船用造水机的种类和管理要点.docx

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船用造水机的种类和管理要点

学校代码：

10254

学号：

SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY

学士学位专题报告

THEDISQUISITIONFORBACHELOR’SDEGREE

专题题目：

船用造水机的种类和管理要点

学科专业：

航海技术

学生姓名：

指导老师：

完成日期：

摘要

海洋淡水造水机机是一种安装在远洋船舶和渔船上的海水淡化装置它也是船员的生命保障。

海洋船舶一般配备淡水设备（俗称水机），生产出的淡水主要用作柴油机的冷却水和锅炉供水等，在一些紧急情况下也可以作为饮用水使用。

（由于制水机所产生的蒸馏水中含有的矿物质含量少，没有经过严格的消毒程序，因此需要矿化和消毒才能作为饮用水）。

由于船用锅炉工作环境比较复杂，锅炉水的盐含量必须严格进行控制，所以生产出的淡水盐度的生产是以锅炉补水的标准为基础的，因此可以看出，对海洋船舶，特别是油轮而言造水机是不可或缺的设备之一。

关键词：

船用造水机；学术分类；管理要点

第1章绪论

1.1选题背景与意义

1.1.1选题背景

在船的运行过程中，每一天船舶都需要消耗大量的淡水，用以满足日常中动力装置运转和船员的全部用水需水量。

船舶需要淡水，可从水箱港口获得，但这样做势必占据一定的空间，很大程度影响了吨位，如果在运输途中发生了一些不可预测的意外，那么淡水量不仅在数量上，而且严重地会在质量上也往往难以满足需求，尤其是在长时间的海洋行使中，在长时间运行的情况下，对特种船舶进行造水是十分必要的，通过船用造水机船员可以在相对较短的时间里得到新鲜、合格、大量的淡水，由此也能够带来性能以及经济方面的有利效益，所以在现代的远洋船舶上面，基本都必须配备海水淡化设备，这也被人们称之为造水机。

利用海水来制造淡水的方法其实有很多，例如蒸馏法，反渗透法等等。

建国以来我国船舶制造业从无到有取得了长足的进步，尤其关于造水机的相关课题经过六十年来无数船舶业专家学者的不懈努力下取得了辉煌的成果，在1990年时，船的年产量不到40万吨截止到了2013年时，产量已经将近400万吨足足翻了将近100倍的情况。

古往今来，船舶装备制造业被作为一个海洋国家是否强盛的标志，当然也是船舶工业是否发展成熟的一项重要参考指标。

随着时间迁移，世界造船产业结构进行了不断的调整，现在船舶工业的制造重心已经逐渐从欧美等老牌工业强国向中国转移。

另一方面航运业中心由西欧开始慢慢向东亚转移。

而中国具有东亚其他所有国家都不具备的优势就是我们是一个人口大国，我们的体量非常大，我们的体量决定了我们国家可以支撑起像装备制造业这样需要大量产业工人和非常细致的分工的劳动密集型产业。

中国造船业不断崛起的情况下，世界船舶市场份额先是转移到日本和韩国但是现在也有转移到中国的。

中国已成为世界上最重要的造船中心。

1.1.2选题的意义

伴随着我国工程装备制造水平的长足进步，随着造水机在船舶上的普及，它的基础性能日常维护变得尤为重要。

这些主要包括船用造水机的工作原理、造水设备的管理和常见故障的排除、造水装置的组成与操作、装置的启用与停运、造水机的日常维护与保养。

第二章

2.1造水机分类

目前，我国有三种类型的船用造水机被使用，三种船用造水机分别以海水蒸馏式淡化法、渗透压式淡化法和真空沸腾式淡化法作为基础。

蒸馏法是最早期出现的，历经技术的不断完善和发展，在造水行业中占据了很大的位置。

精馏过程的本质是水蒸气的形成，它是由水蒸发后的水蒸气聚集而成的蒸汽云遇冷凝结成水，形成了类似于云在遇到冷空气的情况下凝结成雨滴的现象。

反渗透：

反渗透法也叫过滤法。

它的原理就像细胞膜，它分子间间隙小只允许像水分子这样的小分子透过而钠离子和氯离子由于分子量大就被阻隔在半透膜外，达到净化水的目的，通过半透膜的过滤作用新鲜水可以和海水有效分离。

海水通过半透膜扩散到淡水中，淡水水位上升，但是淡水的水位上升到一定高度就停止了，这整个过程就是渗透。

真空沸腾法：

用于制造淡水的海水由一个特殊的海水泵（其中一部分由辅助的水泵供一部分水）真空泵和盐泵的工作水也是由它提供。

海水经过截止阀门进入竖管里，在立管外壁是高温的发动机冷却水，海水在这里进行加热，当海水经过加热达到沸点汽化后，（在真空泵的作用下，竖管内压强很低，海水不用达到100度就能汽化成水蒸气。

