Опреснительная установка

Теплообмен при конденсации пара. Конденсация протекает с выделением теплоты и всегда сопровождается теплообменом. Явление теплообмена при конденсации встречается в конденсаторах паротурбинных, холодильных и опреснительных установок, теплообменных аппаратах и других устройствах. Наиболее характерной для этих установок является поверхностная конденсация пара, реже встречается явление конденсации во всем объеме.

Никель не входит в число основных элементов, используемых для легирования титановых сплавов. Только в некоторых частных случаях используют его добавки, главным образом в технически чистый титан, например для исключения щелевой коррозии и коррозионного растрескивания труб опреснительных установок. Так, для горячих растворов NaCI рекомендуется применять сплав Ti—2,5 % Ni—2 % Zr [42]. Сплав Ti—2 % Al практически не чувствителен к коррозионной среде (3,5 %-ный раствор NaCI) как в отношении щелевой коррозии, так и в отношении коррозионного растрескивания.

По степени обеспеченности пресной водой все арабские страны можно подразделить на три группы: полностью обеспеченные, средне обеспеченные, испытывающие постоянную нехватку воды. Снабжение водой стран последней группы полностью зависит от работы опреснительных установок. Это — Кувейт, Объединенные Арабские Эмираты, Катар, Саудовская Аравия.

Содержание никеля в медноникелевых сплавах колеблется от 5 до 30%. Эти сплавы обладают хорошей коррозионной устойчивостью и широко применяются в кораблестроении и энергетической промышленности для изготовления конденсаторов, радиаторов, трубопроводов, опреснительных установок для получения питьевой воды из морской и др. Они нечувствительны к коррозии под напряжением в аммиачных растворах, за исключением сплавов 95—5 и 90—10, и устойчивы к действию разбавленных растворов щелочей.

Перспективной является также схема использования отработавших газов технологических и энергетических агрегатов для подогрева соленой воды в контактных теплообменниках опреснительных установок мгновенного испарения (УМИ) [71].

Опыт эксплуатации опреснительных установок .... 198

Согласно имеющимся данным, в полностью обескислороженной морской воде, встречающейся, например, в некоторых ступенях дистилля-торных опреснительных установок, допустимы более высокие скорости потока, чем указано.

В последние годы сплав 90 Си—10 Ni—1,4 Fe все чаще применяется в конденсаторах и теплообменниках опреснительных установок. Экономические расчеты показывают, что трубы из медноникелевого сплава 90—10 не уступают трубам из алюминиевой латуни. Из-за более высокой коррозионной стойкости медноникелевого сплава срок службы труб должен быть больше, несмотря на меньшую толщину стенок.

Опыт эксплуатации опреснительных установок

Как уже отмечалось во введении, коррозионные данные, связанные с опытом эксплуатации опреснительных установок, в дополнении, посвященном состоянию исследований на 1977 г., выделены в самостоятельный раздел.

Важным событием была публикация обширной библиографии по вопросам эксплуатации опреснительных установок. С декабря 1968 г. по июнь 1972 г. Национальная лаборатория в Оук-Ридже подготовила и выпустила 15 томов библиографической серии, посвященной коррозии и эксплуатационным свойствам материалов в оборудовании для различных процессов переработки морской воды [227]. В этих сборниках содержатся аннотации 870 публикаций, разделенные на 33 группы в соответствии с различными стадиями и аспектами переработки солевых растворов. Поскольку эта работа уже выполнена, то авторы данного раздела не стали включать в обзор какую-либо информацию из упомянутых 870 публикаций. Вместо этого был проведен анализ данных, полученных после июня 1972 г.

Рис. 8.14. Опреснительная установка мгновенного вскипания

тем ее демонтировали.и отправили на одну из военно-морских баз США. Эта установка давала пресную воду по себестоимости около 26 цент/м3. Процесс был бы экономически выгодным, если бы удалось уменьшить этот показатель в 2—3 раза. Однако стоимость — понятие растяжимое; во многие населенные пункты пресную воду приходится доставлять в автоцистернах, и удельные затраты на водоснабжение превышают 1,85 долл/м3. В подобных случаях опреснительная установка экономически выгодна. Увеличив размеры установки, можно добиться значительного экономического эффекта.

