【经验交流】ALFA LAVAL造水机运行要点综述

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船舶：TW BEIJING

IMO：9603506

造水机制造厂：ALFA LAVAL--COPENHAGEN--DENMARK

造水机型号：JWP-26-C100

对于远洋船舶来说，用造水机造水，除了可以满足船员日常的生活所需以及机器设备用水需求，满足船舶货舱过淡水需求，还可以将多余的淡水作为高压除锈机的工作水来给船舶甲板除锈，由于除锈机的压力高达500BAR,所以其除锈效率远胜于电动和气动的除锈工具，其缺点就是需消耗大量的淡水，此时造水机的造水能力就直接影响到高压除锈机的使用。同时如果船舶向港口购买淡水除了影响经济性还因为港口所加淡水硬度和含盐量远高于造水机所产淡水，由此导致锅炉用水的水质变差，严重影响锅炉正常运转甚至直接造成锅炉水管穿孔。也就是说造水机对远洋船舶有着重要的影响，造水量足够的话就能同时满足船舶的续航力需求、维修保养需求、经济性需求以及船员生活的舒适性需求。

那么船用造水机是如何造水的呢？现在就以本人目前服务的TW BEIJING轮上的ALFA LAVAL造水机为例，该型造水机为远洋船舶广泛使用的带大蜗壳板式加热器和冷凝器的真空沸腾式海水淡化装置，加热介质为主机的缸套水，造水机海水泵排出的海水全部进入冷凝器，从冷凝器出来之后一小部分海水经给水阀在板式加热器内由缸套水加热后从加热器上方流至大蜗壳下部，再经排盐泵排出舷外，因为大蜗壳内是真空状态，所以加热过的海水在真空环境下汽化变成水蒸气，水蒸气向上绕过横置在蒸发器上方的挡板再经由汽水分离网从板式冷凝器的上部开口进入冷凝器，在冷凝器内冷凝成淡水，淡水再经由凝水泵抽出经盐度计检测其含盐量，若符合要求则送往淡水舱。前面提到的造水机海水泵排出的海水从冷凝器出来后大部分作为工作水进入喷射泵带动蜗壳内盐水和不凝性气体的排出，使得蜗壳内部真空度保持在85%到92%，相应的蒸发温度在42℃到54℃之间。对所有的采用真空沸腾式原理来工作的造水机来说，合适的真空度都是达成造水机功能的最重要因素，因为造水机的功能是造出数量足够多的且质量合格的淡水，还需要在一定的功耗下达成这个目标，这也正是船用海水淡化装置一般都采用真空沸腾式原理来设计的原因，因为真空度高则水的沸点低，可以利用主机缸套冷却水作为加热介质，使海水汽化成水蒸气，再利用舷外海水作为冷却介质使产生的水蒸气冷凝成淡水，即蒸馏水，高真空度还意味着较低的加热温度，加热温度低则意味着换热面上的结垢较少且便于清除。

终上所述，在船用造水机的造水过程中，保持合适的真空度是整个流程的关键，不仅关系到造水量的多少，还关系到所产淡水的含盐量的多少。船上造水机所产淡水的含盐量是以锅炉补给水标准为依据，要求小于10mg/L(NaCl)，为了使所产淡水的含盐量达标，需要防止造水机内部沸腾过于剧烈，因为过于剧烈的沸腾会使得水蒸气携带的水珠量增加，以致所产淡水的含盐量增加。

那么影响船用造水机所产淡水含盐量的因素有哪些，船上应如何确保含盐量符合要求呢？

（1)真空度。真空度越高，则蒸发温度越低，而主机缸套水至造水机蒸发器的温度基本恒定，二者的温差过高会导致造水机内部沸腾过于剧烈，导致所产淡水的含盐量增加。理论上减少冷却水流量或稍开真空破坏阀这两种方法都可以降低真空度，但由于该造水机的给水量与冷却水流量正相关，若减少冷却水流量就会减少给水量，所以在此情况下最好是采用稍开真空破坏阀的办法来降低真空度。

