Принципиальные схемы типовых утилизационных установок

МОДУЛЬ 9 УТИЛИЗАЦИОННЫЕ ОПРЕСНИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

Целевая установка. Рассмотреть классификацию, основные параметры и схемы утилизационные опреснительные установки

Основные вопросы лекции.

1 Классификация и основные технические характеристики утилизацион­ных установок

2 Принципиальные схемы типовых утилизационных установок

3 Оценка эффективности утилизационных установок

Классификация и основные технические характеристики утилизационных установок

Классификация. Пресная вода на дизельных судахтранспортного флота используется для питания вспомогательных и утилизационных котлов, для охлаждения ДВС, для питья и бытовых нужд.

Большинство современных ОУ на дизельных судах утилизирует тепло охлаж­дающей воды двигателей.

На дизельных судах встречаются несколько типов ОУ. Большинство из них вакуумные, агрегатны е, реже - избыточного и атмосферного давления (обогреваемые свежим паром от вспомогательных котлов).

Основной аппарат установок - испаритель, может быть 4-х типов:

· кипящий с внутренними погружными греющими батареями;

· кипящий с выносными погружными греющими батареями;

· мгновенного вскипания (безбатарейный) проточный;

· мгновенного вскипания (безбатарейный) циркуляционный.

Последние два типа получили наибольшее распространение на судах последних годов постройки.

Из установок с внутренними погружными греющими батареями испарителя наибольшее распространение получили утилизационные установки серии Д.

Предусмотрено 5 типоразмеров глубоковакуумных ОУ производительностью от 1 до 20 т/сут. Установка агрегатированная, автоматизированная.Давление в испарителе — 8,2 кПа, t_н(испарения) =42 ^оС. Содержание хлоридов в дистилляте не более 5 мг/л С1^-. В установке предусмотрен 2-ой режим при t_воды=80 ^оС. Производительность при этом возрастает примерно на 30 %.

Стремление к интенсификации естественной циркуляции рассола в корпусе ис­парителя, что позволяет уменьшить процесс отложения накипи и повысить коэффи­циент теплопередачи, привело к появлению установок с выносными греющими ба­тареями.

В этом случае испаритель состоит из влагоотделителя и выносной испаритель­ной секции. Недостатки: сложность регулирования рабочего процесса, ухудшение качества дистиллята при колебании температурного напора или концентрации рас­сола.

Поставляли такие установки германская фирма «Комби» и английская фирма «Айтон».

Установки первой фирмы одноступенчатые, вакуумные, утилизационные, неагрегатированные с производительностью W =5 т/сут. Установки второй фирмы - одноступенчатые, атмосферного давления, агрегатированные, обогреваются свежим паром от вспомогательного котла.

Многоступенчатые проточные опреснительные установки мгновенного испарения серии М, выпускавшиеся отечественной промышленностью, были рассмотрены ранее. В этих установках может использоваться охлаждающая вода дизелей. В этом случае вместо эжектора, устанавливают вакуум-насос.

Применение ОУ мгновенного испарения с циркуляционным контуром рассола вызвано стремлением уменьшить потери тепла за борт за счет рециркуляции рассо­ла. По удельному расходу топлива эти установки в 2,5 - 3,5 раза экономичнее про­чих.

Устанавливаемые на современных дизельных судах ОУ мгновенного вскипания - циркуляционные, как правило, одноступенчатые, вакуумные, утилизационные, агрегатные. Производительность достигает 65 т/сут. Содержание хлоридов в дистилляте - 9 - 12 мг/л С1.Выпускаются некоторыми иностранными фирмами.

Принципиальные схемы типовых утилизационных установок

Принципиальная схема этой утилизационной опреснительной установки серии Д была рассмотрена ранее. Особенности заключаются в следующем:

1) В одном блоке объединены испаритель, паросепарационные устройства (отбойный щит и жалюзийный сепаратор) и конденсатор;

2)Трубки испарителя вертикальные. Забортная вода поступает по трубкам, греющая среда их омывает. Трубки специального плоскоовального профиля. При температурных напряже­ниях они изменяют свою форму.

