船舶海水淡化装置

0411船舶海水淡化装置

第十一章船舶海水淡化装置

§11.0 概述

§11.1 海水淡化装置工作原理及工作分析

§11.2 海水淡化装置的实例及管理

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。淡水需求：生活用水、动力装置用水、锅炉补水

海水[Sea Water(S.W.)]：平均含盐量35g/l

淡水[Fresh Water(F.W.)]：含盐量<1000mg/l

造水机[Fresh Water Generator(F.W.G.)]：所产淡水含盐量应低于10mg/l。(根据锅炉补给水的要求)

船用海水淡化绝大多数采用蒸馏法。

第一节蒸馏式海水淡化装置(造水机)工作原理及工作分析

一、工作原理

蒸馏式海水淡化装置采用真空式的优点：

船用蒸馏式海水淡化装置真空度皆大于80％，沸点不高于60℃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；保持较低的加热温度能使蒸发器换热面上的结垢减

少和便于清除。

真空沸腾式造水机原理图

1

空沸腾式造水机组成：

给水阀加热器、蒸发（馏）器、冷凝器海水泵、真空泵、排盐泵、凝水泵给水系统抽真空系统加热系统冷却系统凝水系统排污(盐水)系统

真空沸腾式海水淡化装置[Distilling Type F.W.G]工作原理加热工质通常是主机缸套冷却水[M.E. Jacket Cooling Water]。加热介质流入加热器,竖管内海水达到沸点后即开始汽化，流出竖管后蒸汽从水中逸出称为二次蒸汽。( 蒸发出的蒸汽称二次蒸汽。)

蒸馏器中海水的蒸发和二次蒸汽的冷凝都是在真空状态下进行的。

真空度的建立和维持有赖于真空泵6．真空泵6和排盐泵5一般采用水喷射泵，工作水由造水机海水泵2提供。

水位稳定条件: W0=W+WB 给水量w0＝产水量W+排盐量WB

给水倍率= W0/W

真空闪发式海水淡化装置[Flash Type F.W.G]

闪发式在加热器中(压力下)加热(温度低,减少结垢)，在闪发室中(真空下)汽化(绝大部分海水不能汽化)。

蒸汽引入冷凝器中凝结成淡水。

1.不同点：沸腾式在真空条件下加热和汽化，而闪发式在压力下加热，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，须加大排污量,给水倍率大，消耗热量多。

闪发式---船上已基本不用, 采用多级的效率提高显著。

一些基本问题(★★★)：

真空泵[Vacuum P/P]、排盐泵[Brine P/P]采用喷射泵。冷却水来自主海水泵，不单独设冷却水泵。凝水泵一般采用离心泵[Centrifugal P/P]。空气抽出口设在冷凝器中部。

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。[Drain

Cock]&[Vacuum Breaker]

对造水机的主要要求：造水量、含盐量

2

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）。

二、影响造水量的因素

造水量?蒸发量

给水量传热系数换热面积加热水平均温度海水沸点进水温度

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。

造水量低的原因P234 (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。

X真空度(%)

101.325(kPa)真空度靠真空泵(喷射泵)建立和保持。

保持足够真空度的条件

(1)有足以与蒸发量相应的冷凝能力。(2)真空泵应具有足够抽气能力。

影响造水量的主要因素是真空度，或使用日久使传热性能变差。

三、真空度的建立和保持

真空度太低，则沸点增高，产水量就会减少，甚至停产;

真空度过高，则沸点过低，又会导致沸腾过于剧烈，使二次蒸汽携带水珠量增加，以致所产淡水的含盐量增加．

(3)蒸馏装置要有良好的气密性

3

加热水量太大,冷却水温高。

四、影响加热面结垢的因素

1.海水的沸点[S.W. Boiling Point]

(泥渣)

)

)

影响水垢生成速度和成分因素

1.海水的沸点[Boiling Point]

2.盐水的含盐量[Salinity]

3.传热温差[Temperature Difference]

沸点高，盐的溶解度小水垢越多；水垢成分变化。

<75℃主要是碳酸钙；>75℃氢氧化镁增加；>82℃主要是氢氧化镁，硫酸钙增加。

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。

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W0?S0?WB?SBW0 =W+WBW0--给水流量

S0---给水含盐量

WB-盐水流量

SB--盐水含盐量

W--淡水流量SB浓缩率??S0W0SBW0????S0WBW0?W?1??1???1??1

(★★★★) W0给水倍率??W

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。

五、影响淡水含盐量的因素