（2)给水倍率与排盐泵工况。当给水倍率合适且排盐泵工作正常时，盐水水位应在水位玻璃的1/2处。给水倍率太大或排盐泵流量太小会使盐水水位过高，继而使水蒸气携带的水珠量增加，导致所产淡水的含盐量增加。给水倍率过小会使盐水含盐量过大，同样也会导致所产淡水的含盐量增加。理论上给水倍率应保持在3--4倍，此时海水浓缩率为1.3--1.5，不仅所产淡水的含盐量好控制，也不会使热交换面生成CaSO4水垢。该造水机的给水量是由安装在给水管路上的给水阀控制，给水阀是减压阀，将从冷凝器出来的一部分海水减压后供入造水机内，运行中应注意该阀的工况。排盐泵排盐能力主要由进入排盐泵的工作水流量以及喷嘴情况决定，喷嘴应确保无脏堵和异常磨损。

（3)冷凝器泄漏。如果冷凝器中的海水泄漏，不论其往哪个方向泄漏都会导致所产淡水的含盐量增加，所以应确保冷凝器中的海水不能有泄漏。清洗冷凝器换热片时应仔细检查胶条状况，用胶水将胶条与换热片粘牢并确保胶条在正确的位置，上紧换热片时应上紧到合适的位置，在装复蜗壳前先启动海水泵试一下冷凝器海水漏不漏。

（4)给水投药处理。对给水进行连续投药处理，不仅可以预防结垢，还可以减少所产淡水的含盐量。给水处理剂不仅能使海水中的难溶物质在析出时不形成水垢，而形成很小的形状不规则的松散易脱落的晶体，从而被排盐泵连续排走，而且给水处理剂中含有消泡沫剂，能消散小泡沫，防止海水飞溅，从而减少所产淡水的含盐量。

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以上这四点能够帮助我们解决造水机的造水质量问题，现在让我们聚焦到如何让造水机多造水的这个问题上来。那么影响船用造水机造水量的因素有哪些，船上应如何提高造水机的造水量呢？

真空度。真空度越低，则蒸发温度越高，而主机缸套水至造水机蒸发器的温度基本恒定，二者的温差过小会导致造水机内部蒸发量减少，继而使造水机造水量减少，因此能否维持85%到90%的真空度就是多造水的关键要素。真空度的维持最主要取决于两点，一是蜗壳的密封性，尤其是蜗壳与端盖之间橡皮垫，还有凝水泵机械轴封这两个地方。二是真空泵的抽吸能力。这个抽吸能力主要由进入真空泵的工作水流量以及喷嘴情况决定，喷嘴应确保无脏堵和异常磨损，工作水流量大小在船上无法由仪表直接读出，可以用海水泵的出口压力表来作参考，但并不能由这一个表的压力大小直接就得出流量大小的结论，应该结合以下几个因素去看：管路流阻损失，阀门弯头流阻损失，冷凝器脏污情况，给水分支流量，喷嘴脏堵情况及海水出口背压。重点说一下海水出口背压影响，当船舶满载时造水机海水泵的出水口距离水线高度较船舶空载时有较大的高度差，本船大约为7.5米，这就造成船舶满载时虽然造水机海水泵出口压力较船舶空载时高0.7Bar,真空度却拉不到位，直接导致造水量减少，造水机喷射泵的出口压力表能够代表海水出口背压，当其读数达到0.8Bar时将很难造出水来。作为船员是不可能将造水机海水的舷外出口阀向上提升以降低背压的，那在背压如此大情形下有没有办法降低一些背压以提高造水量呢，这里有一个变通的办法，就是在造水机海水出舷外前做一个支管连接到主海水泵进口阀后的吸口，就可以让该主海水泵在运行时帮助降低一些背压以提高造水机的造水量。

（1）冷凝器的换热能力。影响冷凝器换热能力的因素及其对策有以下几点：冷却海水面脏污。做到以下两点可有效控制脏污，一是定期或根据造水量情况清洗冷凝器换热片，二是造水机海水泵进口在不影响流量情况下采用较细的滤网，并且每次启动前都认真清洗海水滤网。换热片不足。认真清点一下数量，然后按说明书要求补足。压盖螺丝上得过紧。螺丝上太紧影响造水量，上太松则容易泄漏，所以上紧要适度。冷凝器的海水流量太小。采取减小背压或增加造水机海水泵排量的办法都可以增加进入冷凝器的海水流量。换热片橡胶垫圈的状况。每次清洗冷凝器换热片时，必须认真检查每个橡胶垫圈跟钛合金板的贴合情况，用胶水使之粘牢。另外拆检时还应该注意橡胶垫圈的长度，看下面的这张照片：

