0411船舶海水淡化装置
第十一章 船舶海水淡化装置 §11.0 概述
§11.1 海水淡化装置工作原理及工作分析 §11.2 海水淡化装置的实例及管理 概 述
船舶每天都需要消耗相当数量的淡水，以满足船员，旅客和动力装置的需要。 淡水需求：生活用水、动力装置用水、锅炉补水 海水[Sea Water(S.W.)]：平均含盐量 35g/l 淡水[Fresh Water(F.W.)]：含盐量<1000mg/l
造水机[Fresh Water Generator(F.W.G.)]：所产淡水含盐量应低于10mg/l。(根据锅炉补给水的要求)
船用海水淡化绝大多数采用蒸馏法。
第一节 蒸馏式海水淡化装置(造水机)工作原理及工作分析 一、工作原理
蒸馏式海水淡化装置采用真空式的优点：
船用蒸馏式海水淡化装置真空度皆大于80％， 沸点不高于60℃ 柴油机的缸套冷却水作加热介质 以舷外海水作冷却介质使产生的蒸汽冷凝， 提高装置的经济性； 保持较低的加热温度能使蒸发器换热面上的结垢减少和便于清除。
真空沸腾式造水机原理图
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空沸腾式造水机组成：
给水阀 加热器、蒸发（馏）器、冷凝器 海水泵、真空泵、排盐泵、凝水泵 给水系统 抽真空系统 加热系统 冷却系统 凝水系统 排污(盐水)系统
真空沸腾式海水淡化装置[Distilling Type F.W.G]工作原理 加热工质通常是主机缸套冷却水[M.E. Jacket Cooling Water]。 加热介质流入加热器,竖管内海水达到沸点后即开始汽化，流出竖管后蒸汽从水中逸出称为二次蒸汽。( 蒸发出的蒸汽称二次蒸汽。)
蒸馏器中海水的蒸发和二次蒸汽的冷凝都是在真空状态下进行的。 真空度的建立和维持有赖于真空泵6．真空泵6和排盐泵5一般采用水喷射泵，工作水由造水机海水泵2提供。
水位稳定条件: W0=W+WB 给水量w0＝产水量W+排盐量WB
给水倍率 = W0/W
真空闪发式海水淡化装置[Flash Type F.W.G]
闪发式在加热器中(压力下)加热(温度低,减少结垢)，在闪发室中(真空下)汽化(绝大部分海水不能汽化)。 蒸汽引入冷凝器中凝结成淡水。
1.不同点：沸腾式在真空条件下加热和汽化，而闪发式在压力下加热，在真空下汽化。 2. 闪发式经济性差。二次蒸汽夹带盐水多，为保证含盐量，须加大排污量,给水倍率大，消耗热量多。
闪发式---船上已基本不用, 采用多级的效率提高显著。 一些基本问题(★★★)：
真空泵[Vacuum P/P]、排盐泵[Brine P/P]采用喷射泵。 冷却水来自主海水泵，不单独设冷却水泵。 凝水泵一般采用离心泵[Centrifugal P/P]。 空气抽出口设在冷凝器中部。
不合格产水泄放到舱底或回流到蒸发器，同时报警。 泄水阀和真空破坏阀在停用时开启。 [Drain Cock]&[Vacuum Breaker]
对造水机的主要要求：造水量、含盐量 2
要保持额定的产水量（保量）； 要使所产淡水的含盐量符合要求（保质）。
二、影响造水量的因素 造水量?蒸发量
给水量传热系数换热面积加热水平均温度海水沸点进水温度 造水机产水量（蒸
发量）的多少，主要取决于加热水向海水传热量的大小。
造水量低的原因 P234 (1)换热面脏污结垢，使传热系数小。(2)加热侧气塞，影响传热。(3)蒸发器水位太低，换热面积减小。(4)真空度不足，导致海水沸点升高。*
(5)加热水流量不足或温度低，使加热水平均温度降低。(6)给水量大或温度低，使海水沸腾面积小，蒸发量低。(7)凝水回流电磁阀关闭不严，使
所造淡水漏回蒸发器。 X真空度(%)
101.325(kPa)真空度靠真空泵(喷射泵)建立和保持。 保持足够真空度的条件
(1)有足以与蒸发量相应的冷凝能力。 (2)真空泵应具有足够抽气能力。 影响造水量的主要因素是真空度，或使用日久使传热性能变差。 三、真空度的建立和保持
真空度太低，则沸点增高，产水量就会减少，甚至停产;
真空度过高，则沸点过低，又会导致沸腾过于剧烈，使二次蒸汽携带水珠量增加，以致所产淡水的含盐量增加． (3)蒸馏装置要有良好的气密性 3
加热水量太大,冷却水温高。 四、影响加热面结垢的因素 1.海水的沸点[S.W. Boiling Point] (泥渣) ) )
影响水垢生成速度和成分因素 1.海水的沸点[Boiling Point] 2.盐水的含盐量[Salinity]
3.传热温差[Temperature Difference]
沸点高，盐的溶解度小水垢越多；水垢成分变化。
<75℃主要是碳酸钙；>75℃氢氧化镁增加；>82℃主要是氢氧化镁，硫酸钙增加。
2.盐水[Brine]的含盐量[Salinity]
盐水含盐量越大，难溶盐的含量就越大，生成的水垢就越多。 硫酸钙在浓缩率达到1.5时开始析出，达到3将大量析出。 浓缩率：盐水含盐量/海水含盐量 盐水含盐量由给水倍率控制。 4
W0?S0?WB?SBW0 =W+WBW0--给水流量 S0---给水含盐量 WB-盐水流量 SB--盐水含盐量
W--淡水流量SB浓缩率??S0W0SBW0????S0WBW0?W?1??1???1??1 (★★★★) W0给水倍率??W 3.传热温差[Temperature Difference]
传热温差大，加热面附近的海水会因汽化而浓缩(?>1.5)严重，使结垢量增加，易生成Mg(OH)2和CaSO4水垢。
使用蒸汽加热时，一般用蒸汽加热淡水，再用淡水作为造水机加热介质，以控制温度。 不用蒸汽直接加热(温差大)，主要是为避免结垢快、生成硬垢。
五、影响淡水含盐量的因素