Водоопріснювальні установки. Типові принципові схеми вакуумних установок. Умови здобування дистиляту високої якості.

 

КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ВОДООПРЕСНИТЕЛЬНЫХ

УСТАНОВОК

Современные опреснительные установки, работающие по мето­ду дистилляции (испарения и конденсации) подразделяются в зависи­мости от принципа работы испарителя на две группы."

с испарителями кипящего (поверхностного) типа;

с испарителями не кипящего (бесповерхностного) типа - рас­ширительные, работающие адиабатно (в которых испарение происхо­дит в отдельной камере, где вода частично испаряется при ее распыливании).

Опреснительные установки с испарителями кипящего типа ра­ботают при постоянном давлении, у которых поверхность нагрева рас­положена в самой нагреваемой воде (поэтому испарение в них сопро­вождается кипением испаряемой воды во всем ее объеме). В них из общего количества поступающей морской воды за счет подвода теп­лоты охлаждающей воды ГД испаряется примерно 20 -50%.Оставшаяся часть в виде рассола удаляется за борт с помощью рассольного насоса или эжектора. Образовавшийся пар в конденсате превращается в дистиллят и откачивается насосом в емкость.

К такому типу относятся опреснители типа «Д», а также ино­странные фирмы "Атлас", "Вейр", "Баклей", "Тейлор", "Нирекс", "Кларк" и др.

Таким образом из всего многообразия конструкций современных судовых опреснителей у всех опреснителей есть общие принципы компоновки и комплектации вспомогательным оборудованием. Поэто­му ниже рассмотрим наиболее типичные и распространенные типы опреснителей.

ВОДООПРЕСНИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ТИПА "Д"

Конструктивная схема опреснителя представлена на рис. 2.1, а общий вид на рис. 2.2. Особенности опреснителя заключается в сле­дующем. Теплообменную часть греющей батареи представляют вер­тикально расположенные мельхиоровые трубки 1 развальцованные в латунных трубных досках, внутри которых происходит процесс кипе­ния морской воды. В верхней расширенной части находится горизон­тальный жалюзийный сепаратор 2 и двухходовой прямотрубный кон­денсатор 3. Относительная большая высота парового пространства в сочетании с жалюзийным сепаратором позволяет получить дистиллят с солесодержанием не более 8 мг/л.

В центре нагревательной батареи оставлена цилиндрическая шахта для циркуляции рассола. В ней установлена центральная тру­ба, по которой рассол сливается к эжектору. Уровень рассола устанавливается на высоте верхнего среза сливной трубы 4.

Принципиальная схема утилизационной вакуумной ВОУ типа "Д" представлена на рис. 2.3. Забортная вода центробежным насосом 11 прокачивается через трубки конденсатора б, где нагревается за счет теплоты конденсации пара. Часть выходящей из конденсатора воды направляется в качестве рабочей среды в рассольно-воздушный эжектор 9. Другая часть, равная примерно четырехкратной производи­тельности ВОУ, поступает на питание испарителя 12.

Греющая вода от главного двигателя поступает в межтрубное пространство испарителя по трубопроводу 3 и, пройдя между поперечными сегментными перегородками, нагревает стенки трубок испа­рителя, где происходит кипения и испарения забортной воды. Обра­зовавшийся пар проходит через жалюзийный сепаратор 7 поступает в конденсатор 6, где конденсируется, и дистиллят самотеком стекает в сборник 13. Сборник дистиллята оборудован регулятором уровня для пуска и остановки дистиллятного насоса 14, уравнительной трубой 19. Дистиллятный насос забирает дистиллят из сборника и направляет его к электромагнитному клапану 16, который распределяет отвод дистиллята. При нормальной солености воды она направляется в цис­терну пресной воды, при повышенной - снова в испаритель через дроссельную шайбу 20. При падении давления на нагнетательной стороне дистиллятно­го насоса срабатывает реле давления 15 которая отключает насос, т. е. прекращается откачка дистиллята.

Неиспарившаяся морская вода (рассол) по отводной трубе, на­правляется к эжектору 9, сюда же из конденсатора по трубопроводу поступает паро-воздушная смесь, которая вместе с рассолом отводит­ся за борт.

При снижении давления рабочей воды перед эжектором 9 до 0,1 МПа, невозвратно-запорный клапан 17 автоматически перекрывает подачу питательной воды в испаритель, тем сапмым предохраняя ис­паритель от затопления.

На системе питательной воды испарителя установлена диа­фрагма 18, которая предназначена для ограничения подачи воды в испаритель.

Замер солесодержания осуществляется соленомером 2, к кото­рому дистиллят поступает через установленную на отводном трубо­проводе дроссельную диафрагму.

Производительность установки и расход питательной воды кон­тролируется ротаметрами 1.

Кратковременная работа испарителя обеспечивается за счет подвода греющего пара от котла и отвода конденсата по трубопрово­дам 5 и 4.

Контроль режима работы ВОУ осуществляется с помощью тер­мометров: измеряется температура греющей воды на входе в испари­тель и на выходе из него, а также температура воды на выходе из конденсатора. Контроль вакуума в ВОУ осуществляется по вакуум­метру.

Данный тип ВОУ работает с коэффициентом продувания, рав­ный трем.

 

Рис. 2.3. Принципиальная схема утилизационной вакуумной водоопреснительной установки типа Д

I - ротаметр (датчик расхода); 2 - солемер; 3 - трубопроводы под­вода и отвода греющей воды к испарителю; 4 - трубопровод для отвода конденсата; 5 - трубопровод подвода греющего пара; 6 – двухходовой конденсатор; 7-жалюзийный сепаратор; 8-медныйотбойник; 9 - воздушно-рассольный эжектор; 10 - трубопровод отвода рассола; 11-насос забортной воды; 12- мельхиоровые трубки испарителя; 13- сборник дистиллята; 14 - насос откачки дистиллята; 15 - реле дав­ления; 16 - электромагнитный клапан; 17 - невозвратно-запорный клапан; 18 - диафрагма; 19 - уравнительная труба сборника дистил­лята; 20 - дроссельная шайба

Повышенная соленость приготовляемого дистиллята

1) Чрезмерно повышенная производительность установки; 2) чрезмерно большой расход греющей воды; 3) пониженная температура кипения рассола из-за чрезмерно глубокого разрежения в конденсаторе; 4) повышенный уровень рассола в испарителе; 5) повышенная соленость рассола; 6) вспенивание или вскипание рассола; 7) подсосы забортной воды через неплотности в конденсаторе.

 

Одна из главных причин повышения солености дис­тиллята является повышение производительности испарителя, кото­рое происходит при интенсивном кипении рассола и уноса капелек рассола с образовавшимся паром. Кроме того, при нарушении режима продувания увеличивается соленость рассола и как следствие повы­шается соленость дистиллята. Повышенный уровень рассола в испа­рителе, который возможен из-за неисправности регулятора уровня, протечек забортной воды в конденсатор и при работе испарителя в условиях качки.