船舶海水淡化装置.ppt
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船只为何需要海水淡化装置？
船只为何需要海水淡化装置？
船只上的淡水需求不大，但是却是影响船员生活质量和船舶航行经营效益的重要因素。
为了更好地满足船只上的淡水需求，人们开始打起了海水的主意。
目前，市场中常用的为船用海水淡化装置，该装置的应用是解决船用淡水需求的有效途径。
船只上应用的海水淡化装置由取水系统、预处理系统、海水淡化脱盐系统、能量回收系统、化学清洗系统、化学加药系统以及装置供配电及自控系统等组成。
可深度过滤海水中的盐分与其他物质，使得处理过的原水成为淡水。
船只上应用的海水淡化装置的应用优势体现：
1、该装置的海水淡化效果佳，脱盐率高达90%以上。
2、该装置应用反渗透淡化技术，整体的脱盐过程不需对海水进行加温，可在常温下进行操作。
3、海水淡化装置性能稳定，还有相应的保护装置，整体运行更加安全可靠，小巧且方便安装。
4、海水淡化装置产水符合国家生活饮用水标准，可直接使用。
5、装置整体过滤过程无相变，能耗少，制水成本低。
综上所述，船只上应用的海水淡化装置是根据船舶整体安装特性与需求而进行的特殊性设计，具有体积小、重量轻、占地省、安装方便、适应性强等优势，适用于游艇及渔船等。
海水淡化
海水淡化装置的组成：取水系统、预处理系统、海水淡化脱盐系统、能量回收系统、化学清洗系统、化学加药系统以及装置供配电及自控系统。
海水淡化的基本工艺流程为：海水由供水泵进入石英砂（多介质过滤器）和活性炭过滤系统过滤。
滤后水经过水质还原、PH调整以及阻垢剂添加后进入的精密和保安过滤系统，过滤后的低压海水一路进入高压泵加压，另一路进入压力交换式能量回收装置，升压后的海水经过增压泵加压后与高压泵出水混合进入反渗透膜堆系统。
高压海水在膜堆的处理下一部分透过膜形成淡水，经过水质调整后进入淡水水箱储存。
其余的高压浓缩水进入压力交换能量回收装置回收能量后排放。
海水淡化装置船用蒸馏海水淡化装置一般采用真空式，海水的蒸发和蒸汽的冷凝是在具有一定真空度的工作容器内完成，既可降低水的沸点温度，减少结垢、便于清除；也利于对动力装置冷却水中废热的利用，以提高装置的经济性。
目前船用蒸馏海水淡化装置真空度都大于80％。
水中含盐量在1000mg／L以下时被称为淡水；船舶动力装置和船上人员每天都需要消耗相当数量的淡水。
动力装置中柴油机每天约需0．2—0．3L／kW，汽轮机每天约需0．5-1．4L ／kW；辅助锅炉每天的补水量一般为其蒸发量的1％—5％，中、高压锅炉则为蒸发量的1％～3％；生活用水每人每天约为150—250L。
为增加船舶载货吨位，减少向港U购买淡水的费用，增强续航能力，现代远洋船舶一般都设有海水淡化装置。
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法和冷冻法等；船用海水淡化装置大多采用蒸馏法。
工作原理真空蒸馏海水淡化装置有沸腾式和闪发式两种。
闪发式装置中海水的加热是在单独的加热器内完成，然后喷入真空容器内“闪发”成蒸汽。
由于加热器与蒸发器分开，海水在加热器巾被加热时并不沸腾汽化而致其浓缩，蒸发器内又无加热面，因而减轻了海水结垢的危害；但海水蒸发时所需的汽化潜热来自于海水本身，使喷人蒸发器的海水大部分不能“闪发”成蒸汽，限制了产水量，其经济性也不如沸腾式，因此闪发式在船上的使用已日趋减少。
船用海水淡化装置的工作原理与实例ppt(共32页)
水冷却器的旁通阀2关小，使主机冷却水在蒸发器中通过。 供人冷却水 当开始产汽后，关小冷却海水旁通阀8，增加
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(3)传热温差的影响。 如果加热介质的温度过高，加
热器差过大，则加热面附近的海 水就会因汽化而浓缩严重，以致 结垢量增加，且如图:
12
第二节 船用蒸馏式海水淡化装 置的实例
一、带竖管蒸发器的真空沸腾 式海水淡化装置
1．装置的组成和工作 如图所示出带竖管蒸发器的
真空沸腾式海水淡化装置的系统 实例．这种海水淡化装置在远洋 船上使用较早，现仍在广泛使用。
9
五、影响加热面结垢的因素
(1)海水饱和温度的影响。 装置的真空度越低，海水的沸点 越高，则难溶盐的溶解度下降越 多，水垢生成的速度就越快。 如图14-3所示，当水温超过 75℃，Mg(OH)2水垢的比例就迅速 增加；当水温超过82～83℃时， Mg(OH)2就会成为主要水垢主要成 分。因此，蒸馏装置不加防垢剂 时一般不允许盐水温度超过75℃。
2
船舶对淡水的需要数量是：
