影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素

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真空沸腾式海水淡化装置工作原理及常见故障分析

真空沸腾式海水淡化装置工作原理及常见故障分析摘要：文章通过对船用真空沸腾式海水淡化装置工作原理的介绍，总结船上日常工作中常见的故障，分析故障产生的原因，从实际船舶设备管理的角度找出预防、消除、减轻故障的途径，为船员日常维护保养提供一定理论依据。

关键词：真空沸腾；海水淡化；故障分析；理论依据1 研究意义船舶在海上航行每天需要消耗大量的淡水以满足船上人员和动力装置要求。

远洋船舶为增加货物装载量，减少购买淡水的费用，不宜携带大量淡水，通常采用海水淡化装置（俗称“造水机”）生产淡水。

通常含盐量小于1000mg/L即可定义为淡水，但是，船舶设备对淡水含盐量要求较高，要求最高的是船用锅炉的炉水，所以，船舶海水淡化装置对所造淡水的含盐量作为标准。

我国船用锅炉淡水标准规定补给蒸馏水的含盐量应该小于10mg/L。

船用海水淡化装置通常分为真空闪发式和真空沸腾式两种，由于真空闪发式造水机效率较低，淡水含盐量较高，所以已经被主流船舶淘汰，现阶段船上使用最多的是真空沸腾式海水淡水装置。

由于维护保养不当或者设备部件老化，真空沸腾式海水淡化装置在实际运行中会出现一些故障，其中比较典型的故障有三种：真空度不足；产水量过低；产水含盐量过高。

本文以造水机工作原理为切入点，系统性的分析常见故障，找到故障根源，总结消除或减轻故障的方法对于船舶的成本控制有着重要的意义。

2 工作原理2.1 基本原理真空沸腾式海水淡化装置基本工作原理是将海水加热使其沸腾汽化形成蒸汽，然后将蒸汽冷凝成蒸馏水，这种蒸馏水中几乎不含盐，最后利用凝水泵将蒸馏水泵送至淡水舱。

整个过程中单位时间海水的供给量被称为供水量W0，产生的淡水量被称为产水量W，排除盐水量被称为排污量WB，供水量与产水量之比叫做给水倍率W/W。

维持水位稳定的条件是W0=W+WB。

其工作原理可以分解为四个主要过程：蒸馏过程；冷凝过程；排水过程；排盐过程。

2.2 蒸馏过程常压下水的饱和温度是100℃。

海水淡化装置分析

给水倍率μ = 给水量Wo / 产水量W 海水浓缩率ξ ：盐水含盐量SB与海水含盐量S0之比。
如略去蒸汽携出的微量盐分，则：给水流量W0×给水的含盐量S0 =盐水的流量WB×盐水的含盐量SB ξ= 盐水含盐量SB / 海水含盐量S0 = 1＋1 /（μ－1）给水倍率越大，海水的浓缩率就越小，所以要使浓缩率ξ ＜ 1.5，给水倍率μ 应大于3。
第十四章船舶海水淡化装置
第一节：概述
第二节：船用蒸馏式海水淡化装置的工作原理
第三节：影响蒸馏式淡化装置工作的主要因素
一、影响淡水产量的因素二、建立和保持真空度三、影响蒸馏装置加热面结垢的因素四、影响蒸馏装置所产淡水含盐量的因素
第四节：船用海水淡化装置的实例及其管理
一、带竖管蒸发器的真空沸腾式海水淡化装置
二、带板式换热器的真空沸腾式海水淡化装置
§14 – 1
概述
1. 淡水：含盐量应在 1000 mg／L（ NaCl）以下。
2. 海水含盐量：大洋中海水平均含盐量约为35 g／L。
3. 海水盐的成分：当海水含盐量为35 g／L时，各种盐类的含盐量如下表所示，其中含量最多的是 NaCl和 MgCl。
多级闪发式海水淡化装置工作原理图：右下图
海水淡化装置的给水倍率μ：稳定工作时（蒸馏器内的水位稳定）应：给水量Wo = 产水量W ＋排盐量WB 给水倍率μ：给水倍率μ = 给水量Wo / 产水量W 蒸馏式海水淡化装置采用真空式的特点： 1）船用蒸馏式海水淡化装置真空度皆大于80％，沸点不高于60℃，可利用柴油机的缸套冷却水作加热介质，以舷外海水作冷却介质使产生的蒸汽冷凝，提高装置的经济性； 2）保持较低的加热温度能使蒸发器换热空沸腾式淡化装置适宜的给水倍率 μ =3～4。此时的海水浓缩率ξ =1.5～1.3，不会生成CaSO4水垢。原因： CaSO4因其在海水中的含量不大（约1200mg／L），仅占总含盐量的3.4％左右，在传热温差不大的情况下，只有在盐水的含盐量达到海水的1.5倍时CaSO4才开始析出，而在达到3倍时将会大量析出。 3）温差加热介质的温度过高，加热温差过大，则加热面附近的海水就会因汽化而浓缩严重导致结垢量增加，易生成 Mg（OH）2和CaSO4水垢。所以以蒸汽为加热介质时，一般是以蒸汽加热淡水，再用热淡水作为造水机加热介质。为了能更有效地防止水垢生成及清除水垢，国际市场上还有各种化学防垢剂和除垢剂出售。

