Суднові опріснювальні установки і процеси в них

Загальні відомості. На суднах воду підрозділяють на забортну і прісну. Забортною називають високомінералізовану морську (океанську) воду. Прісною називають воду самого різного призначення і якості, що містить невелику кількість домішок. Прісна вода в залежності від призначення і якості підрозділяється на живлючу, підживлюючу (додаткову), котельну, акумуляторну, питну та для миття.

Суднові опріснювальні установки (СОУ) призначені для отримання прісної води (дистиляту) з забортної (морської) води (ОСТ 5.5165-84). Одержуваний дистилят використовується для потреб СЕУ і як вихідного продукту для приготування води для миття та питної води.

У першому випадку опріснена вода використовується для підживлення контурів СЕУ, живлення парових котлів, доливання акумуляторних батарей, охолодження окремих механізмів, у другому випадку - для умивання і миття особового складу, миття посуду і продуктів харчування, а після спеціальної обробки - для пиття і приготування їжі.

До основних показників якості води належать:

-Загальний солевміст дистиляту по NaCl - сумарна концентрація всіх катіонів та аніонів хлористих солей. Для суднових парових котлів солевміст живильної води визначається головним чином їх робочим тиском. Для котлів високого тиску солевміст повинен бути не більше 1 мг / л; для котлів середнього та низького тиску - не більше 10 мг / л; загальний вміст іонів хлору в дистиляті допускається в залежності від вимог до чистоти в межах від 0,2 до 2, 0 мг / л;

-Жорсткість - сумарний вміст у воді солей Са і Mg. Загальна жорсткість питної води не повинна бути вище 7-10 мг-екв / л. Жорсткість води 1 мг-екв / л відповідає 2,8 Ж, а 1 Ж - вміст у воді 10 мг / л СаО або 7,19 MgO;

-Сухий залишок - сумарна кількість нелетучих речовин, присутніх у воді в колоїдному і молекулярно-дисперсному станах. Сухий залишок у підживлювальній воді допускається не більше 1,5 мг / л;

-Водневий показник рН - характеризує кількість водневих іонів, утворених при дисоціації води. При рН <7 вода вважається кислою, а при рН> 7 - лужною;

-Концентрація розчинених газів - кількість розчинених у воді газів (О₂; Н₂; СО₂). Кіслородосодержаніе води у відкритих конденсатно-поживних системах допускається до 6-8 мг / л; в закритих системах - в межах 0,01-0,05 мг / л. Вміст металів у питній воді не повинен перевищувати 0,1 мг / л - для свинцю, 1,0 мг / л - для міді, 5,0 мг / л - для цинку, 0,3 мг / л - для заліза, 0, 7-1,5 мг / л - для фтору і 0,5 мг / л - для молібдену.

Жорсткі вимоги пред'являються до прісної води по утримуваня в ній радіоактивних речовин. Граничний рівень радіоактивності технічної води становить 10 "4 Кі / л.

СОУ поділяються на типи: Д - утилізаційні, що використовують теплоту охолоджуючої води дизелів, але можуть працювати і на парі, П - парові батарейні і М - миттєвого скипання.

СОУ складаються з випарника і конденсатора, ТА (підігрівача питної води, конденсатора ежекторів, охолоджувача дистиляту), насосів, ежекторів, трубопроводів та арматури і т. д.

До термічних методів опріснення відносять дистиляцію. Дистиляція, або випарювання, - це процес підігріву забортної води до кипіння, що супроводжується утворенням чистого водяного пара і збільшенням концентрації солей та інших домішок в обсязі випарного апарату. Киплячу в випарнику воду називають розсолом, пар, що утвориться в корпусі випарника, - вторинним паром; конденсат вторинного пара - дистилятом; випарний апарат - випарником, а сукупність випарника, конденсатора, насосів, апаратів, трубопроводів і арматури називають опріснювальною установкою.

-За способом випарювання морської води - СОУ з зануреними гріючими батареями і кипінням морської води в умовах природної конвекції, миттєвого закипання і з стікаємою плівкою морської води. СОУ з зануреними гріючими батареями, які отримали поширення на флоті, служать для глибоковакуумного режиму випарювання морської води з використанням як теплоносія води, що охолоджує суднові ДВС;

-В залежності від числа ступенів вторинного пара - одноступінчасті і багатоступінчасті СОУ. Одноступінчасті складаються з одного, двох або більше паралельно включених випарників. В них підтримується один і той же тиск вторинної пари. Двоступінчасті і багатоступінчасті СОУ складаються з двох і більше випарників та конденсаторів, включених послідовно. В випарних секціях таких СОУ тиск насичення вторинної пари і температура розсолу першого ступеня вище (нижче) аналогічних параметрів другого ступеня і т. д. Перебіг дистиляту і розсолу з одної секції в іншу здійснюється за рахунок перепаду тисків у останніх;

-в залежності від гріючого середовища - парові, утилізаційні (з можливістю парового обігріву), універсальні і електричні СОУ;

- в залежності від величини тиску в корпусі випарника - вакуумні та надлишкового тиску СОУ. У перших випаровування води відбувається при тиску нижче атмосферного, в-других - перевищує атмосферний;

- по зв'язку з циклом Е У автономні СОУ, робота яких не залежить від роботи головного двигуна або турбіни, і неавтономні СОУ - випарники, вторинний пар яких використовується в циклі головної паросилової установки для підігріву ГК, що сприяє різкому зниженню витрати палива на вироблення дистиляту;

-За способом регенерації тепла в випарнику-компресорні установки, в яких вторинний пар, стиснений компресором, використовується в якості гріючого в тому ж випарнику, і ступінчастої установки, в яких вторинний пар першого ступеня використується як гріючий пар у другій, вторинний пар другого ступеня - в третій і т. д.

СОУ серії Д-вакуумні з водяним гріючим контуром. Принцип дії установки (рис. 1) заснований на частковому випаровуванні морської води. В якості теплоносія, що забезпечує процес випаровування, використовується прісна вода, подавєма з системи охолодження дизеля при температурі 60 - 80°С або нагрівається пором в пароводяному інжекторі 2. Гріюча вода циркулює в міжтрубному просторі корпусу батареї і віддає своє тепло морській воді, що надходить у трубки батареї.

Рис. 1. Схема опреснительной установки серии Д А—осушение греющего контура; Б — вход греющей воды; В — выход греющей воды; Г — работа на паре; Д — вход греющего пара; Е — заполнение греющего контура; Ж — выход конденсата греющего пара; 3 — вход забортной воды; И — удаление за борт; К — осушение

Морська вода проходить через конденсатор 3 і в якості робочої води прямує до повітряно-розсільного ежектору 7, а потім через незворотно-запорний клапан 9 відводиться за борт. Частина води, що дорівнює приблизно чотирикратної продуктивності установки, відбирається за конденсатором і подається для живлення випарника 1. На трубопроводі живлення встановлені витратомір 4, підпружинений клапан 5 і дросельна шайба 6. Підпружинений клапан призначений для перекриття подачі води у випарник у разі зниження тиску