文档介绍：第三节影响真空蒸馏式海水淡化装置工作的主要因素
对船用真空蒸馏式海水淡化装置的要求是:
要保持额定的产水量(保量);
要使所产淡水的含盐量符合要求(保质)。
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影响淡水产量的因素
造水机产水量(蒸发量)的多少,主要取决于加热水向海水传热量的大小。
换热面脏污结垢,使蒸发器传热系数减小;
加热侧发生“气塞”,里面的气体会影响加热介质流动而妨碍换热。可通过放气旋塞把气放掉;
蒸发器水位太低,使加热水与被加热海水间的实际换热面积减少,蒸发器内最适当的水位是正好达到上管板的位置;
真空度不足,这会导致海水的沸点提高;
加热水流量不足或温度太低,以致加热水平均温度降低;
给水量增大(给水倍率加大)或给水温度降低,更多的热量耗于预热或被盐水带走;
凝水回流电磁阀关闭不严,使一部分所产淡水漏回蒸馏器;
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在日常管理中,造水机是否生产出淡水,以及产水量的多少,影响最大的是能否建立和保持合适的真空度;而造水机使用日久后产水量会逐渐减少,则往往是加热面脏污和结垢所致。
影响淡水产量的因素
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真空度的建立和保持
船用真空蒸馏式海水淡化装置大都将真空度维持在90%~94%(~ kPa),相应蒸发温度为45~35℃。
也有的海水淡化装置将真空度设计为80%~90 %(~ kPa), 相应蒸发温度为60~45℃。
若真空度太低,则沸点增高,产水量就会减少,甚至停产;而真空度过高,则沸点过低,又会导致沸腾过于剧烈,使二次蒸汽携带水珠量增加,以致所产淡水的含盐量增加。
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使造水机内保持足够真空度的条件是:
有足以与蒸发量相适应的冷凝能力如果冷凝器换热能力下降(冷却水温度升高或流量不足、冷却水侧“气塞”、冷凝器换热面脏污、或凝水水位过高使冷凝换热面面积减小等),则会使真空度降低,此外,若因加热介质流量过大或温度过高以至使蒸发量过大,也会使真空度降低。在各种影响因素中最主要的扰动是冷却海水的温度。
真空泵应具有足够的抽气能力水射真空泵的工作水压过低或工作水温过高,排出背压过高(>8mH2O),喷咀磨损、堵塞、安装不当、吸入止回阀卡死等都能使真空泵的抽气能力下降。
装置要有良好的气密性
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海水的沸点装置的真空度越低,海水的沸点越高,则难溶盐的溶解度下降越多,,海水温度的高低还决定了水垢的成分。
影响蒸馏装置加热面结垢的因素
水垢主要是由海水中某些溶解度较低的盐类沉淀在加热面上而形成的。
水垢中CaSO4和Mg(OH)2的危害最严重,所以要防止它们的产生。
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影响蒸馏装置加热面结垢的因素
盐水的含盐量在同样的工作压力和传热温差下,盐水的含盐量越大,难溶盐的含量就越大,生成的水垢也就越多。盐水浓度大还表明给水倍率小,盐水经加热器的时间也较长,盐类也就更容易在加热器表面形成结垢。
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,而在达到3倍时将会大量析出。。
盐水含盐量是由给水倍率μ来控制的。
盐水含盐量SB与海水含盐量S0之比称为浓缩率ξ.
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应该指出,增大给水倍率μ虽可减少盐水含盐量,减轻结垢程度,但同时也会因排盐泵和海水泵流量的增加,使装置的热损失和耗电量增加,导致产水量降低。一般认为:船用真空沸腾式淡化装置适宜的给水倍率μ=3~4,此时的海水浓缩率ξ=~,不会生成CaSO4水垢。
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影响蒸馏装置加热面结垢的因素
传热温差如果加热介质的温度过高,加热温差过大,则加热面附近的海水就会因汽化而浓缩严重,以致结垢量增加,如图所示,易生成Mg(OH)2和CaSO4水垢。
综上所述,船用真空式造水机中,海水沸点不高,加热温差也不大,只要保持适宜的给水倍率,结垢是轻微的。为有效地防止水垢生成及清除水垢,还可以使用各种化学防垢剂和除垢剂。
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