海水淡化装置操作实验

海水淡化装置的下壳体侧流入加热水（在船上为主机缸套水，实验室为热水箱的水），其热量通过管壁传给在管内的海水，管内的海水处在93％的真空状态下，受热后开始沸腾、蒸发，部分汽化上升，其余海水形成浓缩盐水由喷射泵抽出。海水的温度对造水量也有影响。
1．运行过程中，应严格控制给水调节阀8，控制给水量，给水量应控制在造水量的3～ 4倍，本装置在工作中，给水压力为0. 1Kg／Cm2左右，从观察镜观察，海水不溢出加热器管板为宜 9．观察热水流量计，看是否有热水供给淡化装置，否则停机检查其原因。 2．凝水泵出口应保持一定的正压，但运行过程中要控制凝水水位，凝水水位不合适时，可适当调节凝水泵出口阀的开度，改变凝水泵的流量予以调节。
图7—1造水机原理图 8．打开热水泵前后阀门10、12，及加热器进出口阀13、14，按热水泵起动按钮，起动热水泵。装置内呈沸腾状，有“雨水”落下。
9．观察热水流量计，看是否有热水供给淡化装置，否则停机检查其原因。调节热水旁通阀11，使流量计流量控制在6t/h左右，观察热水入口温度表，热水温度应在650C左右，否则调节加热器前蒸汽入口阀，使热水达到要求的温度。
4．开启装置上的真空破坏阀9，卸除真空，然后打开装置下部的放世阀15，将装置内的海水排净，最后关闭真空破坏阀和放泄阀。 9．观察热水流量计，看是否有热水供给淡化装置，否则停机检查其原因。调节热水旁通阀11，使流量计流量控制在6t/h左右，观察热水入口温度表，热水温度应在650C左右，否则调节加热器前蒸汽入口阀，使热水达到要求的温度。
实验七海水淡化装置操作实验
一、实验目的
1．了解蒸馏式海水淡化装置的工作原理； 2．掌握影响蒸馏式海水淡化产水量和含盐量的因素。
二、实验内容
1．熟悉蒸馏式海水淡化装置的基本组成及工作原理。 2．对蒸馏式海水淡化装置进行起、停操作。

