情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理浙江國際海運職業技術學院【情境導讀】海水淡化裝置，俗稱造水機，是從海水中提取淡水的裝置。海水是一種溶有80多種鹽類的水溶液，海水淡化的目的是除去各種鹽類及有害雜質。海水：一般平均含鹽量為35g/l。所謂淡水：含鹽量<1000mg/l。船舶海水淡化裝置(Freshwatergenerator)：根據鍋爐補給水的要求，所產淡水含鹽量應低于10mg/l。海水淡化的方法有：蒸餾法、電滲析法、反滲透法和冷凍法等。必備知識：船舶對淡水的要求

必備知識：海水淡化方法操作要點：真空沸騰式海水淡化裝置操作要點：海水淡化裝置的起動和停用

目錄

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206030544074044408操作要點：海水淡化裝置的運行管理

操作要點：鹽度計的使用與調試操作要點：海水淡化裝置的給水投藥處理操作要點：海水淡化裝置的維護與保養

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[4

]必備知識船舶對淡水的要求船舶對淡水的要求淡水用途品質要求需求量柴油機冷卻水要求較低，淡水即可每天每千瓦約為0.2～0.3L生活用水洗滌水應不含傳染疾病的微生物，沒有惡臭，氯離子濃度不大于300mg/L（Cl-），硬度不大于7毫克當量/升；飲用水必須是清澈的，無不良氣味，不含任何對人體健康有害的雜質、病菌等，含鹽量不大于500～1000mg/L，氯離子濃度不大于250～500mg/L（Cl-），pH值為6.5～8.5每人每天約為150～250L鍋爐給水我國對船用鍋爐給水的標準是含鹽量小于10mg/L蒸發量的1%～5%計算

現代遠洋船舶造水機的最高容量視主機功率而定，一般每7500kW左右裝設一臺造水量為20～25t/d的淡化裝置。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[6

]必備知識海水淡化的方法海水淡化方法①從海水中分離出淡水，方法有：蒸餾法、反滲透法、冰凍法、水合物法、溶劑萃取法等。②除去海水中鹽，方法有：電滲析法、壓滲析法等。海水淡化方法蒸餾法：根據鹽分幾乎不溶于低壓蒸汽的原理，先加熱海水使之汽化，然后再將產生的蒸汽冷凝，從而得到幾乎不含鹽分的蒸餾水。分為真空沸騰式和真空閃發式。海水淡化方法

加熱

蒸發經濟性

應用蒸餾式

真空真空好（可利用余熱）船上主流閃發式

常壓真空差

基本不用蒸餾式與閃發式比較：海水淡化方法電滲析法：使海水中的陰、陽離子在外加直流電場的作用下，作定向遷移，使一部分海水中的離子轉移到另一部分海水中去，從而實現海水淡化。特點：耗電量大，須對海水進行預處理，并定期進行酸洗和倒換電極，操作管理也較復雜。海水淡化方法反滲透法：將海水加壓到水的滲透壓以上，以使其通過半滲透膜，利用反滲透原理使海水中的溶劑（淡水）反滲透出來，從而使海水淡化的一種方法。滲透滲透平衡反滲透海水淡化方法反滲透特點：是一種新型膜化技術，無相變，耗能較少，對設備腐蝕及結垢較輕，設備簡單，易于操作，且成本較低，在船上已開始應用。但這種方法操作壓力高，須對海水進行預處理且受半透膜壽命的限制。海水淡化方法冷凍法：根據一定濃度范圍的鹽溶液，在其降至冰點時，就會析出冰晶來實現海水淡化。因此，只要取出冰晶，用淡水洗去晶體表面及其間隙之間的殘留海水，然后將其融化，即可獲得淡水。特點：因其操作溫度低，結垢和腐蝕亦輕，然而，冷凍法操作技術要求較高，冰晶的洗滌也較困難，且需消耗部分淡水，所以在工業上還處于中間實驗階段，尚未能獲得大規模的應用。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[14

]操作要點真空沸騰式海水淡化裝置

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[15

]真空沸騰式海水淡化：海水加熱和蒸發都在同一個高真空的蒸發器內進行。在高真空度下進行的優點：①水的沸點低，可以利用主機缸套冷卻水的余熱；②換熱面結垢慢，且不結硬垢。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[16

