船舶海水淡化裝置的管理

符瑜舜

摘 要：船舶在大海中航行遠(yuǎn)離岸基，當(dāng)缺乏淡水時(shí)不能及時(shí)得到補(bǔ)給，會(huì)影響船舶的續(xù)航能力，因此，遠(yuǎn)洋船舶都會(huì)安裝海水淡化裝置。海水淡化裝置工作是否正常，不僅關(guān)系到船舶機(jī)械的正常冷卻及消耗，還關(guān)系到船舶每位成員的生活需求。遠(yuǎn)洋船舶的船長(zhǎng)和輪機(jī)長(zhǎng)都非常關(guān)心海水淡化裝置的運(yùn)行情況。

關(guān)鍵詞：海水淡化裝置；產(chǎn)水量；真空度；管理

想要管理好海水淡化裝置，需要先熟悉其結(jié)構(gòu)組成、工作原理、正常運(yùn)行滿足的條件等。下面主要論述船用真空式海水淡化裝置方面的內(nèi)容，讓學(xué)員深入了解海水淡化裝置，掌握其的正確操作，保持其良好的工作狀態(tài)。

1 船用真空式海水淡化裝置的組成及工作原理

圖1為管式真空海水淡化裝置，其組成簡(jiǎn)稱為：4泵2器。即4泵：海水泵、凝水泵、排濃鹽水泵及真空泵；2器：蒸餾器里面下部蒸發(fā)器、上部冷凝器。船用真空沸騰式海水淡化裝置是典型的廢熱利用裝置，如圖1所示。蒸發(fā)器的加熱工質(zhì)來自于主機(jī)冷卻淡水。

當(dāng)真空度達(dá)到90%～94%時(shí)，對(duì)應(yīng)飽和溫度為35～45 ℃。其工作原理，啟動(dòng)海水泵，供水閥供水，排濃鹽水泵工作，真空泵工作，當(dāng)真空度達(dá)到90%～94%時(shí)，打開蒸發(fā)器的加熱工質(zhì)水閥同時(shí)打開冷凝器的冷卻海水閥，當(dāng)冷凝水水位達(dá)到2/3時(shí)，啟動(dòng)凝水泵抽水至淡水柜。

2 影響海水淡化裝置工作的因素

2.1 影響造水量的因素

蒸發(fā)量大造水量多，給水量、加熱量大則蒸發(fā)量大；蒸發(fā)器加熱量由傳熱系數(shù)、換熱面積、加熱水溫度及海水溫度影響。

造水量低的原因有以下幾種。

（1）熱交換器海水側(cè)太臟或堵塞；加熱側(cè)有空氣，阻礙熱量的交換。（2）蒸發(fā)器給水量過少，熱交換面積不足。（3）真空度偏低，引起海水沸騰溫度升高。（4）蒸發(fā)器加熱水溫度低或水量太小。（5）蒸發(fā)器供給的海水量過多，使之不能充分沸騰、蒸發(fā)。（6）凝水回流電磁閥密封不緊，冷凝水從凝水泵的出口漏回蒸發(fā)器。

影響造水量的主要因素是真空度，或使用的蒸發(fā)器、冷凝器使用過久使傳熱性能變差。

2.2 真空度保持的條件

（1）冷凝能力要與蒸發(fā)量相匹配，否則蒸汽過多影響真空度。

（2）真空泵應(yīng)具有足夠抽氣能力。當(dāng)工作水壓力低、工作水溫度高及工作水排出背壓高則真空泵的抽氣能力降低，還有真空泵的噴嘴磨損、堵塞及吸入閥卡死均使真空度降低。

（3）蒸餾裝置的密封墊片要保持良好密封性，否則會(huì)漏入空氣。

2.3 影響加熱面結(jié)垢的因素

水垢主要成分：碳酸鈣（最主要）（泥渣）；氫氧化鎂（泥渣，高溫變硬）；硫酸鈣（硬垢，最有害）。

2.3.1 海水的沸點(diǎn)

蒸發(fā)溫度越高則鹽在海水的溶解度越小，產(chǎn)生的水垢越多；當(dāng)溫度低于75 ℃時(shí)，主要產(chǎn)生碳酸鈣水垢；當(dāng)溫度高于75 ℃時(shí)，氫氧化鎂水垢增加；當(dāng)溫度高于83 ℃時(shí)，氫氧化鎂水垢占多，硫酸鈣水垢有所增加。

2.3.2 鹽水的含鹽量

海水供給量不足，濃海水含鹽量越大，難溶鹽的含量就越大，水垢更易生產(chǎn)。當(dāng)海水濃縮率達(dá)到1.5時(shí)，硫酸鈣開始析出，達(dá)到3將大量析出。鹽水含鹽量由給水倍率控制，給水倍率：給水流量/淡水流量，蒸發(fā)器底部鹽水含鹽量/供給海水含鹽量為濃縮率。

2.3.3 傳熱溫差

加熱水進(jìn)出口溫差太大，與蒸發(fā)器換熱面接觸的海水迅速汽化而濃縮，當(dāng)濃縮率大于1.5時(shí)，使結(jié)垢量更嚴(yán)重，Mg（OH）2和CaSO4硬質(zhì)水垢更易生成。

3 海水淡化裝置的啟動(dòng)