动力装置用水以主机功率计：柴 油机船每天约需0.2～0.3L／kW，汽 轮机船每天约需0.5～1.4L／kW。
生活用水每人约150～250L／d．
辅锅炉的补水量可按蒸发量的1 ％～5％估计，中、高压锅炉按蒸发 量的1％～3％计。
海水淡化的方法：
•
蒸馏法
•
电渗析法给水量w0Βιβλιοθήκη 产水量W+排盐量WB5
二、影响真空度稳定的因素
保持装置具有足够真空度且能稳定工作的主要原因是：
有足以与蒸发量相适应的冷凝能力。如果冷凝器换热能 力下降，则会使真空度降低，此外若因加热介质流量过大或 温度过高以至使蒸发量过大，也会使真空度降低。
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(3)传热温差的影响。 如果加热介质的温度过高，加
热器差过大，则加热面附近的海 水就会因汽化而浓缩严重，以致 结垢量增加，且如图:
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第二节 船用蒸馏式海水淡化装 置的实例
一、带竖管蒸发器的真空沸腾 式海水淡化装置
1．装置的组成和工作 如图所示出带竖管蒸发器的
真空沸腾式海水淡化装置的系统 实例．这种海水淡化装置在远洋 船上使用较早，现仍在广泛使用。
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五、影响加热面结垢的因素
(1)海水饱和温度的影响。 装置的真空度越低，海水的沸点 越高，则难溶盐的溶解度下降越 多，水垢生成的速度就越快。 如图14-3所示，当水温超过 75℃，Mg(OH)2水垢的比例就迅速 增加；当水温超过82～83℃时， Mg(OH)2就会成为主要水垢主要成 分。因此，蒸馏装置不加防垢剂 时一般不允许盐水温度超过75℃。
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船舶对淡水的需要数量是：
动力装置用水以主机功率计：柴 油机船每天约需0.2～0.3L／kW，汽 轮机船每天约需0.5～1.4L／kW。
生活用水每人约150～250L／d．
辅锅炉的补水量可按蒸发量的1 ％～5％估计，中、高压锅炉按蒸发 量的1％～3％计。
海水淡化的方法：
•
蒸馏法
•
电渗析法给水量w0Βιβλιοθήκη 产水量W+排盐量WB5
二、影响真空度稳定的因素
保持装置具有足够真空度且能稳定工作的主要原因是：
有足以与蒸发量相适应的冷凝能力。如果冷凝器换热能 力下降，则会使真空度降低，此外若因加热介质流量过大或 温度过高以至使蒸发量过大，也会使真空度降低。
海水淡化装置简单介绍学习资料
2.装置的停用
(1) 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。
3.运行中的管理
(1)给水流量和蒸发器水位的控制 (2)凝水泵流量和凝水水位的控制 (3)冷却水流量和真空度的控制 (4)加热水流量和产水量的控制
(1)给水流量和蒸发器水位的控制 保证给水倍率为3~4。
给水倍率太大：产水量减小 给水倍率太低：结垢量增加 盐水水位太低：产水量减小 盐水水位太高：产水含盐量增加
(2)凝水泵流量和凝水水位的控制 凝水水位应维持在水位计的1/2~1/3高度。 (调节凝水泵出口阀的开度改变流量)
凝水水位太高：减少换热能力 凝水水位太低：凝水泵可能会气蚀甚至失吸 凝水泵不允许在无水的情况下运转，否则 轴封会烧坏。
真空沸腾式海水淡化装置只要真空度稳定， 产水量、给水量、蒸发器水位和凝水水位不 必经常调节。
4.装置的维护保养
(1)及时清洗冷凝器海水侧，保证真空度，注意 装置气密性。 (2)及时对蒸发器除垢，或投药预防生成水垢。 (3)如含盐量过高而非操作原因，应检查冷凝器 是否漏泄。 (4)保证水泵和盐度检测报警设备工作正常。 (5)每年检查冷凝器和蒸发器中的防蚀锌板。
进水温度
造水量低的原因
(1)换热面脏污结垢，使传热系数小。 (2)加热侧气塞，影响传热。 (3)蒸发器水位太低，换热面积减小。 (4)真空度不足，导致海水沸点升高。 (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。
• 部分汽化而浓缩了的海水称为盐水
海水淡化
分类：：经济性好
基本组成
蒸馏器1：带竖管的 蒸发器：管内海水， 管外加热工质 汽水分离器 壳管式冷凝器：管 内海水，管外二次 蒸汽
工作原理
给水倍率μ=供水量W0 /产水量W
一般为3~4，闪发式为6~8
排污率：排污量与产水量之比
最可能的干扰：海水温度
5.装置的养护
主要内容：
