某散货船ALFA-LAVAL造水机启动缓慢的原因分析及排除研究

周炎兴

（上海海事大学商船学院，上海 201306）

某4.8万吨级大型散货教学实习船为目前世界上吨位最大、设备最先进的无限航区航海教学实习船，船舶总长189.90m，型宽32.26m，型深15.70m，设计吃水10.30m。船舶在远洋航行中，每天都需要消耗大量淡水，以满足船舶动力装置及在船人员的工作生活需要。另船用锅炉、燃油分油机、淡水换热器等设备对工作介质盐度有严格要求，而蒸馏式造水机产水可满足其苛刻要求。造水机工作状态直接关系到船舶航行的安全性，因此，船舶十分重视造水机的工作情况，并加强航行期间对其的日常维护及监控。本散货船配有ALFA-LAVAL新型真空蒸馏造水机，型号为AQUA-80-HW。其主要技术参数如下：加热系统为缸套冷却水；热水进口温度为80℃，出口温度为70℃；海水进口温度为30℃，出口温度为42℃；真空度为90%～94%；额定造水量为12吨/天。

1 启动缓慢的现象

在船舶试航期间，按照正常操作规程，主机正常工作后约3～4小时，在适宜海域（一般离岸20海里，水质不被污染），造水机才能启动运行。咨询服务商，解释为造水机造水量过小，造成其启动困难；笔者和船员实船操作，亦发现造水机启动缓慢，经调整进水温度，加大海水量，无明显改进迹象；经检查，盐度计所控制电磁阀一直处于开启排污状态，强制关闭该电池阀，再次启动造水机，很快造水机就可进入正常工作状态。

2 故障产生的原因

ALFA-LAVAL 真空蒸馏造水机的主要由蒸发器、冷凝器、海水泵、淡水泵、喷射泵等组成，如图1所示。海水通过海水泵被引入造水机，再经喷射泵抽出形成造水机内真空，当内部真空度达到90%以上后，将热水阀打开，热水进入蒸发器，大量海水在真空环境中瞬间闪蒸，蒸汽向上经海水冷凝器冷凝形成淡水，再经淡水泵抽出。淡水泵出口处设有盐度计，当出水盐度大于8μg/g时，进污水舱；出水盐度小于8μg/g时，进淡水舱。

图1 ALFA-LAVAL 真空蒸馏造水机工作原理图

根据笔者实船经验，造成造水机启动缓慢的主要原因有：

（1）真空度过低。板式造水机在真空度大于90%时才能正常启动，如果真空度过低，海水汽化相对温度将提高，在同样的热源条件下，海水蒸发速度降低，淡水产水量降低，盐度也会增加，淡水泵水压难以建立，启动缓慢。

（2）热水温度过低或流量过小。海水在蒸发器内蒸发，蒸发速度过低，淡水产量降低，淡水泵启动缓慢。

（3）海水流量过小或冷凝器侧脏堵。因海水的补给不足或冷却温度过低，造成淡水产量下降，造水机启动困难。

（4）蒸发器盘管结垢。水垢的热阻相对较大，影响蒸发器换热，从而影响了海水闪发，海水汽化困难，造成造水机启动缓慢。

笔者实船分析，本造水机为新机，排除上述可能原因，笔者根据原理及现象推敲，因瞬时造水量较少，开始工作之际，淡水泵从冷凝器内抽出淡水，流经盐度计时，淡水盐分浓度过高，盐度计控制的电磁阀动作开启排污，而喷射泵工作，在冷凝器内形成真空，冷凝器内凝水瞬间被蒸发，盐度计因缺少淡水的持续冲洗而使传感器盐度一直偏高，造成盐度计控制的电磁阀处于开启位置。所造淡水被持续排进污水舱，无淡水产出。

3 改进方法及效果

3.1 加装开关及效果

尚无备件的情况下，在盐度计控制的电磁阀回路上加装了一个开关。启动造水机之初，手动关闭该开关，强制吸合电磁阀，启动造水机淡水泵，待淡水泵建立水压后，造水机产水排至机舱舱底。待有大量水产出，淡水泵水压稳定后，开启该开关，达标后的水排至淡水舱。整个过程大致需要15min。

3.2 加装手动阀及效果

待船靠港后，申请密封阀件到船，在盐度计电磁阀后加装了手动阀，撤掉原先在控制回路中设置的开关。启动造水机时，先关闭此阀，待淡水泵水压建立后，稍开此阀，因此时造水机产水盐度过高，盐度计控制的电磁阀动作，产水被排放至机舱舱底；待盐度满足要求后，产水被排放至淡水舱，全开此阀。安装该阀后，10～15min造水机便可正常工作，极大地缩短了等待时间，减少了轮机员的工作量，同时也减少了淡水泵轴封磨损的危险。

4 分析及建议

造水机是维持船舶锅炉等设备正常工作的设备之一，航行中一旦发生故障，将会造成严重事故。造成本造水机启动缓慢故障的主要原因为盐度计的工作异常，究其缘由，主要是在设计及管路布局上存在一定的不合理性，为此笔者建议如下。

（1）造水机设备的自动化程序为管理带来了极大的便利，但依然需要人为干预。如盐度计控制的电磁阀，只能实现0～1调节，在造水机启动之初，易于造成淡水泵无水工作。淡水泵在该工况下，极易形成轴封磨损，密封不良，造成造水机冷凝器内真空度难以建立或真空度过低，从而引起造水机启动缓慢，故障频发。加装手动阀，可以人为根据淡水泵水压情况调节阀的开度，不但可以保证淡水泵可有水作业，也可以保证盐度计传感器在淡水冲洗中精确测出淡水盐度。

（2）含盐淡水不应直接排入机舱舱底，而应送回蒸发器在此蒸发。从造水机出来的这一部分盐度较高的淡水，主要是因为造水机启动之初，海水蒸发较快，水蒸气中混进了部分海水所致，而事实上，这部分淡水的含盐量远远小于海水，回流到蒸发器中，一方面可以稀释海水浓度，另一方面，因其温度高于海水，还可以预热海水，提高其温度，加速其散发。如盐度较高的淡水直接排进机舱舱底，以舱底水的形式，再次进入油水分离器等设备过滤后排入大海，造成极大的能源浪费。