一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统，所述系统包括柴油机余热回收系统、蒸馏系统、淡水收集系统和真空系统；所述柴油机余热回收系统包括烟气余热回收系统及缸套冷却水余热回收系统；所述烟气余热回收系统分别与所述蒸馏系统、真空系统相连接；所述缸套冷却水余热回收系统与所述蒸馏系统相连接；所述蒸馏系统与所述淡水收集系统连接。本发明专利技术结构简单、操作方便，同时可最大限度地利用柴油机余热，产水量远远大于只通过缸套冷却水或烟气余热的海水淡化装置，可满足相应船舶的淡水需求；此外，可以避免直接以烟气作为蒸发热源时产生的结垢问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统
本专利技术涉及一种海水淡化装置，尤其涉及一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统。
技术介绍
作为独立的单元，船舶在远离基地执行任务或捕捞时，船员和设备需要消耗大量淡水，对于蒸汽动力船舶，淡水消耗量更大。据统计：每人每天所需饮用水量约2L，洗涤用水约150L；柴油发动机用水量为0.2-0.3L/kW；蒸汽动力系统补充水约为蒸汽耗量的1-1.5％。由此可知，对于编制200人的船舶，船员每天淡水需求量为30-40吨，而机械设备用水量更大，包括柴油发电机、高压空气压缩机等设备冷却水、蓄电池补充水等，尤其对于大型蒸汽动力船舶，锅炉补充水量约为动力系统蒸汽耗量的1～2％。单靠船舶自身携带的淡水是远远不够的，而且长期存水容易导致细菌滋生。因此，船舶需要配备海水淡化装置，以提高船舶的续航能力。船舶柴油机在工作时会产生大量的热烟气，而大量热烟气的直接对外排放又带走了大量未利用的热能，这就造成船舶柴油机正常工作时能量的不完全利用。此外，为保证柴油机气缸的安全运行，需要用冷却水对其进行冷却，缸套冷却水也会带走系统的热量。对于船舶柴油机而言，燃油的能量转化效率非常低，仅有约50％转变成内燃机的机械功，其余50％是废热。其中约25％的废热量被废气带走，约20％的废热量被缸套冷却水带走，其他废热量损失约占5％。船舶不能有效利用这部分能量，系统的能源利用效率低。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统，本专利技术船用海水淡化系统具有结构简单、操作方便的优点，同时最大限度地利用了柴油机余热。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统，包括柴油机余热回收系统、蒸馏系统、淡水收集系统和真空系统；所述柴油机余热回收系统包括烟气余热回收系统及缸套冷却水余热回收系统；所述烟气余热回收系统分别与所述蒸馏系统、真空系统相连接；所述缸套冷却水余热回收系统与所述蒸馏系统相连接；所述蒸馏系统与所述淡水收集系统连接。进一步的，所述烟气余热回收系统包括热水池；所述热水池的一端与柴油机烟气出口连接；另一端设置有海水入口端，与第一温控三通流量调节阀相接；所述第一温控三通流量调节阀处设置有第一温度信号。进一步的，所述缸套冷却水余热回收系统包括预热器，冷却器，循环泵；柴油机缸套冷却水出口通过第二温控三通流量调节阀后，一条支路与所述预热器相接，另一条支路连接冷却器，两条支路汇流经循环泵后返回柴油机缸套；所述第二温控三通流量调节阀处还设置有第二温度信号。进一步的，所述蒸馏系统包括降膜蒸发器，冷凝器和布液器；所述布液器上方设置冷凝器，下方设置降膜蒸发器；所述冷凝器通过海水给水泵连接船舱底部的用于过滤海水的过滤器；所述冷凝器的冷凝水出口还设置有调节阀。进一步的，所述蒸馏系统还包括有除沫器，所述除沫器安装于冷凝器与布液器之间；进一步的，所述淡水收集系统包括盐度计，淡水箱，控制器，电磁阀；所述蒸馏系统通过淡水泵与所述淡水箱相连接；所述盐度计，控制器，电磁阀均设置于蒸馏系统与淡水箱之间。进一步的，所述真空系统包括盐水-空气抽除器；所述盐水-空气抽除器与降膜蒸发器相连接，盐水-空气抽除器通过连接第一三通流量调节阀获得动力源，以抽除降膜蒸发器中的浓盐水和不凝气体。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供一种以船用柴油机余热为热源(缸套冷却水余热作为预热热源、烟气余热作为蒸发热源)，通过单效低温负压蒸馏实现海水淡化的系统，该系统结构简单、操作方便，同时由于最大限度地利用柴油机余热，产水量远远大于只通过缸套冷却水或烟气余热的海水淡化装置，可满足相应船舶的淡水需求；此外，可避免直接以烟气作为蒸发热源时产生的结垢问题。附图说明图1为本专利技术基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统的结构示意图。