]真空沸騰式海水淡化裝置6個子系統：1、加熱：缸套冷卻水2、冷卻：海水3、給水：海水（冷凝器后）4、產水：淡水（也稱凝水）5、抽真空：水噴射泵完成6、抽鹽水：水噴射泵完成

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[17

]找一找？海水淡化裝置6個子系統：

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]一、影響蒸餾器真空度的因素：目前大多數船用蒸餾式海水淡化裝置真空度為90％-94％，蒸發溫度為45-35℃。新型板式（80％-90％，蒸發溫度60-45℃）。1.如何建立真空度？(1)啟用時：真空泵。抽除裝置內的空氣實現。(2)工作時：冷凝器+真空泵。主要靠冷凝器使二次蒸汽及時冷凝，并由凝水泵將凝水不斷抽出。真空泵應繼續工作，將不凝性氣體和漏入的空氣抽走，維持真空度。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[19

]一、影響蒸餾器真空度的因素：目前大多數船用蒸餾式海水淡化裝置真空度為90％-94％，蒸發溫度為45-35℃。新型板式（80％-90％，蒸發溫度60-45℃）。1.如何保持真空度？(1)有與蒸發量相適應的冷凝能力。冷凝器換熱能力下降或蒸發量過大，真空度降低。(2)真空泵應具備足夠的抽氣能力。工作水壓力不足或水溫過高，排出背壓過高，噴嘴磨損、堵塞或安裝不當等都能使真空泵的抽氣能力降低，使真空度不足。(3)裝置應具備良好的氣密性，嚴防空氣漏入蒸餾器。

沸點

產水量產水含鹽量

解決真空過大

真空過小

真空過大或過小的影響：查找真空降低的原因減少加熱水、冷卻水或真空破壞

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]二、影響蒸發器加熱面結垢因素：水垢的主要成分：CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4(難清除)。危害：傳熱系數減小，傳熱能力下降，產水量減少。影響水垢生成速度和成分的因素有：(1)海水的沸點真空度降低，沸點升高，鹽溶解度降低，水垢生成速度加快；海水溫度決定水垢成分：<75℃，主要是CaCO3；>75℃，Mg(OH)2迅速增加；>82℃,主要是Mg(OH)2。

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]二、影響蒸發器加熱面結垢因素：(2)鹽水的含鹽量W0、S0-給水流量(L/h)、含鹽量(mg/L)；WB、SB-鹽水流量(L/h)、含鹽量(mg/L)；鹽水含鹽量SB與海水含鹽量S0之比稱為鹽水濃縮率ξ。給水量W0與產水量W之比稱為給水倍率μ。難清除的CaSO4只在ξ=1.5時才開始析出，ξ=3時大量析出。因此應使ξ<1.5，即>3。增大給水倍率雖然可以減少鹽水含鹽量，減輕結垢程度，但海水給水量增加，產水量會降低。船用真空沸騰式海水淡化裝置適宜的給水倍率為3～4。

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]二、影響蒸發器加熱面結垢因素：(3)傳熱溫差加熱溫差增大，加熱面附近的海水汽化濃縮加劇，結垢量增加，且易生成氫氧化鎂Mg(OH)2和硫酸鈣CaSO4水垢。請指認，水垢一般多結在：蒸發器or冷凝器？加熱水側or海水側？

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]三、影響淡水產量的因素：淡水產量主要取決于蒸發器的蒸發量，因而與供給蒸發器的海水溫度、流量和影響蒸發器傳熱量的因素(傳熱系數、換熱面積、加熱水的平均溫度和海水沸點等)有關。日常運行中能否生產出淡水及產水量的主要影響因素：(1)合適的真空度，否則產水量減少或中斷；(2)加熱面潔凈，否則結垢、臟污等導致產水量逐漸減少。

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]三、影響淡水產量的因素：工作中淡水產量不足的原因分析：(1)蒸發器換熱面臟污結垢，傳熱系數減小，應及時清洗；(4)真空度不足,導致海水沸點升高；(5)加熱水流量不足或溫度太低，致使加熱水平均溫度降低；(6)蒸發器的給水溫度太低或給水倍率過大，使更多的熱量消耗于預熱或被鹽水帶走；(3)蒸發器水位過低，使有效換熱面積減小(殼管式蒸發器內的水位以達上管板為宜)；(7)凝水泵出口的回流電磁閥關閉不嚴，所產部分淡水回流至蒸餾器(或泄至艙底)。(2)加熱側發生“氣塞”，妨礙換熱，可通過放氣旋塞把氣放掉；

