Σύστημα αφαλάτωσης θαλασσινού νερού με αντίστροφη όσμωση πλοίων

Μελέτη περιπτώσεων: Εγκατάσταση συστήματος αφαλάτωσης θαλασσινού νερού με αντίστροφη όσμωση στο "Haigong 101"

Ι. Σύνοψη του έργου

Το "Haigong 101" είναι ένα υπεράκτιο μηχανολογικό σκάφος που χρησιμοποιείται κυρίως για εφοδιασμό υπεράκτιων πλατφορμών, κατασκευή μηχανικών κοντά στην ακτή και επιχειρήσεις διάσωσης έκτακτης ανάγκης,λειτουργούν μακροπρόθεσμα τόσο στις ανοικτές όσο και στις παράκτιες περιοχέςΗ αρχική προμήθεια γλυκού νερού του σκάφους βασίστηκε στην επανεφοδιασμό από την ακτή και το μεταφερόμενο από πλοίο γλυκό νερό, με αποτέλεσμα μακρούς κύκλους επανεφοδιασμού, υψηλά κόστη και ασταθές εφοδιασμό.Ειδικά κατά τη διάρκεια συνεχών επιχειρήσεων στον ανοιχτό ωκεανό.Για την επίλυση του προβλήματος της αυτάρκειας του γλυκού νερού, η Ελλάδα αναγκάστηκε να προχωρήσει σε μια νέα στρατηγική για την αποφυγή της ανεπάρκειας σε γλυκό νερό.η ομάδα του έργου αποφάσισε να εγκαταστήσει ένα σύστημα αφαλάτωσης θαλασσινού νερού με αντίστροφη όσμωση για την επίτευξη ανεξάρτητης παραγωγής νερού στη θάλασσα, διασφαλίζοντας τις ανάγκες για τη λειτουργική και οικιακή χρήση νερού.

ΙΙ. Επιλογή και σχεδιασμός συστήματος

1. Επιλογή τεχνολογίας

Λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά των σενάριων ανοικτής θάλασσας, όπως η υψηλή αλατότητα, η υψηλή υγρασία, οι συχνοί άνεμοι και τα κύματα, ο συμπαγής χώρος και η περιορισμένη παροχή ενέργειας,Επιλέχθηκε τεχνολογία αφαλάτωσης θαλάσσιου νερού με αντιστροφή όσμωση (RO) θαλάσσιου επιπέδουΗ τεχνολογία αυτή είναι μια καθαρά φυσική διαδικασία αφαλάτωσης, με πλεονεκτήματα όπως μικρό αποτύπωμα, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, ταχεία εκκίνηση, υψηλή αυτοματοποίηση και σταθερή ποιότητα νερού.Μπορεί να προσαρμοστεί στο ταραχώδες περιβάλλον του ωκεανού, και το παραγόμενο νερό πληροί άμεσα τα πρότυπα πόσιμου νερού.

2. Σχεδιασμός βασικών παραμέτρων

- Παραγωγική ικανότητα: 200 m3/ημέρα, που καλύπτει τις καθημερινές ανάγκες πόσιμου, υγιεινής και μικρής κλίμακας λειτουργικού νερού 80-100 ατόμων στο πλοίο.

- Διάδρομος διαδικασίας: εισροή θαλασσινού νερού → Προεπεξεργασία (διήθηση πολυμέσων + διήθηση ακριβείας + διήθηση ασφαλείας) → Πρώτο στάδιο αντίστροφης όσμωσης → Μετέπειτα επεξεργασία (προσαρμογή pH, ορυκτοποίηση,απολύμανση) → Αποθήκευση γλυκού νερού.

- Διαμόρφωση πυρήνα: Χρησιμοποιεί εισαγόμενες μεμβράνες RO σπειροειδούς σπείρωσης υψηλού ρυθμού αφαλάτωσης, αντλίες υψηλής πίεσης με συσκευές ανάκτησης ενέργειας,και ένα σύστημα νοημοσύνης ελέγχου PLC με αυτόματη εκκίνηση/αποστολή, συναγερμός βλάβης και λειτουργίες προστασίας καθαρισμού.