①维持足够的真空度 ②及时对蒸发器除垢 ③检查、消除冷凝器漏泄 ④定期维护水泵及盐度检测报警设备
盐度传感器一个月左右清洗一次
⑤每年检查防蚀锌板，耗蚀过半时换新
详细说明
（1）漏气及其防止
检查方法：标准：确定漏泄部位：通常漏气部位： 堵漏方法： 冷凝器查漏：确定漏泄部位：通常漏泄部位
影响真空蒸馏式海水淡化装置 的主要因素
要求：额定产水量；含盐量符合要求 一、影响淡水产量的因素（传热量的大小）
1加热器传热面结垢——传热系数↓ 2加热侧发生“气塞”——放气 3蒸发器水位太低——实际换热面积↓ 4真空度不足——海水沸点↑ 5加热水流量不足或温度太低——加热水温度↓ 6给水量太大或给水温度太低 7凝水回流电磁阀关闭不严——产水漏回蒸馏器
海水淡化装置 Fresh Water Generator
概述
1.淡水标准：含盐量＜1000mg/L
海水含盐量平均为35g/L
海水所含盐类中含量最多的是：NaCl、MgCl2
2.船舶淡水作用
（1）柴油机冷却水：淡水即可 （2）锅炉补给水：要求最高：含盐量＜
10mg/L。造水机以此为标准 （3）洗涤水：[Cl－]≯200mg/L（ Cl－），硬度≯7N· －3 10 （4）饮用水：
船用蒸馏式海水淡化装置的工作原
船用蒸馏式海水淡化装置的工作原 理
目录
• 船用蒸馏式海水淡化装置概述 • 船用蒸馏式海水淡化装置的组成 • 船用蒸馏式海水淡化装置的工作流程 • 船用蒸馏式海水淡化装置的性能指标 • 船用蒸馏式海水淡化装置的应用与挑战
01
船用蒸馏式海水淡化装 置概述
定义与特点
定义
船用蒸馏式海水淡化装置是一种利用 蒸馏技术将海水转化为淡水的装置， 适用于船舶、海上平台等海洋环境中 。
海军舰艇
海军舰艇长时间在海上航 行，船用蒸馏式海水淡化 装置是保障舰艇用水的重 要设备。
海上石油钻井平台
海上石油钻井平台需要大 量淡水，船用蒸馏式海水 淡化装置能够满足其用水 需求。
技术挑战与解决方案
能源消耗
蒸馏式海水淡化装置的能源消耗 较大，可以采用太阳能、风能等 可再生能源进行辅助加热，降低
能耗。
历史与发展
早期发展
蒸馏式海水淡化技术最早可追溯到16世纪，随着航海和海上贸易的发展，人们开 始探索利用蒸馏技术将海水转化为淡水的方法。
现代发展
随着科技的不断进步和环保意识的提高，现代的船用蒸馏式海水淡化装置在效率 、能耗、可靠性等方面都有了显著提升，同时也在不断优化设计，降低成本和能 耗。
02
船用蒸馏式海水淡化装 置的组成
特点
船用蒸馏式海水淡化装置具有结构简 单、可靠性高、维护方便、对水质适 应性强等优点，能够满足船舶和海上 设施对淡水的大量需求。
工作原理简介
蒸馏原理
蒸馏是一种利用物质在不同温度下蒸汽分压的差异，通过加热使水蒸发成蒸汽， 再将蒸汽冷凝成水的分离过程。
船用蒸馏式海水淡化装置工作流程
将海水送入装置的加热器中，加热至沸腾状态；水沸腾后形成的水蒸气通过蒸 汽管道进入冷凝器，在冷凝器中与冷却水接触，水蒸气冷却液化成淡水；淡水 经过收集和过滤后输出使用。
目录
• 船用蒸馏式海水淡化装置概述 • 船用蒸馏式海水淡化装置的组成 • 船用蒸馏式海水淡化装置的工作流程 • 船用蒸馏式海水淡化装置的性能指标 • 船用蒸馏式海水淡化装置的应用与挑战
01
船用蒸馏式海水淡化装 置概述
定义与特点
定义
船用蒸馏式海水淡化装置是一种利用 蒸馏技术将海水转化为淡水的装置， 适用于船舶、海上平台等海洋环境中 。
海军舰艇
海军舰艇长时间在海上航 行，船用蒸馏式海水淡化 装置是保障舰艇用水的重 要设备。
海上石油钻井平台
海上石油钻井平台需要大 量淡水，船用蒸馏式海水 淡化装置能够满足其用水 需求。
技术挑战与解决方案
能源消耗
蒸馏式海水淡化装置的能源消耗 较大，可以采用太阳能、风能等 可再生能源进行辅助加热，降低
能耗。
历史与发展
早期发展
蒸馏式海水淡化技术最早可追溯到16世纪，随着航海和海上贸易的发展，人们开 始探索利用蒸馏技术将海水转化为淡水的方法。
现代发展
随着科技的不断进步和环保意识的提高，现代的船用蒸馏式海水淡化装置在效率 、能耗、可靠性等方面都有了显著提升，同时也在不断优化设计，降低成本和能 耗。
02
船用蒸馏式海水淡化装 置的组成
特点
船用蒸馏式海水淡化装置具有结构简 单、可靠性高、维护方便、对水质适 应性强等优点，能够满足船舶和海上 设施对淡水的大量需求。
工作原理简介
蒸馏原理
蒸馏是一种利用物质在不同温度下蒸汽分压的差异，通过加热使水蒸发成蒸汽， 再将蒸汽冷凝成水的分离过程。
船用蒸馏式海水淡化装置工作流程
将海水送入装置的加热器中，加热至沸腾状态；水沸腾后形成的水蒸气通过蒸 汽管道进入冷凝器，在冷凝器中与冷却水接触，水蒸气冷却液化成淡水；淡水 经过收集和过滤后输出使用。
