海水淡化装置

1、 海水淡化装置 真空度的建立和保持的条件及影响 船用真空沸腾式海水淡化装置设计真空度多是94%90%，对应的沸点为3545；新型号有的设计真空度为90%80%，对应的沸点为4560。工作中若真空度降低，则海水沸点提高，蒸发器传热温差减小，产水量就会降低，结垢也会加快；而真空度过高则沸点降低，海水沸腾过于剧烈，二次蒸汽携带水珠增多，会使所产淡水含盐量增加。 装置刚启用时真空度的建立靠真空泵，产生蒸汽后则主要靠冷凝器。这时真空泵仍应继续工作，将海水中逸出的不凝性气体和可能漏入装置的空气抽走。 蒸馏式海水淡化装置保持足够真空度的条件是： （1）有与蒸发量相适应的冷凝能力。若冷凝器换热能力下降，例如冷

2、却水温度升高或流量不足、冷凝器换热面脏污、凝水水位过高等，都会使装置的真空度降低；如果蒸发量过大，例如加热介质流量过大、温度过高，同样也会使真空度降低。 （2）真空泵应具备足够的抽气能力。水喷射真空泵的工作水压力不足或水温过高、排出背压过高（排出管路或阀堵塞）、喷嘴磨损、堵塞或安装不当等都能使真空泵的抽气能力降低，使真空度不足。 （3）装置应具备良好的气密性，严防空气漏入蒸馏器。影响海水淡化装置的加热面结垢的因素 海水蒸馏装置水垢主要成分是碳酸钙（CaCO3）、氢氧化镁Mg（OH）2和硫酸钙（CaSO4）。这些物质在海水中溶解度很低，且随着温度升高而降低，海水被加热汽化而浓缩时，就会在加热面上

3、析出。硫酸钙是难除的硬垢，热导率很低；氢氧化镁特别是其干垢也较难清除。 蒸馏装置加热面水垢生成的速度和成分取决以下因素： （1）海水的沸点。装置真空度降低时海水沸点升高，水垢的生成速度加快。水温较低时水垢的主要成分是CaCO3，当水温超过75时Mg（OH）2垢迅速增加，因此蒸馏装置不允许盐水温度超过75。 （2）盐水的含盐量。盐水含盐量越大则生成的水垢越多。盐水含盐量达到海水的1.5倍时CaSO4析出，因此蒸发器中盐水含盐量不允许超过海水的1.5倍。 给水倍率（给水量与产水量之比）越大，盐水的浓缩率（盐水含盐量与海水含盐量之比）越小，则盐水含盐量越小，虽可减轻结垢程度，但过大则海水给水量太大，

4、产水量会降低。船用真空沸腾式海水淡化装置适宜的给水倍率为34，使1.5。 （3）传热温差。当加热温差增大时，加热面附近的海水汽化浓缩加剧，结垢量增加，且易生成氢氧化镁和硫酸钙垢。因此以蒸汽为加热介质时，通常是先用蒸汽加热淡水，然后再用热淡水作为海水淡化装置的加热介质。影响产水量的因素及处理方法 淡水产量主要取决于蒸发器的蒸发量，此外也受供给蒸发器的海水的流量和温度影响。工作中淡水产量不足的原因主要有： （1）蒸发器换热面脏污结垢，传热系数减小； （2）真空度不足，导致海水沸点升高； （3）加热水流量不足（例如进蒸发器的通道脏堵）或温度太低，致使加热水平均温度降低； （4）蒸发器给水量不足（例如

5、给水节流孔局部堵塞），使有效换热面积减小（壳管式蒸发器内的水位以达上管板为宜）； （5）凝水泵出口的泄放电磁阀关不严，所产部分淡水回流至蒸馏器（有的装置漏至舱底）。 影响产水量的主要因素：一是能否建立和保持合适的真空度，二是蒸发器加热面结垢、脏污。产水量突然减少或中断的原因往往是前者；而产水量逐渐减少则大多是因为后者。影响产水量的因数及处理方法： 船上对淡水水质要求最高的是锅炉补给水，故船舶对所造淡水的含盐量要求都以锅炉补给水标准为依据。我国规定锅炉补给蒸馏水的氯离子浓度应10 mg/L（Cl-）。 装置所产淡水的含盐量取决于进入冷凝器的二次蒸汽的含（盐）水量和蒸发器内盐水的含盐量。产淡水含盐

6、量过高的主要原因： （1）蒸发量过大，沸腾过于剧烈，可能是加热介质的流量过大、温度过高或真空度过高所造成； （2）给水流量太小，以致盐水含盐量太大，细小水珠携盐量增加； （3）排盐水的流量不足，以致盐水水位太高，造成汽水分离高度不足； （4）汽水分离器效果差，应检查其与隔板和前盖装配情况是否良好； （5）冷凝器漏泄，冷却海水进入凝水中。启停及运行管理： 1启用 一般离岸20海里外的水域海水污染少，才可启用造水机。 启用步骤如下： （1）抽真空： 开造水机海水泵的进出口阀； 开喷射器出海阀； 关闭蒸馏器壳体上的空气阀； 启动造水机海水泵，抽出蒸馏器内的空气。 （2）加热： 如果有给水投药系统，开