*г предназначена для производства сверхчистых огнеупоров. Она сооружена под руководством профессора Ф. Тромба. Научно-исследовательский центр Франции в Пиренеях использует солнечную печь, поверхность которой составляет 90 м2, мощностью 80 КВт.Св ЧилизФ. ТромбомГ солнечная энергия используется для выращивания в теплицах овощей. В Пуэрто-Рико работает солнечная опреснительная установка суточной производительностью в 20 л дистиллированной води. Такие установки позволяют довести себестоимость опреснения морской воды до экономически рациональной. Использование линз, вогнутых зеркал, в/ронок и т. п. позволит повысить концентрацию энергии в 25— 30 раз.

Комбинированное производство электроэнергии и опреснение морской воды. Большинство богатых нефтью арабских стран испытывает острую нехватку пресной воды; Б первую очередь это относится к странам Персидского залива. Во многих странах построены крупнейшие в мире установки, где пар используется одновременно для выработки электроэнергии и опреснения морской воды дистилляцией. Комбинированное производство электроэнергии и пресной воды обеспечивает экономию энергоресурсов и представляет собой экономически выгодный способ получения питьевой воды. Первая в мире опреснительная установка начала работать в Кувейте еще в 1953 г. Там же находятся и наиболее современные системы, большинство из которых •— многоступенчатые опреснительные установки мгновенного вскипания с поперечным расположением труб. Показатель использования греющего пара (отношение производительности установки по дистилляту к расходу пара от внешнего источника) равен приблизительно 8. Для предотвращения образования накипи в этих установках применяются главным образом полифосфаты; максимальная температура остающегося рассола 95°С.

Результаты этих экспериментов по изучению склонности титановых сплавов к питтингу и' влияния температуры на потенциал питтингообразования хорошо согласуются с немногочисленными данными о коррозионном поведении титана в горячей морской воде в реальных условиях. Самая большая опреснительная установка, использующая титановые теплообменники, работает на острове Сан-Круа с 1974 г. Проведенные осмотры показали отсутствие питтинга на всех титановых деталях, работающих в контакте с морской водой при температурах 90—120°С (см. выше).

53. Экспериментальная опреснительная установка с контактным теплообменником «газ — жидкость»/3. П. Бильдер, В. А. Горнев, Ю. И. Колйшевич, Е. И. Таубман.— Водоснабжение и санитарная техника, 1977, № 3, с. 16—17.

ВПУ — водоподготовительная установка ДОУ — дистилляционная опреснительная установка СОО — система оборотного охлаждения ТОУ — термическая обессоливающая установка ХОУ — химобессоливающая установка

редвижных, причем созданы довольно крупные транспортабельные установки для снабжения водой районов, где природные источники заражены радиоактивными или иными веществами, либо содержат чрезмерно большое количество минеральных примесей. Так, фирмой Гаррет (США) для военных нужд разработана опреснительная установка на 400 т/сутки с приводом от газовой турбины и утилизацией тепла выхлопных газов. Вес установки (27,3 т) позволяет транспортировать ее на тягаче.

Для малоэкономичных опреснителей, потребляющих относительно большое количество пара, учет стоимости котла заметно повышает первоначальные затраты, хотя и мало сказывается на себестоимости опресненной воды. Например, широко применяемая на судах отечественной постройки опреснительная установка с испарителем ИВС-3 стоит в соответствии с прейскурантом № 19—05 1965 г. приблизительно 3300 руб. Паром она снабжается обычно от котлов КВС-30/1 или КВВА-2,5. В первом случае 1 т часовой производительности по прейскуранту № 20—02 1967 г. составляет 4450 руб, во втором — 4620 руб. Расход пара на испаритель ИВС-3 равен 540 кг/ч. Значит к стоимости опреснительной установки следует отнести часть стоимости котла, пропорциональную расходу пара, т. е. 0,54-4450 = 2400 руб в первом случае и 2480 руб во втором. Таким образом, стоимость всего оборудования, необходимого для опреснения, составляет уже не 3300, а 5700 руб, т. е. увеличивается на 70—75%. Себестоимость опресненной воды повышается в этом случае на 10 коп.

Для паротурбинных и иных судов, где нет отбросного тепла^ подобное решение оправдывается только, когда опреснительная установка достаточно экономична и выход дистиллята составляет минимум 60—70 т на I т топлива. Поскольку на современных паротурбинных судах подобные опреснители стали основным типом, то и в этом случае нет препятствий к отказу от забортной воды для санитарных систем.

время в США требуется опреснительная установка мощностью 1