船用海水淡化装置的实例及其管理
2012-3-25 武汉理工大学 能源与动力工程学院
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january 2004wagke(1) 漏气及其防止 检查海水淡化装置的密封性:可将蒸馏器通外界的各阀关闭 可将蒸馏器通外界的各阀关闭， 检查海水淡化装置的密封性 可将蒸馏器通外界的各阀关闭，然 后启用喷射泵， 后启用喷射泵，尽可能将蒸馏器抽至工作所要求的真空度后停 止抽气．如在1 内真空度下降超过 ％，即表明密封性不合 内真空度下降超过10 止抽气．如在 h内真空度下降超过 ％，即表明密封性不合 格。 至于具体漏泄处，则可在蒸馏器保持较高真空度的情况下， 至于具体漏泄处，则可在蒸馏器保持较高真空度的情况下，以 烛火或线香沿各接合面慢慢移动，如发现烛火或烟向内偏移， 烛火或线香沿各接合面慢慢移动，如发现烛火或烟向内偏移， 则表明该处漏气． 则表明该处漏气．通常最易漏气的地方是凝水泵的轴封和阀杆 填料等处．固定部件结合处的漏泄，可采用涂油漆、 填料等处．固定部件结合处的漏泄，可采用涂油漆、密封胶等 办法堵漏。有些滑缝或漏孔，可先塞上适当的填充物， 办法堵漏。有些滑缝或漏孔，可先塞上适当的填充物，再在外 面涂以油漆、沥青或环氧树脂等。 面涂以油漆、沥青或环氧树脂等。
2012-3-25 武汉理工大学 能源与动力工程学院 4
january 2004
wangke
3．海水淡化装置的遥控和自动化
近年来，轮机自动化发展迅速．实现了无人机舱的船舶， 近年来，轮机自动化发展迅速．实现了无人机舱的船舶，海水淡化装置也 必须实现遥控和自动调节． 必须实现遥控和自动调节．图14—8所示为可以遥控和自动调节的真空沸 所示为可以遥控和自动调节的真空沸 腾式海水淡化装置的简图，其主要特点如下： 腾式海水淡化装置的简图，其主要特点如下：
2012-3-25 武汉理工大学 能源与动力工程学院
船舶辅机(共10张PPT)
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。
Cock]&[Vacuum Breaker]
[in
4
第4页，共10页。
船舶辅机第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
5
第5页，共10页。
船舶辅机第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
1. 沸腾式在真空条件下加热和汽化，而闪发式在 不同点： 船舶辅机 第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
不合格产水泄放到舱底或回流到蒸发器，同时报警。
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。
3
第3页，共10页。
船舶辅机第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
第二节 蒸馏式海水淡化装置(造水
机)工作原理
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船舶辅机第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
真空沸腾式海水淡化装置[Distilling Type F.W.G]
加热工质通常是主机缸套冷
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第6页，共10页。
船舶辅机第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
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第7页，共10页。
船舶辅机第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
