第十四章 船舶海水淡化装置

第十四章船舶海水淡化装置fresh water generator 第一节船用蒸馏式海水淡化装置的工作原理第二节船用海水淡化装置的实例

船舶每天都需要消耗相

当敷量的淡水，以满足船员，旅客和动力装置的需要。

一般称为淡水的含盐量在1000mg/L以下．远洋船舶为增加载货吨位，不宜携带过多淡水，一般都设有海水淡化装置(俗称造水机)，以减少向港口购买淡水的费用，并增强船舶的续航能力。

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

•反渗透法

•冷冻法

船用海水淡化绝大多数采用蒸馏法。

第一节船用蒸馏式海水淡化装置的

工作原理

真空蒸馏式海水演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，然后再喷人真空容器内‘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。

一、真空沸腾式海水淡化装置工作原理：

如图14-1所示，加热工质对管内海水加热。海水温度达到装置内真空压力对应的饱和温度时开始在海水内部大量汽化，蒸汽汽泡穿过海水从蒸发面上逸出，穿过汽水分离器，除去含有微量盐分的水珠后进入冷凝器。蒸汽被冷凝为淡水，由凝水泵4抽出送往淡水柜。给水量w 0

产水量w

排盐量w B

给水量w ＝产水量W+排盐量W

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。

真空泵应具有足够的抽气能力。真空泵的工作水压过低或工作水温过高，排出背压过高(>8mH2O)，喷咀磨损、堵塞、安装不当吸入止回阀卡死等都能使真空泵的抽气能力下降。 蒸馏装置要有良好的气密性，防止空气漏入。

三、影响淡水产量的因数

影响装置淡水产量的因数主要有：海水、加热介质的温度和流量，装置内真空度的大小，加热器、冷凝器换热效果等三方面。

1. 海水、加热介质温度和流量的影响：在海水与加热介质温差减小时，应增大加热介质或冷却海水流量予以补偿。而供入装置的给水流量增大，会使盐水带走的热量加大，使产水量下降，给水倍率一般控制在3-4为宜。

2.装置内真空度大小的影响:

船用真空蒸馏式海水淡化装置大都将真空度维持在80％～94％(绝对压力81．4～91．7kPa)，对应的饱和温度为60～35℃。

若真空度减小，饱和温度增高，汽化量减小，产水量就会减少；而真空度过高，则饱和温度过低，又会导致沸腾过于剧烈，蒸汽携带水珠量增加，淡水质量下降。

3.加热器、冷凝器换热效果的影响:

加热器换热效果良好状况下，如果冷凝器效果较差，会导致装置内真空度下降，饱和温度升高，汽化量下降，产水量则下降。

四、影响蒸馏袭置所产淡水含盐量的因素

装置所产淡水的含盐量S

F ，取决于进入冷凝器的二次

蒸汽的含水量w(％)和蒸发器内盐水的含盐量S B (mg ／L)，即：

由此可见，从管理的角度来看，淡水含盐量过高的主要原因有：

装置中海水汽化速度过大，沸腾过去剧烈； 加热器中被加热海水水位过高；

被加热海水含盐量太大。

冷凝器漏泄，使冷却海水漏入凝水侧．

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)装置给水率的影响。在同样的工作压力和传热温差下，盐水的含盐量越大,难溶盐的

含量就越大，生成的水垢也就越

多。

盐水含盐量S B 与海水含盐量S 0之

比称为浓缩率ξ.

一般认为：船用真空沸腾式淡化

装置适宜的给水倍率u ＝3～4。

此时的海水浓缩率ξ＝1．5～

1.3，不会生成CaSO 4水垢．

(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:

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。

14-3带竖管蒸发器的真空沸腾式淡化装置系统原理图

14-2 带竖管蒸发器的真空沸腾式蒸馏器

喷射泵喷嘴用不锈钢，其余部分用锰黄铜制造。为防止海水腐蚀，蒸发器和冷凝器管子与管板用锡黄铜或铝黄铜，壳体内相应的海水空间设置防蚀锌板3、9、19等。某些蒸馏器壳体内表面涂有塑料防蚀保护层，这种涂层不耐高温，操作时务必注意如有破损，可用环氧树脂修补。

喷射泵－作为真空泵、排盐泵。

•盐度传感器是一对测量电极，用导线与盐度计相连接。单位是ppm。

•盐度计型号很多，图示为ALFA-I盐度计监测的含盐量范围是0～19.9ppm。当超过19.9ppm时，将显示1ppm。

使用时：

接通电源开关1和蜂鸣器开关3

电源指示绿灯2亮，盐度计投

人工作

为检查盐度计读数是否正常

每个月进行一次试验(按试验

按钮4)