真空多效蒸馏法海水淡化装备的性能研究

真空多效蒸馏法海水淡化装备的性能研究真空多效蒸馏法是一种利用真空和多级蒸馏的方法来将海水转化为淡水的技术。

它是海水淡化的一种重要工艺，具有高效、稳定、可持续等优点。

本文将对真空多效蒸馏法海水淡化装备的性能进行研究。

首先，真空多效蒸馏法海水淡化装备的性能主要包括产水率、节能性和操作稳定性。

产水率是评价装备性能的重要指标之一。

在真空多效蒸馏法中，装备的产水率直接影响到工艺的经济性和可行性。

通过科学合理地设计和调整装备，可以提高产水率。

在实际应用中，装备的产水率可以达到30%以上，表明真空多效蒸馏法在海水淡化方面具有较高的效率。

节能性是另一个重要的性能指标。

海水淡化过程需要耗费大量的能源，而真空多效蒸馏法可以通过多级蒸馏、热回收等技术手段来降低能量消耗，提高节能性能。

近年来，随着技术的不断进步，真空多效蒸馏法的节能性能得到了进一步提升。

通过改进装备结构、优化传热方式等措施，能源消耗得到了有效控制，节能效果显著。

操作稳定性则是装备性能的另一个重要方面。

真空多效蒸馏法海水淡化装备在实际应用中需要稳定可靠地运行，能够适应不同水质和工况的变化。

为了提高装备的操作稳定性，需要选择合适的材料和设备，做到结构合理、工艺流程可控。

此外，及时进行设备检修和维护也是确保装备长期稳定运行的重要保障。

为了研究真空多效蒸馏法海水淡化装备的性能，需要进行实验和测试。

首先，可以通过设定不同工况和操作条件来测试装备的产水率。

可以调整进水量、蒸发温度、真空度等参数，观察产水率的变化情况，并分析其影响因素。

其次，可以利用传感器和监测仪器对装备的能耗和传热效果进行实时监测和记录，以评估其节能性能。

最后，可以进行长时间的连续运行测试，检查装备的稳定性和可靠性。

除了对现有装备的性能进行研究，还可以通过提出改进方案来进一步优化装备性能。

例如，可以改变传热方式、增加蓄能设备、提高冷凝效率等，以提高装备的产水率和节能性能。

此外，还可以通过改变结构和设计，减少设备占地面积和运行成本，提高设备的可持续性和可维护性。

海水淡化装置稳定运行的影响因素及控制措施

ＤｅｓｌｉｇＤｅｖｃａｅＯｐａｉｎａｔｎｉｅＳｔｂｌｅｒｔｏ
王丙贵
（神华河北国华沧东发电有限责任公司。河北沧州
摘要：对神华河北国华沧东发电有限责任公司低温多效海针
水淡化装置换热器效率降低、水淡化造水比下降的问题．海
池由成套斜管组成，进水从下向上流出斜板，淀物沉由于重力沿着斜管下滑进入污泥区，理后的海水处从斜管的底部向上流动，后从沉淀区的顶部积水最堰收集形成良好的出水。经过海水预处理，去除了
— ０
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６
ｒ０
海水中的悬浮物、沙等，低了海水浊度，轻了泥降减
海水对海水淡化系统的冲刷、腐蚀危害。经过一年多的实际运行，海水预处理出水水质
３
中图分类号：Ｏ５４ＴＱ８．７
一
的
方面也可提供源源不断的生活用水。由于受到海
水预处理出水水质、属腐蚀及蒸汽参数变化等多金
方面的影响，海水淡化装置逐渐暴露出板式换热器效率降低，水淡化造水比（海消耗每千克蒸汽所获得的淡化水量，它表示的是海水淡化过程中的能源利
Ｖｏ１２．７Ｓ
Ｓｅ．０ｐ２０８
河北电力技术

船舶海水淡化装置

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(2)停用当船舶驶近港口、河口或寓岸不超过20 n mile时，即应使
海水淡化装置停止工作，因为这些地方的海水容墨受到油和细菌的污染，使所产淡水不合卫生要求，并容易污染造水机。
装置停用的一般步骤如下：①停止加热。为此，应先开大加热水调节阀，然后关闭蒸发器的热水进、出口阀．当主机缸套水冷却器没有自动调温装置时，应同时关小其淡水旁通阀，以免进入缸套的冷却水温度升高．②关闭凝水排出阀，停止凝水泵的工作。③关闭给水截止阀，停止海水泵，④停止冷凝器的海水供应。⑤打开真空破坏阀。
真空蒸馏式海水淡化装置分为沸腾式和闪发式两种。
两者的主要区别是后者海水是在单独的加热器里被加热，然后再喷入真空容器内‘闪发’成气。闪发式装置虽有结垢少的优点，但经济性不如沸腾式，船上已基本不用。
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真空沸腾式造水机原理图
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
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真空沸腾式造水机原理
原理演示
加热器竖管内海水沸腾后产生的蒸汽称为二次蒸汽，以区别于某些造水机用来加热的蒸汽。
当蒸发器内的水位稳定时，给水量W0等于产水量W和排盐水量WB。
给水倍率＝
给水量W 0
产水量W
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真空沸腾式造水机原理图
冷凝器
带
竖
盐度计
管蒸
发
蒸发器
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影响蒸馏装置加热面结垢的因素
水垢主要是由海水中某些溶解度较低的盐类沉淀在加热面上而形成的。
水垢中CaSO4和Mg(OH)2的危害最严重，所以要防止它们的产生。

实验室利用蒸馏法模拟海水淡化,装置和操作注意问题

实验室利用蒸馏法模拟海水淡化,装置和操作注意问题In simulating seawater desalination using distillation method in a laboratory, there are several important considerations regarding the equipment and the operation.Firstly, it is crucial to ensure that the distillation apparatus is properly set up. This includes securing all connections and seals to prevent any leaks during the process. The quality of materials used in the apparatus should also be considered, as certain materials may react with the saltwater or affect the purity of the distilled water.我的问题是：实验室利用蒸馏法模拟海水淡化，装置和操作注意问题。