）从出水管汽化成蒸汽逸出，通过过分离器的管式冷凝器经过冷凝器两侧的横向管道进入汽水分离器。

用来冷却的海水流经冷凝器管，管外的蒸汽冷凝成为淡水，冷凝水收集在冷凝器底部。

蒸发后剩余的高盐度海水由盐泵排出，维持水机内水位平衡。

2.2造水机工作原理

2.2.1真空闪发式造水机

蒸发和加热真空闪蒸脱盐装置在两个不同的压力容器中进行，进入闪蒸室的水已变得过热，喷雾蒸发的状态，使得加热表面结垢少，但蒸汽携带水，以减少冷凝水的盐度，盐水浓度要求水量低，海水循环率高，加热面积大，泵流量增加，热损失降低，效率降低。

2.2.1蒸馏式造水机

这个装置由水通过蒸发和冷凝水制成，热量是主要发动机护套水或电加热，蒸汽，热油，冷凝水。

具体过程是汽缸水进入蒸发器，当真空中的水达到约45℃时，蒸发蒸发状态开始产生蒸汽，将蒸汽冷凝成蒸馏水即为蒸馏水。

冷凝水泵出。

淡水盐度小于10PPM。

水可以使用和饮用水。

蒸汽锅炉船员可用于各种远洋船舶和海上平台。

一般可提供1〜150吨/日的海水。

制水机产品符合了主要船级社DNV，LR，GL，ABS，BV，NKCCS规范上的要求。

2.2.2反渗透压式造水机

船舶反渗透水设备的基本过程：

海水从水泵泵入预处理系统，化学系统杀菌剂和絮凝剂进入石英砂和活性炭过滤系统。

海水预处理系统进入高压泵，高压泵的作用，通过高脱盐率的卷膜，通过控制压力调节阀增加压力，使部分水分在水中通过多孔膜通过装置中的软管进入收集管，用排水设备将盐停在膜表面。

大部分过滤水经过水质调整和还原后，PH抑制剂加入5um后进入安全过滤系统，过滤水进入高压低压泵的压力，另一种方式进入压力交换式能量回收装置，海水通过电压增压泵压力和高压泵水混合成反渗透系统的膜反应器。

高压海水在膜反应器加工部分通过膜形成淡水，经水调节后进入淡水储存罐。

其余高浓度的水进入压力交换能量回收装置，用于放电后的能量回收。

2.2.3真空蒸馏造水机

要想从海水中制造出淡水，海水通过专用海水泵供应，真空泵和排盐水泵也可以提供。

海水可以通过止回阀进入立管，这时立管外墙充满主机冷却水温度越高，水在加热时达到沸点开始沸腾后（在真空泵的作用下，发电机内部空间压力减压，水将在低温下蒸发。

）蒸汽在流出立管之后从水中逸出，在管和壳冷凝器两侧的蒸馏装置顶部旁路排气，冷凝器壳顶部的水分离器打开通路。

冷凝水管中的冷却水流量和蒸汽外部的管道被冷凝成水，再由水泵送到淡水箱。

剩余的高盐度水由盐泵排出，以保持水机的水位平衡。

垂直管蒸发器安装在蒸馏器下部。

部分造水机用水由给水调节阀提供，并通过垂直管向上流动。

加热介质（缸套水）从垂直管加热。

垂直管水开始沸腾后开始沸腾，出水后，水从蒸汽中溢出（称为二次蒸汽，将其与某些造水机用来加热的蒸汽区分开来），以绕过蒸馏器上的十字架管壳冷凝器侧，水分离器从上开口进入冷凝器壳体。

冷却水流过冷凝器，外部蒸汽冷却成淡水。

冷凝器聚集在冷凝器的底部，并将其泵入淡水箱。

在蒸发器内部，由于局部蒸发将海水浓缩成盐水，盐水盐度过高，会使二次蒸汽携带水盐度增加，对淡水质量造成影响，因此盐水应由排水泵排出。

当给水量等于产水量和排水量的总和时，水位可以稳定。

给水量W0与产水量W的比例称之为给水倍率。

第三章

3.1渗透式造水机管理

渗透式（造水机）具有如下特点：

1．设备的结构紧凑所以安装起来很简单2。

因为设备体积小，紧凑所以拆卸清洗的时候不麻烦3．对海水的温度要求不高，5度到45度的常温海水就可以制淡水随意船用设备的配用功率就小能够节约船上的能源。

渗透式造水机的日常维护与保养方法：

1、如果管路系统出现泄漏情况，应及时处理，拧紧夹紧环或用原材料重新包裹，但应注意将新管道清理成内部杂质，否则会损坏高压泵。

在预处理设备处使用多介质过滤器：

手动阀控制，启动前反冲洗和正冲洗，及时冲洗过滤材料，减少压力损失。

安全过滤器：

如果过滤筒泄漏，松开螺栓以更换垫圈。

2、滤芯在经过长时间的使用后，则会有悬浮杂质附着在表面上，这样便会一定程度降低过滤速度和水流量，与此同时，低压表压力会接近零，此时过滤器一定要更换。

否则，它会自动当机。

关闭设备，打开机箱，更换合适的滤芯。

3、滤芯清洗。

首先可以用高压水冲洗几遍滤芯，然后把其浸泡在20%左右的盐酸溶液中，等到其表面完全干净后用白水冲洗，这样PH值可调至中性，放置好以备用。

4、高压泵维修。

不要让高压泵在无水或半水下工作。

不允许颗粒杂质进入高压泵。

不应把高压泵的工作压力超过6.5mpa。

注意非专业人员不得私自拆卸高压泵。

5.、膜元件的保护。

如果装置必须关闭48小时至一星期的时间，膜元件内必须要充入保护液ZC-BH。

详细的配制方法及操作步骤如下:

将本公司提供的袋装保护剂一袋,用产品水溶解完全后,加入注满产品水的清洗箱中，然后打开阀1，同时关闭阀2，并把调压阀完全打开，将选择开关置于“清洗”位，开启高压泵，运行60~90秒,然后打开阀门2，关闭阀1，清洗箱液位到达最低位自动关机停泵，打开清洗箱排水阀，将剩余的溶液排除便可以完成。

6、电机的保养电源供给必须符合440V、60Hz（三相四线），并接地良好。

接通电源之后，电机应该快速起动、平滑运转，否则应该立即切断电源检查原因——可能是电压太低、电机线路联接不良以及负荷太大等等因素。

在电机工作一段时间后，检测电流并与电机铭牌所示电流进行仔细比较。

。

造水设备生产的淡水水质符合国家生活饮用水水质标准（GB5749-85），该类型制水机采用最先进的反渗透技术，优化系统设计后，可以直接使海水淡化成美味和健康的饮用水，该类型的设计生产充分考虑船员的要求。

船用海水淡化设备根据它的应用的特殊性具有体积小，重量轻，占地面积小，安装方便，适应性强，可安装在狭小的船舱，甲板，机舱，走廊空间的特点。

该设备简单，易于维护，只要有水，电后，立即可以开始提供新鲜水源。

改类型造水机具有脱盐率高、性能稳定、安全可靠、设计新颖、设计巧妙、避免频繁清洗、无环境污染等优点。

考虑到海水的高盐度，框架应该由不锈钢制作。

3.2真空蒸馏式造水机管理

（1）设备启动前，要仔细检查真空减压阀和排污阀的底部和凝结水泵的出口阀门，并检查供水阀和供水流量计旁通阀是否已关闭。

打开冷却水进、出口阀，和冷凝器的介绍，然后打开进水和出水阀蒸发器加热，主机缸套冷却水进入蒸发器；冷凝器和蒸发器放在开孔后，直到水流光后关闭。

（2）开启海水泵的吸入阀、喷射泵的舷外排出阀后启动海水泵，将工作海水供入两个喷射泵，这样整流器才开始出现真空。

为了保证喷射泵的正常工作，压力不应低于0.35〜0.4Mpa。

当需要真空度工作时，打开给水调节阀，并根据流量，由给水流量计开阀表示，保持适当的水分。

如果没有设置水表，则调节给水管路节流孔板前压力一直到规定值为止，以确保给水量适合。

（3）进入整流器的热水已经达到了真空度的要求，会导致主机的淡水冷凝器旁通阀下降，使主机的冷却水可以通过蒸发器。

此时由于发动机气缸套水冷却系统增加了“冷却器”，会降低水温，就像注胶机冷却水系统没有设置自动温度调节三通阀，这时应适当打开大型主缸缸内的冷却器旁通阀，以保持主缸内冷却水获得适当的温度。

（4）冷却水供应后，在淡水产生初期调节冷却水旁通阀，适当提高冷凝器的冷却水流量，保持适当的真空度。

并注意通过阀门的水流来调节水的流量，使蒸发量一直处于适当的水平，避免过多的海水沸腾造成高含盐量的水

（5）排除凝气。

当凝水水位达到冷凝器水位计达到半高的情况时，就可以打开凝水泵，同时也打开其出口阀，并向淡水舱供水，与此同时接通盐度计的电源。

结论

二十世纪中叶以来，淡水资源危机的海水淡化技术发展迅速，海水淡化是解决淡水资源短缺的有效战略方式。

对于海上运输，特别是海上运输，船舶为了增加负荷，减少选定海水淡化厂（俗称水装置）的淡水运量，以提高船舶经营和耐用性。

所以造水机或者说船用海水淡化系统能否正常运转关系到船上所有船员的生命安全，显得及其重要。

参考资料

[1]费千．船舶辅机[M]．大连：

大连海事大学出版社，2010.

[2]王俊鹤．海水淡化[M]．北京：

科学出版社，1978．

[3]王世昌．海水淡化工程[M]．北京：

化学工业出版社，2003．

[4]黄福赐．工程热力学原理和应用[M]．北京：

电力工业出版社，1982．

[5]童钧耕，蒋智敏，沈维道．工程热力学[M]．北京高等教育出版社，2001