سیستم شیرین‌سازی آب دریا اسمز معکوس کشتی

مطالعه موردی: نصب سیستم ترشح آب دریا با آسموز معکوس در "هایگونگ 101"

I. خلاصه پروژه

"هايگونگ 101" يک کشتي مهندسی در ساحل است که عمدتاً برای تامین مجدد پلتفرم در ساحل، ساخت و ساز مهندسی در نزدیکی ساحل و عملیات نجات اضطراری استفاده می شود.فعالیت طولانی مدت در مناطق ساحلی و ساحلیمنابع اولیه آب شیرین کشتی به تامین مجدد آب شیرین در ساحل و آب شیرین حمل شده توسط کشتی متکی بود، که منجر به چرخه های طولانی تامین مجدد، هزینه های بالا و عدم ثبات عرضه شد.مخصوصاً در طول عملیات مداوم در اقیانوس باز، کمبود آب شیرین به شدت زمان عملیاتی و شرایط زندگی پرسنل را محدود کرد.تیم پروژه تصمیم به نصب یک سیستم آسموز معکوس آب دریا برای دستیابی به تولید آب مستقل در دریا گرفت، اطمینان از نیازهای استفاده از آب در عملیات و خانگی.

انتخاب سیستم و طراحی

1انتخاب تکنولوژی

با توجه به ویژگی های سناریوهای مهندسی دریایی، مانند نمک بالا، رطوبت بالا، باد و امواج مکرر، فضای فشرده و منبع برق محدود،تکنولوژی آسموز معکوس آب دریا در سطح دریایی انتخاب شداین تکنولوژی یک فرآیند تخلیه نمک کاملا فیزیکی است که دارای مزایای مانند اثر کوچک، مصرف انرژی کم، راه اندازی سریع، اتوماسیون بالا و کیفیت آب پایدار است.می تونه با محیط آشفته اقیانوس سازگار بشه، و آب تولید شده به طور مستقیم با استانداردهای آب آشامیدنی مطابقت دارد.

2طراحی پارامترهای اصلی

- ظرفیت تولید: 200 متر3/روز، برای تامین نیازهای روزانه آب آشامیدنی، بهداشت و آب در مقیاس کوچک برای 80-100 نفر در کشتی.

- مسیر فرآیند: آب دریا → پیش تربیتی (ترشح چند رسانه ای + تصفیه دقیق + تصفیه امنیتی) → اولین مرحله آسموز معکوس → پس از درمان (تعدیل pH ، مینرال سازی ،ضد عفونی کننده) → ذخیره آب شیرین.

- پیکربندی هسته ای: استفاده از غشا های RO چرخش مار وارداتی با نرخ شورش بالا، پمپ های فشار بالا با دستگاه های بازیابی انرژی،و یک سیستم کنترل هوشمند PLC با شروع / توقف خودکار، آژیر خطای و حفاظت از تمیز کردن.

- الزامات مواد: لوله ها و مخازن از فولاد ضد زنگ 316L و مواد کامپوزیت مقاوم در برابر خوردگی ساخته شده اند که برای محیط خوردگی آب دریا مناسب است.

چالش های نصب و ساخت سیستم

1** بهینه سازی فضای:** به دلیل فضای محدود در عرشه کشتی و در کابین ها، یک طراحی یکپارچه ماژولار پذیرفته شد. پنج ماژول اصلیدوز شیمیایی، و تمیز کردن در دو واحد نصب شده با اسکید، به صورت فشرده در یک کابین اختصاصی در عرشه عقب قرار گرفته اند، که فضای کف را کاهش می دهد و نصب و نگهداری را تسهیل می کند.

2. ** مقاومت در برابر ارتعاش و نصب پایدار: ** برای مقابله با چالش های ناوبری آشفته و عملیات تکان دادن،پایه تجهیزات با پشتیبانی های مقاوم در برابر ضربه و ساختار پایین کشتی تقویت می شود.. مفاصل انعطاف پذیر و پشتیبانی ضد سوئی به لوله اضافه می شود تا عملکرد پایدار را در شرایط رول ± 15 ° و شیپ ± 10 ° تضمین کند.

3. **خورد و پیشپرداخت آب دریا:** از یک خروجی آب دریا با سطح پایین استفاده می شود که مجهز به یک ردیاب زباله و فیلتر چرخش برای جلوگیری از زباله ها و جلبک ها در آب دریا است.درمان مقدماتی شامل افزودن فلکولان ها است.، مهار کننده های مقیاس و باکتری کش ها برای حذف جامد های معلق و کالوئیدها، جلوگیری از آلودگی غشا و مقیاس.

