Водоопреснительные установки

Водоопреснительные установки предназначены для получения из морской воды дистиллята, пригодного удовлетворять потребности судна в пресной воде.

Известны следующие способы опреснения морской воды: дистилляция (выпаривание), кристаллогидрантный (вымораживание), гиперфильтрация (обратный осмос) и электродиализ. На морских судах наиболее распространен способ дистилляции как технологически простой, надежный, эконоически оправданный и обеспечивающий минимальное(5-10 мг/л) по сравнению с другими способами общее солесодержание дистиллята.

Под общим солесодержанием дистиллята понимают наличие в воде всех растворенных минеральных веществ, способных проводить электрический ток, т.е.диссоциирующих на ионы(соли, кислоты, щелочи, углекислый газ).

Принцип действия установок заключается в следующем. При кипении морской воды в испарителе вся тепловая энергия греющей среды расходуется на перевод молекул воды из жидкой фазы в парообразную. При этом содержащиеся в морской воде соли не могут приобрести необходимой энергии для фазового перехода. Соли отводятся из испарителя в виде рассола. Полученный в испарителе пар называют вторичным. Из испарителя этот пар поступает в конденсатор, где, конденсируясь, превращается в дистиллят. Конденсат греющего пара отводится из ВОУ в цикл СЭУ.

Требования к качеству, методы контроля, причины повышения солёности дистиллята водоопреснительной установки.

Эксплуатация морских судов связана с необходимостью использования дисциллированой воды. Дисциллят необходим:

1. для заполнения котлов, конденсатно-питательных магистрали и систем охлаждения ДВС;

2. для восполнения потерь пара, конденсатора, воды в паровых котлах;

3. для технологических целей;

4. для хозяйственно-бытовых нужд.

 

В экстремальных условиях – для питания и приготовления пищи – только после обеззараживания, аэрации (насыщением воздуха), насыщением солями необходимыми для организма человека. Для получения дисциллята суда оборудуются водоопреснительными установками. Для приготовления дисциллята используется морская вода.Одной из основных характеристик морской воды и дисциллята является их обессоливание. Известны три метода обезсолевания дисцилята:гиперфильтрация – пропускание воды через молекулярные мембраны;электродиализ – пропускание воды через ионообменные фильтры;термическое обессоливание воды.Общее солесодержание питьевой воды не должно превышать 500 мг/л, жесткость – не более 3,5 мг-экв/л, а наличие хлоридов Cl‾ - не выше 250 мг/л.. Вода для питания паровых котлов должна обладать следующими показателями: общее солесодержание – до 5 – 10 мг/л, содержание хлоридов – до 3-5 мг/л, жесткость – до 0,015-0,4 мг-экв/л, водородный показатель – 6,5-7. В качестве мытьевой может служить любая пресная вода, жесткость которой не превышает 7 мг-экв/л при наличии хлоридов не более 180мг/г. Мытьевая вода не должна содержать болезнетворных бактерий. При термическом обессоливании масса воды уменьшается, а её солёность увеличивается. Соли –источник накипи образования. Интенсивность этого процесса зависит от состава солей, концентрации солей в воде и температуры кипения. Интенсивность накипи образования зависит от двух основных факторов: концентрации солей;температуры кипения.Выражение характеризующее количество рассола необходимо для продувания ВОУ. Солевой баланс ВОУ – это равенство солей подводимое в водоопреснительную установку и отводимое количество солей. Соли подводятся в ВОУ с питательной водой, а отводятся с дисцилятом из рассола. So – соленость воды (мг/л),W – количество воды дисцилята (м³/ч) (W_д+W_пр)*S₀*1000 = W_д*S_д*1000 + W_пр*S_пр*1000,Выразим расход питательной воды дисцилята и рассола в единицах массы. Допускаем, что p_д = p_р

 

_;(G_д + Gпр)*S₀ = G_д*S_д + G_пр*S_р,

G_Д*S₀ + G_ПР*S₀ = G_Д*S_Д + G_ПР*S_Р,

G_Д*S₀ - G_ПР*S_Д = G_ПР*S_Р - G_ПР*S_0,

G_Д*(S₀ - S_Д) = G_ПР*(S_Р - S₀),

E

E –коэффициент продувания.

G_ПР = E*G_Д – количество продуваемого рассола.

G = G_Д*(1 + E) – количество питательной воды.

 

Из выражения для E можно получить и оценить влияние E на соленость рассола.

 

Учитывая характер влияния E на величину S_Р для судовых ВОУ E = 2 - 3

Существует необходимость использования дистиллированной воды, а именно:

1. Для первоначального заполнения паровых котлов и конденсатно-питательных магистралей системы охлаждения ДВС.

2. Для технических целей.

3. Для хозяйственно-бытовых нужд.

4. В экстремальных условиях – для приготовления пищи и питья после обеззараживания, насыщения солями и аэрации.

Для дистиллята используется забортная вода.

Существует 3 метода получения дистиллята:

1. Гиперфильтрация (пропускание воды через молекулярные фильтры).

2. Пропускания воды через ионно-обменные фильтры.

3. Термическое обессоливание – испарение.

Первые два метода имеют недостатки:

- большая масса и габариты на единицу производительности,

- большой расход энергии,

- высокая стоимость.

С указанной точки зрения для судов целесообразным является третий метод, который положен в основу действия судовых водоопреснительных установок.

В результате кипения воды, на нагревательной батарее образуется накипь.