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的汽水分离挡板 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
? 某些蒸馏器在壳体的内表面涂有塑料防蚀保护

? 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

? 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

? 当蒸馏器中真空度过高时
? 可稍开此阀放人少量空

? 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

? 为防止空气漏人泵内,泵的轴封处设有水封

? 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

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

? 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

? 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

? 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 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:
? ①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
? ②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 FORMET 343
? 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很轻。
14-4-2板式换热器的淡化装置 (5)
? 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。再经加水阀 13加入清洁淡水,并开启
加热循环阀 7。然后再开启供汽阀 8,通人表压约 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。与此同时,尚需注
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 65~ 70℃ 。至于因蒸汽凝结所增加的淡水量,则
经调压阀 12流人冷凝器。为了保证蒸汽喷射器的循环流
量,调压阀的开启压力应不低于 0.1MPa。 此外,为了限
制工作蒸汽的压力,在进汽管上还装有安全阀 7。安全
阀的整定压力应不大于 0.45MPa
end