真空泵怎么排水沸腾式造水机凝水泵被吸真空泵怎么排水是什么原因造成的？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2024-03-15 08:45 标签： 真空泵怎么排水
船员的日常生活和船上机器设备的安全运行都需要大量淡水，这些淡水主要依靠造水机淡化海水生成。为保持造水机工况良好，需要轮机人员根据造水机的运行原理，准确操作、精心维护。如果操作不当或维护不到位，造水机热交换板片出现不可逆的变形并降低弹力，就会大大降低造水机的造水能力，减少造水机的使用寿命。集装箱船上的造水机大多是阿法拉 伐 ( Alfa Laval) 的产品。笔者某次在船发现某台该品牌造水机无法造水，船舶面临严重缺水的困境。在处理故障时，笔者尝试某种方法后顺利解决问题，供同人参考。1 造水机工作原理带板式换热器的真空沸腾式造水机由板式蒸发器、板式冷凝器、海水泵、喷射泵、除雾器、蒸馏水泵等组成。其工作原理( 见图 1) 如下: 主机缸套水进入蒸发器的加热侧通道，海水在蒸发器的蒸发侧通道被加温; 在真空喷射泵的作用下造水机内部空间压强降低，真空度达 90% ～ 94% ，海水在较低温度下汽化，形成水蒸气; 水蒸气经过除雾器除去液态水分( 盐分) ，让相对干燥的水蒸气进入冷凝器的冷凝侧通道，在被冷却侧海水冷却后变成淡水，然后被蒸馏水泵抽至淡水舱。影响造水机造水量的主要因素是真空度，造水机内部抽真空到 90% ～ 94% 时，海水的饱和温度为35 ～ 45 ℃，80% ～ 90% 的真空度对应的海水饱和温度为 45 ～ 60 ℃。由于船上既要保持足够多的产水量，又要使所产淡水的含盐量( 质量分数，下同) 符合要求，因此做好造水机的日常管理非常重要。除建立和保持合适的真空度外，造水机加热面的脏污和结垢也会导致产水量的减少，长久使用后蒸发器和冷凝器的传热性能也会变差。因此，在造水机运行期间，需要每日密切注意各项参数变化，特别注意检查真空度 D、喷射泵前海水压力 B、喷射泵出口背压 C、淡水的含盐量 E、蒸汽温度、造水量和装置的气密性等。2 蒸发器和冷凝器的维护冷凝器由 2 根导棒、4 根固定螺栓、1 个压板、1 个 KE 片、49 对 KD 与 KV 板片组合( 见图 2) 、1 个底片 KS 等组成; 蒸发器由 2 根导棒、4 根固定螺栓、 1 个压板、1 个 EE 片、49 对 ED 与 EV 板片组合、1个底片 ES 等组成。蒸发器及冷凝器板片总数各为 100 片，组装后的紧固力度依据该型号给出的标准距离( 标准 A = 3． 5 mm × 100 = 350 mm) 决定。建议蒸发器板片组紧固到 A = 355 mm，冷凝器板片组紧固到 A = 354 mm，比标准距离大一点点（只要不漏就行）。2． 1 维护不当的后果( 1) 蒸发器和冷凝器寿命缩短或性能下降的原因主要是拆装次数过多，或某次或多次安装旋紧固定螺栓螺母时人为导致板片过度受力而变形。当变形累积到一定程度后，就会出现不可消除的泄漏问题且无法修理，不得不新领整套备件换新。( 2) 类似 JWP-26-C100 板式造水机的热交换板片，其是由特殊模具压成具有锁扣密封胶条、维持配对板片两侧通道空间功能的特殊不锈钢印花板片，板片的凸凹形状在其承受的压力范围内，释压后能恢复原始形状。在组装成蒸发器和冷凝器后，如果安装时过度受力，那么在使用一段时间后，热交换板片就会产生永久变形并降低原有弹力。板片一旦发生变形，所有板片都会受影响导致变形（变形后板片间的通流能力大打折扣，严重影响热交换能力）; 板片组装后，会因变形导致无法锁扣密封胶条，不能保证密封性; 胶条受压后会被挤出来，再换新胶条也不能解决泄漏问题，热交换板片基本报废。( 3) 拉力过大使得板片固定螺栓变形( 见 图3) ; 压板受力不均发生变形; 板片挤压变形后高低不平，导致密封胶条部分被挤出。2． 2 正确的维护方式组装后板片总距离过大会容易泄漏，总距离过小则板片间承受过大的挤压力，板片模压形状会受到永久性的伤害变形。板片变形后无法正确锁扣密封胶条，使其受力过大而被挤出; 板片变形后又会减小板片两侧通道的空间，严重影响加热水或冷却水的流通量，导致蒸发量或冷凝量减小。事实证明，只要发生 1 次不正确的安装，后续对蒸发器和冷凝器的伤害就会一次比一次严重。每次拆洗重装后密封性越来越差，越容易出现蒸馏水含盐度上升、造水量下降等现象。如果检查发现 1 片损坏的蒸发片，应将其与邻近的蒸发片一起拿掉。如果从蒸发叠片中拿掉蒸发片，那么 P-16 蒸发器的装配尺寸必须减小 28 mm， P-26 蒸发器减小 35 mm。ES 和 EE 蒸发片不能被拿掉，除非被相应的蒸发片替换。3 造水机故障案例某集装箱船( 16 年船龄) 先前一直从事内贸，后改走美东航线，重载航行。三管轮使用造水机造水时真空度只能抽到 70% ，无法造水。造水机的主要参数值见表 1，。在缸套水温度 F 和海水温度相对固定的情况下，造水量取决于真空度和喷射泵的抽吸能力。