Опреснительная (испарительная) установка WY12/III.

Рис. 78 Не рабочая водоопреснительная установка WY12/III.

 

Испарительная установка предназначена для опреснения забортной воды и использования полученной пресной воды для работы котельной установки, а в случае необходимости для пополнения запасов мытьевой воды. Номинальная производительность опреснителя 12т/сутки при солености дистиллята 12 мл на 1 литр. Расход греющей воды 60 м³/ч. Температура греющей воды 60–65^оС. Давление греющей воды 3,5 бар. Масса установки 2540 кг.

В состав опреснительной установки входят: испаритель, конденсатор, эжекторы (3 шт), создающие вакуум и удаляющие рассол: центробежный конденсатный насос производительностью 15литров/минута и высотой подъема 32 м вод. Ст.; центробежный насос, питающий эжекторы, производительностью 40 литров/минута и высотой подъема 57м. вод.ст.

Греющая батарея испарителя состоит из латунных трубок, развальцованы в трубных досках, верхняя трубная доска плавающего типа. Межтрубное пространство разделено перегородками на ряд каналов, по которым течет горячая вода, охладившая главный двигатель из системы охлаждения пресной воды. Забортная вода будет кипеть при температуре 27–40^oC при абсолютном давлении вакуума 0,04–0,075 бар. В испарительных секциях (двух из 31 и 48 труб) испаряется четвертая часть поступившей воды. Рассол из трубок второй испарительной секции стекает в нижнюю часть испарителя, откуда удаляется за борт при помощи двух водоструйных эжекторов. Для наблюдения за уровнем рассола в испарителе и дистиллята в сборнике конденсата установлены водомерные стекла. Для удаления воздуха из камеры конденсатора и из внутреннего корпуса испарителя предусмотрены воздушные краны.

В однопроточной испарительной установке забортная вода протекает по трубкам испарителя один раз, частью испаряется, а оставшаяся часть удаляется за борт. В испарительной установке есть автоматическое устройство обеспечивающее перепуск полученной воды в приёмную магистраль опреснителя, если солёность полученного дистиллята слишком высокая. Расход электрической энергии на тонну пресной воды 16–24 кВ/ч.

Рис. 79 Испарительная установка для опреснения забортной воды.

1–ротаметр (датчик расхода); 2–соленомер; 3–трубопроводы подвода и отвода греющей воды к испарителю; 4–трубопровод для отвода конденсата; 5–трубопровод подвода греющего пара; 6–двухходовой конденсатор; 7–жалюзийный сепаратор;

8–медный отбойник; 9–воздушно-рассольный эжектор; 10–трубопровод отвода рассола; 11–насос забортной воды; 12–мельхиоровые паровые трубки греющей батареи;

13–сборник дистиллята; 14–насос откачки дистиллята; 15–реле давления;

16–электромагнитный клапан.

 

Подаваемая насосом 11 забортная вода проходит по трубам конденсатора. Часть циркуляционной воды, удаляемой из конденсатора, отводится для питания испарителя через ротаметр 1, невозвратно запорный подпружиненный клапан и дроссельную диафрагму. Остальная забортная вода используется в качестве рабочей воды эжектора. На всасывающих трубопроводах эжектора паровоздушной смеси из конденсатора и рассола из испарителя установлены невозвратно запорные клапаны, предотвращающие подсос забортной воды в испаритель и конденсатор. От эжектора вода вместе с рассолом и воздухом удаляется по трубе 10 за борт. На рисунке показан жалюзийный сепаратор 7 и отбойный щит 8.

Установка работает с коэффициентом продувания, равным трём. При движении питательной воды вверх по трубам подогревателя 12 только её четвёртая часть испаряется. Образовавшийся рассол стекает через сливную трубу и удаляется эжектором 9.

