第三节
影响真空蒸馏式海水淡化装
置工作的主要因素
14-3-1 影响淡水产量的因素 (1)
?对装置要求：
? 保持额定的产水量
? 使所产淡水的含盐量符合要求
?影响产水数量和含盐量的因素：
? 产水量的多少 (实际是蒸发量的 )取决于,
? 加热水向海水传热量
? 传热量与蒸发器的传热系数、换热面积
? 加热水的平均温度和海水的沸点及进水温度等
14-3-1 影响淡水产量的因素 (2)
? 造成淡水产量降低的原因：
? (1)换热面脏污结垢，使蒸发器传热系数减小
? (2)加热侧发生“气塞”,影响加热介质流动而妨碍换热
? 可通过放气旋塞把气放掉
? (3)蒸发器水位太低
? 实际换热面积减少。适当水位是正好达到上管板位置
? (4)真空度不足，会导致海水沸点提高
? (5)加热水流量不足或温度太低，以致加热水平均温度降低
? (6)给水量增大或给水温度降低
? 使海水达到沸腾部分的面积相应减小，蒸发量降低
? 更多的热量耗于预热或被盐水带走
? (7)凝水回流电磁阀关闭不严
? 使一部分所产淡水漏回蒸馏器
14-3-2 真空度的建立和保持 (1)
? 影响造水机产水量最大的真空度
? 真空度维持在 90～ 94％，蒸发温度为 45～ 35℃
? 真空度为 80％～ 90％,T为 60～ 45℃
? 真空度太低，沸点增高，产水量减少，甚至停产
? 真空度过高，沸点过低，沸腾剧烈，使二次蒸汽携带水珠量
增加，以致淡水含盐量增加
? 真空度建立和保持
? 用真空泵将空气抽除，建立工作所需真空度
? 冷凝器使蒸汽及时冷凝，并且淡水不断抽出
? 真空泵仍应工作，才能维持稳定的真空度
? 因为海水中溶有的不凝性气体蒸发时会释放出来
? 装置的不严密处也会漏人空气
图 14— 2壳管式冷凝器简图
? 冷却管束由隔板 3分为：
? 主冷却管束 1
? 蒸汽流过时，绝大部分凝结成水流至集水箱 4中
? 空气冷却管束 2
? 空气与少量蒸汽，因真空泵抽吸而绕过隔板，被管束 2进一步
冷却
? 剩余的蒸汽冷凝
? 空气进一步冷却而比容减少，增加真空泵质量流量
14-3-2 真空度的建立和保持 (2)
? 蒸馏器内保持足够真空度的条件；
? (1)有足以与蒸发量相适应的冷凝能力
? 冷凝器换热能力下降，则会使真空度降低
? 加热介质流量过大或温度过高以至使蒸发量过大，
也会使真空度降低
? 主要的扰动是冷却海水的温度
? (2)真空泵应具有足够的抽气能力
? 真空泵工作水压过低或工作水温过高、排出背压过
高、喷咀磨损、堵塞、安装不当、吸人止回阀卡死
等都能使真空泵的抽气能力下降
? (3)蒸馏装置要有良好的气密性
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (1)
? 结垢增加，传热能力下降，产水量减少
? 严重时可能被迫停产清洗
? 水垢由溶解度较低的盐类形成
? NaCl,MgCI2和 MgS04的溶解度高，且随温度
上升而增加，一般不会结垢
? 水垢主要成分是 CaCO3,Mg(OH)2和 CaSO4
? 溶解度很低，随温度升高而降低
? 在海水被加热，特别在海水浓缩时，易结晶析出 (垢 )
? CaS04能形成硬垢，导热能力比其它水垢低 90％,
应设法降低水垢中的硫酸钙含量
? Mg(OH)2的干垢也较难清除，含量越少越好
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (2)
? 水垢生成的速度和成分取决以下几个方面：
? (1)海水的沸点
? 真空度越低，沸点越高
? 难溶盐的溶解度下降越多，水垢生成的速度就越快