在实验室中模拟海水淡化使用蒸馏法时，需要确保蒸馏设备的正确设置。

这包括确保所有连接和密封件安全可靠，以防止过程中发生泄漏。

还需要考虑所使用的设备材料的质量，因为某些材料可能与盐水发生反应或者影响蒸馏水的纯净度。

Secondly, controlling the temperature is crucial for successful distillation. The boiling point of water decreases as pressure decreases, so it is important to maintain a constant pressure throughout the process. This can be achieved by adjusting the heating source or using a separate vacuum source for low-pressure distillation methods.在成功进行蒸馏过程中，温度控制至关重要。

第三节影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素

用热淡水作为造水机加热介质
• 综上所述
– 船用真空式造水机中
• 海水沸点不高，加热温差也不大 • 只要保持适宜的给水倍率，结垢轻微
– 为有效地防止水垢生成及清除水垢
2021/1/15 • 国际市场上还有各种化学防垢剂和除垢剂出售
14-3-4 影响淡水含盐量的因素
– 干饱和水蒸气几乎不溶有盐分
• 但在剧烈沸腾时，会产生许多细小的水珠进入汽空间
• 真空度建立和保持
– 用真空泵将空气抽除，建立工作所需真空度
– 冷凝器使蒸汽及时冷凝，并且淡水不断抽出
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• 真空泵仍应工作，才能维持稳定的真空度
– 因为海水中溶有的不凝性气体蒸发时会释放出来 – 装置的不严密处也会漏人空气
图14—2壳管式冷凝器简图
• 冷却管束由隔板3分为：
– 主冷却管束1
– 应保证足够的排盐量和给水倍率。
• (4)冷凝器漏泄，使冷却海水漏人凝水侧
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– 一部分较大的水珠升到一定高度后会重新下落回到盐水中
– 比较细小的水珠却会被汽流带到冷凝器中
– 使冷凝的淡水含有盐分
– 装置所产淡水的含盐量SF取决于 • 进入冷凝器的二次蒸汽的含水量W(％)
• 蒸发器内盐水的含盐量SB(mg／L) •即
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SF =W SB mg／L
14-3-4 淡水含盐量过高的原因
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14-3-3 影响加热面结垢的因素 (4)
– 盐水含盐量由给水倍率来控制 – 按蒸发器盐量平衡关系，则
W0·S0=WB·SB
式中：W0—给水(海水)的流量，L／h
S0—给水的含盐量，mg／L
WB一盐水的流量，L／h