Дистиллят, образовавшийся в конденсаторе, стекает в сборник 13 с поплавковым регулятором уровня. Кроме сливной трубы сборник сообщен уравнительной трубой с конденсатором. Дистиллят из сборника удаляется насосом 14, на напорной магистрали которого установлены реле давления 15, электромагнитный клапан 16, дроссельный клапан и ротаметр 1. Из напорной магистрали дистиллятного насоса 14 часть дистиллята по обводному каналу перетекает через датчик соленометра 2. При засолении дистиллят через электромагнитный клапан 16 и дроссельную диафрагму автоматически сбрасывается в испаритель.

Рис 79.1 Испарительная установка WY11/III

 

Греющая вода подводится к испарителю 6 по трубопроводу 11. По трубопроводу 12 подается забортная вода к конденсатору 7 и через фильтр-отстойник 4 и расходометр 1 – на питание испарителя. К вакуумному насосу 9 тоже через фильтр отстойник подается забортная вода от конденсатора. На напорной магистрали этого насоса установлен невозвратный клапан с захлопкой, через который водовоздушная смесь удаляется за борт 8 или льяла 10.

Рассол на испарителя удаляется за борт насосом 13. Приготовляемый дистиллят откачивается дистиллятным насосом 5, на напорной магистрали которого установлен отстойник, датчик соленомера 3, невозвратный клапан и расходометр 1. В случае засоления дистиллят через электромагнитный клапан 2 сбрасывается в испаритель.

Греющая батарея испарителя, скомпонованная во внутреннем корпусе 13, состоит из латунных труб, развальцованных в латунных трубных досках 11. Верхняя трубная доска – плавающая, не связана жестко с корпусом.

Межтрубное пространство разделено перегородками на ряд каналов, через которые последовательно протекает греющая вода, поступающая через патрубок 7 и удаляемая через патрубок 6. К верхней и нижней трубным доскам испарителя присоединены резиновые плиты 14, в которых имеются каналы и камеры для распределения потока испаряемой морской воды. Для этой же цели служит присоединенная к нижней трубной доске камера 10. Питательная вода, проводимая через патрубок 8, протекает последовательно через расположенные в средней части пуска трубы подогревательной секции греющей батареи и затем поступает в камеру 10. Из этой камеры подогретая забортная вода поднимается вверх по пучку испарительной секции, состоящему из 31 трубы. Образовавшаяся пароводяная смесь через каналы в верхней распределительной плите 14 поступает в пучок второй испарительной секции, состоящей из 48 труб. Всего в обеих испарительных секциях испаряется четвертая часть поступившей забортной питательной воды, иначе говоря, испаритель работает с коэффициентом продувания, равным трем.

Рассол из труб второй испарительной секции стекает в нижнюю часть испарителя, откуда удаляется через патрубки 9. Образовавшийся пар движется вместе с рассолом по трубам второй испарительной секции вниз и отводится в сухопарник – пространство между наружным 1 и внутренним 13 корпусами испарителя. Для осушения вторичного пара в сухопарнике установлены кольцевые сепараторы 12. Из верхней части сухопарника пар поступает в конденсатор 4, встроенный в корпус агрегатированной установки. По охлаждающей воде, поступающей через патрубок 2, конденсатор двухходовой; водяные камеры чугунные. Латунные трубки обоими концами развальцованы в трубных досках, одна из которых – плавающая. Для наблюдения за уровнем рассола в испарителе и дистиллята в сборнике конденсатора установлены водомерные стекла. Для удаления воздуха из камер предусмотрены воздушные краны 3. Отсос паровоздушной смеси из конденсатора производится через присоединение 5.

В установке для удаления рассола предусмотрено два рассольных эжектора. В этой установке пучок первой испарительной секции состоит из 67 труб, а второй – из 97 труб. Испарение морской воды в установкахWY11/III и WY12/IIIможет происходить при абсолютном давлении 3 – 7 кПа (и температуре 23 – 39˚C); содержание хлоридов в приготовляемом дистилляте около 12 мг/л CL’; расход электроэнергии на тонну приготовляемого дистиллята 16 – 24 (кВт*ч)/т.

Испарительная установка предназначена для опреснения забортной воды и использования полученной пресной воды для работы котельной установки, а в случае необходимости для пополнения запасов мытьевой воды.