7、给水处理阀； 开启加热水进、出口阀； 逐步关小加热水旁通阀，向蒸馏器供热水。 （3）抽送凝水： 开启通淡水舱阀； 开启盐度计电源使之投入工作； 启动凝水泵向淡水舱排水。 造水机常设有给水投药系统，对供给蒸发器的海水连续投药，其作用是： 使海水中的难溶物质析出时不形成水垢，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。 含有消泡剂，能消散小汽泡，防止海水飞溅，从而减少所产淡水含盐量。 2运行中的管理 主要工作有以下方面： （1）真空度的控制-应接近设计值。在保证装置气密性和抽真空的喷射器状态良好的前提下，真空度可通过调节冷却水旁通阀的开度，改变通过冷凝器的冷却水流量来控制。 （

8、2）产水量的控制-装置状态良好时产水量应接近设计值。产水量主要靠调节加热水旁通阀的开度，改变加热水流量来控制。 船航行于热带水域时，海水温度较高，冷凝器的冷凝能力下降；而且工作水温高还会降低喷射器的抽气能力，这都会使装置的真空度下降。此时可以加大冷却水流量来维持足够的真空度，但冷凝器允许通过的冷却水最大流量是有限的，不得已时只能适当减少加热量，降低一些产水量。冬季海水温度较低时，为使真空度不至于太高，可适当减小冷却水流量，不允许过分加大加热量，以免盐水沸腾过于剧烈，造成所产淡水含盐量增加。 （3）给水倍率的控制-真空沸腾式海水淡化装置的给水倍率一般保持34。给水倍率太低，则盐水浓度高，易结垢；

9、给水倍率太高，则产水量会降低，盐水带走的热量增加。此类装置只要给水压力保持在0.30.4 MPa正常范围内，给水节流孔板不堵，即可保持适当的给水倍率。 （4）凝水流量监控-凝水泵一般是离心泵，通常流量随凝水水位高度变化有自调节能力。如果装置工作时空气吸入管上的观察镜中见到水，则表明凝水未能及时排走，其水位过高以致进入了抽气管。这时首先应检查凝水泵管路是否阻塞（重点查流量计的进口滤器、止回阀、弹簧阀及通淡水舱的截止阀等）或漏泄（重点查与冷凝器连接的接头等），注意凝水泵转向有否弄反，必要时可拆检凝水泵。 （5）盐水流量监控-在蒸馏器侧面底板的下方有观察镜可以看见盐水水位。当其水位高于20 mm时表

10、明盐水抽除的流量不足。这时应检查喷射器工作正常否（工作水压是否太低、背压是否太高、喷嘴是否堵塞或磨损），盐水吸入管路及止回阀是否故障。如果节流孔板孔径选得太大，则给水量太大，会造成盐水水位过高。 造水机工作中最可能发生的干扰是海水温度变化，它直接影响真空度和产水量。只要能控制真空度稳定，其他都无须经常调节。 3停用 步骤如下： （1）停止加热-全开加热水旁通阀，关加热水进、出口阀； （2）停止投药-若有给水投药系统，关给水处理阀； （3）停排凝水-停凝水泵，关盐度计电源，关通淡水舱阀； （4）停供海水-造水机海水泵，关其进出口阀和喷射器出海阀； （5）开启蒸馏器的空气阀。停用期间除空气阀外的所

11、有阀必须关掉。运行管理 真空沸腾式海水淡化装置主要的保养工作如下： （1）冷凝器的检查维护。为维持工作时有足够高的真空度，应适时拆洗冷凝器换热板。可用软刷以不高于50的热水刷洗，若换热板的密封垫片失效则应予以更换。如果个别换热板损坏而无备件，可以暂时将与其相邻的另一块换热板一起拆除。换热板装复后应校核板组的总厚度（蒸发器相同），然后应让冷却海水流过试漏。必要时可对冷凝器进行水压试验，判断其是否漏泄，试验压力是0.6 MPa。 （2）蒸发器的检查维护。使用日久淡水产量减少时，应对蒸发器清洗除垢。为了便于清除海水侧的水垢，需将换热板浸泡在含抑制剂的酸性溶液中用软刷刷洗。装复后应让缸套水流过（关闭旁

12、通阀）检漏。若主机缸套水系统的膨胀水柜补水太频繁，怀疑造水机蒸发器漏水（盐水水位也可能偏高），应对蒸发器进行水压试验（试验压力同冷凝器）。 （3）蒸馏器的维护。若造水机要停用14天以上，应用淡水清洗内部，关盖前内部需完全干燥。工作2 000 h至少要开盖检查一次蒸馏器底部的防腐电极（锌块），若锌块蚀耗失效应换新。汽水分离器每工作8 000 h也需要浸在含抑制剂的酸性溶液中清洗。 若抽真空的喷射器工作正常，而装置要求的真空度却无法建立，则应检查蒸馏器及整个装置的气密性。可将蒸馏器通外界各阀关闭，然后启用海水泵（关闭给水管），用喷射器尽可能将蒸馏器抽至工作所要求的真空度后停止抽气。如在1 h内真空度下降10%，即表明密封性不合格。也可以对蒸馏器进行水压试验查漏，试验压力是0.15 MPa