分析造水机的运行参数，发现造水机海水泵的海水流量不大，表现为出口压力 A 仅有 0． 37 MPa，测试海水泵的封闭压力仅为 0． 39 MPa，说明海水泵内部泄漏严重，排出压力不能建立。出口压力太低导致喷射泵前海水压力 B 仅有 0． 295 MPa，真空喷射泵的工作水量不够，真空度达不到造水的最低要求。另外，船舶重载，吃水为 12． 5 m，喷射泵出口背压为 0． 085 MPa。分析可知造水机无法造水的 2 个主要原因: ( 1) 海水泵存在缺陷，供水能力严重下降; ( 2) 喷射泵出口压力达 0． 085 MPa，远远高于说明书要求的小于 0． 06 MPa，导致喷射泵的抽真空能力严重下降。吊检海水泵，拆检发现叶轮吸入口外圈表面磨损较大，叶轮下阻水圈内表面也磨损严重，测量间隙0． 9 mm，超出说明书要求的最大间隙( 0． 6 mm) 。找到故障原因准备解决，但发现船上没有叶轮和阻水环备件可换。同时，按照船上的现有条件，无法恢复叶轮尺寸或车制 0． 5 mm 厚的铜套圈。提出降低喷射泵出口背压 C 的方案: 借用主机缸套水预热泵( 排水量为 35 m3 /h) 和卫生水处理装置的排水出海管系，在预热泵的进出管路上加装给造水机排出海水所用的进口管和排水管，开动造水机后开启主机缸套水预热泵，帮助抽吸喷射泵出口的海水，降低喷射泵出口背压 C。经过 14 h 的工作，管路加装完成( 见图 4) 。立即进行测试，在造水机海水泵叶轮及阻水圈未更换的情况下，喷射泵出口背压 C 下降到 0． 027 MPa，造水机真空度很快就降到 90% ，并顺利造出淡水，含盐量为( 0 ～ 1) × 10 － 6，每日造水量约 15 m3，能保证船员与设备的用水需求。造水机坚持工作 3 d( 造水 44 m3 ) 后，第 4 天三管轮反馈造水机无法正常工作，检查发现海水泵出口压力 A 已下降到 0． 34 MPa，喷射泵前工作水压力B 降低到 0． 21 MPa。联想到之前清洗过高位海底门，可能是海水泵吸入垃圾。虽然海水泵前装有海水滤器，但过滤效果不好。拆检冷凝器进口管部位( 此处是由冷凝器板片组成的海水通道，能像滤器一样阻挡垃圾) ，拆开进口管，发现通道内积聚较多垃圾( 见图 5) 。海水泵本身供水压力不足，再加上垃圾堵塞海水通道，导致喷射泵前工作水压力 B 降低到 0． 21 MPa。由于真空喷射泵的工作水严重不够，因此造水机无法造水。为恢复海水泵应有的供水能力，必须解决叶轮阻水圈处间隙较大的问题。为此，利用电机员用来绑扎电缆的铁扎带( 厚 0． 4 mm) 精工敲打出铁套圈，安装在阻水圈内孔紧贴内孔面，并在阻水圈顶部加装压紧和保护扎带套圈的铜盖圈。这样，叶轮阻水圈与叶轮吸口间隙变为 0． 5 mm，小于说明书要求的最大值 0． 6 mm。海水泵装复后运行时出口压力 A 达到 0． 45 MPa，恢复到正常状态，使用造水机造水。海水泵供水后，再启动缸套水预热泵帮助降低海水出口背压 C，使其由0． 09 MPa 下降到0． 027 MPa。造水机运行参数良好，每日造水18 m3，逐渐调整参数后高峰时每日造水 24 m3且水质非常好，完全满足船上用水要求。4 案例启发( 1) 船舶重载时，出口背压 C ＞ 0． 06 MPa、海水压力 A ＜ 0． 37 MPa，不能造水; 把出口背压 C 降低到0． 027 MPa 时，就能正常造水。( 2) 海水压力 B 为 0． 33 MPa、出口背压 C 降至0． 027 MPa 时，蒸发温度 54 ℃，24 h 造水量为 15 m3，造水机的运行状况正常。测试停用降低出口背压 C 的措施( 停预热泵) 后，出口背压 C 立即上升到0． 1 MPa，含盐量 E 上升到 9 × 10 － 6，造水机的运行状况马上恶化。( 3) 只要有足够低的出口背压 C，海水压力 B 从 0． 33 MPa 降至 0． 22 MPa 也能造水，且含盐量为1 × 10 － 6 ; 在蒸发器堵塞的前提下，只要有足够低的背压 B，造水机也能维持造水。( 4) 海水温度较低、船舶重载时，采取措施降低出口背压 C 也能达到与轻载状况相同的造水能力。 ( 5) 海水温度在 26 ～ 32 ℃ 变化时，只要出口背压 C 降低到 0 ～ 0． 027 MPa，就可以让蒸汽温度 ＜ 55 ℃。较低的蒸发温度能有效防止蒸发器结垢。( 6) 造水机各种状况下的主要参考记录见表 2。5 结 论( 1) 冷凝器无需经常拆卸。当海水压力差变大时，仅需拆下出海水进口管，将冷凝器进口通道内的垃圾清除即可。( 2) 在蒸发器内适量添加水处理剂，防止结垢，延长蒸发器的拆检周期。( 3) 造水机停止使用时，海水泵继续运行 0． 5 h，防止蒸发器结垢。若长期停用，则采用“满水保养”法。(4) 用酸浸泡蒸发片内侧清洁时，把蒸发片全部浸没在 1 个不超过 50 ℃的酸容器中。( 5) 调节加热水的流量控制产水量时，注意维持较低的蒸汽温度( 50 ℃ ）来源讲武堂

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