Теплообменные аппараты

В качестве подогревателей и охладителей различного назначения на судах морского флота широко применяются кожух отрубные теплообменные аппараты, поверхности теплообмена которых выполнены из гладких круглых труб. В аппаратах с прямыми трубами для разгрузки их от продольных усилий нередко используют подвижные(плавающие) трубные доски или компенсаторы. В аппаратах с U-образными трубами змеевикового типав трубах не возникает продольных усилий. Недостаток таких аппаратов - возможность очистки труб изнутритолько химическими методами. Кожух отрубные теплообменные аппараты применяются как в горизонтальном,так и в вертикальном, исполнении. В обоих случаях предусматривается выпуск воздуха призаполнении аппарата и слив теплоносителей.

С целью интенсификации теплообмена и обеспечения нормальных скоростей теплоносителей широко применяются многоходовые кожух отрубные теплообменные аппараты. В межтрубном пространстве чаще происходит поперечное обтекание пучка труб теплоносителем, однако встречаются аппараты и с продольным током теплоносителя. В первом случае в корпусе аппарата устанавливаются поперечные не перекрывающие перегородки, а во втором – продольные.

Охладители масла.

На рисунке показан маслоохладитель паротурбинной установки двухходовой по охлаждающей воде и восьми ходовой со стороны масла.

Рис. 80Маслоохладитель восьми ходовой со стороны масла.

 

Для удаления отстоя и чистки маслоохладителя в нижней части его корпуса имеются горловины с заглушками. В маслоохладителях часто используют латунные трубы с наружным диаметром 16 мм. Одна из трубных досок у маслоохладителя подвижная с сальниковым уплотнением.

Выбор вертикального или горизонтального расположения труб маслоохладителей и других теплообменных аппаратов обусловлен удобством их размещения на судне. При большой длине труб чаще применяют горизонтальные теплообменные аппараты, а в установках небольшой мощности вертикальные. Достоинством вертикальных аппаратов является то, что для их размещения требуется меньше площади в машинном отделении. Недостаток таких аппаратов – обычно затрудненный доступ к нижней водяной камере, нижней трубной доске и других деталям, расположенных под настилом МО.

На теплоходах в большинстве случаев устанавливают по два маслоохладителя, каждый из которых рассчитан на отвод тепла при мощности ГД, составляющей 60% номинальной. Такое резервирование по сравнению с дублированием маслоохладителей, рассчитанных на максимальную нагрузку ГД, позволяет уменьшить габарит, массу и стоимость маслоохладителей. В этом случае при выходе из строя одного из маслоохладителей судно может развить скорость в пределах 80-85% номинальной. Установка одного маслоохладителя допускается на теплоходах сравнительно небольшой мощности с ограниченным районом плавания. Суммарная поверхность охлаждения обоих маслоохладителей может составлять около 37 на 1000 кВт мощности ГД при охлаждении поршней маслом и до 20 на 1000 кВт при охлаждении поршней ГД пресной водой. На турбинных судах устанавливаются, как правило, два маслоохладителя, один из которых является резервным. За последние годы построен ряд судовых паротурбинных установок, основные маслоохладители которых охлаждаются главным конденсатом (питательной водой), а резервные - забортной водой. Это позволило уменьшить расход топлива на 0,4-0,5%.

Охладители воды.

Рис. 81Охладитель воды.

 

Конструкции охладителей пресной водой, применяемых на теплоходах, сходны с конструкциями рассмотренных маслоохладителей. В охладителях пресной водой одна из трубных досок тоже обычно делается подвижной, забортная вода прокачивается внутри труб, а пресная омывает трубы снаружи. При значительных поверхностях охлаждения применяются трубы несколько большего диаметра. Так, в четырехходовых по забортной и шести ходовых по пресной воде охладителях с поверхностью охлаждения по 240 , установленных на пароходе «Александр Пушкин», применены латунные трубы с наружным диаметром 20 мм м толщиной стенок 1 мм.

Иногда на теплоходах устанавливают комбинированные охладители масла и пресной охлаждающей воды. В таких теплообменных аппаратах одна группа труб предназначена для охлаждения масла, а другая – для охлаждения пресной воды.