- Απαιτήσεις υλικών: Οι σωλήνες και οι δεξαμενές είναι κατασκευασμένες από ανοξείδωτο χάλυβα 316L και ανθεκτικά στη διάβρωση σύνθετα υλικά, κατάλληλα για το διαβρωτικό περιβάλλον του ωκεανού με υψηλή ποσότητα αλατιού.

ΙΙΙ. Προκλήσεις εγκατάστασης και κατασκευής συστήματος

1. **Ευκολότερη διάταξη χώρου:** Λόγω του περιορισμένου χώρου στα κατάστρωμα και στις καμπίνες των πλοίων, υιοθετήθηκε ένα ενοποιημένο μοντελοποιημένο σχέδιο.Χημική δοσολογία, και καθαρισμός είναι ενσωματωμένες σε δύο μονάδες που τοποθετούνται σε πατινάζ, οι οποίες τοποθετούνται συμπαγές σε ειδική καμπίνα στο πίσω κατάστρωμα, μειώνοντας τον χώρο του δαπέδου και διευκολύνοντας την εγκατάσταση και τη συντήρηση.

2. **Αντίσταση σε δονήσεις και σταθερή εγκατάσταση:** Για την αντιμετώπιση των προκλήσεων της ταραχώδους πλοήγησης και των λειτουργιών κουνήματος,η βάση του εξοπλισμού ενισχυθεί με ανθεκτικά στη στήριξη και τη βάση του πλοίουΟι ευέλικτες αρθρώσεις και τα αντιαστροφικά υποστηρίγματα προστίθενται στους σωλήνες για να εξασφαλίζεται σταθερή λειτουργία υπό συνθήκες κυλίσματος ± 15° και κλίσης ± 10°.

3. **Προεπεξεργασία και πρόσληψη θαλασσινού νερού:** Χρησιμοποιείται μια πρόσληψη θαλασσινού νερού χαμηλού επιπέδου, που είναι εξοπλισμένη με ένα ράφι απορριμμάτων και περιστρεφόμενο φίλτρο για την αφαίρεση των απορριμμάτων και των φυκιών στο θαλασσινό νερό.Η προεπεξεργασία περιλαμβάνει την προσθήκη φλοκουλάντων, αναστολείς της κλίμακας και βακτηριοκτόνα για την αφαίρεση αιωρούμενων στερεών και κολοειδών, αποτρέποντας τη μόλυνση και την κλίμακα της μεμβράνης.

4Ηλεκτρική και αυτοματοποίηση προσαρμογή
Το σύστημα είναι συνδεδεμένο με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλής τάσης της ναυτιλίας, εξοπλισμένο με ειδική ρυθμιζόμενη παροχή ενέργειας και κύκλωμα έκτακτης ανάγκης.αυτόματη παραγωγή νερού, ηλεκτρονική παρακολούθηση της ποιότητας του νερού, αυτόματο καθαρισμό και λειτουργία χωρίς επίβλεψη.

IV. Λειτουργία και αποτελέσματα του συστήματος

1. Η ροή της διαδικασίας

1Το θαλασσινό νερό εισέρχεται στο σύστημα προεπεξεργασίας μέσω της αντλίας εισόδου, περνώντας από ένα φίλτρο πολυμέσων και ένα φίλτρο ασφαλείας 5μm για την αφαίρεση των προσμείξεων.

2Το προεπεξεργασμένο θαλασσινό νερό πιέζεται σε 5,5-7,0 MPa από αντλία υψηλής πίεσης και εισέρχεται στο τμήμα της μεμβράνης RO.ενώ το αλάτι και οι ακαθαρσίες διατηρούνται ως συμπυκνωμένο και αποβάλλονται.

