船用海水淡化装置的实例及其管理

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)1.装置的组成和工作图14—5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图14—6示出本装置所用蒸馏器的结构图蒸发器管板的上方设有拱形汽水分离挡板20飞溅的盐水在碰撞挡板后即会返落下来而蒸汽则绕过挡板继续向上再通过波纹板汽水分离器13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)凝水经出口33被凝水泵抽走不凝性气体则经空气抽出口15由水射真空泵抽除喷射泵喷咀用不锈钢，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14-4-1带竖管蒸发器的装置(3)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接头26用来安装真空表壳体的接头1处还装有温度表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)接头27上装有真空破坏阀当蒸馏器中真空度过高时可稍开此阀放人少量空气以保持合适的真空度避免盐水沸腾过剧而影响产水质量在以蒸汽为加热介质的蒸馏器壳体上还装有安全阀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)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防止喷射泵失去抽力时，海水倒灌在喷射泵排出管上设有止回阀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)加热介质由主机缸套冷却水系统来其流量由加热水调节阀2调节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装置所产淡水由凝水泵16抽出经淡水流量计21排人淡水舱柜凝水泵位置较低，以造成必要的流注高度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，从而防止失吸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盐度计反映的电阻值随之改变盐度计测量电路中的毫伏表所测电量也随之改变盐度计指示仪表刻度标示出相应含盐量，单位ppm当凝水的含盐量超过盐度计所调定的报警值时报警系统就会发出声、光报警回流电磁阀20通电开启，不合格淡水重新流回蒸馏器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)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水温也会影响电阻率电路有温度补偿功能在水温为0~85℃范围内修正读数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)14-4-1带竖管蒸发器的装置(9)2．装置的启用和停用(1)启用①启用前的准备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开启冷凝器冷却海水进、出阀27，将海水引入冷凝器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，于是蒸馏器中开始出现真空为保证喷射泵正常工作，工作水压力应不低于0.35～0.4MPa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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)⑧供人热水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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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④供人冷却水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通过阀2调节加热水的流量，保持适当蒸发量⑤排出凝水当凝水水位达到冷凝器水位计半高时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)(2)停用当船舶驶近港口时，应停止海水淡化装置这些地方海水受污染，使所产淡水不合卫生要求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)3.装置遥控和自动化无人机舱船舶，装置必须实现遥控和自动调节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主要特点如下：(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214-4-1带竖管蒸发器的装置(14)运行时如海水温度较低真空度增加到94％(35℃)时蒸发温度继电器1使电磁阀2断电开启外界空气得以进入蒸馏器真空度降至正常范围蒸发温度上升至调定值后继电器才重新通电使电磁阀关闭达到了自动调节真空度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)(2)装有压力继电器7和液控泄放阀6当建立给定给水压力后阀6在水压作用下自动关闭给水系统出现故障给水压力下降至调定值时继电器7就会接通报警电路在装置停止工作、海水泵供水压力消失后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)(3)装置系统始终和主机的海、淡水系统串联停用后,会使主机的海淡水系统附加一些流动阻力省去在装置启、停时省去开、关阀件及放气等操作装置起动时按下按钮，可使装置按下述程序自动起动：时间继电器工作真空调节电磁阀2保持关闭海水泵8起动喷射器9、10开始抽气给水压力建立泄放阀6关闭凝水泵11起动盐度计12通电投人工作14-4-1带竖管蒸发器的装置(17)停用时按下停止按钮真空调节电磁阀断电而自行开启海水泵断电停车泄放阀失压开启，放出蒸馏器中的海水凝水泵和盐度计断电时间继电器又为下一次启动作好准备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带竖管蒸发器的装置(18)4.运行中管理(1)给水流量和蒸发器水位控制调节给水流量保证给水倍率为3～4为宜给水倍率太低，结垢量增加给水倍率太大，产水量减小排盐泵工作正常也是保持给水倍率合适的必要条件给水倍率合适且排盐泵工作正常时蒸发器内部水位应比上管板销高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)(2)凝水泵流量和凝水水位的控制凝水水位一般维持在水位计1/2～1/3高度凝水水位太高冷凝器中被凝水浸没的管束过多，将会减少冷凝能力凝水水位过低则凝水泵又会因流注吸高太小而产生气穴现象，甚至失吸凝水泵是不允许在无水的情况下运转否则轴封就可能因发热而损坏凝水水位取决于冷凝器单位时间的凝水量和凝水泵的流量二者相等时水位也就稳定运行中凝水水位如不合适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)(3)冷却水流量和真空度的控制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94％～90％有的蒸馏装置将蒸发温度定为45～60℃，相应真空度为90％～80％装置真空度通过调节冷凝器冷却水流量来控制一般冷却海水流量控制在冷却海水温升为5～6℃真空度太低，海水沸点升高，会使结垢加剧，产水量减少真空度太高，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)(4)加热水流量和产水量的控制产水量靠调节进入加热淡水流量来控制如果关小旁通阀2，增大加热水的流量则加热淡水流经蒸发器的温降减小，产水量提高反之，则淡水产量降低加热淡水流经蒸发器的温降约为6～9℃当船进入热带航区时海水温度可达30～32℃或更高冷凝器的传热温差减小，冷凝能力下降工作水温度升高会降低真空泵的抽气能力这都会使蒸馏器的真空度下降这时可加大冷却水流量,以保持足够的真空度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(22)当冬季海水温度较低时为使真空度不致太高可减小冷却水流量或稍开真空破坏阀不宜加大加热水流量使淡水产量超过设计值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)综上所述，运行中管理工作是：保持适当的给水流量，维持蒸发器水位适宜调节凝水泵流量与淡水产量相适应，维持凝水水位控制冷却海水流量，维持适当的真空度控制加热水流量，维持适当的淡水产量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工作中的干扰是海水温度变化，它影响到真空度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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)5．装置的养护第一，保证装置能维持足够高的真空度适时地清洗冷凝器水侧，以免污垢堵塞水管和污染换热面同时要注意检查和保持装置的气密性第二，应及时对蒸发器进行除垢装置工作条件正常，使用过久而淡水产量逐渐减小时对给水进行连续投药处理，可预防结垢，减小淡水含盐量第三，检查和消除冷凝器漏泄的可能性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)第四，定期维护装置水泵及盐度检测报警设备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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第五，每年检查冷凝器和蒸发器中的防蚀锌板当其耗蚀过半时取下应予以换新14-4-1装置漏气及其防止(1)检查海水淡化装置的密封性将蒸馏器通外界的各阀关闭，然后启用喷射泵抽至工作所要求的真空度后停止抽气如在1h内真空度下降超过10％，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，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通常最易漏气的地方是凝水泵的轴封和阀杆填料处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14-4-1装置漏水及其防止(2)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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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进一步确定漏泄部位，可关闭冷却水进、出口阀拆下冷凝器端盖，用前述线香或烛火法查漏也可通过向冷凝器内压水的方法来