船舶主機(jī)定速航行，船舶離岸基20海里以上的距離，海水無污染則可啟動(dòng)海水淡化裝置造水。

（1）啟動(dòng)海水泵，冷卻器供海水并給海水側(cè)放氣。（2）啟動(dòng)造水機(jī)海水泵，向真空泵、抽鹽水泵供海水。當(dāng)真空度達(dá)到要求時(shí)，向蒸發(fā)器供海水然后向蒸發(fā)器供加熱水并放氣。（3）調(diào)節(jié)主機(jī)冷卻淡水旁通閥，使蒸發(fā)器的加熱水量適當(dāng)。（4）產(chǎn)水后，調(diào)節(jié)冷卻器進(jìn)水量，保持合適的真空度。（5）當(dāng)產(chǎn)水量達(dá)到水位的2/3時(shí)，啟動(dòng)冷凝水泵并啟動(dòng)鹽度計(jì)檢測(cè)冷凝水含鹽量[1]。

4 運(yùn)行中的管理

一般海水淡化裝置的海水泵保持正常的排出壓力，真空度穩(wěn)定在90%～94%，海水淡化裝置一般都能正常運(yùn)行，無需再次調(diào)節(jié)，值班人員正常巡視即可。

4.1 給水倍率的控制

供水閥一般為節(jié)流孔板或加載彈簧的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，只要海水壓力正常，節(jié)流孔不堵，給水倍率都能保持在3～4，若給水倍率太大，則產(chǎn)水量降低，反之則易結(jié)垢。

4.2 凝水水位的控制

凝水泵一般為離心泵，其出口閥為加載彈簧的自動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥，離心泵的流量能隨著凝水水位的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)造水機(jī)正常運(yùn)行后，對(duì)真空度和產(chǎn)水量擾動(dòng)最多的是海水溫度的變化，因此，保證真空度不變，其他因素?zé)o需調(diào)節(jié)。

4.3 真空度的控制

當(dāng)真空泵正常運(yùn)行后，真空度的大小是通過調(diào)節(jié)冷卻水流量來控制的，加大冷卻水流量則真空度升高，沸騰激烈易造成冷凝水含鹽量增加，反之產(chǎn)水量減少，一般保持冷卻水進(jìn)、出口溫差5～6 ℃即可。

4.4 產(chǎn)水量的控制

造水機(jī)的產(chǎn)水量主要是通過改變蒸發(fā)器的加熱水的溫度和流量的大小來控制，加大加熱水流量則產(chǎn)水量增加，反之產(chǎn)水量減少，一般保持加熱水進(jìn)、出口溫差6～9 ℃即可。

5 海水淡化裝置的停止

當(dāng)船舶主機(jī)需要機(jī)動(dòng)操車時(shí)，或離岸太近海水不干凈或淡水艙已滿無需造水時(shí)，可停止海水淡化裝置。

（1）慢慢調(diào)大加熱水旁通閥，再關(guān)閉造水機(jī)加熱水進(jìn)、出口閥，這時(shí)注意主機(jī)缸套冷卻水的溫度調(diào)節(jié)；（2）停止冷凝水泵；（3）關(guān)閉鹽度計(jì)；（4）大概15 min后，停止造水機(jī)海水泵，關(guān)閉進(jìn)、出口閥；（5）打開真空破壞閥；關(guān)閉噴射泵同舷外閥；（6）關(guān)閉冷凝水泵至淡水艙的截止閥。

6 海水淡化裝置的檢修

6.1 漏氣的檢修

造水機(jī)能否正常工作，其真空度需保持在90%～94%，一旦漏氣則無法達(dá)到要求。一般關(guān)閉各相關(guān)閥門，啟動(dòng)造水機(jī)海水泵，真空度抽至93%，然后停止，若1 h內(nèi)真空度下降超過10%，則密封性不達(dá)標(biāo)，可采用肥皂水泡或香煙查漏。

6.2 漏水的檢修

若是板式造水機(jī)，打開冷凝器和蒸發(fā)器的端蓋，分別給冷凝器供冷卻水，蒸發(fā)器供加熱水，然后觀察冷凝器和蒸發(fā)器是否有水珠滲出；若是管式造水機(jī)，一般檢查冷凝器是否漏水，關(guān)閉冷凝水泵出口閥，關(guān)閉加熱水進(jìn)、出口閥，僅給冷凝器供冷卻海水，觀察冷水水位是否增加，若增加則漏水，若不變則正常。

6.3 換熱器的清潔

判斷換熱器是否臟，一般是檢查蒸發(fā)器加熱水進(jìn)、出口溫度差值，冷凝器冷卻水進(jìn)、出口溫度差值，若溫度差值太小則換熱器臟，反之正常。

7 結(jié)語

船舶海水淡化裝置實(shí)際管理中，除以上情況外還會(huì)碰到各種情況。海水淡化裝置產(chǎn)生的淡水水質(zhì)主要由鹽度器檢測(cè)，有的船員在實(shí)際管理中，由于鹽度計(jì)的頻繁誤報(bào)警而關(guān)閉鹽度計(jì)電源，這是不可取的，應(yīng)查明故障，保證水質(zhì)的質(zhì)量要求。船舶海水淡化裝置因型號(hào)的不同在管理上略有差別，一定要熟悉說明書，根據(jù)說明書的要求檢查和管理。

[參考文獻(xiàn)]

[1]潘新祥.船舶輔機(jī)[M].北京：人民交通出版社，2012.