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]四、影響所產淡水含鹽量的因素：mg/LSF-所產淡水的含水量，mg/L；-二次蒸汽的含水量，%；SB-鹽水的含水量，mg/L；產水含鹽量過高的原因：(1)蒸發量過大，沸騰過于劇烈，可能是加熱介質的流量過大、溫度過高或真空度過高；(2)給水流量太小，鹽水含鹽量太大，細水珠攜鹽量增加；(3)排鹽水的流量不足，以至鹽水水位太高，造成汽水分離高度不足；(4)汽水分離器效果差；(5)冷凝器漏泄，冷卻海水進入凝水中。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[27

]操作要點板式換熱器真空蒸餾式海水淡化裝置的起動和停用

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[28

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目前，采用板式換熱器的真空沸騰式海水淡化裝置幾乎已取代了采用殼管式換熱器的海水淡化裝置。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[29

]裝置的主要設備1主柴油機;2缸套水冷卻器;3缸套水調節閥;4加熱水旁通閥;5主機缸套水泵;6加熱水進、出閥;7鹽度計;8鹽度傳感器;9凝水泵;10、23、26止回閥;11回流電磁閥;12流量計;13凝水泄放閥;14、24彈簧加載閥;15海底門;16海水泵吸入濾器;17海水泵進口閥;18造水機海水泵(噴射器泵);19海水泵出口閥;20冷卻水旁通閥;21噴射器;22觀察鏡;25節流孔板;27出海閥;28加藥柜;29蒸發器;30汽水分離器;31冷凝器;32安全閥;33空氣閥(真空破壞閥)

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[30

]

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[31

]1主柴油機;2缸套水冷卻器;3缸套水調節閥;4加熱水旁通閥;5主機缸套水泵;6加熱水進、出閥;7鹽度計;8鹽度傳感器;9凝水泵;10、23、26止回閥;11回流電磁閥;12流量計;13凝水泄放閥;14、24彈簧加載閥;15海底門;16海水泵吸入濾器;17海水泵進口閥;18造水機海水泵(噴射器泵);19海水泵出口閥;20冷卻水旁通閥;21噴射器;22觀察鏡;25節流孔板;27出海閥;28加藥柜;29蒸發器;30汽水分離器;31冷凝器;32安全閥;33空氣閥(真空破壞閥)鈦合金(Titanium)板式蒸發器和冷凝器。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[32

]1主柴油機;2缸套水冷卻器;3缸套水調節閥;4加熱水旁通閥;5主機缸套水泵;6加熱水進、出閥;7鹽度計;8鹽度傳感器;9凝水泵;10、23、26止回閥;11回流電磁閥;12流量計;13凝水泄放閥;14、24彈簧加載閥;15海底門;16海水泵吸入濾器;17海水泵進口閥;18造水機海水泵(噴射器泵);19海水泵出口閥;20冷卻水旁通閥;21噴射器;22觀察鏡;25節流孔板;27出海閥;28加藥柜;29蒸發器;30汽水分離器;31冷凝器;32安全閥;33空氣閥(真空破壞閥)能與大氣相通的空氣閥(真空破壞閥)。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[33

]1主柴油機;2缸套水冷卻器;3缸套水調節閥;4加熱水旁通閥;5主機缸套水泵;6加熱水進、出閥;7鹽度計;8鹽度傳感器;9凝水泵;10、23、26止回閥;11回流電磁閥;12流量計;13凝水泄放閥;14、24彈簧加載閥;15海底門;16海水泵吸入濾器;17海水泵進口閥;18造水機海水泵(噴射器泵);19海水泵出口閥;20冷卻水旁通閥;21噴射器;22觀察鏡;25節流孔板;27出海閥;28加藥柜;29蒸發器;30汽水分離器;31冷凝器;32安全閥;33空氣閥(真空破壞閥)安全閥以防在意外情況下蒸餾器殼體承受過高壓力。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[34