船舶辅机 第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator] 泄水阀和真空破坏阀在停用时开启。 船舶辅机 第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator] 船舶辅机 第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator] 真空泵[Vacuum P/P]、排盐泵[Brine P/P]采用喷射泵。 船舶辅机 第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator] 不合格产水泄放到舱底或回流到蒸发器，同时报警。 船舶辅机 第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator] 凝水泵一般采用离心泵[Centrifugal P/P]。 真空闪发式海水淡化装置[Flash Type F. 一些基本问题(★★★)： 船舶辅机 第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator] 船舶辅机 第14章 船舶海水淡化装置 [Fresh Water Generator]
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。
海水淡化装置
海水淡化装置真空沸腾式海水淡化装置本体主要由蒸发器和冷凝器组成，海水的加热和沸腾汽化都在蒸发器内进行，而(二次)蒸汽的凝结则在冷凝器内完成。
此外，还有抽真空系统、给水系统、加热系统、冷却系统、淡水(凝水)系统及排污系统等辅助系统。
图所示为真空沸腾式海水淡化装置的工作原理图。
加热介质(热水或低压蒸汽)流过加热器，通过加热管将蒸发器中的海水加热，并使其沸腾汽化(又称二次蒸汽，以区别与加热用蒸汽)。
二次蒸汽经蒸发器上部的汽水分离器除去其所携带的水滴后，被引人冷凝器1。
由海水泵5所供给的舷外海水在冷凝器中使水蒸气冷却、凝结，凝结成的淡水积聚在冷凝器下部并由淡水泵7抽至淡水柜。
蒸发器中海水的蒸发以及蒸汽在冷凝器中的凝结都是在高真空状态下进行的。
其真空度由真空喷射泵3建立和保持。
为了使结构更紧凑，通常沸腾式海水淡化装置都将冷凝器放置在蒸发器的上方，并组装成一整体。
目前，在柴油机船上，海水淡化装置一般都使用主机缸套冷却水作为加热介质，只有在主机停车而又需淡化装置工作时，才采用辅助锅炉的减压蒸汽来加热。
对某些淡水耗量较大的船舶，当其动力装置的余热不足以满足装置的需要时，则也可使用低压蒸汽作为补充热源。
竖管加热式单效应真空表面式海水淡化装置，其结构简单，设备管系紧凑，操作管理方便，是目前船舶应用最多的装置类型。
这类海水淡化装置通常为整体安装，即将冷凝器置于蒸发器上部，两者组装在一个壳体内，形成一个蒸发一冷凝器整体，以利于装置的密封。
而一些泵浦、管路附件及其控制仪表等辅助设备，均安装在壳体及基座上。
真空闪发式海水淡化装置的特点是海水的加热与汽化彼此分开。
海水在加热器中加热后即被引到压力比海水相应温度下饱和压力更低的容器(闪发室)中，以使部分海水骤然汽化，然后再将其汽化的蒸汽引入冷凝器中凝结成淡水。
海水在加热器5中被加热后，经喷雾器6喷入闪发室1中，由于闪发室中的压力低于海水温度相应的饱和压力，因此从加热器来的海水一经喷入闪发室时，就在该压力下处于过热状态立即汽化，其汽化过程所需要的汽化潜热则取自其余未汽化的海水。
2.ppt海水淡化装置工作原理
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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 二次蒸汽， 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。 于某些造水机用来加热的蒸汽。 当蒸发器内的水位稳定时， 当蒸发器内的水位稳定时， 给水量W 等于产水量 产水量W和 给水量 0等于产水量 和排 盐水量W 盐水量 B。
2012-2-19 武汉理工大学 能源与动力工程学院
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真空沸腾式造水机原理图
一阀、两器、 一阀、两器、四泵
• 给水阀 •蒸发（馏）器、冷凝器 蒸发（ 蒸发 • 海水泵、真空泵、排盐 海水泵、真空泵、 泵、凝水泵
2012-2-19 武汉理工大学 能源与动力工程学院
真空蒸馏式海水淡化装置分为沸腾式和闪发式两种。 真空蒸馏式海水淡化装置分为沸腾式和闪发式两种。 沸腾式 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， 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， 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 船上已基本不用。 式，船上已基本不用。
