真空沸騰式造水機產水量分析

韋權 廣西壯族自治區柳州船舶檢驗中心

1.概述

遠洋船舶為增加載貨噸位不宜攜帶過多淡水，所以船上一般都配備造水機。目前，主流的造水機都采用真空沸騰式。

2.真空沸騰式造水機

海水淡化的主要目的是降低海水的含鹽量并達到<1000mg/L的標準。目前海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法、反滲析法和冷卻法，其中蒸餾法使用最廣泛。

船用造水機就是采用蒸餾法將海水通過物理變化轉變成淡水。由于海水受熱和沸騰在同一個真空度下進行，所以稱為真空沸騰式造水機。因為真空度越高水的沸點就越低，真空沸騰式造水機要讓海水的沸騰和蒸汽的冷凝都在較高的真空度下發生，利用主機缸套冷卻水的熱量作為熱源。

從圖1可知，真空沸騰式造水機的工作循環主要由海水泵、真空泵、排鹽泵、給水調節閥、凝水泵等附件組成。

圖1

真空沸騰式造水機由海水系統、加熱系統、抽真空和排鹽水系統、淡水系統、海水投藥系統、鹽度控制系統組成。海水系統由海水泵、冷凝器、蒸發器、噴射泵、管系組成；加熱系統主要包括主機缸套水管系、三通溫控閥；抽真空和排鹽水系統包括真空泵、液流觀察鏡及相關管路；淡水系統由凝水泵、流量計等組成；海水投藥系統不但可以減少海水結垢，還可以防止汽水共騰；鹽度控制系統包括鹽度傳感器、鹽度計和回流電磁閥組成。

3.產水量降低的原因及改進措施

產水量是凝水泵排出的經鹽度計檢測滿足標準的淡水量。

3.1 加熱水流量不足或溫度太低

造水機生產淡水的熱源主要取決于造水機中海水得到熱能。當加熱水流量不足或溫度過低時，產水量下降。因此在船舶建造時盡可能縮短主機缸套水出口到造水機入口的距離，管路布置減少彎頭并用保溫材料嚴密包裹以減少熱量損失。同時，進出造水機的加熱水流量、溫差比穩定，實現加熱量的動態穩定平衡。

3.2 換熱面臟污結垢

加熱器兩側產生結垢阻礙熱量傳送，影響熱量交換。要破壞水垢的形成，就要對冷卻水的水質進行化驗，定期進行投藥處理。定期的清理蒸發器上的水垢，維護換熱面的傳熱系數，也可以維持熱源的有效效率。

3.3 蒸發器實際換熱面積減少

加熱水與海水的換熱面要盡可能的大，接觸時間盡可能的長，才徹保證產水量。在造水機加熱器中，海水和加熱水通過對流加長流動路線，換熱面充分的接觸，換熱時間更長，換熱面兩側的溫差更小。蒸發器中的水位主要由造水機海水泵決定，所以讓海水泵維持相對穩定的水位能確保實際換熱面積的恒定。

3.4 加熱側發生“氣塞”

主機缸套冷卻水系統中易產生氣泡，氣泡逐漸聚集在蒸發器的加熱側，加熱側的水空間變小，傳給加熱面的熱量就少了，這就是“氣塞”。要定時驅除冷卻系統中的氣體，及時補水，不留空間供給水汽化，主機停車冷卻后關閉系統，防止外界氣體溶入其中，同時需要檢查泄露情況。

3.5 給水量增大或給水溫度降低

若進入蒸餾器的海水量增加，而加熱面供給的熱量沒有相應增加，不利于蒸汽產生。所以確定海水在蒸餾器中的液位要綜合考慮熱量的有效利用，保持給水倍率維持在3-4之間，防止鹽度高于規定值和汽水共騰。

3.6 凝水水位不合理

凝水水位太高，使的蒸汽的熱量不能快速去除，蒸汽凝結效果變差；水位太低，容易發生凝水泵“氣穴”現象。為維持良好的冷凝效果，在造水機穩定工作后，調節凝水泵的流量，保持適當的凝水水位，維持在水位計1/2-1/3的高度。

3.7 電磁閥關閉不嚴

電磁閥在正常情況是關閉的。在船體振動時，易使電磁閥在淡水含鹽量達標時關閉不嚴；或者在探測器失靈時，淡水含鹽量達標仍打開電磁閥，造成產水量減少甚至不產水。在對造水機進行維護管理時，要注意凝水管路上的電磁閥是否無故障打開，有無達標凝水回流。

3.8 真空度不足，導致海水沸點提高

影響蒸餾器真空度的因素很多。首先，良好的氣密性是保持真空度的充分條件；其次，真空泵應具有足夠的抽氣能力；再次，海水泵和排鹽泵設計的進排水比例要合適、穩定；最后，造水機有足夠的、與蒸發量相適應的冷凝能力。冷凝能力與蒸發能力相對應，是保持真空度穩定的重要條件。在維護真空度方面，要檢查與造水機連接的管道，閥門。運行中觀察真空壓力表，調節加熱和冷凝的出口閥門，讓真空度保持平衡。

3.9 淡水含鹽量過高

所產淡水含鹽量過高的主要原因有：蒸發量過大，沸騰過于劇烈；給水量太小以至鹽水含鹽量太大；排鹽水的流量不足以至鹽水水位太高；汽水分離器效果差，應檢查其與前蓋裝備情況的好壞；冷凝器泄漏。含鹽量超標導致凝水會回流到蒸餾器，在日常管理中要避免上述問題。

4.總結

經上述分析可知，輪機員在實際工作中要重點調節給水倍率、缸套冷卻水流量、冷卻海水流量、投藥處理，才能使真空沸騰式造水機達到理想產水量。