Схема циркуляционной безбатарейной опреснительной установки представлена на рисунке 1.

Особенностизаключаются в следующем:

1) Питательная (забортная) вода подогревается в водоподогревателе (3) до t>tн в испарителе;

2) Рециркуляционный насос (6) имеет произво­дительность в десятки раз больше производительности рассольного насоса в установке той же произво­дительности, но с испарителями поверхностного типа.

1, 5 и 6 –насосы; 2 - корпус; 3 – водоподогреватель; 4 – конденсатор; 7 – продувание рассола

Рисунок 1 - Схема однокамерной безбатарейной опреснительной установки

Принципиальные схемы проточных безбатарейных ОУ типа М были рассмотрены ранее.

Большое количество тепловой энергии, заключенное во вторич­ном паре корабельных испарителей, может быть использовано в многоступенчатых опреснительных установках и в термокомпрессионных регенеративных опреснительных установках.

Использование вторичного пара в многоступенчатых установках состоит в том, что вторичный пар одного корпуса многокорпусной опреснительной установки используется в качестве греющего для последующего корпуса. В результате получается установка с последовательным включением корпусов испарителей (рис. 2).

1 — испаритель первой ступени; 2- испаритель второй ступени;3 — конденсатор

Рисунок 2 - Схема двухступенчатой опреснительной установки

В такой установке за счет тепла греющего пара в корпусе 1 образуется вторичный пар, который направляется в нагревательные батареи корпуса 2. Выполняя здесь роль греющего пара, он генерирует третичный пар, который отводится в конденсатор 3 и далее в дистиллятную цистерну. Таким образом, от постороннего источника потребляется лишь греющего пара, а общая производительность установки составляет , в то время как в одноступенчатых установках производительность составляет при том же расходе греющего пара.

Также на дизельных судах получили распространение СОУ регенеративные

с термокомпрессором (рис. 3).

1 — клапан продувания рассола; 2 — подогреватель 1 сту­пени; 3 — подогреватель 2 ступени; 4 — электронагрева­тель; 5 — паровая греющая батарея; 6 - трубопровод вторичного пара; 7 — конденсатный трубопровод; 8 - рас­сольный трубопровод; 9, 12, 13 и 15 - клапаны;

10 — ком­прессор; 11 - трубопровод; 14 — регулятор питания; 16 — редукционный клапан

Рисунок 3 - Схема регенеративной опреснительной установки

Забортная вода поступает в испаритель через редукционный клапан 16, клапан 13, регулятор питания 14 и клапан 9 либо помимо регулятора питания через клапаны 16 и 15. В нижней части испарителя вода подогревается за счет тепла продуваемого рассола и рассольной секции 2 (первая ступень подогрева) и тепла конденсата вторичного пара в дистиллятной секции 3 (вторая ступень подогрева). Нагретая вода поднимается к электронагревателям 4 и паровым нагревательным батареям 5 и за счет тепла, получаемого от них, испаряется. При разогреве и пуске установки и действие испарение обеспечивается подводом тепла от электронагревателей. Во время работы установки вода испаряется за счет тепла, поступающего от паровых нагревательных батарей. Образовавшийся вторичный пар по трубопроводу 6 отводится к компрессору 10, в котором сжимается, а температура его повышается на 8…10°С. По трубопроводу 11 пар от компрессора отводится на паровые нагревательные батареи. Проходя через них, он конденсируется, отдавая скрытую теплоту испаряемой воде. Конденсат вторичного пара по трубопроводу 7 направляется в дистиллятную секцию подогревателя и оттуда, уже несколько охлажденный, в цистерну пресной воды.

Продуваемый рассол по трубопроводу 8 направляется в рассольную секцию подогревателя, а после нее — в дренаж. Полное осушение испарителя производят через клапан 1.

Термокомпрессор сжимает вторичный пар (π_к=1,3…1,35). Температура насыщения превышает температуру испарения на 5…7^оС.

Основным недостатком существующих регенеративных уста­новок является ненадежная работа компрессоров, которые очень чувствительны к загрязнению солями их рабочих органов.