? 海水温度的高低还决定了水垢的成分。如图示
? 当水温不太高时，水垢主要成分是 CaCO3,呈泥渣沉淀
? 当水温超过 75℃, Mg(OH)2垢的比例就迅速增加
? 当水温超过 82～ 83℃ 时,Mg(OH)2就成为水垢的主要成分
? 因此，一般不允许盐水温度超过 75℃
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (3)
? (2)盐水的含盐量
? 在同样工作压力和传热温差下
? 盐水含盐量越大，难溶盐的含量就越大
? 生成的水垢也就越多
? 盐水浓度大表明给水倍率小
? 盐水流经加热器时间较长，盐类也更容易结垢
? CaSO4因其在海水中的含量不大
? 在盐水含盐量达到海水 1.5倍时 CaSO4才开始析出
? 而在达到 3倍时将会大量析出
? 因此，蒸发器盐水含盐量一般不允许超过海水的 1.5倍
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (4)
? 盐水含盐量由给水倍率来控制
? 按蒸发器盐量平衡关系，则
W0·S 0=WB·S B
式中,W0— 给水 (海水 )的流量,L／ h
S0— 给水的含盐量,mg／ L
WB一盐水的流量,L／ h
SB— 盐水的含盐量,mg／ L
? 盐水 SB与海水 S0之比称浓缩率 ξ
?
? 给水倍率 μ越大,ξ就越小
? 要使 ξ <1.5,μ 应大于 3
1
11
10
00
0 ?
???????? ?? ?? WW WWWSS
B
B
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (5)
?增大给水倍率 μ
? 可减少盐水含盐量，减轻结垢程度
? 也会因排盐泵和海水泵流量的增加，使装置的
热损失和耗电量增加，导致产水量降低
?淡化装置适宜的给水倍率 μ＝ 3～ 4
? 此时的海水浓缩率 ξ =1.5～ 1.3
? 不会生成 CaSO4水垢
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (6)
? (3)传热温差
? 加热介质温度过高，加热温差过大
? 加热面附近海水会因汽化而浓缩严重，以致结垢量增加
? 易生成 Mg(OH)2和 CaSO4水垢
? 以蒸汽为加热介质时，一般是以蒸汽加热淡水，再用
热淡水作为造水机加热介质
? 综上所述
? 船用真空式造水机中
? 海水沸点不高，加热温差也不大
? 只要保持适宜的给水倍率，结垢轻微
? 为有效地防止水垢生成及清除水垢
? 国际市场上还有各种化学防垢剂和除垢剂出售
14-3-4 影响淡水含盐量的因素
? 干饱和水蒸气几乎不溶有盐分
? 但在剧烈沸腾时，会产生许多细小的水珠进入汽空
间
? 一部分较大的水珠升到一定高度后会重新下落回
到盐水中
? 比较细小的水珠却会被汽流带到冷凝器中
? 使冷凝的淡水含有盐分
? 装置所产淡水的含盐量 SF取决于
? 进入冷凝器的二次蒸汽的含水量 W(％ )
? 蒸发器内盐水的含盐量 SB(mg／ L)
? 即
SF =W SB mg／ L
14-3-4 淡水含盐量过高的原因
? (1)装置的负荷 (蒸发量 )过大,沸腾过于剧烈
? 加热介质流量过大，温度过高,或真空度过高
? 这时应减小冷却水流量或稍开真空破坏阀
? (2)蒸发器水位太高
? 对竖管式蒸发器而言，水位达到上管板为宜
? 如有水位计，水位计水位因不含汽泡，约在半高处
? 水位过高应减小给水量
? (3)盐水含盐量太大
? 应保证足够的排盐量和给水倍率。
