船舶空調冷凝水的回收利用探索

胡代赟　唐德才　肖沁雨

摘? 要：船舶空調是船舶的必需設備。船舶空調在使用的過程中，通常會產生大量的冷凝水。將冷凝水進行收集應用到鍋爐上是個創新型思路。本文簡述了冷凝水回收利用裝置的創意，該裝置可以實現對船空調冷凝水的回收利用，減少船舶機艙的艙底水產生量，降低對海洋環境的影響，在應用實踐上做出了有益的探索。

關鍵詞：空調裝置;冷凝水;鍋爐水;應用實踐

引言

日常生活中，空調裝置是很常見的設備，空調在制冷模式下工作會有冷凝水產生，冷凝水會被直接排放大自然中。在船舶上，工作人員也需要適宜的工作及休息環境，特別是在環境較熱的情況下，船舶空調使用制冷模式，將環境溫度控制在理想范圍。這與人們在日常生活中看到的空調裝置工況類似。船舶空調與岸上空調，在冷凝水處理方式上，因為環境不同而有所區別。

1船舶空調冷凝水的現狀

1.1船舶空調水的產生

現代的船舶，船舶空調是船舶輪機設備中必需的組成部分。船舶空調在使用的過程中，空調裝置的蒸發器處通常會有大量的冷凝水產生。冷凝水產生的機理都是相同的，冷凝水是從空調蒸發器下面的集水盤流出的。它的流量一般與空氣的含濕量，露點溫度，室溫等有關。整個空調系統產生冷凝水的兩個主要地方一是蒸發器，二是加濕式風機盤管等空調末端。蒸發器和空調末端分別是為了干燥新風和消除室內濕負荷而產生冷凝水。蒸發器產生冷凝水的原因在于，當室外空氣或新風與回風混合后，與蒸發器的表面進行熱交換冷卻除濕空氣時，因蒸發器的外壁面溫度低于室外空氣或混合風露點溫度，室外空氣或混合風所含的水蒸氣在蒸發器壁面析出而結露，當露珠增大到一定程度會滑落到蒸發器下方的冷凝水盤，從而形成了冷凝水?？照{裝置的冷凝水來自于空氣中的水蒸汽，屬于不含鹽分的水。

1.2船舶空調冷凝水處理及帶來的相關問題

船舶空調冷凝水的處理的常見方法有限，即在冷凝水盤處接冷凝水管將冷凝水就近排到合適的地方。目前對船舶空調冷凝水的處理，根據船舶空調機組的設計及安裝位置而定。有的直接通向甲板，有的將冷凝水管通向機艙，通往機艙的水會成為機艙艙底水的一部分。

船舶空調冷凝水通往甲板時，可以直接到甲板的泄水孔入海。

通往機艙的冷凝水成為機艙艙底水后，按照目前的海洋防污染法規，機艙艙底水不能直接排到舷外。根據海洋防污公約，航行在特殊區域以外的船舶排放污水應船舶正在途中航行，必須通過油水分離設備或過濾設備。

1.3船舶空調冷凝水的應用

冷凝水作為空調正常運行的副產品，常規都是直接或間接排海。目前看到的應用是有些鉆井船將其收集起來作為工業淡水的補充部分。

經過研究分析，空調冷凝水來源于空氣中的水蒸氣，冷凝后雖含有少量雜質，不及普通純凈淡水，但是作為船舶淡水的補充是可行的。船舶淡水的來源有兩個，即碼頭補充和船舶造水機制造。這種不含鹽分的空調冷凝水，經過簡單處理后，符合船舶鍋爐的使用要求。因此，將空調冷凝水收集后作為鍋爐補給水來利用，不僅解決了機艙艙底水的問題，而且節約了海水淡化的成本，可極大地提升船舶運營的經濟性和環保性。

2船舶鍋爐水使用要求

船舶無論是蒸汽機船還是汽輪機船內燃機船，都設有鍋爐。鍋爐產生的蒸汽用于推動主輔機或者加溫燃油，化學品船舶還用蒸汽加熱海水或淡水，對貨艙進行清洗。鍋爐用水不當，會造成一系列的問題，甚至造成不同程度的破壞。

鍋爐水的供水質量要求包括懸浮物、堿度、硬度、含鹽量、導電率、溶解氧、氯根等。針對實際應用場景，對懸浮物、堿度、硬度、含鹽量這些指標進行控制。

未經處理或處理不當的水具有一定的硬度并含有氣體等雜質，其造成的危害有生成水垢、腐蝕鍋爐、汽水共沸。溶解于水中的鹽分積累到一定程度，就會從水中析出，沉積在鍋爐水管以及容器壁上。這種固體沉積物俗稱水銹或水垢。另外，析出物還可以形成疏松的懸浮物，沉積在鍋底或下聯箱底部，這些沉淀物就是泥渣。水垢影響熱傳遞，導熱系數為鋼材的1/10，傳熱不良會引起局部過熱，嚴重時導致管子鼓泡、燒彎、燒裂，甚至使得爐膽及燃燒室頂燒塌。

另外有了水垢，就必須經常清洗鍋爐。清洗鍋爐，不僅影響船舶運行，還增加洗爐時的人力物力。而且對鍋爐本身的敲鏟、酸洗，也會影響鍋爐使用壽命。

空調裝置的冷凝水可以作為船舶淡水，同時由于不含鹽分，因此可以考慮用到鍋爐上。

3船舶空調冷凝水的應用設計

設計完整的冷凝水回收再利用管系設備布置方案，便于對冷凝水進行儲存、處理和輸送，最終按鍋爐水的要求，完成對鍋爐的給水補充。根據調研發現目前的船舶上沒有這樣的裝置。這與實際在船工作時見到的現狀一致。因此所研制的系統，可以實現將空調冷凝水變廢為寶的效果。

3.1設計內容：

1、對空調蒸發器進行相關研究，分析冷凝水在不同環境下的產生量和水質;

2、根據冷凝水的特點，設計一套能夠完成對冷凝水的儲存、過濾和輸送的系統;

3、設計一套自動控制方案，完成對冷凝水儲存狀態的監控報警和對鍋爐水狀態的監測，從而實現對鍋爐水的自動補給。

3.2設計路線：

加裝冷凝水儲水柜，與鍋爐相關的管路，閥門等，完成系統硬件連接;給冷凝水儲水柜配備液位傳感器，設定高位、高位、低位報警;設計一套自動控制功能，使系統完成冷凝水的自動回收、液位監控、自動輸送等功能。相關管路上適當位置上安裝濾器，避免空調處的雜物進入儲水柜后堵塞管路或者被泵吸入。

4船舶空調冷凝水的應用實踐總結

根據應用設計，完成了裝置的部件安裝，實現各應用功能。同時，本裝置屬于創新型設計，申請并獲得了相關專利。船用空調在使用的過程中，產生的冷凝水冷凝水，基本沒有鹽分，對改善鍋爐水質具有很大現實意義和實用價值，也可以向船舶進行推廣。該應用具有如下創新點和優點：

1、實現船空調冷凝水的回收利用，減少船舶機艙的艙底水產生量。

2、實現船用鍋爐給水補充的新方式。鍋爐水的水質要求較高，而大量的空調冷凝水符合鍋爐的供給要求。

3、實現機艙油水分離設備的使用時間減少，降低對海洋環境的影響。

參考文獻

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[2]? MARPOL Convention and Protocols AnnexⅠ，《MARMARPOL CONSOLIDATED EDTION》? 2017