附图中的标记：柴油机1，柴油机烟气出口2，循环泵3，热水池4，降膜蒸发器热源入口5，第一温度信号6，第一温控三通流量调节阀7，布液器8，降膜蒸发器9，降膜蒸发器热源循环入口10，浓盐水出口11，降膜蒸发器热源出口12，盐水-空气抽除器13，淡水箱14，海水给水泵15，过滤器16，控制器17，电磁阀18，盐度计19，淡水泵20，淡水出口22，不凝气体出口23，冷凝水入口24，冷凝器25，冷凝水出口26，除沫器27，预热器28，调节阀29，预热器入口30，预热器出口31，冷却器32，第二温控三通流量调节阀33，第二温度信号34，柴油机缸套冷却水出口35，柴油机缸套冷却水入口36。具体实施方式为了更好的说明本专利技术，下面结合附图作进一步说明。本专利技术的一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统包括柴油机余热回收系统、蒸馏系统、淡水收集系统和真空系统。所述柴油机余热回收系统包括烟气余热回收系统及缸套冷却水余热回收系统。所述烟气余热回收系统分别与所述蒸馏系统、真空系统相连接；所述缸套冷却水余热回收系统与所述蒸馏系统相连接；所述蒸馏系统与所述淡水收集系统连接。所述烟气余热回收系统包括热水池4；所述热水池4的一端与柴油机烟气出口2连接；另一端设置有海水入口端，与第一温控三通流量调节阀7相接；所述第一温控三通流量调节阀7处设置有第一温度信号6。所述缸套冷却水余热回收系统包括预热器28，冷却器32，循环泵3；柴油机缸套冷却水出口35通过第二温控三通流量调节阀33后，一条支路与所述预热器28相接，另一条支路连接冷却器32，两条支路汇流经循环泵3后返回柴油机缸套；所述第二温控三通流量调节阀33处还设置有第二温度信号34。所述蒸馏系统包括降膜蒸发器9，冷凝器25和布液器8；所述布液器8上方设置冷凝器25，下方设置降膜蒸发器9；所述冷凝器25通过海水给水泵15连接船舱底部用于过滤海水的过滤器16；所述冷凝器25的冷凝水出口26还设置有调节阀29。优选的，所述蒸馏系统还包括有除沫器27，所述除沫器27安装于冷凝器25与布液器8之间。所述淡水收集系统包括盐度计19，淡水箱14，控制器17，电磁阀18；所述蒸馏系统通过淡水泵20与所述淡水箱14相连接；所述盐度计19，控制器17，电磁阀18均设置于蒸馏系统与淡水箱14之间。所述真空系统包括盐水-空气抽除器13；所述盐水-空气抽除器13通过连接第一三通流量调节阀7获得动力源；盐水-空气抽除器13与降膜蒸发器9相连接，以抽除降膜蒸发器9中的浓盐水和不凝气体。位于船舱底部的海水给水泵15将经过滤器16过滤后的海水，从冷凝水入口24打入到冷凝器25中，冷凝器25对海水淡化产生的蒸汽进行冷凝，之后海水从冷凝水出口26排出。从冷凝水出口26排出的经初步预热的海水分两条支路，一条支路通过调节阀29分配部分海水进入到预热器28中进一步的预热，并通过布液器8喷淋到降膜蒸发器9中进行蒸发，产生的蒸汽向上运动，通过除沫器27除去蒸汽中的海水液滴，之后进入冷凝器25中冷凝产生淡水；从冷凝水出口26排出的另一支路的大部分海水通过第一温控三通流量调节阀7分配一部分海水进入热水池4和盐水-空气抽除器13中，第一温控三通流量调节阀7通过热水池4中热水出口的温度信号6控制。进入热水池4的海水吸收柴油机1的烟气余热后成为热源海水，该热源海水通过降膜蒸发器热源入口5进入降膜蒸发器9作为海水淡化的热源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统，其特征在于：包括柴油机余热回收系统、蒸馏系统、淡水收集系统和真空系统；所述柴油机余热回收系统包括烟气余热回收系统及缸套冷却水余热回收系统；所述烟气余热回收系统分别与所述蒸馏系统、真空系统相连接；所述缸套冷却水余热回收系统与所述蒸馏系统相连接；所述蒸馏系统与所述淡水收集系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统，其特征在于：包括柴油机余热回收系统、蒸馏系统、淡水收集系统和真空系统；所述柴油机余热回收系统包括烟气余热回收系统及缸套冷却水余热回收系统；所述烟气余热回收系统分别与所述蒸馏系统、真空系统相连接；所述缸套冷却水余热回收系统与所述蒸馏系统相连接；所述蒸馏系统与所述淡水收集系统连接；所述蒸馏系统包括降膜蒸发器，冷凝器和布液器；所述布液器上方设置冷凝器，下方设置降膜蒸发器；所述冷凝器通过海水给水泵连接船舱底部用于过滤海水的过滤器；所述冷凝器的冷凝水出口还设置有调节阀；所述烟气余热回收系统包括热水池；所述热水池的一端与柴油机烟气出口连接；另一端设置有海水入口端，与第一温控三通流量调节阀相接；所述第一温控三通流量调节阀处设置有第一温度信号。2.根据权利要求1所述的基于柴油机余热回收的船用海水淡化系统，其特征在于：所述缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤鸣，陈顺权，冯东东，岳鹏飞，
申请(专利权)人：广州中国科学院先进技术研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44