3Το διαπεραστικό νερό υποβάλλεται σε ρύθμιση pH, μεταλλικοποίηση και υπεριώδη απολύμανση πριν αποσταλεί στην δεξαμενή γλυκού νερού για αποθήκευση.

4Το συμπυκνωμένο επεξεργάζεται από μια συσκευή ανάκτησης ενέργειας για την ανάκτηση υπολειμματικής ενέργειας, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας του συστήματος.

2Δείκτες λειτουργίας

- Ποσοστό αφαλάτωσης: ≥98,5%

- Η αγωγιμότητα νερού του προϊόντος: ≤20μs/cm, σύμφωνα με τα "Πρότυπα για την ποιότητα του πόσιμου νερού"

- Καταναλώσεις ηλεκτρικής ενέργειας ανά τόνο νερού: ≤3,5 kW·h/m3 (με ανάκτηση ενέργειας)

- Ποσοστό ανάκτησης συστήματος: ≥40%

- Συνεχή λειτουργία: Σταθερή παραγωγή νερού για 24 ώρες, ένας κύκλος συντήρησης ≥ 30 ημέρες

3Οφέλη από την εφαρμογή

- Αυτοεπαρκότητα: Εξάλειψη πλήρως της εξάρτησης από την αναπλήρωση του γλυκού νερού, παράταση του χρόνου λειτουργίας στην ανοικτή θάλασσα από 7 ημέρες σε περισσότερες από 30 ημέρες.

- Μείωση του κόστους: Το κόστος ανά τόνο νερού είναι περίπου 9 γιουάν, πολύ χαμηλότερο από αυτό του γλυκού νερού που μεταφέρεται με πλοίο (25-35 γιουάν/μ3), με αποτέλεσμα ετήσια εξοικονόμηση άνω των 1,5 εκατομμυρίων γιουάν.

- Ευέλικτος και αποτελεσματικός: παράγει ποιοτικό γλυκό νερό εντός 30 λεπτών από την έναρξη λειτουργίας, παράγοντας γλυκό νερό κατόπιν ζήτησης, προσαρμόσιμο σε πολλαπλές θαλάσσιες περιοχές και διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας.

- Φιλικό προς το περιβάλλον και αξιόπιστο: Φυσική διαδικασία χωρίς χημική ρύπανση, συμπυκνωμένα λύματα που πληρούν τα πρότυπα αποδέσμευσης, χαμηλό ποσοστό βλάβης του συστήματος και εύκολη συντήρηση.

V. Περίληψη και αξία του έργου

Η επιτυχής εγκατάσταση και εφαρμογή του συστήματος αφαλάτωσης θαλασσινού νερού με αντίστροφη όσμωση HaiGong 101 παρέχει μια ώριμη λύση αυτάρκειας γλυκού νερού για τα πλοία ναυπηγικής μηχανικής.Μέσω του μοντελοποιημένου σχεδιασμού, προσαρμογή σε θαλάσσιο επίπεδο, ευφυές αυτόματο έλεγχο και βελτιστοποίηση εξοικονόμησης ενέργειας, το έργο αντιμετώπισε βασικά σημεία δυσκολίας σε σενάρια ναυτιλίας, συμπεριλαμβανομένων των περιορισμών χώρου,συνθήκες λειτουργίας, κατανάλωση ενέργειας και ποιότητα νερού.

Η παρούσα μελέτη περιπτώσεων επικυρώνει την εφαρμογή και την οικονομική βιωσιμότητα της τεχνολογίας αντίστροφης όσμωσης στον τομέα της ναυτιλίας,που παρέχει ένα αναπαραγωγικό μοντέλο για την τροποποίηση της παροχής γλυκού νερού σε παρόμοια σκάφηΕνισχύει αποτελεσματικά την ικανότητα συνεχούς λειτουργίας και το επίπεδο υποστήριξης του εξοπλισμού θαλάσσιας μηχανικής της χώρας μου.