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1、第四节 船用海水淡化装置的实例 及其管理 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(1) w 1.装置的组成和工作 w 图145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 w 图146示出本装置所用蒸馏器的结构图 n蒸发器管板的上方设有拱形汽水分离挡板20 l飞溅的盐水在碰撞挡板后即会返落下来 n而蒸汽则绕过挡板继续向上 n再通过波纹板汽水分离器13 l除去二次蒸汽所夹带的大部分水珠，从上部进入 冷凝器 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(2) n凝水经出口33被凝水泵抽走 l不凝性气体则经空气抽出口15由水射真空泵抽除 n喷射泵喷咀用不锈钢，其余部分用锰黄铜制 造 n为防止海水腐蚀 l蒸发器
2、和冷凝器管子与管板用锡黄铜或铝黄铜 l壳体内相应的海水空间设置防蚀锌板3、9、19等 n某些蒸馏器壳体内表面涂有塑料防蚀保护层 l这种涂层不耐高温，操作时务必注意 l如有破损，可用环氧树脂修补 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(3) n壳体接头29、32以及 34、35分别用来安装 盐水水位计和凝水水 位计 n接头26用来安装真空 表 n壳体的接头1处还装 有温度表 l可以工作温度所对应 的饱和压力校核真空 表读数 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(4) n接头27上装有真空破坏 阀 l当蒸馏器中真空度过高时 w可稍开此阀放人少量空气 w以保持合适的真空度 w避免盐水沸腾过剧而影响 产水质量
3、n在以蒸汽为加热介质的 蒸馏器壳体上还装有安 全阀 l以防用蒸汽加热时不慎导 致蒸馏器内压力过高 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(5) w 装置配有供水、加热、冷却、排盐、抽气和凝 水(淡水)等系统 w 海水自舷外由海水泵10吸人 n一小部分经减压阀14和给水流量计13进入蒸发器 l供生产淡水用，其流量由给水调节阀15调节 n其余海水则用作真空泵12和排盐泵11的工作水 l工作水压一般不应低于0.350.4MPa w 在喷射泵抽吸管上装有止回阀31 n防止喷射泵失去抽力时，海水倒灌 w 在喷射泵排出管上设有止回阀 n用以在泵停止工作时防止海水倒灌 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(6) w
4、加热介质由主机缸套冷却水系统来 n其流量由加热水调节阀2调节 w 冷凝器冷却水系统大多与主机的冷却 海水系统串联，冷却水量由阀8调节 w 装置所产淡水由凝水泵16抽出 n经淡水流量计21排人淡水舱柜 n凝水泵位置较低，以造成必要的流注高 度 l为防止空气漏人泵内，泵的轴封处设有水封环 n凝水泵吸人口上有通冷凝器汽空间平衡 管17 l使泵内存气能及时排人冷凝器，从而防止失吸 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(7) w 凝水泵排、吸口间设有回流管，并在管上装 有盐度传感器19 n传感器是一对测量电极 l用导线与盐度计相连接 n水的电阻系数随含盐量增加而降低 n凝水含盐量改变时 l盐度计反映的电阻值
5、随之改变 l盐度计测量电路中的毫伏表所测电量也随之改变 n盐度计指示仪表刻度标示出相应含盐量，单位 ppm n当凝水的含盐量超过盐度计所调定的报警值时 l报警系统就会发出声、光报警 l回流电磁阀20通电开启，不合格淡水重新流回蒸馏 器 w凝水泵排出压力降低，止回阀30关闭，凝水停止输往 淡水舱 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(8) w 盐度计型号很多，图示为ALFA-I 盐度计 w 监测的含盐量范围是019.9ppm w 当超过19.9ppm时，将显示1ppm w 水温也会影响电阻率 n电路有温度补偿功能 n在水温为085范围内修正读数 w 使用时 n接通电源开关1和蜂鸣器开关3 l电源指示