海水淡化效率低的原因

海水淡化是指将海水中的盐分去除，以产生淡水的过程。

海水淡化效率低的原因可以归结为以下几个方面：
1. 能源消耗高：海水淡化过程中主要采用的方法有蒸馏和反渗透两种。

这两种方法都需要大量的能源，特别是蒸馏过程中的蒸发需要大量的热能。

高能耗导致了整个海水淡化过程的成本较高。

2. 设备和材料成本高：海水淡化设备需要高质量的材料和精密的技术来承受海水腐蚀和高压。

这使得海水淡化设备的制造和维护成本相对较高，从而影响了效益。

3. 环境影响：海水淡化过程中排放的废盐和废水对周围环境产生负面影响。

这包括废盐对海洋生态系统的影响以及废水的排放可能引起水质问题。

因此，合理处理这些废物也增加了整个过程的复杂性和成本。

4. 技术限制：目前海水淡化技术还存在一些技术上的限制，如膜污染、设备腐蚀等问题，这些限制影响了海水淡化的效率和稳定性。

5. 水资源管理：在一些地区，尤其是贫困地区，海水淡化可能并不是最经济、可行的解决方案。

在一些情况下，更加可持续的水资源管理和开发可能是更为合适的选择。

虽然海水淡化效率目前较低，但随着科技的进步和创新，人们正在努力改善海水淡化技术，以提高效率并减少环境和能源成本。

海水淡化可行性因素分析

海水淡化可行性因素分析海水淡化是一种将海水转化为淡水的技术，可以解决淡水资源短缺的问题。

然而，海水淡化的可行性受到多个因素的影响。

首先，海水淡化的可行性受到技术因素的影响。

目前，常见的海水淡化技术包括蒸馏和逆渗透。

蒸馏是通过加热海水然后收集蒸汽冷凝成淡水的方法，而逆渗透则是通过高压将海水透过半透膜过滤的方法。

这些技术都需要高度复杂的设备和操作，因此需要大量的投资和维护成本。

此外，大规模的海水淡化项目还需要解决废水处理和能源消耗等问题。

因此，技术的成熟度和可持续性是影响海水淡化可行性的重要因素之一。

其次，经济因素也是海水淡化可行性的重要考虑因素。

海水淡化的成本主要由能源消耗、设备维护和原材料成本等组成。

能源消耗是其中最主要的开支，蒸馏到逆渗透的能耗逐渐减少，但仍然十分昂贵。

然而，随着技术的进步和经济规模的扩大，海水淡化的经济性正在逐渐提高。

例如，沙特阿拉伯的沙特电力公司已经建立了世界上最大的逆渗透海水淡化厂，并且成功将成本降低到每加仑0.7美分。

因此，不断降低成本是提高海水淡化可行性的重要目标。

再次，水资源状况和需求是影响海水淡化可行性的因素之一。

海水淡化主要应用在水资源短缺的地区，例如沙漠地区和海岛国家。

这些地区通常没有足够的淡水资源供应，因此海水淡化成为一种可行的选择。

此外，随着全球气候变化的加剧，一些传统的淡水资源也面临着枯竭的风险，这进一步推动了海水淡化技术的发展和应用。

最后，政府支持和环境因素对海水淡化可行性也有着重要影响。

政府的支持包括政策和资金支持，例如提供补贴和减税等措施，以降低海水淡化的成本。

此外，政府还需要建立相关的法律法规和监管机构，确保海水淡化项目的合法性和可持续性。

环境因素主要包括废水处理和对海洋生态系统的影响等问题。

海水淡化过程会产生大量的废水和高浓度的盐分，如何高效处理和利用这些废水成为了一个亟待解决的问题。

同时，海水淡化过程对海洋生态系统也会带来一定的影响，这需要进行科学评估和环境监测。

影响造水机性能的主要因素有哪些？

影响造水机性能的主要因素有哪些？蒸馏式海水淡化装置,无论采用蒸发式还是闪发式,都存在如何建立和维持合适的真空度;如何保证不使淡水含盐量过高;如何防止和减少换热面的结垢等问题。

1.真空蒸馏装置真空度的建立和维持造水装置的蒸发器和冷凝器必须建立和维持合适的真空度。

若真空度过低,对应的蒸发温度就高,像主机缸套冷却水一类的低温废热就难以利用;真空度太高,则会导致沸腾或闪发剧烈,使汽携水量增加,淡化质量降低。

一般说来,真空度控制90%-94%之间(对应饱和温度45℃(2~35℃)比较合适。

造水装置最初的真空度是由真空泵抽除装置中空气建立的。

当装置达到所需的真空度时,蒸发器开始工作,产生二次蒸汽。

冷凝器使产生的二次蒸汽凝结,凝水由凝水泵抽出,只要冷凝器有足够的冷凝能力,使冷凝器的凝结量与蒸发器的产汽量平衡,且凝水泵的流量适宜,装置内的蒸汽分压力就得以保持稳定。

