船用海水淡化装置[1].ppt

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 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 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 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 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 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 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 关闭凝水排出阀30 停止凝水泵的工作 关闭给水截止阀 停止海水泵10 停止冷凝器的海水供应 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2 14 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查漏经验表明漏泄大多是由于管与管板的扩接不良所造成 14 4 1给水处理及蒸发器清洗除垢 有些装置中设有给水投药处理设备水处理剂的作用是 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 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 目前海水淡化装置水处理剂种类很多 例如德鲁 Drew 船用化学晶公司的AMEROYAL蒸发器处理剂碧浪灵 Perolin 船用化学晶公司的FORMET343马力达 Magnus 船用化学药品公司的HI LO VAP加美仑 Gamlen 化工产品公司的GAMAVAP等 14 4 2板式换热器的淡化装置 1 采用板式换热器的真空沸腾式海水淡化装置已在船上获得广泛的应用尼莱克斯 Nirex 型海水淡化装置即属此类其中JW S P 36型的技术数据见表14 2图14 10示 出JW S P 36 125型蒸馏装置的系统原理图 14 4 2板式换热器的淡化装置 2 该装置的蒸发器22和冷凝器21采用板式换热器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中因而蒸馏器的结构比较轻小蒸馏器的座框 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换热器板由钛制成前盖可以方便地开启 以便维修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 14 4 2板式换热器的淡化装置 3 系统的工作参数为 蒸发温度约40 真空度93 加热水温度55 90 加热蒸汽压力0 3MPa每1m h淡水产量平均耗热量767 814kW所产淡水含盐量 1 5mg儿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 14 4 2板式换热器的淡化装置 4 换热板上的载荷 由板上的许多金属触点来支承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