6、绿灯2亮，盐度计投人工作 n为检查盐度计读数是否正常 l每个月进行一次试验 (按试验按钮4) 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(9) w 2装置的启用和停用 w (1)启用 n启用前的准备 n 检查真空破坏阀23、底部泄水阀33及凝水泵出口阀 30、给水调节阀15和给水流量计旁通阀是否 关闭 n开启冷凝器冷却海水进、出阀27，将海水引入冷凝 器 n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 n开启冷凝器、蒸发器放气阀24、25，直至流出整股 水流后关闭 n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) n抽空和给
7、水 l开启海水泵10的吸人阀、喷射泵的舷外排出阀等 l起动海水泵10，将工作海水供人两个喷射泵，于 是蒸馏器中开始出现真空 l为保证喷射泵正常工作，工作水压力应不低于0.35 0.4MPa l达到所要求的真空度时，开启给水调节阀15，根 据给水流量计13所指示的流量，调节阀15的开度 ，以保持适当的给水量 w不设给水流量计的装置，调节给水管路节流孔板前的压 力至规定值，即可保证给水流量合适 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(11) n供人热水 n蒸馏器中的真空度达到要求时，将通向主机淡水 冷却器的旁通阀2关小，使主机冷却水在蒸发器中 通过 l由于在主机缸套水冷却系统中增加了一个“冷却器” ，水
8、温会降低 l如冷却水系统未设自动调温阀，应适当开大缸套冷 却器4旁通阀34，以保持主机缸套冷却水适宜的温度 n供人冷却水 n开始产汽后，关小冷却海水旁通阀8，增加冷凝器 冷却水流量，保持合适的真空度 n通过阀2调节加热水的流量，保持适当蒸发量 n排出凝水 n当凝水水位达到冷凝器水位计半高时 l起动凝水泵16，打开出口阀30，向淡水舱供水，接 通盐度计电源 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(12) w (2)停用 w 当船舶驶近港口时，应停止海水淡化装置 n这些地方海水受污染，使所产淡水不合卫生要求 w 装置停用步骤如下： n停止加热 l先开大加热水调节阀2，后关闭蒸发器热水进、出口阀28 n关
9、闭凝水排出阀30，停止凝水泵的工作 n关闭给水截止阀，停止海水泵10 n停止冷凝器的海水供应 n打开真空破坏阀23 w 蒸馏器停止后，注意防止加热水和海水漏人 n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) w 3.装置遥控和自动化 n无人机舱船舶，装置 必须实现遥控和自动 调节 n图为可以遥控和自动 调节的真空沸腾式海 水淡化装置的简图 w 主要特点如下： n(1)在壳体上有一个由 蒸发温度继电器1控制 的常开式真空调节电 磁阀2 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(14) w 运行时 n如海水温度较低 l真空度增加到94(35)时 n蒸发温度继电器1 l使电
10、磁阀2断电开启 l外界空气得以进入蒸馏器 l真空度降至正常范围 w蒸发温度上升至调定值后 w继电器才重新通电 w使电磁阀关闭 w达到了自动调节真空度 n冷却海水始终保持额定流 量而无需调节 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(15) w (2)装有压力继电器7和液 控泄放阀6 n当建立给定给水压力后 l阀6在水压作用下自动关闭 n给水系统出现故障 l给水压力下降至调定值时 l继电器7就会接通报警电路 n在装置停止工作、海水泵 供水压力消失后 l阀6会自动开启从而将蒸馏 器中的存水泄空 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(16) w (3)装置系统始终和主机的海、淡水系统串联 n停用后, 会使主机的
11、海淡水系统附加一些流动阻力 n省去在装置启、停时省去开、关阀件及放气等操作 w 装置起动时 n按下按钮，可使装置按下述程序自动起动： l时间继电器工作 l真空调节电磁阀2保持关闭 l海水泵8起动 l喷射器9、10开始抽气 l给水压力建立 l泄放阀6关闭 l凝水泵11起动 l盐度计12通电投人工作 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(17) w 停用时 n按下停止按钮 l真空调节电磁阀断电而自行开启 l海水泵断电停车 l泄放阀失压开启，放出蒸馏器中的海水 l凝水泵和盐度计断电 l时间继电器又为下一次启动作好准备 w 此外，有造水机还可根据淡水舱中的水位自动 控制装置的启停 14-4-1 带竖管蒸发