4سازگاری الکتریکی و اتوماسیون
این سیستم به شبکه برق ولتاژ پایین دریایی متصل است و مجهز به یک منبع برق تنظیم شده و مدار اضطراری اختصاصی است. سیستم کنترل PLC یک دکمه شروع / توقف را فعال می کند.تولید آب خودکار، نظارت آنلاین بر کیفیت آب، تمیز کردن خودکار و کار بدون نظارت.

IV. عملکرد سیستم و نتایج

1. جریان فرآیند

1آب دریا از طریق پمپ ورودی وارد سیستم پیش پردازش می شود و از طریق یک فیلتر چند رسانه ای و یک فیلتر امنیتی 5μm برای حذف ناخالصی ها عبور می کند.

2آب دریا که از قبل تصفیه شده است با یک پمپ با فشار بالا به 5.5-7.0 MPa فشار داده می شود و وارد ماژول غشا RO می شود. مولکول های آب از طریق غشا نفوذ می کنند تا آب شیرین را تشکیل دهند.در حالی که نمک و ناخالصی ها به عنوان غلظت نگه داشته می شوند و تخلیه می شوند.

3آب نفوذی قبل از ارسال به مخزن آب شیرین برای ذخیره، تحت تنظیم pH، مینرال سازی و ضد عفونی کننده ماوراء بنفش قرار می گیرد.

4غلظت توسط یک دستگاه بازیابی انرژی برای بازیابی انرژی باقیمانده پردازش می شود، مصرف انرژی سیستم را کاهش می دهد.

2شاخص های عملیاتی

- نرخ ترشح: ≥98.5٪

- رسانایی آب محصول: ≤20μs/cm، مطابق با "استانداردهای کیفیت آب آشامیدنی"

- مصرف برق در هر تن آب: ≤3.5kW·h/m3 (با بازیابی انرژی)

- نرخ بازیابی سیستم: ≥40٪

- کار مستمر: تولید آب پایدار برای 24 ساعت، چرخه نگهداری واحد ≥30 روز

3. مزایای استفاده

- خودکفایی: به طور کامل وابستگی به آب شیرین را از بین می برد و زمان عملیات دریایی را از 7 روز به بیش از 30 روز افزایش می دهد.

- کاهش هزینه: هزینه هر تن آب حدود 9 یوآن است که بسیار کمتر از آب شیرین حمل شده توسط کشتی (25-35 یوآن / متر 3) است و منجر به صرفه جویی سالانه بیش از 1.5 میلیون یوآن می شود.

- انعطاف پذیر و کارآمد: آب شیرین واجد شرایط را در عرض 30 دقیقه از راه اندازی تولید می کند، آب شیرین را بر اساس تقاضا تولید می کند، قابل سازگاری با مناطق دریایی متعدد و شرایط عملیاتی متفاوت است.

- سازگار با محیط زیست و قابل اعتماد: فرآیند فیزیکی بدون آلودگی شیمیایی، فاضلاب متمرکز با استانداردهای تخلیه، نرخ شکست سیستم پایین و نگهداری آسان مطابقت دارد.

خلاصه پروژه و ارزش آن

نصب و استفاده موفقیت آمیز از سیستم آسموز معکوس آب دریا HaiGong 101 یک راه حل بالغ برای خودکفایی آب شیرین برای کشتی های مهندسی دریایی را فراهم می کند.از طریق طراحی ماژولار، سازگاری در سطح دریایی، کنترل خودکار هوشمند و بهینه سازی صرفه جویی در انرژی، این پروژه به نقاط دردسر اصلی در سناریوهای مهندسی دریایی، از جمله محدودیت های فضایی، رسید.شرایط عملیاتیمصرف انرژی و کیفیت آب

این مطالعه موردی کاربرد و قابلیت اقتصادی تکنولوژی آسموز معکوس را در زمینه مهندسی دریایی تأیید می کند.ارائه یک مدل قابل تکرار برای تغییر آب شیرین کشتی های مشابهاین به طور موثری توانایی عملیات مستمر دوربرد و سطح پشتیبانی تجهیزات مهندسی دریایی کشورم را افزایش می دهد.