Охладители надувочного воздуха дизелей обычно применяются с оребренными снаружи трубами, внутри которых протекает забортная вода.

 

Оребренные снаружи трубы 3 развальцованы в трубных досках 2. Для разгрузки труб от термических напряжений нижняя трубная доска сделана подвижной и уплотнена резиновым кольцом 4. Охлаждающая забортная вода, подводимая в водяную камеру 1 по одному из патрубков 5, делает два хода по трубам и отводится через другой патрубок 5. Охлаждаемый воздух поперечно обтекает трубный пучок снаружи.

Охладители воздуха

Охладители надувочного воздуха дизелей обычно применяются с оребренными снаружи трубами, внутри которых протекает забортная вода. На рисунке показана конструкция трубчатого охладителя воздуха для двигателя фирмы Зульцер.

Оребренные снаружи трубы 3 развальцованы в трубных досках 2. Для разгрузки труб от термических напряжений нижняя трубная доска сделана подвижной и уплотнена резиновым кольцом 4. Охлаждающая забортная вода, подводимая в водяную камеру 1 по одному из патрубков 5, делает два хода по трубам и отводится через другой патрубок 5. Охлаждаемый воздух поперечно обтекает трубный пучок снаружи.

Подогреватели воды.

С помощью подогревателей нагревают питательную волу для паровых котлов, забортную воду опреснительных установках, пресную и забортную волу в санитарно-бытовых системах.

В санитарно-бытовых системах паровые подогреватели применяют только для нагрева пресной воды. Все детали такого аппаратавыполняют из коррозионно-устойчивых в морской воде материалов с защитным покрытием, во время-из стали.

Подогреватели топлива. Используемый в судовых паровых котлах топочный мазут 40 имеет температуру застывания 10 С, поэтому без предварительного подогрева его невозможно не только сжигать, но и перекачивать насосом. Тонкий распыл мазута в форсунках котлов вод только при его подогреве до температуры, обеспечивающей необходимую вязкость. Для этой же цели подогревают тяжелые топлива, применяемые в судовых дизелях.

Рис. 82Подогреватель пресной воды на УПС

«Профессор Хлюстин»

Деаэраторы воды

Деаэратор предназначен для удаления из воды коррозионно- активных газов: кислорода и свободной двуокиси углерода. На паротурбинных судах применяют термомеханические деаэраторы смесительного-распыливающего типа, в которых идущая на питание котлов вод нагревается до температуры кипения, что приводит к десорбции газов, растворимость которых вводе снижается до нуля.

Вода поступает в деаэратор через патрубок. После распыления в форсунках основной и вспомогательнойраспыливающих головок вода поступает в верхнюю часть деаэратора, где нагревается греющим паром. По направляющим перегородками вода стекает на диск распыливающего, парового клапана и вторично распыливается струей выходящего из клапана греющего пара, поступившего в аппарат по патрубку. Перемешиваясь с паром, вода нагревается до температуры насыщения и окончательно диаэрируется. Вместе с конденсатом греющего пара деаэрированная вода, называемая питательной, стекает в бак- аккумулятор, откуда через патрубок поступает к питательным насосам. Попадание в деаэратор атмосферного воздуха исключается организацией его работы при избыточном давлении. Деаэратор снабжен запорной и предохранительной арматурой, контрольно- измерительным приборами, регуляторами уровня воды в баке, регуляторами давления греющего пара и давления в аппарате.

Об угрожающем аварией понижении уровень в деаэраторе предупреждает сигнальное устройство, автоматически включаемое датчиком аварийного уровня. Режим работы деаэратора контролируют по содержанию кислорода в питательной воде и ее температуре. В случае недогрева воды до температуры кипения, неполадок в работе форсунок и распыливающего парового клапана, неудовлетворительного действия конденсатора выпора, колебаний давлений и уровня воды в деаэраторе, а также значительного количества воздуха в поступающей воде содержание кислорода в питательной воде на выходе из аппарата будет выше нормы.