第节
船用蒸馏式海水淡化装置的工作原理
船用蒸馏式海水淡水装置采用真空式的好处有： 船用蒸馏式海水淡水装置采用真空式的好处有： • 可以采用温度不太高的介质作为热源，利用船舶动力装置的废热，提 可以采用温度不太高的介质作为热源，利用船舶动力装置的废热， 高装置的经济性； 高装置的经济性； • 保持较低的加热温度能减少蒸发器换热面的结垢和便于清除。 保持较低的加热温度能减少蒸发器换热面的结垢和便于清除。
船用海水淡化装置的实例及其管理
➢ 装置停用步骤如下：
①停止加热
• 先开大加热水调节阀2，后关闭蒸发器热水进、出口阀28
②关闭凝水排出阀30，停止凝水泵的工作 ⑧关闭给水截止阀，停止海水泵10 ④停止冷凝器的海水供应 ⑤打开真空破坏阀23
➢ 蒸馏器停止后，注意防止加热水和海水漏人
以免引起结垢, 锈蚀和竖管被盐垢堵塞
14-4-1 带竖管蒸发器的装置(13)
度
• 为防止空气漏人泵内，泵的轴封处设有水封 环
凝水泵吸人口上有通冷凝器汽空间平衡 管17
• 使泵内存气能及时排人冷凝器，从而防止失
14-4-1 带竖管蒸发器的装置(7)
➢ 凝水泵排、吸口间设有回流管，并在管上装 有盐度传感器19
传感器是一对测量电极
• 用导线与盐度计相连接
水的电阻系数随含盐量增加而降低 凝水含盐量改变时
➢ 装置配有供水、加热、冷却、排盐、抽气和凝 水(淡水)等系统
➢ 海水自舷外由海水泵10吸人
一小部分经减压阀14和给水流量计13进入蒸发器
• 供生产淡水用，其流量由给水调节阀15调节
其余海水则用作真空泵12和排盐泵11的工作水
• 工作水压一般不应低于0.35～0.4MPa
➢ 在喷射泵抽吸管上装有止回阀31
开启蒸发器加热淡水进、出阀28，将主机缸套冷却 水引入蒸发器
开启冷凝器、蒸发器放气阀24、25，直至流出整股 水流后关闭
如加热和冷却水进口为三通阀，则可在抽真空和给 水后再引入加热、冷却水
14-4-1 带竖管蒸发器的装置(10)
②抽空和给水
• 开启海水泵10的吸人阀、喷射泵的舷外排出阀等 • 起动海水泵10，将工作海水供人两个喷射泵，于
• 阀6在水压作用下自动关闭
给水系统出现故障
①停止加热
• 先开大加热水调节阀2，后关闭蒸发器热水进、出口阀28
②关闭凝水排出阀30，停止凝水泵的工作 ⑧关闭给水截止阀，停止海水泵10 ④停止冷凝器的海水供应 ⑤打开真空破坏阀23
➢ 蒸馏器停止后，注意防止加热水和海水漏人
以免引起结垢, 锈蚀和竖管被盐垢堵塞
14-4-1 带竖管蒸发器的装置(13)
度
• 为防止空气漏人泵内，泵的轴封处设有水封 环
凝水泵吸人口上有通冷凝器汽空间平衡 管17
• 使泵内存气能及时排人冷凝器，从而防止失
14-4-1 带竖管蒸发器的装置(7)
➢ 凝水泵排、吸口间设有回流管，并在管上装 有盐度传感器19
传感器是一对测量电极
• 用导线与盐度计相连接
水的电阻系数随含盐量增加而降低 凝水含盐量改变时
➢ 装置配有供水、加热、冷却、排盐、抽气和凝 水(淡水)等系统
➢ 海水自舷外由海水泵10吸人
一小部分经减压阀14和给水流量计13进入蒸发器
• 供生产淡水用，其流量由给水调节阀15调节
其余海水则用作真空泵12和排盐泵11的工作水
• 工作水压一般不应低于0.35～0.4MPa
➢ 在喷射泵抽吸管上装有止回阀31
开启蒸发器加热淡水进、出阀28，将主机缸套冷却 水引入蒸发器
开启冷凝器、蒸发器放气阀24、25，直至流出整股 水流后关闭
如加热和冷却水进口为三通阀，则可在抽真空和给 水后再引入加热、冷却水
14-4-1 带竖管蒸发器的装置(10)
②抽空和给水
• 开启海水泵10的吸人阀、喷射泵的舷外排出阀等 • 起动海水泵10，将工作海水供人两个喷射泵，于
• 阀6在水压作用下自动关闭
给水系统出现故障
04船舶辅助设备
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备
[1]
第四章船舶辅助设备 Chapter 4 Marine Auxiliary Equipment
主要内容：
4.1 船用泵，结构、原理、 4.2 液压泵，液压马达，结构、工作原理； 4.3 船舶海水淡化装置， 4.4 船舶制冷与空调 4.5 活塞式空气压缩机 4.6 船用锅炉
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备
[6]
有效功率
Pe=ρgQH (W)
轴功率
η =Pe/P (%)
