板式造水机蒸发器换热面结垢问题研究

板式造水机蒸发器换热面结垢问题研究

王亚洲

(中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431)

摘要: 本文介绍了某船板式造水机在运行较长时间后蒸发器内EV蒸发片会结垢故障现象。针对该现象进行了分析及故障排除，并对板式造水机的日常保养进行了总结。

关键词：板式造水机；真空度 ;蒸馏；蒸发器

0 引言

海水淡化装置加热器换热面积结垢会降低换热器的传热效率，减少淡水产量，甚至堵塞蒸发器出口管路，影响板式造水机的正常运行。

某船板式造水机在运行超过一定时间后造水量会明显变低，这个时候岗位人员会对造水机进行除垢工作，打开不锈钢盖便可直观的看到蒸发器、冷凝器，拆卸后大量的水垢附着在钛材料的蒸发片上，岗位人员会对该水垢进行清理后再装复。

1锅炉补水的主要部件及工作原理

某船板式造水机如图1所示由电控箱、盐度计、蒸发器、冷凝器、海水泵、淡水泵、海水喷射器、蒸汽喷射器、青铜外壳、不锈钢盖、锌块、管路仪表等附属件组成。型号：JWP26-C80,造水量：15m3/24h，最大含盐量：8.0ppm，热消耗：451kw，加热器流量：31.9m3/h，进口温度80℃，出口温度67.9℃，压差：0.2bar，冷凝器流量36 m3/h，最大进口温度32℃，出口温度41.6℃，压差：0.30bar.，造水真空度90℅，淡水泵压力：0.1mpa，海水泵压力：0.35-0.5mpa，蒸发温度不高于55℃。板式造水机产水主要用于洗漱和锅炉补水。

图1 板式结构部件

如图2海水在蒸发时盐分会滞留在海水中或自行析出，干的水蒸气中是不带有盐分的。蒸馏法就是通过蒸发器中加热海水，使海水蒸发产生水蒸气，再在冷凝器中使水蒸气凝结成淡水的一种海水淡化方法。

图2 板式造水机内部运行图

图3为某船板式造水机结构原理图。启动海水泵后,海水从冷凝器的进口管路进去,从出口管路流出到,以此来驱动喷射泵把机体内的空气抽空。同时在出口管路上还有一部分海水通过给水调节阀到达蒸发器的板子一侧内。主机缸套水作为热源进入蒸发器板子的另外一侧流动，对海水进行加热。被加热的海水达到沸点后开启汽化，产生的蒸汽逸出后，通过横置的汽水分离器，从冷凝器客体上部的开口进入冷凝器。冷却水在冷凝器一侧流动，将管外的蒸汽冷凝成淡水，聚集在冷凝器底部，有凝水泵抽出。蒸发器内，海水汽化后的盐水有喷射泵连续排往船舷外。同时，冷凝器通过抽真空管路到喷射泵，一直保持着冷凝器内所需的真空度。

图3 板式造水机原理图

2结垢原因分析判断

板式造水机换热面结垢的主要原因为海水中的某些盐类，因温度上升使其溶解度降低，而沉积、附着于换热面上所形成的。

海水中的大部分盐类如氯化钠、氯化镁等，它们的溶解度较高，并且溶解度随温度的升高而增加。而硫酸钙、碳酸钙、氢氧化镁等盐类，本身溶解度就比较低，而且溶解度随温度的升高而减小。因此，海水在被加热的过程中，氯化钙等盐类就会因溶解度的降低而从海水中析出，沉淀、附着于蒸发器内部EV蒸发片上，形成水垢。

水垢的主要成分呈泥渣状，所以大部分水垢能够在排污时随海水一起排至舷外。

3影响结垢的主要因素

加热面水垢的生成速度与成分和工作温度、海水浓度、传热温差等因素有关。

（1）汽化温度。蒸馏器的真空度越低，蒸发器中的海水汽化温度就越高，则难溶解的海水成分就越多，水垢的生成速度就越快。

（2）传热温差。加热介质和盐水之间的温差越大，则加热面附近的海水就会因汽化而浓缩严重，以至结垢量增加。

（3）盐水浓度。在同样的工作温度和传热温差下，海水的浓度越大，难以溶解的含盐成分就越大，生成的水垢就越多。

4防止结垢的主要措施

为减少蒸发片上的水垢，我们需要做以下工作：

（1）在板式造水机使用的过程中，控制适当的给水倍率，加大排污率，降低难溶解的盐类的含量，缩短含盐量高的海水在蒸发器内的停留时间。

（2）适当降低海水在蒸发器内的汽化温度。

（3）给水的化学处理。在海水进入蒸发器之前，将除垢药剂投入其中，就可以有效的抑制水垢的生成。

5结束语

造水机在船舶出海期间是必不可少的设备，它可以有效的弥补我们对生活用水的需求。为了使造水机有效的运行，我们更需要加强对该设备的日常维护保养。在装置长时间运行后，传热器表面结垢会影响传热，传热衰减会直接导致造水量降低。所以我们必须按时对装置进行必要的清洗和除垢。

参考文献

[1]船舶辅机.大连海事出版社.2019

[2]主推进动力装置. 大连海事出版社.2019