Классификация опреснительных установок.

По способу опреснения судовые опреснительным установ­ки разделяют на три группы: дистилляционные, электродиа­лизные, и обратноосмотические.

Дистилляционные опреснительные установки классифи­цируют:

• по роду источника тепла (паровые, утилизационные, универсальные, электрические);

• по способу испарения (батарейные, мгновенного испа­рения и комбинированные мгновенного испарения);

• по величине давления в испарителе (избыточного дав­ления, вакуумные);

• по конструктивным признакам (в зависимости от конс­трукции нагревательных батарей, кратности испарения, контура рассола, компоновки и др.).

В паровых СОУ в качестве греющей среды используется пар, вырабатываемый главными или вспомогательными кот­лами. Паровые СОУ широко распространены на судах с наро-силовыми установками.

В утилизационных СОУ в качестве греющей среды исполь­зуется охлаждающая вода дизелей, газовых турбин или их выхлопные газы.

В электродиализных СОУ используется электрическая энергия, и сольваты (молекулы – ионы, растворенных в воде веществ) задерживаются полупроницаемыми ионитовыми мембранами.

Вакуумные СОУ в зависимости от величины вакуума мо­гут быть глубоковакуумные с абсолютным давлением 4,3-7,5 кПа (0,04-0,07 кгс/см²) и низковакуумными с абсолютным давлением 20-30 кПа (0,2-0,3 кгс/см²). Глубоковакуумные СОУ в качестве источ­ника тепла используют выхлопные газы или воду системы ох­лаждения дизелей, низковакуумным — отработавший пар или пар отборов.

Обратноосмотические — это метод опреснения морской воды является способом обратного осмоса, или гиперфиль­трации. Этот метод опреснения обусловлен существованием сольватов. Сущность этого метода опреснения заключается в следующем - вода прокачивается под давлением 10,0 МПа сквозь металлические трубы, облицованные внутри пленкой ацетат-целлюлозы. Специальная обработка этой пленки поз­воляет создать в ней каналы, проницаемые для молекул воды и непроницаемые для сольватов.

Различают СОУ однократного и двукратного испарения.

3.7.2.1 Принципиальные схемы паровой опреснительной установки.

Принципиальная схема паровой опреснительной установ­ки (рис. 123) содержит два теплообменных аппарата: испари­тель И и конденсатор К.

В испарителе происходит выпаривание питательной воды. В корпус испарителя по трубопроводу 4 поступает питательная вода, а в трубки 7 нагревательной батареи — греющий пар.

Рис. 123. Принципиальная схема паровой СОУ:

И — испаритель; К — конденсатор; трубопроводы: 1 — вто­ричного пара;

2 — забортной воды; 3 — дистиллята; 4 — пи­тательной воды; 5 — рассола;

6 — конденсата первичного (греющего) пара; 7 — первичного (греющего) пара

За счёт тепла греющего пара при кипении воды образуется вторичный пар, который отводится по трубопроводу 1 во вто­рой теплообменный аппарат — конденсатор К. В конденсаторе тепло от вторичного пара отводится к забортной воде. Через трубную систему конденсатора прокачивается забортная вода, вторичный пар охлаждается и конденсируется, его конденсат называют дистиллятом. По мере выпаривания концентрация солей в воде увеличивается, в корпусе испарителя образуется рассол, поэтому правильно считать, что вторичный пар полу­чают при кипении рассола. Для поддержания определенного значения солесодержания рассола часть его постоянно или пе­риодически удаляется из корпуса испарителя (продувается), а рассол оставшийся в испарителе, разбавляется питательной водой.

Конденсат первичного (греющего) пара из нагревательной батареи испарителя возвращается в цикл энергетической ус­тановки.

Реальные схемы паровых опреснительных установок со­держат ряд теплообменных аппаратов и другие устройства.

Для уменьшения накипеобразования стремятся создать испарители с низкими температурами кипения. На рисунке 124 приведена принципиальная схема опреснительной установки мгновенного испарения.

В состав схемы входят испарители И, конденсатор К и по­догреватель питательной воды ВП. Тепло к питательной воде подводится в подогревателе ВП греющим паром.

В испарителе И и в конденсаторе К поддерживается ва­куум. Вода в подогревателе нагревается до температуры на 5-7° С выше температуры кипения её в испарителе. Пита­тельная вода впрыскивается в испаритель в перегретом состо­янии, поэтому она кипит без подвода тепла, парообразование происходит во всей массе подогретой воды. Вторичный пар конденсируется в конденсаторе за счёт охлаждения его забор­тной водой и образует дистиллят. Неиспарившаяся питатель­ная вода — рассол, удаляется из испарителя.

Рис. 124. Судовая опреснительная установка мгновенно­го испарения:

И — испаритель; К — конденсатор; ВП — подогреватель пи­тательной воды;

трубопроводы: 1 — вторичного пара; 2 — за­бортной воды; 3 — дистиллята;

4 — конденсата греющего пара; 5 — греющего пара; 6 — питательной воды; 7 — рассола

В рассмотренных схемах теплота парообразования вто­ричного пара в конденсаторах отдается забортной воде, т.е. выбрасывается за борт, теряется. Повысить экономич­ность опреснительных установок можно путем использова­ния тепла вторичного пара в качестве греющей среды.

На рисунке 125 приведена принципиальная схема опреснитель­ной установки двухступенчатого испарения.

Установка содержит два испарителя (две ступени) И1 и И2 а также конденсатор К. Греющей средой испарителя первой ступени И1, является греющий пар. Образующийся вторич­ный пар для конденсации направляется в трубки нагрева­тельной батареи испарителя второй ступени И2, для которого он служит греющей средой. В испарителе И2 образуется пар, который конденсируется в конденсаторе К.

Рис. 125. СОУ двухступенчатого испарения:

И1, И2 — испарители I и II ступеней; К-конденсатор; трубопроводы:

1 — вторичного пара; 2 — третичного пара; 3 - забортной воды; 4, 8 — дистиллята;

5 — питательной воды испарителя И2; 6 — питательной воды испарителя И1;

7 — рассола; 9-конденсата первичного пара; 10 — первичного (греющего) пара

Конденсатор охлаждается забортной водой. Часть этой воды по трубопроводам 6 и 5 подается на подпитку каждого испарителя, рассол продувается из каждого испарителя.

В рассматриваемой опреснительной установке дистиллят получают не только в конденсаторе, но и в нагревательной батарее И2 — трубопроводы 4 и 8. таким образом, во втором испарителе используется теплота парообразования, затрачен­ная в первом испарителе.