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1、第四节第四节船用海水淡化装置的实例及其管理船用海水淡化装置的实例及其管理114-4-1 带竖管蒸发器的装置(1)w1.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20l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13l除去二次蒸汽所夹带的大部分水珠，从上部进入冷凝器23414-4-1 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蒸发器和
2、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514-4-1 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614-4-1 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n在以蒸汽为加热介质的蒸馏器壳体上还装有安全阀l
3、以防用蒸汽加热时不慎导致蒸馏器内压力过高714-4-1 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0.350.4MPaw在喷射泵抽吸管上装有止回阀31n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814-4-1 带竖管蒸发器的装置(6)w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
4、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17l使泵内存气能及时排人冷凝器，从而防止失吸914-4-1 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19n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ppmn当凝水的含盐量超过盐度计所调定
5、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1014-4-1 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019.9ppmw当超过19.9ppm时，将显示1ppmw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3l电源指示绿灯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)1114-4-1 带竖管蒸发器的装置(9)w2装置的启用和停用w(1)启用n启用前的准备n
6、 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1214-4-1 带竖管蒸发器的装置(10)n抽空和给水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0.350.4MPal达到所要求的真空度时，开启给水
7、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1314-4-1 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
8、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1414-4-1 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28n关闭凝水排出阀30，停止凝水泵的工作n关闭给水截止阀，停止海水泵10n停止冷凝器的海水供应n打开真空破坏阀23w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1514-4-1 带竖管蒸发器的装置(13)w3.装置遥控和自动化n无人机舱船舶，装置必须实
9、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21614-4-1 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1l使电磁阀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1714-4-1 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6n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
10、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1814-4-1 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1914-4-1 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
11、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 2014-4-1 带竖管蒸发器的装置(18)w4.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 2114-4-1 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
12、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2214-4-1 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3545范围内，相应真空度为9490n有的蒸馏装置将蒸发温度定为4560，相应真空度为9080n装置真空度通过调节
13、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56l真空度太低，海水沸点升高，会使结垢加剧，产水量减少l真空度太高，沸腾过于剧烈，又使所产淡水的含盐量增加2314-4-1 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69n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
14、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2414-4-1 带竖管蒸发器的装置(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2514-4-1 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
15、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 2614-4-1 带竖管蒸发器的装置(24)w5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2714-4-1 带竖管蒸
16、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防蚀锌板l当其耗蚀过半时取下应予以换新2814-4-1装置漏气及其防止(1)w检查海水淡化装置的密封性n将蒸馏器通外界的各阀关闭，然后启用喷射泵n抽至工作所要求的真空度后停止抽气l如在1h内真空度下降超过10，表明密封性不合格l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，则表明该处漏气l通常最易
17、漏气的地方是凝水泵的轴封和阀杆填料处w固定部件结合处的漏泄n可采用涂油漆、密封胶等办法堵漏n有些漏缝或漏孔，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2914-4-1装置漏水及其防止(2)w检验冷凝器是否漏水，可停用造水机，关闭凝水泵出口阀，继续供给冷凝器冷却水n如果凝水水位逐渐升高，则表明冷凝器漏泄，即冷却海水漏到了凝水一侧l这一点可短时间关闭通往淡水柜的截止阀，启动凝水泵，检测盐度予以证实n进一步确定漏泄部位，可关闭冷却水进、出口阀l拆下冷凝器端盖，用前述线香或烛火法查漏n也可通过向冷凝器内压水的方法来查漏n经验表明l漏泄大多是由于管与管板的扩接不良所造成3014-4-1给水
18、处理及蒸发器清洗除垢w有些装置中设有给水投药处理设备w水处理剂的作用是：n使海水中的难溶物质在析出时不形成水垢，而形成很小的形状不规则的松散易脱落的晶体，从而被排盐泵连续排走n含有消泡沫剂，能消散小汽泡，防止海水飞溅，从而减少所产淡水的含盐量，便于加大蒸发率。n目前海水淡化装置水处理剂种类很多，例如l德鲁(Drew)船用化学晶公司的AMEROYAL蒸发器处理剂l碧浪灵(Perolin)船用化学晶公司的FORMET 343l马力达(Magnus)船用化学药品公司的HI-LO-VAPl加美仑(Gamlen)化工产品公司的GAMAVAP等3114-4-2板式换热器的淡化装置(1)w 采用板式换热器的
19、真空沸腾式海水淡化装置已在船上获得广泛的应用w尼莱克斯(Nirex)型海水淡化装置即属此类w其中JW(S)P36型的技术数据见表142w图1410示出JW(S)P36125型蒸馏装置的系统原理图323314-4-2板式换热器的淡化装置(2)w该装置的蒸发器22和冷凝器21采用板式换热器n并连同装在前盖上的汽水分离器23一起组装在一扁圆形的蒸馏器壳体20中n因而蒸馏器的结构比较轻小n蒸馏器的座框、壳体和前盖由碳钢制成，外覆蓝色珐琅，内涂玻璃粉末加固聚脂混合剂n换热器板由钛制成n前盖可以方便地开启，以便维修w该装置增设了可用蒸汽加热的少量设备和管路外，其余与前述装置无差异3414-4-2板式换热器
20、的淡化装置(3)w系统的工作参数为：n蒸发温度 约40(真空度93)n加热水温度 5590n加热蒸汽压力 0。3MPan每1mh淡水产量平均耗热量 767814kWn所产淡水含盐量 15mg儿w为了使盐水和二次蒸气能够从蒸发器的上方流出，在蒸发器换热板海水一侧的上部不设密封垫，为了使蒸汽能自上而下地进入冷凝器中冷凝，在冷凝器侧换热板的凝水一侧上方也不设密封垫3514-4-2板式换热器的淡化装置(4)w换热板上的载荷，由板上的许多金属触点来支承w这种蒸馏器不仅可通过孔板严格控制给水量，而且给水通过蒸发e8的时间很短，所以换热面上的结垢也就很轻。3614-4-2板式换热器的淡化装置(5)w当装置换用蒸汽加热时，应先关闭缸套水的进、出阀6，并通过泄水阀11放空蒸发器内的存留加热水，以防污染加热蒸汽的凝水w再经加水阀13加入清洁淡水，并开启加热循环阀7w开启供汽阀8，通入表压约0.3MPa的低压蒸汽，使作为喷射器10的工作流体，去加热新加入的淡水，并使其在蒸发器中循环w需注意调节加热蒸汽的流量，以使蒸发器人口处的淡水温度保持在6570w因蒸汽凝结所增加的淡水量，经调压阀12流人冷凝器w为保证蒸汽喷射器的循环流量，调压阀的开启压力应不低于0.1MPaw为了限制工作蒸汽的压力，进汽管上装有安全阀7。安全阀的整定压力应不大于0.45MPa37 end38