此外海水中溶有一些空气等不凝性气体,会在海水蒸发过程中释放出来,外界的空气也会经装置密封不严处漏进。

所以要建立和维持稳定的真空度,除上述基本条件以外,还需靠真空泵不断抽除不凝性气体。

2.影响淡化质量的因素一般说来只要含盐量在要求标准以下,淡水的质量符合要求。

通常,饱和水蒸汽几乎是不溶盐分的。

然而装置中的海水在蒸发或闪发时,产生大量汽泡,汽泡的破裂,会产生许多细小水珠,被蒸汽带至空间。

比较细小的水珠却会被汽流带到冷凝器中,使凝水含有一定盐分。

因此,装置所产生淡水的含盐量取决于进入冷凝器的二次蒸汽携带的水珠量和蒸发器内海水的含盐量。

淡水含盐量过高的主要原因有:(1)装置负荷(蒸发量)过大。

这可能是由于加热工质流量过大,蒸发器中海水平均温度过高,或由于真空度过高,使蒸发或闪发过于剧烈,从而增加了淡水含盐量。

若出现上述现象,应减小加热工质的流量或减小冷却水流量,或稍开真空破坏阀。

(2)盐水浓度太大。

这种情况下,即使二次蒸汽携带同样多的水珠量,仍会使进入冷凝器中的盐分增多。

海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究

海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究
唐娜;陈明玉;袁建军
【期刊名称】《膜科学与技术》
【年(卷),期】2007(027)006
【摘要】采用PVDF中空纤维膜及PTFE微孔平板膜组件对反渗透海水淡化浓盐水的真空膜蒸馏过程进行了研究.连续运行的结果表明:温度是影响海水淡化浓盐水膜蒸馏过程的关键因素,对膜通量影响较大.在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为24 L/h时,进料侧浓盐水温度为346.35 K时,PVDF中空纤维膜组件的膜蒸馏通量为13.26 kg/(m2·h).而在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为120 L/h,进料侧浓盐水温度为340.15 K时,PTFE平板膜组件的膜蒸馏通量为24.8 kg/(m2·h).研究表明膜蒸馏技术处理海水淡化浓盐水具有广阔的应用前景.
【总页数】4页(P93-96)
【作者】唐娜;陈明玉;袁建军
【作者单位】天津科技大学,海洋科学与工程学院,天津,300457;天津科技大学,海洋科学与工程学院,天津,300457;天津科技大学,海洋科学与工程学院,天津,300457【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
【相关文献】
1.真空膜蒸馏浓缩反渗透浓盐水的工艺研究 [J], 陈利;沈江南;阮慧敏
2.海水淡化浓盐水反渗透浓缩技术的研究 [J], 徐升
3.膜技术在海水淡化浓盐水资源化利用中的试验研究 [J], 周明;吴正雷;王磊;罗小勇
4.海水淡化浓盐水排放对
海洋环境影响及管理政策研究 [J], 胥建美;谢春刚;苏慧超;王付杉;孙靖
5.海水淡化浓盐水板式换热系统改造方案的研究 [J], 孟月;张波
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第三节影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素-

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14-3-制 – 按蒸发器盐量平衡关系，则
W0·S0=WB·SB
式中：W0—给水(海水)的流量，L／h
S0—给水的含盐量，mg／L
WB一盐水的流量，L／h
SB—盐水的含盐量，mg／L
– 盐水SB与海水S0之比称浓缩率ξ
•
14-3-4 影响淡水含盐量的因素
– 干饱和水蒸气几乎不溶有盐分
• 但在剧烈沸腾时，会产生许多细小的水珠进入汽空间
– 一部分较大的水珠升到一定高度后会重新下落回到盐水中
– 比较细小的水珠却会被汽流带到冷凝器中
– 使冷凝的淡水含有盐分
– 装置所产淡水的含盐量SF取决于 • 进入冷凝器的二次蒸汽的含水量W(％)
• 当水温不太高时，水垢主要成分是CaCO3，呈泥渣沉淀 • 当水温超过75℃，Mg(OH)2垢的比例就迅速增加
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• 当水温超过82～83℃时，Mg(OH)2就成为水垢的主要成分 • 因此，一般不允许盐水温度超过75℃
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (3)
• (2)盐水的含盐量
• 水垢由溶解度较低的盐类形成 • NaCl、MgCI2和MgS04的溶解度高，且随温度
上升而增加，一般不会结垢 • 水垢主要成分是CaCO3、Mg(OH)2和CaSO4
– 溶解度很低，随温度升高而降低 – 在海水被加热，特别在海水浓缩时，易结晶析出(垢
) – CaS04能形成硬垢，导热能力比其它水垢低90％，
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• 真空泵仍应工作，才能维持稳定的真空度
– 因为海水中溶有的不凝性气体蒸发时会释放出来 – 装置的不严密处也会漏人空气
图14—2壳管式冷凝器简图
• 冷却管束由隔板3分为：

影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素_OK

– 溶解度很低，随温度升高而降低 – 在海水被加热，特别在海水浓缩时，易结晶析出(垢) – CaS04能形成硬垢，导热能力比其它水垢低90％，应
设法降低水垢中的硫酸钙含量 – Mg(OH)2的干垢也较难清除，含量越少越好
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14-3-3 影响加热面结垢的因素(2)
• 水垢生成的速度和成分取决以下几个方面：
• 增大给水倍率μ – 可减少盐水含盐量，减轻结垢程度 – 也会因排盐泵和海水泵流量的增加，使装置的热损失和耗电量增加，导致产水量降低
• 淡化装置适宜的给水倍率μ ＝3～4 – 此时的海水浓缩率ξ =1.5～1.3 – 不会生成CaSO4水垢
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14-3-3 影响加热面结垢的因素(6)
• (3)传热温差
2
14-3-1 影响淡水产量的因素(2)
– 造成淡水产量降低的原因：
• (1)换热面脏污结垢，使蒸发器传热系数减小 • (2)加热侧发生“气塞”, 影响加热介质流动而妨碍换热
– 可通过放气旋塞把气放掉
• (3)蒸发器水位太低
– 实际换热面积减少。适当水位是正好达到上管板位置
• (4)真空度不足，会导致海水沸点提高 • (5)加热水流量不足或温度太低，以致加热水平均温度降低 • (6)给水量增大或给水温度降低
– 加热介质温度过高，加热温差过大
• 加热面附近海水会因汽化而浓缩严重，以致结垢量增加
– 易生成Mg(OH)2和CaSO4水垢
– 以蒸汽为加热介质时，一般是以蒸汽加热淡水，再用热淡水作为造水机加热介质
• 综上所述
– 船用真空式造水机中
• 海水沸点不高，加热温差也不大
• 只要保持适宜的给水倍率，结垢轻微
– 为有效地防止水垢生成及清除水垢