? (4)冷凝器漏泄，使冷却海水漏人凝水侧
影响真空蒸馏式海水淡化装
置工作的主要因素
14-3-1 影响淡水产量的因素 (1)
?对装置要求：
? 保持额定的产水量
? 使所产淡水的含盐量符合要求
?影响产水数量和含盐量的因素：
? 产水量的多少 (实际是蒸发量的 )取决于,
? 加热水向海水传热量
? 传热量与蒸发器的传热系数、换热面积
? 加热水的平均温度和海水的沸点及进水温度等
14-3-1 影响淡水产量的因素 (2)
? 造成淡水产量降低的原因：
? (1)换热面脏污结垢，使蒸发器传热系数减小
? (2)加热侧发生“气塞”,影响加热介质流动而妨碍换热
? 可通过放气旋塞把气放掉
? (3)蒸发器水位太低
? 实际换热面积减少。适当水位是正好达到上管板位置
? (4)真空度不足，会导致海水沸点提高
? (5)加热水流量不足或温度太低，以致加热水平均温度降低
? (6)给水量增大或给水温度降低
? 使海水达到沸腾部分的面积相应减小，蒸发量降低
? 更多的热量耗于预热或被盐水带走
? (7)凝水回流电磁阀关闭不严
? 使一部分所产淡水漏回蒸馏器
14-3-2 真空度的建立和保持 (1)
? 影响造水机产水量最大的真空度
? 真空度维持在 90～ 94％，蒸发温度为 45～ 35℃
? 真空度为 80％～ 90％,T为 60～ 45℃
? 真空度太低，沸点增高，产水量减少，甚至停产
? 真空度过高，沸点过低，沸腾剧烈，使二次蒸汽携带水珠量
增加，以致淡水含盐量增加
? 真空度建立和保持
? 用真空泵将空气抽除，建立工作所需真空度
? 冷凝器使蒸汽及时冷凝，并且淡水不断抽出
? 真空泵仍应工作，才能维持稳定的真空度
? 因为海水中溶有的不凝性气体蒸发时会释放出来
? 装置的不严密处也会漏人空气
图 14— 2壳管式冷凝器简图
? 冷却管束由隔板 3分为：
? 主冷却管束 1
? 蒸汽流过时，绝大部分凝结成水流至集水箱 4中
? 空气冷却管束 2
? 空气与少量蒸汽，因真空泵抽吸而绕过隔板，被管束 2进一步
冷却
? 剩余的蒸汽冷凝
? 空气进一步冷却而比容减少，增加真空泵质量流量
14-3-2 真空度的建立和保持 (2)
? 蒸馏器内保持足够真空度的条件；
? (1)有足以与蒸发量相适应的冷凝能力
? 冷凝器换热能力下降，则会使真空度降低
? 加热介质流量过大或温度过高以至使蒸发量过大，
也会使真空度降低
? 主要的扰动是冷却海水的温度
? (2)真空泵应具有足够的抽气能力
? 真空泵工作水压过低或工作水温过高、排出背压过
高、喷咀磨损、堵塞、安装不当、吸人止回阀卡死
等都能使真空泵的抽气能力下降
? (3)蒸馏装置要有良好的气密性
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (1)
? 结垢增加，传热能力下降，产水量减少
? 严重时可能被迫停产清洗
? 水垢由溶解度较低的盐类形成
? NaCl,MgCI2和 MgS04的溶解度高，且随温度
上升而增加，一般不会结垢
? 水垢主要成分是 CaCO3,Mg(OH)2和 CaSO4
? 溶解度很低，随温度升高而降低
? 在海水被加热，特别在海水浓缩时，易结晶析出 (垢 )
? CaS04能形成硬垢，导热能力比其它水垢低 90％,
应设法降低水垢中的硫酸钙含量
? Mg(OH)2的干垢也较难清除，含量越少越好
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (2)
? 水垢生成的速度和成分取决以下几个方面：
? (1)海水的沸点
? 真空度越低，沸点越高