12、器的装置(18) w 4.运行中管理 w (1)给水流量和蒸发器水位控制 n调节给水流量保证给水倍率为34为宜 l给水倍率太低，结垢量增加 l给水倍率太大，产水量减小 n排盐泵工作正常也是保持给水倍率合适的必 要条件 n给水倍率合适且排盐泵工作正常时 l蒸发器内部水位应比上管板销高 l盐水水位太高会使产水含盐量增大，太低又使产 水量减少 14-4-1 带竖管蒸发器的装置 (19) w (2)凝水泵流量和凝水水位的控制 n凝水水位一般维持在水位计1/21/3高度 l凝水水位太高 w冷凝器中被凝水浸没的管束过多，将会减少冷凝能力 l凝水水位过低 w则凝水泵又会因流注吸高太小而产生气穴现象，甚至失吸
13、 n凝水泵是不允许在无水的情况下运转 l否则轴封就可能因发热而损坏 n凝水水位 l取决于冷凝器单位时间的凝水量和凝水泵的流量 w二者相等时水位也就稳定 l运行中凝水水位如不合适 w可适当调节凝水泵出口阀开度来调节凝水泵流量 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(20) w (3)冷却水流量和真空度的控制 n船用真空沸腾式海水淡化装置的蒸发温度常控制在35 45范围内，相应真空度为9490 n有的蒸馏装置将蒸发温度定为4560，相应真空度 为9080 n装置真空度通过调节冷凝器冷却水流量来控制 n一般冷却海水流量控制在冷却海水温升为56 l真空度太低，海水沸点升高，会使结垢加剧，产水量减少 l真空度
14、太高，沸腾过于剧烈，又使所产淡水的含盐量增加 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(21) w (4)加热水流量和产水量的控制 n产水量靠调节进入加热淡水流量来控制 l如果关小旁通阀2，增大加热水的流量 w则加热淡水流经蒸发器的温降减小，产水量提高 l反之，则淡水产量降低 n加热淡水流经蒸发器的温降约为69 n当船进入热带航区时 w海水温度可达3032或更高 w冷凝器的传热温差减小，冷凝能力下降 w工作水温度升高会降低真空泵的抽气能力 l这都会使蒸馏器的真空度下降 l这时可加大冷却水流量, 以保持足够的真空度 l或减小加热水流量，降低产水量，以免沸点高，结垢加剧 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(
15、22) w 当冬季海水温度较低时 n为使真空度不致太高 l可减小冷却水流量 l或稍开真空破坏阀 n不宜加大加热水流量使淡水产量超过设计值 l以致造成盐水沸腾过于剧烈，汽流上升速度过快 ，致使所产淡水含盐量过高 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(23) w 综上所述，运行中管理工作是： n保持适当的给水流量，维持蒸发器水位适宜 n调节凝水泵流量与淡水产量相适应，维持凝水水位 n控制冷却海水流量，维持适当的真空度 n控制加热水流量，维持适当的淡水产量 n只要供水量及排盐泵工作正常，盐水的含盐量一般 是会保持在合适的范围之内的 n工作中的干扰是海水温度变化，它影响到真空度 n只要真空度稳定，其它各项
16、参数如产水量、给水量 、蒸发器水位和凝水水位不必经常调节 n海水淡化装置工作稳定后，一般无需专人看管，而 只要定期巡视即可 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(24) w 5装置的养护 n第一，保证装置能维持足够高的真空度 l适时地清洗冷凝器水侧，以免污垢堵塞水管和污染换热面 l同时要注意检查和保持装置的气密性 n第二，应及时对蒸发器进行除垢 l装置工作条件正常，使用过久而淡水产量逐渐减小时 l对给水进行连续投药处理，可预防结垢，减小淡水含盐量 n第三，检查和消除冷凝器漏泄的可能性 l淡水含盐量过高而又非出于操作方面的原因时 14-4-1 带竖管蒸发器的装置(25) n第四，定期维护装置水泵及盐度检测报警设 备 l盐度传感器每使用一个月左右即应拆出清洁一次 以免电极粘附污垢，使反映的电阻值不准 l清洁时应在热淡水中浸洗，勿用硬物刮刷，以免 损坏电极表面的铂铑镀层 n第五，每年检查冷凝器和蒸发器中的