海水淡化装置稳定运行的影响因素及控制措施

海水淡化装置稳定运行的影响因素及控制措施王丙贵【摘要】针对神华河北国华沧东发电有限责任公司低温多效海水淡化装置换热器效率降低、海水淡化造水比下降的问题,分析海水预处理出水水质、金属腐蚀、热力压缩机喘振等影响海水淡化装置稳定运行的因素,并提出相应的控制措施.【期刊名称】《河北电力技术》【年(卷),期】2008(027)0z1【总页数】3页(P16-18)【关键词】海水淡化;造水比;出水水质;金属腐蚀;喘振【作者】王丙贵【作者单位】神华河北国华沧东发电有限责任公司,河北,沧州,061113【正文语种】中文【中图分类】TQ085.47神华河北国华沧东发电有限责任公司(简称“沧东电厂”)地处环渤海黄骅海岸，该区域海水水质相对较差，属于海洋三类水源，沿海区域均为盐碱滩，淡水资源相对匮乏。

为解决淡水供应问题，2006年沧东电厂引进法国技术建造了2台万吨低温多效海水淡化装置，一方面可确保电力生产水源的供应，另一方面也可提供源源不断的生活用水。

由于受到海水预处理出水水质、金属腐蚀及蒸汽参数变化等多方面的影响，海水淡化装置逐渐暴露出板式换热器效率降低，海水淡化造水比(消耗每千克蒸汽所获得的淡化水量，它表示的是海水淡化过程中的能源利用效率，因此获得同样的淡化水量，造水比越高，消耗的能源越少)下降等问题，影响和制约了海水的淡化，降低了设备的有效利用率。

以下对影响海水淡化装置稳定运行的因素进行详细分析。

1 海水预处理出水水质对换热器的影响沧东电厂海水淡化装置的入口海水预处理采用法国威立雅水处理工艺(高效沉淀池及其附属设备)。

该处理工艺是一个紧凑的斜管沉淀池并有相应的化学加药系统，其重要特点是占地面积小，出水效果好，当海水进水固体悬浮物体积质量(SS)小于2 000 mg/L时，经过高效沉淀池处理后的海水出水固体悬浮物体积质量(SS)小于20 mg/L。

该沉淀池由成套斜管组成，进水从下向上流出斜板，沉淀物由于重力沿着斜管下滑进入污泥区，处理后的海水从斜管的底部向上流动，最后从沉淀区的顶部积水堰收集形成良好的出水。

海水淡化装置结垢原因分析

关键词：海水淡化，结垢，机理，清理
Abstract
Desalination plant,usually, in addition to cleaning the ship's fresh water supply for drinking things, power plant, desalination plant directly affects the ability of marine life. Desalination plant is an important fresh watersupply equipment .The Scalingof desalination plant directly affectthe normal operation of the plantwhich affects the supply of fresh water ocean-going vessels.
Key words：Desalination,Scale, Mechanism，Clean
3.5、清洗实例……………………………………………………………………...16
3.5.1清洗工艺………………………………………………………………..16
3.5.2清洗范围………………………………………………………………..16
目前船用大多数海水淡化装置是蒸馏式的例如：真空沸腾式和闪发式海水淡化装置但是真空沸腾式海水淡化装置结垢较严重，而闪发式则很好解决了这一问题。由于较好的解决了结垢问题，作为新兴的海水淡化技术反渗透海水淡化装置近年来也得到较快的发展目前已有部分运用到舰艇上。
目前,海水淡化在水处理领域应用十分广泛,但结垢问题大大提高了其运行成本。对无机盐的结垢多采用向系统添加阻垢剂的方法加以防止。因此,阻垢剂的开发一直是研究的热点。目前,阻垢剂的研究逐渐向高效、多功能、复合化、低毒化方面发展。按其分子的结构分为均聚物阻垢剂、共聚物阻垢剂(含磷类、聚羧酸类、磺酸类)近年来共聚物阻垢剂作为反渗透阻垢剂的发展十分迅速。聚合物类阻垢剂具有阻垢效果佳、热稳定性好等优点据文献报道,共聚物类反渗透阻垢剂主要是通过晶格畸变和分散两种作用来抑制沉积物的形成,同时具有很好的阈值效应。其结构上的特效官能团达到阻垢效果。