]造水機啟動操作：一般離岸20nmile外的水域，海水受人類活動污染的可能性小，主機工況穩定（定速航行)，可起動造水機。1、檢查裝置密封：關閉真空破壞閥33、底部泄放閥（如有）等。2、抽空：開啟海水泵管路相關閥門，啟動海水泵進行抽真空操作。3、給水：按說明書要求調節彈簧加載閥24的設定壓力。初次使用調節后，平時一般不用調。4、加熱：開啟閥6，慢慢關小熱水旁通閥4。工作中調節閥4開度大小，可以調節造水機的產水量。5、抽凝水：產水后，當凝水達到水位計一半時，起動凝水泵9，升壓后開啟通往淡水艙（柜）的相關閥門。6、開啟鹽度監控裝置：凝水泵開始送水時，要接通鹽度計電源，蜂鳴器開關可以待鹽度下降至報警值以下并處于穩定時接通。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[35

]造水機停用操作：當船舶離岸小于20nmile時或造水機淡水艙已滿或備車航行前，應停止造水工作。1、停止加熱。開啟加熱水旁通閥，并關閉造水機加熱水進出口閥。2、停止凝水泵，并關閉鹽度計。3、停止造水機海水泵，關閉進出口閥。4、開啟真空破壞閥。5、關閉噴射泵通舷外閥。6、關閉進凝水艙截止閥。思考：若設有造水機供熱溫度自動調節的系統，停用時“制淡系統溫控器”和“缸套水冷卻器溫控器的設定溫度”哪個高？

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[36

]操作要點海水淡化裝置的運行管理

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[37

]造水機運行中的管理：1)真空度的控制真空度是通過調節冷卻水旁通閥改變冷卻水流量來控制。2)產水量的控制產水量靠調節加熱水旁通閥改變加熱水流量來控制。加大加熱水流量，產水量提高。減少加熱水流量，產水量降低。3)鹽水水位控制鹽水水位一般保持1/2左右，控制給水倍率3-4。只要給水壓力保持在0.3～0.4MPa，給水節流孔板不堵，即可保持適當的給水倍率。4)凝水水位控制凝水水位一般維持在水位計1/3～1/2處，可通過調節凝水泵出口閥開度來調節。凝水泵一般是離心泵，其工作良好時，流量隨凝水水位高度變化有自調節能力，無須特意調節。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[38

]海水溫度變化直接影響真空度和產水量。只要能控制真空度穩定，其他都無須經常調節。故造水機工作穩定后一般不用專人照看，只須定期巡視即可。找一找：真空壓力檢查？真空破壞閥？加熱水旁通閥？鹽水水位觀察？產水量觀察？產水含鹽量觀察？

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[39

]操作要點鹽度計的使用與調試

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[40

]鹽度計在一定溫度下，水的導電性與含鹽量成正比，即含鹽量越高，電阻就越小，導電性就越好。鹽度傳感器實際上就是一對測量用的電極。電極的表面鍍有鉑或銠。鹽度計指示值是含鹽量(ppm)，實際上表示的是水導電性的電流、電壓或電阻值。1報警指示燈;2報警開關;3電源開關;4試驗按鈕;5調節開關;6含鹽量指示燈;7鹽度值鹽度計可分為三類：①測通過電極的電流；②測電極兩端的電位差；③測量電橋的一臂來測定水的電阻。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[41

]鹽度計的使用與保養造水機產水含鹽量要求是小于10ppm（NaCl）。水溫會影響電阻值，鹽度計通常有溫度補償功能。啟用：1）啟動凝水泵同時合上鹽度計電源開關；2）產水鹽度正常后，合上報警開關；3）按下試驗按鈕，可以進行測試；保養：定期（約1個月）對電極進行清潔。在熱淡水中浸泡，勿用硬物刮刷，防止鉑銠鍍層受到損傷。

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[42

]操作要點海水淡化裝置的給水投藥處理

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[43

]給水投藥系統沸點>45℃，應投藥處理，否則蒸發器常需清洗。作用：1)使海水中的難溶物質析出時不形成水垢，而形成很小的形狀不規則的松散易脫落的晶體，從而被排鹽泵連續排走。2)含有消泡劑，能消散小汽泡，防止海水飛濺，從而減少所產淡水含鹽量。1儲液桶2藥液出口閥3流量指示計4流量調節旋鈕

5給水處理閥6海水進口7造水機海水泵8舷外閥9真空泵10排鹽泵11蒸餾器

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情境八：船舶海水淡化裝置的操作與管理[44

]給水投藥操作：1）按藥劑說明書查出每天應投的藥劑量D千克。2）