上面这两个冷凝器换热片包括其橡胶垫圈布局是完全一样的，只有一个差别，就是上边橡胶垫圈开口处的长度，在照片上方的换热片橡胶垫包裹的长度短，这就使冷凝水能更顺畅地冷凝并流下来，所以有助于提高造水量。

（2）蒸发器的换热能力。影响蒸发器换热能力的因素及其对策有以下几点：给水面结垢。做到以下两点可有效控制结垢，一是定期或根据造水量情况清洗蒸发器换热片，先用草酸浸泡一段时间后再清洗会比较容易清掉水垢，二是对给水进行连续投药处理。换热片不足。认真清点一下数量，然后按说明书要求补足。压盖螺丝上得过紧。螺丝上太紧影响造水量，上太松则容易泄漏，所以上紧要适度。缸套水流量太小或温度太低。缸套水进加热器的进出口阀要全开，同时根据蒸发器缸套水的进出口温差来调节其旁通阀，使缸套水的流量足够，还有检查一下缸套水的温度是不是足够。换热片橡胶垫圈的状况。每次清洗蒸发器换热片时，必须认真检查每个橡胶垫圈跟钛合金板的贴合情况，用胶水使之粘牢。另外拆检时还应该注意橡胶垫圈的长度，看下面的这张照片：

上面这两个蒸发器换热片包括其橡胶垫圈布局是完全一样的，只有一个差别，就是上边橡胶垫圈开口处的长度，在照片下方的换热片橡胶垫包裹的长度短，这就使给水能更顺畅地溢出或蒸发上去，所以有助于提高造水量。

（3）给水倍率。给水倍率应保持在3--4倍，太大或太小都会影响造水机的造水量。该造水机的给水量是由安装在给水管路上的减压阀控制，造水机运行时应注意此阀的工况，当给水倍率合适且排盐泵工作正常时，盐水水位应在水位玻璃的1/2处。如果盐水水位在真空度正常的情况下异常升高或降低就需要考虑该减压阀是否损坏。

（4）凝水泵的排量。凝水泵的排量应该合适，如果排量太小，由于淡水来不及排至淡水舱，造成凝水水位过高，将会减少冷凝能力，造成造水量降低;如果排量太大，由于凝水泵的排量大于产水量，造成凝水水位过低，容易使其轴封因为发热而损坏，继而导致无法排水及真空度异常下降等故障。凝水泵运行时要关注出口压力表的读数，正常时压力在1.2--1.5BAR之间,并且指针不要左右摆动，如果指针摆动厉害则很可能是由于凝水泵的出口背压阀损坏，此时应修理背压阀或换新。

（5）凝水回流电磁阀。当盐度计检测到所产淡水的盐度低于10PPM时，回流电磁阀应关闭，注意其是否关闭严密，如果关不严则造成一部分合格的淡水回流到蒸发器，使造水机的造水量下降。当盐度计检测到所产淡水的盐度高于10PPM时，回流电磁阀会开启，使不合格的淡水回流到蒸发器。本造水机正常运行时所产淡水的盐度在2PPM或3PPM,如果盐度高于5PPM就应采取对策来降低盐度，上文已经就所产淡水的含盐量问题进行了讨论，此处不再重复。

经过以上这六个方向的排查和处理，本轮造水机的造水量得到了大幅提高，基本上能维持在每天造水20吨左右，有效缓解了船舶淡水的紧张状况。

这篇文章系本人在船期间所作，一定程度上结合了理论和本人的实践经验，并得到了船上四大头的鼓励和支持，在此对他们致以我最衷心的感谢。但由于本人学识浅陋，所以谬误之处在所难免，望见谅，只希望这篇文章能给大家提供一点有益的参考。

TW BEIJING轮 三管轮 林锴 2022-08-06 于海上