? 难溶盐的溶解度下降越多，水垢生成的速度就越快
? 海水温度的高低还决定了水垢的成分。如图示
? 当水温不太高时，水垢主要成分是 CaCO3,呈泥渣沉淀
? 当水温超过 75℃, Mg(OH)2垢的比例就迅速增加
? 当水温超过 82～ 83℃ 时,Mg(OH)2就成为水垢的主要成分
? 因此，一般不允许盐水温度超过 75℃
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (3)
? (2)盐水的含盐量
? 在同样工作压力和传热温差下
? 盐水含盐量越大，难溶盐的含量就越大
? 生成的水垢也就越多
? 盐水浓度大表明给水倍率小
? 盐水流经加热器时间较长，盐类也更容易结垢
? CaSO4因其在海水中的含量不大
? 在盐水含盐量达到海水 1.5倍时 CaSO4才开始析出
? 而在达到 3倍时将会大量析出
? 因此，蒸发器盐水含盐量一般不允许超过海水的 1.5倍
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (4)
? 盐水含盐量由给水倍率来控制
? 按蒸发器盐量平衡关系，则
W0·S 0=WB·S B
式中,W0— 给水 (海水 )的流量,L／ h
S0— 给水的含盐量,mg／ L
WB一盐水的流量,L／ h
SB— 盐水的含盐量,mg／ L
? 盐水 SB与海水 S0之比称浓缩率 ξ
?
? 给水倍率 μ越大,ξ就越小
? 要使 ξ <1.5,μ 应大于 3
1
11
10
00
0 ?
???????? ?? ?? WW WWWSS
B
B
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (5)
?增大给水倍率 μ
? 可减少盐水含盐量，减轻结垢程度
? 也会因排盐泵和海水泵流量的增加，使装置的
热损失和耗电量增加，导致产水量降低
?淡化装置适宜的给水倍率 μ＝ 3～ 4
? 此时的海水浓缩率 ξ =1.5～ 1.3
? 不会生成 CaSO4水垢
14-3-3 影响加热面结垢的因素 (6)
? (3)传热温差
? 加热介质温度过高，加热温差过大
? 加热面附近海水会因汽化而浓缩严重，以致结垢量增加
? 易生成 Mg(OH)2和 CaSO4水垢
? 以蒸汽为加热介质时，一般是以蒸汽加热淡水，再用
热淡水作为造水机加热介质
? 综上所述
? 船用真空式造水机中
? 海水沸点不高，加热温差也不大
? 只要保持适宜的给水倍率，结垢轻微
? 为有效地防止水垢生成及清除水垢
? 国际市场上还有各种化学防垢剂和除垢剂出售
14-3-4 影响淡水含盐量的因素
? 干饱和水蒸气几乎不溶有盐分
? 但在剧烈沸腾时，会产生许多细小的水珠进入汽空
间
? 一部分较大的水珠升到一定高度后会重新下落回
到盐水中
? 比较细小的水珠却会被汽流带到冷凝器中
? 使冷凝的淡水含有盐分
? 装置所产淡水的含盐量 SF取决于
? 进入冷凝器的二次蒸汽的含水量 W(％ )
? 蒸发器内盐水的含盐量 SB(mg／ L)
? 即
SF =W SB mg／ L
14-3-4 淡水含盐量过高的原因
? (1)装置的负荷 (蒸发量 )过大,沸腾过于剧烈
? 加热介质流量过大，温度过高,或真空度过高
? 这时应减小冷却水流量或稍开真空破坏阀
? (2)蒸发器水位太高
? 对竖管式蒸发器而言，水位达到上管板为宜
? 如有水位计，水位计水位因不含汽泡，约在半高处
? 水位过高应减小给水量
? (3)盐水含盐量太大
? 应保证足够的排盐量和给水倍率。
? (4)冷凝器漏泄，使冷却海水漏人凝水侧
