(kāi)啟 海水泵斷電停車(chē) 泄放閥失壓開(kāi)啟，放出蒸餾器中的海水 凝水泵和鹽度計(jì)斷電時(shí)間繼電器又為下一次啟動(dòng)作好準(zhǔn)備 此外，有造水機(jī)還可根據(jù)淡水艙中的水位自動(dòng)控制裝置的啟停 停用時(shí)停用時(shí)裝置起動(dòng)時(shí)裝置起動(dòng)時(shí)四、真空沸騰式海水淡化裝置的維護(hù)四、真空沸騰式海水淡化裝置的維護(hù)1.1. 裝置主要的維護(hù)工作裝置主要的維護(hù)工作 為保證裝只能維持足夠高的真空度應(yīng)適時(shí)的清洗冷凝器水側(cè)，以免污垢堵塞冷卻水管和污染換熱面，妨礙傳熱。 當(dāng)裝置工作條件正常，因使用過(guò)久需及時(shí)對(duì)蒸發(fā)器經(jīng)行除垢；有條

15、件的情況下，可對(duì)給水經(jīng)行連續(xù)投藥處理，不僅可以預(yù)防結(jié)垢，還有減小所產(chǎn)淡水含鹽量的效果。 當(dāng)所產(chǎn)淡水含鹽量過(guò)高而又非出于操作方面的原因時(shí)，應(yīng)檢查和消除冷凝器漏泄的可能性。 應(yīng)定期檢查和維護(hù)裝置所用水泵及鹽度檢測(cè)、報(bào)警設(shè)備的工作狀況。 應(yīng)每年檢查冷凝器和蒸發(fā)器中的防蝕鋅板，當(dāng)其耗蝕過(guò)半時(shí)應(yīng)予以換新。2.2. 裝置漏氣、漏水的檢查及防裝置漏氣、漏水的檢查及防 (1) (1) 漏氣漏氣 先將蒸餾器通外界的各閥關(guān)閉，然后啟用噴射泵，盡可能將蒸餾器抽至工作所要求的真空度后停止抽氣如在1 h內(nèi)真空度下降超過(guò)10 ，即表明密封性不合格。 （2 2）漏水）漏水 先停用造水機(jī)，關(guān)閉凝水泵出口閥，繼續(xù)供給冷疑器冷卻水如果凝水水位逐漸升高，則表明冷凝器漏泄，即冷卻海水漏到了凝水一側(cè)。 給水處理給水處理 海水淡化裝置配有給水投藥處海水淡化裝置配有給水投藥處理設(shè)備理設(shè)備