影响真空蒸馏式造水机工作的因素

2.影响水垢生成速度和成分的因素
1)海水的沸点
沸点高,难溶盐溶解度下降多，水垢生成越快。水温<75ºC~78ºC,
主要成分CaCO3；水温>82ºC~83ºC,
主要成分Mg(HO)2；盐水温度一般应<75ºC。
2)盐水的含盐量
盐量平衡式 WO SO WB SB
给水(海水)流量给水含盐量盐水流量盐水含
(3)盐水含盐量大
保证足够的排盐量和给水倍率
(4)冷凝器漏泄
检修冷凝器
水射真空泵
工作水压低工作水温高排出背压高
喷嘴磨损、堵塞、安装不当
吸入止回阀卡死
抽气能力
(3)蒸馏装置要有良好的气密性。
三、影响蒸馏装置加热面结垢的因素
1.成垢原因:
(1)海水汽化浓缩
海水水垢
(2)水温,难溶物主要
溶解度
成分
碳酸钙(CaCO3) 氢氧化镁(Mg(OH)2)---干垢难除硫酸钙(CaSO4)---硬垢,导热很差
第三节影响真空蒸馏式造水机工作的因素
一、影响淡水产量的因素
造水机产水量
蒸发量
淡水产量低的原因
传热量
(1)换热面脏污结垢 K
(2)加热侧气塞
K
(3)蒸发器水位太低 A
Q=KA(tw-ts)
传热系数K
沸腾换热面积A
加热水平均温度tw 海水沸点tS 进水温度
(4)真空度不足
tS
(5)加热水流量不足或温度低 tw
盐水浓缩率=SB/SO
盐量
=WO/WB=/(-1)=1+1/(-1)
式中:给水倍率=WO/W 越小,则盐水含盐量SB大，生垢就多。

影响海水淡化装置工作的因素

船舶辅机第14章船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
2.盐水[Brine]的含盐量[Salinity] 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。
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。
二、真空度的建立和保持
真空度 90%~94%(91.7~95.7kPa) 80%~90%(81.4~91.7kPa)
饱和温度 45~35oC 60~45oC
在系统严密良好的前提下，真空度由真空泵（常用喷射泵）建立和保持建立：开机时抽出机内空气，建立真空。保持：工作时不断抽出给水带入的不凝性
气体，保持真空。但：如冷凝器不能及时将水蒸气冷凝下来，则机内真空度将下降。 5
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船舶辅机第14章船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
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。
(5)加热水流量不足或温度低，使加热水平均温度降低。 (6)给水量大或温度低，使海水沸腾面积小，蒸发量低。 (7)凝水回流电磁阀关闭不严，使所造淡水漏回蒸发器。
影响造水量的主要因素是真空度，即真空泵和冷凝器的性能，及系统严密性。
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船舶辅机第14章船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
对造水机的主要要求：保证产水量、含盐量产水量：机内压力（真空）蒸发、冷凝温度

哪些因素会影响海水淡化设备的脱盐率？

哪些因素会影响海水淡化设备的脱盐率?
如今，我国海水淡化产业发展稳健，在淡水缺乏的岛屿上也开始应用海水淡化设备，这样一来海水淡化设备就可以把海水有效转变成淡水，为岛屿上的人们提供干净的淡水资源。

这种海水淡化设备不仅占地面积小，而且产水质量高。

但是，设备在经过一段时间使用后，脱盐率会发生变化，今天我们一起了解一下哪些因素会影响海水淡化设备的脱盐率。

1、反渗透膜系统对进水温度的变化非常敏感。

随着水温的增加，水通量几乎线性增大，同时盐分的透过率也会加快。

因此，进水水温越高，产水量越大，与此同时脱盐率降低;反之水温越低，产水量变小，但脱盐率会加大。

2、盐浓度(原水TDS值)。

进水的盐浓度指标将会影响渗透压，渗透压是水中所含盐分或有机物浓度和种类的函数。

当压力保持恒定情况下，进水含盐量越高，脱盐率一定，则产水的TDS会相对增加。

3、回收率(浓水比例)。

如果回收率增加(进水压力恒定)，残留在原水中的含盐量更高。

因此回收率增加，产水量会降低，脱盐率也会降低。

4、pH值。

在pH值7-8左右，反渗透膜的脱盐率较高，随着pH值的变化，膜系统的透盐率也跟着增加。

但过高或过低的pH值很有可能造成膜损害。

我们在合理使用海水淡化设备的同时，了解脱盐率的因素也是很重要的。

保证海水淡化设备的稳定运行，也延长海水淡化设备的使用寿命。

编辑：柒柒技术：木子
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