54

ния, соответствующую давлению, поддерживаемому в испарителе. При поступлении воды из подогревателя, где вода не кипит, так как давление в нем более высокое, в испаритель с более низким давлением происходит самоиспарение некоторой части воды за счет внутренней теплоты. Образовавшийся пар, как и в предыдущей схеме, поступает в конденсатор 9, прокачиваемый забортной водой от насоса 8, конденсируется и откачивается дистиллятным насосом 7. Часть прокачиваемой охлаждающей воды отводится для питания испарителя через регулятор уровня 6. Неиспарившаяся вода из испарителя циркуляционным рассольным насосом 5 многократно прокачивается через подогреватель 3 и вновь поступает на испарение, при этом часть рассола выдувается за борт через клапан. Преимущество бесповерхностных испарителей заключается в том, что вследствие отсутствия поверхности нагрева в них не образуется накипь, но они требуют установки насосов большей производительности.

Кроме рассмотренного основного признака - способа испарения - дистилляционные опреснительные установки можно классифицировать по ряду других признаков:

по назначению: опреснительные - для получения питьевой воды; испарительные - для получения котловой воды; комбинированные - для получения питьевой, мытьевой и питательной воды;

-по роду теплоносителя: паровые, водяные, газовые, электрические; -по давлению в испарителе: избыточного давления; вакуумные;

-по способу регенерации теплоты: компрессионные, в которых вторичный пар сжимается и используется в качестве греющего; ступенчатые, в которых пар, получаемый в предыдущих испарителях, используется в качестве греющего пара в последующих;

-по связи с судовой энергетической установкой: автономные, не связанные с работой СЭУ; неавтономные, включаемые в цикл работы главных и вспомогательных дизелей и парогенераторов. К ним относятся распространенные на промысловых судах утилизационные опреснительные установки, использующие теплоту водяной системы охлаждения главных двигателей.

Конструкция испарителя поверхностного
типа (рис.2) вакуумной опреснительной уста-
новки СРТ с использованием в качестве теп-
лоносителя отработавших газов от главного
дизеля показана на рис. 2. Испаритель состоит
из цилиндрического вертикального корпуса 4 с
размещенными внутри двумя трубными ре-
шетками 5 и 9, к которым приварены трубки 8,
расположенные в шахматном порядке. В меж-
трубном пространстве имеются две направ-	Рис.2 -Испаритель вакуумный
ляющие перегородки 7.	поверхностный утилизационный

11

Отработавшие газы главного двигателя входят через патрубок 14 в межтрубное пространство, совершают два поворота, через стенки трубок передают теплоту на испарение рассола и уходят через патрубок 6 в атмосферу. В нижней крышке 13 расположены входной 12 и выходной 11 патрубки для морской воды и рассола, а также закрытый патрубок 10 с цинковым протектором для предохранения испарителя от коррозии. В верхней крышке имеются сепараторы пара: конусный 3 и сетчатый 2 с кольцами Рашига 1. Уравнительная трубка поплавкового регулятора уровня присоединена к патрубку 15. Производительность испарителя равна 500 кг/ч.

На промысловых судах РТМ типа «Тропик» в опреснительных установках вакуумного бесповерхностного типа с использованием утилизационной теплоты охлаждающей воды применяется испаритель-конденсатор адиабатного испарения, конструкция которого изображена на рис.3. Он состоит из вертикального цилиндрического сварного корпуса 9, к которому крепятся на болтах цилиндрическая вставка 15, нижняя 18 и верхняя 5 крышки. В трубных досках 6 и 14 запрессованы концы вертикальных трубок 8 конденсатора, расположенные внутри корпуса концентрично. Межтрубное пространство конденсатора отделено от испарительной камеры цилиндром 11 с двойными стенками. Для сборки дистиллята к нижней трубной доске прикреплен кольцевой коллектор 17.

Забортная морская вода, предварительно нагретая до 50 °С в теплообменниках от воды систем охлаждения главных и вспомогательных дизелей, через патрубок 22 поступает в кольцевую трубку 20 и через небольшие (0,5 мм) отверстия подается в распыленном состоянии в камеру испарения. Вследствие глубокого вакуума (~90%) капельки воды испаряются за счет внутренней теплоты. Образовавшийся пар поднимается вверх и, изменяя свое направление, проходит через две решетки 7 и отбойную внутреннюю крышку 3, где сепарируется. Отделившиеся капельки воды стекают в воронку 10 и по трубке 24 отводятся в нижнюю часть испарителя, где вместе с оставшимся рассолом отсасываются через патрубок

21. Рис.3 -Испаритель-конденсатор вакуумный бесповерхностный адиабатный на РТМ типа "Тропик".

Пар, проходя по трубкам конденсатора вниз, охлаждается и конденсируется за счет забортной воды, подаваемой через патрубок 13 в межтрубное пространство. Дистиллят стекает в нижний сборный коллектор 17, а оттуда через патру-

12

бок 16 - в бак. Воздух, скапливающийся в пространстве между верхней и отбойной крышками, отсасывается через патрубок 2 вакуумным насосом водокольцевого типа. Патрубки 1 и 19 соединены с уравнительными трубопроводами бака дистиллята. Для контроля на испарителе-конденсаторе установлены водомерное стекло 23, термометр 12 и присоединенный к патрубку 4 вакуумметр. Лапами 25, приваренными к корпусу, испаритель-конденсатор крепится к набору судна. Производительность опреснителя по паспорту 15 т/сут.

На промысловых судах РТМ типа «Атлантик», ППР типа «Грумант» установлены блочные вакуумные опреснители, использующие утилизационную теплоту охлаждающей системы дизелей (датской фирмы «Атлас» и отечественного производства типа Д), работающие по идентичному циклу. Конструкция опреснителя типа «Атлас» изображена на рис. 4.

Рис. 4- Испаритель-конденсатор-сепаратор типа "Атлас". а-конструкция; б - схематический разрез.

Как видно из схематического разреза (рис. 4, б) блок состоит из трех основных теплообменных аппаратов, объединенных в одном агрегате: испарителя 1 (А на схеме), сепаратора 3 (В) и конденсатора 6 (С). Трубные доски и трубы испарителя и конденсатора изготовлены из бронзы. Крышки конденсатора чу-

13

гунные, корпус из нержавеющей стали; остальные части - из высококачественной стали. Сепаратор 3 (рис. 4, а) покрыт изнутри слоем пластмассы. Днище испарителя 1 и торцевые крышки конденсатора 6 покрыты изнутри антикоррозионным материалом. На корпусе опреснителя установлены арматура и кон- трольно-измерительные приборы: расходомер 2 дистиллята, водомерное стекло 4, кран для спуска воздуха 5, тревожный сигнализатор-зуммер 7, соленомер 8, термометры 9, манометры 10, вакууметр 11, расходомер воды 12, клапаны: предохранительный 13, вакуум-прерывательный 14, спускной 15, невозвратные 19 и 20 для водяного и воздушного эжекторов, регулировочный 23 и невозвратный 24, запорный ниппель 21 для расходомера забортной воды, клапан 22, нагруженный пружиной, пробный кран 25, соленоидный клапан 26 и невозвратный клапан 27 для него. Установка обслуживается следующими насосами: эжекторами 17 и 18 для воды и воздуха, эжекторным насосом 28, насосом 29 для пресной воды (дистиллята) и циркуляционным насосом 16 для конденсата (при работе установки на паре). Римскими цифрами (I—VIII) обозначены присоединительные патрубки.

Таблица1-Характеристики утилизационных опреснителей «Атлас» серии АФГУ

	Характеристика		Номер модели
		0,5	1	2	3	4
	Производительность, т/сут	1-1,5	2,5-3	5-6	10-12	15-18
	Потребляемая мощность, кВт	1,2	1,8	5,0	5,5	5,8
	Сухой вес, кг	320	900	1400	1600	2000
	Расход греющей воды, т/ч	3,5	8,9	17,5	35	50
	Расход забортной охлаждающей	4	10	20	40	60
	воды (25-30°С),т/ч
	Габаритные размеры, мм
	длина	740	1020	1390	1565	1865
	ширина	495	790	1140	1380	1480
	высота	938	1090	1355	1550	1675

Продолжение табл.1

14

Характеристика			Номер модели
	5	6		7	8	9
Производительность, т/сут	21-25	30-36		42-50	60-75	80-100
Потребляемая мощность, кВт	6,0	7,5		10,0	11,0	12,0
Сухой вес, кг	2200	2900		3700	4600	7000
Расход греющей воды, т/ч	70	100		145	200	250
Расход забортной охлаждающей	85	120		170	240	300
воды (25-30°С),т/ч
Габаритные размеры, мм
длина	2010	2250		2652	3300	4100
ширина	1670	1870		2070	2450	3100
высота	1775	2085		2255	2500	2800

Опреснительная дистилляционная установка Д5С-1 (рис.1)предназначена для получения дистиллята высокого качества из морской воды, который может быть использован для пополнения запасов питательной воды паровых котлов и парогенераторов. Установка разработана в двух исполнениях - без инжектора (для работы на греющей воде) и с инжектором, смонтированным в агрегате вместе с относящимися к нему трубами и арматурой (для работы на греющем паре). Ввод в действие и остановка должны производиться вручную. Характеристики установок представлены в таблице 2.

Рис.5 -Опреснительная установка "Д5С-1"

Таблица 2-Характеристики утилизационных опреснителей серии Д

15

	Температура греющей воды						Расход охлождающей воды при 28°С	Габаритные
Индекс опреснителя	на входе в испаритель,°С							размеры, мм
		60			80						с насосом забортной воды
			Производительность, т/сут	/ч
	/ч			3
				Расходгреющей воды, м
	3
	Расходгреющей воды, м					Производительность, т/сут		длина	ширина	высота		насосабез
Д-1	7		1	10		2,5	10	1250	950	1600	600	500
Д-2	10		2,5	20		5	20	1350	1050	1900	950	850
Д-3	20		5	35		8,5	35	1370	1200	2280	1200	980
Д-4	35		10	55		15	55	1800	1450	2550	1860	1630
Д-5	70		20	90		28	90	2100	1800	3200	2600	2400

Опреснение осуществляется частичным испарением исходной воды с последующей конденсацией образовавшегося при этом пара. В качестве теплоносителя, обеспечивающего процесс испарения воды, используется греющая пресная вода (установка Д5С-1В). Греющая вода, проходя в межтрубном пространстве нагревательной батареи, отдаёт свое тепло исходной воде, проходящей внутри трубок. Поднимаясь по трубам батареи, исходная вода нагревается и частично испаряется (вторичный пар). Неиспарившаяся вода (рассол) через центральную трубу батареи, сливную трубу и запорный клапан отводится к эжектору, непрерывно откачивающему рассол из испарителя на выброс. Вторичный пар, образовавшийся в испарителе, минует отбойный щит, препятствующий уносу крупных капель рассола, и через два вертикальных жалюзийных сепаратора, где отделяются более мелкие капли влаги, поступает в межтрубное пространство конденсатора, в котором конденсируется, отдавая тепло охлаждающей воде, проходящей внутри труб. Получаемый дистиллят самотёком стекает в сборник, откуда электронасосом направляется через клапан, датчик солемера, расходомер и переключающий клапан в систему потребителя или в корпус испарителя в зависимости от солесодержания. Отделившаяся в жалюзийных сепараторах влага через гидрозатворы стекает в корпус испарителя. Вакуум в испарителе поддерживается воздушно-рассольным эжектором, обеспечивающим отсос из испарителя паровоздушной смеси и удаление рассола. Рабочей жидкостью для воздушно-рассольного эжектора является охлаждающая вода, проходящая через конденсатор. При работе на греющем паре греющая вода циркулирует по контуру инжектор-батареи, нагреваясь при конденсации греющего пара и остывая в нагревательной батарее. Конденсат греющего пара отводится перед инжектором.

16

Получили распространение многоступенчатые бесповерхностные адиабатные опреснители, обладающие высокими экономическими показателями. Они имеют наиболее высокий коэффициент полезного использования теплоты и значительную производительность. На рис.6 изображена конструкция пятиступенчатого опреснителя бесповерхностного адиабатного типа М-5.

Рис.6- Конструкция пятиступенчатого опреснителя бесповерхностного адиабатного типа М-5.

Основой опреснительного агрегата является пятикамерный корпус, который с помощью опорных лап 3 крепится к фундаментной раме. Каждая камера разделена на две части: нижнюю - испарительную и верхнюю - конденсаторную с жалюзийным сепаратором 7, очищающим пар от капель рассола. Нижняя испарительная часть камер изготовлена из листовой углеродистой стали, а верхняя с встроенным конденсатором 1 - из нержавеющей стали, трубки - мельхиоровые, трубные доски - латунные; крышки - сварные из листов медно-никелевого сплава. Крышки 9 конденсаторов имеют внутри цинковые протекторы для предохранения от коррозионного разъедания. Для осмотра внутренних поверхностей камер и их чистки на переднем фронте корпуса предусмотрены лазы, закрываемые крышками 2, в которых имеются смотровые окна 11. К днищу камер приварены трубы 5, по которым забортная питательная вода подается в камеры испарения. Отбойные колпаки 6 выполняют роль отражателей, препятствуя уносу крупных капель воды с паром. Неиспарившийся рассол удаляется из камер через, спускные трубы 4, которые соединяются с питательными трубами последующих камер испарения. Дистиллят, собирающийся в сборниках конденсатов, перетекает из одной камеры в другую через перепускные трубы 10,являющиеся гидрозатворами. Воздух из камеры в камеру перепускается через коленчатые патрубки 8. Корпус опреснителя покрыт снаружи тепловой изоляцией, и имеет кронштейны и приварыши для крепления приборов и оборудования.

Высокоэффективные и компактные опреснители производства компании Альфа Лаваль занимают лидирующие позиции на рынке с 1950 годов. Сегодня компания Альфа Лаваль представляет свою новую опреснительную установку – AQUA. По сравнению с другими моделями она использует в два раза меньше забортной воды и электрической энергии. AQUA позволяет существенно эко-

17

номить место на борту судна, предлагая при этом экономичное и экологичное решение поставленных задач.

AQUA является первым опреснителем, основанным на технологии «3 в 1»: задачи выпаривания, сепарации и конденсации решаются им при помощи одного пакета пластин, содержащего вакуум, отличии от большинства пластинчатых опреснителей, имеющих два отдельных пакета пластин внутри большой вакуумной камеры.

Использованная в AQUA технология «3 в 1» позволяет оптимизировать процесс и добиться идеального распределения потока, вследствие чего объем потребляемой морской воды сокращается вдвое.

Простота установки опреснителя AQUA сочетается с легкостью его эксплуатации. Полностью автоматизированный, он обеспечивает постоянную подачу пресной воды и непрерывный мониторинг качества воды. Даже в самых тяжелых условиях, опреснитель AQUA производит пресную воду, уровень солености которой не будет превышать 2ppm.

Конструкция AQUA (рис.7)позволяет легко обслуживать и эксплуатировать установку в течение всего срока службы самого судна. Пластины AQUA и другие важные поверхности выполнены из титана, если следовать рекомендациям Альфа Лаваль, потребуется незначительное количество сервисных осмотров. Оптимальное распределение потока по поверхности пластин обеспечивает устранение сухих участков, что сводит к минимуму естественный процесс образования отложений.

При необходимости пакет пластин AQUA легко открывается внутри компактной рамы. Необходимо открутить несколько болтов и раздвинуть пластины. Во многих случаях, для увеличения мощности могут быть установлены дополнительные пластины, что делает опреснитель AQUA и в будущем надежным решением для обеспечения потребности в питьевой воде.

Рис.7- Схема работы опреснителя производства компании Альфа Лаваль.

18

Все вышеперечисленное, в сочетании с коррозионной и эррозионной устойчивостью конструкции, обеспечивает ее долгосрочную надежность при производстве пресной воды. «Как и все продукты Альфа Лаваль, AQUA обеспечена надежной поддержкой нашей международной сервисной сети».

Но наиболее популярным методом опреснения морской воды, очистки и водоочистки на сегодняшний день является метод обратного осмоса и опреснительные установки, использующие этот метод. Такие установки просты в использовании, их легко собрать, и – что самое главное – такие установки для опреснения морской воды не нуждаются в тепловой энергии, для их постоянной работы необходим только бесперебойный источник питания.

Все это, в сочетании с высокой эффективностью, делает опреснительные установки обратного осмоса оптимальным решением проблемы получения и восстановления чистой питьевой воды.

По сравнению с опреснителями вакуумного типа, опреснители имеют ряд кардинальных преимуществ:

Не требуется создание и поддержание вакуума, т.е. исчезает необходимость «гонять» довольно мощный центробежный насос.

Не требуется подогрев питательной воды. Используется забортная вода с температурой +2 ºС...+30 ºС (при понижении температуры производительность снижается. Номинальная производительность рассчитана при +20 ºС). Вакуумный опреснитель может работать только на ходу судна, когда работает главный двигатель, и температуры охлаждающей воды ГД достаточно для подогрева питательной воды опреснителя. На стоянке вакуумный опреснитель нужно или останавливать или использовать пар для подогрева питательной воды. Для производства пара надо жечь топливо. Т.е. себестоимость воды резко возрастает.

Вакуумный опреснитель вырабатывает практически дистиллированную воду (3-7 мг/л), непригодную для питья, но подходящую для котлов (требуется дополнительная минерализация). Опреснители производят готовую питьевую воду с необходимым для человека количеством солей.

Опреснение осуществляется методом обратного осмоса - продавливанием соленой воды под высоким давлением через полупроницаемую мембрану (проницаемую для молекул воды, но не для молекул солей). Опресненная вода отводится к потребителю, а задерживаемые соли с наружной поверхности мембраны с частью исходной воды сливаются в дренаж. Для осуществления этого процесса исходная вода подвергается очистке от механических примесей размером более 5 микрон, корректируется по химическому составу и обрабатывается ультрафиолетовыми лучами для уничтожения бактерий. В установках применены мембранные элементы TriSep , изготовленные в виде спирального рулонного модуля в корпусе из высокопрочного пластика.

19

Рис. 8 -Обратноосмотические опреснительные установки типа ПРО. (ЗАО"Центральный научно-исследовательский институт судового машиностроения".г. Санкт-Петербург)

Основные технические данные:
Тип установки	ПРО-20	ПРО-50	ПРО-100
Производительность, м³/сут	20	50	100
Энергопотребление, кВт, не более	15	32	58
Расход морской воды, м³/ч, не более	6	8	16
Количество мембранных элементов	2	3	6
Масса установки, кг	1600	3600	4200
Габаритные размеры, м:
- длина	2,2	2,8	2,6
- ширина	1,6	2	2,4
- высота	1,8	1,8	1,8

Качество опресненной воды - вода питьевая по ГОСТ Р51232-98.

Тип мембранных элементов - спиральный рулонный модуль TriSep (США) или ЭРО-МО (Россия)

20