4 Назначение, классификация и принципиальные схемы опреснительных установок

4.1 Назначение судовых опреснительных установок

Судовые опреснительные установки (СОУ) служат для приготовления:

1. из забортной морской воды дистиллята для пополнения запасов питательной воды. Утечки в цикле ПЭУ составляют до 0,5…1,0% от паропроизводительности котлов.

2. аккумуляторной и мытьевой воды;

3. питьевой воды (в некоторых случаях).

4.2 Классификация опреснительных установок

В основу классификации СОУ положены следующие признаки:

• давление вторичного пара;

• вид парообразования в корпусе испарителя;

• способ использования тепла вторичного пара;

• число корпусов;

• число ступеней давления вторичного пара

В зависимости от давления вторичного пара СОУ делят на вакуумные и избыточного давления.

Достоинства вакуумных СОУ:

- менее интенсивное накипеобразование;

- возможность утилизации низкопотенциального тепла;

- более высокое качество дистиллята;

- меньший слой изоляции.

Недостатки вакуумных СОУ:

- имеют сложное устройство и большие диаметры трубопроводов вторичного пара;

- чувствительны к нарушениям режима работы и неплотностям;

- нельзя готовить питьевую воду из-за микробиологических требований.

По виду парообразования в корпусе испарителя установки подразделяют на батарейные и безбатарейные. СОУ с погружными греющими батареями (см. рис. 6) работают в режиме пузырькового кипения. СОУ с испарителями безбатарейного типа (их называют также адиабатными установками и установками мгновенного вскипания) работают в режиме парообразования перегретой воды при подаче её в корпус, в котором поддерживается давление ниже давления насыщения для данной температуры воды. Безбатарейные бывают циркуляционные и проточные.

Схемы опреснительных установок батарейного и безбатарейного типов изображены на рис. 7. В испарителе 1 батарейного (поверхностного) типа (рис. 7, а) находится греющая батарея 2, через которую проходит теплоноситель - пар или горячая вода 60…70^оС. В результате нагрева и кипячения рассола в испарителе выделяется из морской воды вторичный пар, который направляется по трубопроводу в конденсатор 9. Пар охлаждается забортной водой, прокачиваемой по змеевику циркуляционным насосом 8, конденсируется и дистиллят откачивается дистиллятным насосом 7. Часть забортной воды, выходящей в подогретом состоянии из конденсатора, отводится через регулятор уровня 6 в испаритель. Для поддержания постоянной солености рассола в испарителе производится продувание рассольным насосом 4.

а – с греющими батареями; б - безбатарейная (мгновенного вскипания или адиабатная).

Рисунок 7 - Схемы опреснительных установок

В установке мгновенного вскипания в испарителе 1 (рис. 7, б) отсутствуют греющие элементы с твердой поверхностью для теплопередачи. Морская вода перед поступлением в испаритель предварительно нагревается в подогревателе 3 теплоносителем до температуры, которая превышает температуру насыщения, соответствующую давлению, поддерживаемому в испарителе. При поступлении воды из подогревателя, где вода не кипит, так как давление в нем более высокое, в испаритель с более низким давлением происходит самоиспарение некоторой части воды за счет внутренней теплоты. Образовавшийся пар, как и в предыдущей схеме, поступает в конденсатор 9, прокачиваемый забортной водой от насоса 8, конденсируется и откачивается дистиллятным насосом 7. Часть прокачиваемой охлаждающей воды отводится для питания испарителя через регулятор уровня 6. Неиспарившаяся вода из испарителя циркуляционным рассольным насосом 5 многократно прокачивается через подогреватель 3 и вновь поступает на испарение. При этом часть рассола выдувается за борт через клапан. Преимущество безбатарейных установок заключается в том, что вследствие отсутствия поверхности нагрева в испарителе не образуется накипь. Но они требуют установки циркуляционных насосов большей производительности.

В основе процесса ра­боты безбатарейного испарителя лежит самоиспарение рассола. Этот принцип можно пояснить с по­мощью простейшей схемы (рис. 8). Если два сосуда, в одном из ко­торых налит рассол, а в другой дистиллят, сообщить друг с другом паровыми пространствами, то при условии равновесия парциальное давление водяных паров над рассо­лом должно быть равно давлению водяных паров над дистиллятом.

Рисунок 8 – Схема самоиспарения рассола

При повышении температуры рассола давление водяного пара над ним возрастет и водяной пар начнет переходить из сосуда с рассо­лом в сосуд с дистиллятом. Движущей силой процесса испарения является градиент давления водя­ных паров. Поэтому при повышении температуры паров над рассолом на долю градуса скорость испарения растет. Для того чтобы процесс испарения был непрерывным, необ­ходимо из сосудов удалять воздух и другие неконденсирующиеся газы, подогревать рассол до поступления в сосуд, удалять остывший рассол из сосуда, непрерывно отводить дис­тиллят.

На рисунке 9 приведена схема судовой опреснительной установки безбатарейного типа:

1 и 4 - трубопроводы морской воды; 2 – водоподогреватель; 3 – рассольный трубопровод; 5 и 8 – насосы; 6 - трубопровод вторичного пара; 7 – испаритель; 9 – трубопровод продувки рассола; 10 – конденсатор; 11 - трубопровод отвода дистиллята

Рисунок 9- Принципиальная схема судовой опреснительной установки

безбатарейного типа

В зависимости от способа использования тепла вторичного пара СОУ можно подразделить на установки:

- без регенерации тепла вторичного пара или с частичной регенерацией в подогревателях воды;

- регенеративные, которые используют тепло вторичного пара для испарения воды в корпусе испарителя.

СОУ могут иметь 1, 2 или более корпусов.

По числу ступеней давления вторичного пара ОУ могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми.