Опреснительная установка обратного осмоса.

Общие сведения. Осмос — это диффузия раствора менее соленого к более солёному через полупроницаемую перегородку (мембрану).
Обратный осмос — это диффузия раствора более соленого к менее солёному через мембрану, при этом соли (растворённые твёрдые частицы) остаются за мембраной.
Обессоливание морской воды путём обратного осмоса — это процесс, при котором морская вода, находящаяся под давлением, проходит через мембрану, при этом соли, содержащиеся в ней, остаются за мембраной.
Схема опреснительной установки обратного осмоса:

1 — всасывающий трубопровод центробежного насоса; 2 — центробежный насос; 3 — гидроциклонный сепаратор; 4 — трубопровод сброса отделившихся твёрдых частиц за борт; 5 — многосредний фильтр; 6 —трубопровод обратной промывки в дренаж или в море;7 — фильтр-патроны; 8 — трёхплунжерный насос; 9 — мембраны; 10 — клапан регулирования давления; 11 — трубопровод сброса отработанной воды; 12 — датчик солёности; 13 — трёхходовой ручной кран; 14 — трубопровод отвода воды с повышенной солёностью за борт; 15 — трубопровод отвода опреснённой воды в сборный танк.
Опреснитель морской воды, работающий на принципе гиперфильтрации (обратного осмоса), включает центробежный насос, гидроциклонный сепаратор, многосредний фильтр, два фильтр-патрона, трёхплунжерный насос, мембраны, датчик солёности.
Принцип работы заключается в том, что центробежный насос подает морскую воду в гидроциклонный сепаратор, в котором, за счёт центробежных сил и разряжения, из неё удаляются твёрдые частицы. Затем, очищенная от твёрдых частиц, морская вода поступает в многосредний фильтр, в котором происходит дальнейшая обработка. Поток воды движется сверху вниз через фильтрующий материал, взвешенные частицы оседают в верхней части этого фильтра и затем удаляются из него через клапан обратной промывки. Далее, вода, выходя из многосреднего фильтра, поступает на два, включённых последовательно, фильтр-патрона тонкой очистки. Один очищает воду от мелких частиц размером в 30 мк, а другой — в 5 мк. Очищенная вода поступает в трёхплунжерный (бустерный) насос, который повышает давление до 4,8-6,2 МПа. Под этим давлением вода поступает в мембраны обратного осмоса, диаметром 63,5 мм и длиной 1016 мм. Мембраны отторгают солевой концентрат и пропускают опреснённую воду. Часть отторгнутой воды течёт к клапану регулирования давления, поддерживающему определённое давление перед мембранами, а оставшаяся вода сбрасывается за борт. Опреснённая вода от мембран через солемер поступает к отводному трёхходовому крану. В зависимости от качества питьевой воды она либо направляется в танк питьевой воды, либо в море.
Выход питьевой воды из опреснителя зависит от температуры, давления и солености морской воды.
Техническое обслуживание. Мембраны обратного осмоса должны постоянно оставаться смоченными — если будут сухими, это может привести к их разрушению.
Во время продолжительной остановки (несколько дней) необходимо продезинфицировать или простерилизовать мембраны, заполнив систему биоцидным раствором, это позволит предотвратить образование бактерий в мембранах, насосе и трубопроводе высокого давления.
Основными работами ТО являются: чистка и мойка гидроциклонного сепаратора, своевременная замена фильтрующих материалов фильтров, контроль за состоянием и замена мембран, проверка состояния насосов и трубопровода. Из камеры сброса гидроциклонного сепаратора необходимо периодически удалять твёрдые частицы. Интервал сброса полностью зависит от качества морской воды.
Когда в камере сброса твёрдых частиц становятся видимыми твёрдые частицы, это указывает на необходимость их сброса.
Обратная промывка многосреднего фильтра требуется при падении давления от 0,105 до 0,07 МПа (от 1,05 до 0,7 бар или от 15 до 10 фунтов/дм2).
Промывка должна производиться только чистой морской или питьевой водой центробежным насосом в течение 15-20 минут.
Замену фильтр-патронов проводят, когда перепад давления составляет 0,14-0,21 МПа, либо когда перепад давления приводит к остановке бустерного насоса из-за недостаточного давления на входе.
Очистка мембран должна производиться всякий раз при снижении производительности на 10%. Для очистки мембран необходимо использовать щелочной или кислотный чистящий раствор.
Питьевая вода должна сливаться за борт в течение часа после чистки мембран.

Вакуумная опреснительная установка.

Общие сведения. Установка включает испаритель-конденсатор вакуумный, подогреватель забортной воды, центробежный насос рассольный для откачки неиспарившейся забортной воды, водокольцевой вакуумный насос, центробежный насос забортной воды для охлаждения испарителя и конденсатора, вихревой насос дистиллята.
На промысловом и морском флотах эксплуатируют вакуумные опреснители, утилизирующие тепло воды, охлаждающей главные и вспомогательные дизели. Через трубки нагревательной батареи прокачивается пресная охлаждающая вода с температурой на входе 60-65 С, на выходе 55-60 С. Морская вода в испарителе кипит при температуре 38-40 С.
Конструктивная схема опреснителя типа Д приведена на рисунке:

1 — мельхиоровые трубки; 2 — сепаратор; 3 — конденсатор; 4 — сливная труба.
В зависимости от типа дизеля в этом опреснителе можно получить от 400 до 900 литров дистиллята в час на каждые 800 кВт.
Этот тип водоопреснителя обеспечивает все потребности в пресной воде практически без дополнительных затрат на топливо и на обслуживание вследствие полной автоматизации и возможности работы без очистки (благодаря низкой температуре испарения) до 6-12 месяцев.
Техническое обслуживание вакуумного опреснителя проводят еженедельно, ежемесячно и один раз в квартал.
Еженедельное — включает внешний осмотр установки, проверку работы сальников у насосов, редко используемых клапанов, смазку резьбы штоков клапанов, устранение неплотностей и подтекания в соединениях.
Ежемесячное — включает дополнительно к работам еженедельного осмотра очистку от загрязнений сетки фильтра забортной воды и смазку подшипников насосов.
Ежеквартальное — включает проверку расходомера, замену протекторов на трубах забортной воды, рассола и насосах (при изнашивании протектора больше 50% по объёму), очистку распыливающих отверстий кольцевой трубы испарителя проволокой диаметром 5 мм, замену сальниковой набивки у насосов.
Ремонт. Проводят химическую очистку подогревателя забортной воды и испарителя-конденсатора с их опрессовкой и подвальцовкой дефектных трубок.
Вскрывают подогреватель забортной воды, очищают трубные решётки и трубки от загрязнений и накипи.
Снимают верхнюю крышку вакуумного охладителя с рассольным змеевиком и внутренний корпус с малым змеевиком для очистки поверхностей корпусов, соприкасающихся с забортной водой, и их окраски эмалью ЭП-755 по МРТУ.
Разбирают расходомер для его очистки от грязи и ржавчины. При изнашивании подшипников насосов их заменяют.

Водоопреснительная установка с избыточным давлением.

Общие сведения. На промысловых судах эксплуатируются испарители вертикальные судовые (ИВС) поверхностного типа с избыточным давлением. Отечественная промышленность выпускает испарители следующих марок: ИВС-1, ИВС-2, ИВС-3, ИВС-5 (цифра в марке испарителя означает поверхность нагрева греющей батареи в м2). Водоопреснительная установка с избыточным давлением вторичного пара (0,12-0,18 МПа) включает испаритель с нагревательными элементами, конденсатор и насосы. Конструкция нагревательных элементов представляет собой батарею красномедных змеевиков, которые полностью покрыты испаряемой морской водой. Батарея красномедных змеевиков рассчитана на ручную очистку от накипи, которая интенсивно образуется на поверхностях нагрева. В большинстве случаев на эти испарители расходуется свежий пар в количестве 1,2-1,4 кг на 1 кг дистиллята, что соответствует расходу 100 кг топлива на 1 тонну дистиллята.
Техническое обслуживание включает внешний осмотр установки, очистку от загрязнений сетки фильтра забортной воды, проверку работы сальников или замену сальниковой набивки рассольного и охлаждающего насосов.
Дефектоскопия и ремонт. При обслуживании этой установки требуется постоянное наблюдение, так как из-за колебаний уровня рассола происходит унос капель и пены с вторичным паром, что приводит к засолению конденсата. Солёность рассола должна быть в пределах 5000-7000 градусов Б. Увеличение солёности отражается на качестве дистиллята, интенсивного образования накипи, а также на производительность установки.
Плотность рассола определяют путём взятия пробы ареометром не реже одного раза за вахту.
Через каждые 2000-3000 часов работы испарителя производят внутренний осмотр с целью проверки состояния и наличия накипи на трубках. При необходимости накипь удаляют проволочным ершом с предварительным размягчением её 5% раствором соляной кислоты и последующей тщательной промывкой.
Периодически, через 3-10 суток работы, очищать нагревательные элементы (змеевики) от накипи, предварительно применив «холодный душ» для разрушения накипи, а после вскрытия корпуса очистить их механическим способом. Это сложный и трудоёмкий процесс.