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备 第一节 船用泵 Section 1 marine pump
回转式 (Rotary )
叶片泵(Vane pump)
螺杆泵(Screw pump)
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备 第一节 船用泵 Section 1 marine pump
[ 10 ]
一、泵的概念和分类 二、泵的性能参数 泵的结构、原理、 三、泵的结构、原理、性能特点及管理要点 1、齿轮泵(Gear pump) 结构和原理
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备
[9]
容积式泵：通过运动部件的位移使泵工作空间容积周期性地发 生变化来吸排液体。 ★ ★ ★ ★
往复式(Reciprocating) 活塞泵(Piston pump) 柱塞泵(Plunger pump)
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备
[1]
第四章船舶辅助设备 Chapter 4 Marine Auxiliary Equipment
主要内容：
4.1 船用泵，结构、原理、 4.2 液压泵，液压马达，结构、工作原理； 4.3 船舶海水淡化装置， 4.4 船舶制冷与空调 4.5 活塞式空气压缩机 4.6 船用锅炉
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备
[6]
有效功率
Pe=ρgQH (W)
轴功率
η =Pe/P (%)
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备 第一节 船用泵 Section 1 marine pump
回转式 (Rotary )
叶片泵(Vane pump)
螺杆泵(Screw pump)
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备 第一节 船用泵 Section 1 marine pump
[ 10 ]
一、泵的概念和分类 二、泵的性能参数 泵的结构、原理、 三、泵的结构、原理、性能特点及管理要点 1、齿轮泵(Gear pump) 结构和原理
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第四章 船舶辅助设备
[9]
容积式泵：通过运动部件的位移使泵工作空间容积周期性地发 生变化来吸排液体。 ★ ★ ★ ★
往复式(Reciprocating) 活塞泵(Piston pump) 柱塞泵(Plunger pump)
简易海水淡化装置简介
简易海水淡化装置简介
8月3日
简易海水淡化装置简介
海水是海洋资源的重要组成部分，也是淡水资源的重要补充和储备水源。
通过海水淡化技术，将海水去除盐分生产高品质淡化水，可以满足居民生活、工业生产等用水需求。
简易海水淡化装置优势
1.该过滤元件具有过滤流量大、无污染、压力损失小的特点。
它能截获不同大小的杂质颗粒。
2.占地面积小，安装方便，适应性强。
所有使用的配件均采用耐腐蚀材料和耐腐蚀性强的不锈钢制成。
3.系统控制简化了手动操作，保证了系统的自动、安全、可靠运行。
简易海水淡化装置工作原理
本设备采用电化学、全膜法与自动加药工艺分两级处理。
系统前处理为电化学凝聚、机械过滤器、活性碳过滤器和软化器，配合加药与海水反应，有效去除海水中的悬浮物、有机物、胶体、异味等物质，并且色度、浊度达到反渗透的进水要求。
后级采用海水淡化反渗透膜进行脱盐，去除海水中绝大部分的溶解性盐类物质，使水质淡化。
简易海水淡化装置应用领域
广泛应用于海上作业、商业、工业、船舶、海岛、渔船、海岛生活用水、居民舰艇等使用。
船舶海水淡化装置
第三节 船用真空蒸馏式海水 淡化装置的管理与维护
C). Seawater Flow to Condenser
Overheating of seawater indicates insufficient flow, or the condenser plates may be scaled and need cleaning.
➢ 一般商船上的海水淡化装置绝大多数都采用真空蒸馏法。
➢ 船用蒸馏式海水淡水装置采用真空式的好处是：
1. 可以采用温度不太高的介质如缸套冷却水作为热源，这样可以 利用船舶动力装置的废热来提高装置的经济性。
真空度%= [101.325-绝对压力(kPa)]/101.325( kPa). =相对压力（表压kPa ）/101.325( kPa).
第一节 概述 Overview
➢ 海水淡化的方法：
4. 冷冻法 Freezing method
其原理是根据一定浓度范围的盐溶液，在其降温至冰点时， 就会析出水冰冰晶来实现海水淡化。因此，只要取出冰晶，用淡 水洗去晶体表面及其间隙之内的残留海水，然后将其融化，则可 获得淡水。
第一节 概述 Overview
第二节 船用真空蒸馏式海水 淡化装置的工作原理
➢真空蒸馏（沸腾式）海水淡化装置的板式蒸发器和冷凝器
真空蒸馏（沸腾式）海水淡化装置的内部简图。
第三节 船用真空蒸馏式海水 淡化装置的管理与维护
以Alfa Layal公司生产的JWP－26－C型造水机为例：
1.装置的启用和停用 Start and stop plant。 2. 常见故障 Trouble shooting。
由此，一般为60~65℃的柴油机缸套冷却水即可用作加热工质，并可 用舷外海水使蒸汽冷凝从而获得冷凝水/淡水 。
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2020/5/13
14
真空度的建立和保持
➢ 船用真空蒸馏式海水淡化装置大都将真空度维持在90%~94％ (91.7~95.7 kPa)，相应蒸发温度为45~35℃。
➢ 给水量增大(给水倍率加大)或给水温度降低，更多的热量耗于 预热或被盐水带走；
➢ 凝水回流电磁阀关闭不严，使一部分所产淡水漏回蒸馏器；
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13
影响淡水产量的因素
在日常管理中，造水机是否生产出淡水，以及产水量的多少，影响最 大的是能否建立和保持合适的真空度；而造水机使用日久后产水量会逐渐 减少，则往往是加热面脏污和结垢所致。
2020/5/13
1 mg/L(NaCl)相当于0.606 mg/L(CI`) 4
船舶对淡水的需求量
生活用水每人约150~250L/d。 ➢ 动力装置用水以主机功率计：
• 柴油机船每千瓦约需0.2~0.3L/d，
• 汽轮机船每千瓦约需0.5~1.4L/d。
➢ 辅锅炉的补水量可按蒸发量的1％~5％估计，中，高压锅炉按蒸发量 的1％~3％计。
蒸发器
器
的
真
空
加热器沸腾式来自凝水泵造水
机
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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
➢ 对船用真空蒸馏式海水淡化装置的要求是： • 要保持额定的产水量（保量）；
• 要使所产淡水的含盐量符合要求（保质）。
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影响淡水产量的因素
造水机产水量（蒸发量）的多少，主要取决于加热水向海水传热量的大小。
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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
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2
海水的含盐量
➢ 海水是一种含有80多种盐类的水溶液，其中含量超过1mg/L的有11种，含 量最多的是NaCl和MgCL2。 ➢ 大洋中海水平均含盐量约为35g/L；但不同海域的海水含盐量是不同的。 ➢ 海水含盐量与所在海区的地质、降雨量、入海河流流量和海水蒸发量等有 关。
• 某些离河口近，蒸发量小的内海，如波罗的海含盐量仅为2~6.7g/L，黑 海含盐量17~18.5g/L； 而某些蒸发量大的内海，如红海、地中海，含盐量 可高达40g/L以上。
➢ 根据设备可分为蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。 此外，以上方法的组合也日益受到重视。
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第二节 船用蒸馏式海水淡化装 置的工作原理
➢ 船用蒸馏式海水淡水装置采用真空式的好处有： • 可以采用温度不太高的介质作为热源，利用船舶动力装置的废热，提 高装置的经济性； • 保持较低的加热温度能减少蒸发器换热面的结垢和便于清除。
➢ 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
➢ 换热面脏污结垢，使蒸发器传热系数减小；
➢ 加热侧发生“气塞”，里面的气体会影响加热介质流动而妨 碍换热。可通过放气旋塞把气放掉；
➢ 蒸发器水位太低，使加热水与被加热海水间的实际换热面积 减少，蒸发器内最适当的水位是正好达到上管板的位置；
➢ 真空度不足，这会导致海水的沸点提高；
➢ 加热水流量不足或温度太低，以致加热水平均温度降低；
第十四章 船舶海水淡化装置
fresh water generator
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 影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素 第四节 船用海水淡化装置的实例及其管理 复习思考题
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海水淡化装置 [名词委审定]汉英航海科技名词(1996)] sea water desalting plant, fresh water generator 海水淡化装置 [汉英船舶大词典] distilling system ;sea water desalting pla1nt
➢ 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 500~1000mg/L，氯离子浓度不大于250~500mg/L(Cl’)，pH值为6.5~8.5。
• 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)．
不同海域的海水含盐量虽然不同，但各种主要盐类所占比例却基本不 变．当海水含盐量为35g/L时，各种盐类的含盐量如下表所示，
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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；
第一节 概述
➢ 船舶每天都需要消耗相当数量的淡水，以满足船员，旅客和动力装置的 需要。 ➢ 一般称为淡水者含盐量在1000mg/L以下。
➢ 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。
➢ 出于以下两个目的，一般船舶都设有海水淡化 装置(俗称造水机)。
•远洋船舶为增加载货吨位，不宜携带过多淡水； •减少向港口购买淡水的费用，并增强船舶的续航能力。
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 20~25m3/d。
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海水淡化的方法
➢ 蒸馏法 ➢ 电渗析法 ➢ 反渗透法 ➢ 冷冻法
船用海水淡化绝大多数采用蒸馏法。
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蒸馏法
➢ 蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展， 该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过 程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨， 而雨是不带咸味的。