System odsalania wody morskiej metodą odwróconej osmozy na statku

Badanie przypadku: Instalacja systemu odsalania wody morskiej przez odwrotną osmozę na "Haigong 101"

I. Przegląd projektu

"Haigong 101" jest statkiem inżynieryjnym wykorzystywanym głównie do zaopatrzenia platform morskich, budowy inżynierii w pobliżu brzegu i operacji ratunkowych w nagłych wypadkach,długoterminowa działalność zarówno na morzu, jak i na obszarach przybrzeżnychPierwotne zaopatrzenie statku w wodę słodką opierało się na zaopatrzeniu w wodę słodką z brzegu i przewożonej statkiem, co skutkowało długimi cyklami zaopatrzenia, wysokimi kosztami i niestabilną podażą.Zwłaszcza podczas ciągłych operacji na otwartym oceanie.W celu rozwiązania problemu samowystarczalności w wodzie słodkiejZespół projektu postanowił zainstalować system odsalania wody morskiej przez odwrotną osmozę w celu uzyskania niezależnej produkcji wody na morzu, zapewniając zapotrzebowanie na wodę eksploatacyjną i użytkowaną do użytku domowego.

II. Wybór i projektowanie systemu

1. Wybór technologii

Biorąc pod uwagę charakterystykę scenariuszy inżynieryjnych na morzu, takich jak wysoka zawartość soli, wysoka wilgotność, częste wiatry i fale, zwarta przestrzeń i ograniczone zasilanie,wybrano technologię odwrotnej osmozy (RO) wody morskiejTechnologia ta jest czysto fizycznym procesem odsalania, który posiada takie zalety, jak niewielki wpływ na środowisko, niskie zużycie energii, szybkie uruchomienie, wysoka automatyzacja i stabilna jakość wody.Może przystosować się do burzliwego środowiska oceanu, a wytworzona woda bezpośrednio spełnia normy wody pitnej.

2. Projektowanie podstawowych parametrów

- Pojemność produkcyjna: 200 m3/d, zaspokajająca codzienne zapotrzebowanie na wodę pitną, sanitarną i małą skalę eksploatacyjną 80-100 osób na pokładzie.

- Drogę procesu: wchłanianie wody morskiej → wstępna obróbka (filtracja multimedialna + filtracja precyzyjna + filtracja bezpieczeństwa) → pierwsza faza odwróconej osmozy → późniejsza obróbka (regulacja pH, mineralizacja,Odpowiedź na pytanie:.

- Konfiguracja rdzenia: wykorzystuje importowane membrany RO spiralne o wysokiej szybkości odsalania, pompy wysokiego ciśnienia z urządzeniami odzysku energii,oraz inteligentny system sterowania PLC z automatycznym uruchamianiem/przerywaniem, alarm awaryjny i funkcje ochrony przed czyszczeniem.

- Wymagania materiałowe: Rury i zbiorniki wykonane są z stali nierdzewnej 316L i materiałów kompozytowych odpornych na korozję, nadających się do środowiska żrącego oceanu o wysokim natężeniu rozpylania soli.

III. Wyzwania w zakresie instalacji i budowy systemu

1. **Optymalizacja układu przestrzennego:** Ze względu na ograniczoną przestrzeń na pokładach statków i w kabinach, przyjęto modułowy zintegrowany projekt.dawkowanie chemiczne, i czyszczenia łączą się w dwie jednostki montażowe, kompaktowo rozmieszczone w dedykowanej kabinie na pokładzie rufowym, zmniejszając powierzchnię podłogową i ułatwiając instalację i konserwację.

2. **Oporność na wibracje i stabilna instalacja:** Aby sprostać wyzwaniom związanym z turbulentną nawigacją i kołysaniem się,podstawa wyposażenia jest wzmocniona wysokiej wytrzymałością wsparciem absorbującym wstrząsy oraz konstrukcją dna statku;. Do rur dodaje się elastyczne złącza i wsparcie anty-sway, aby zapewnić stabilną pracę w warunkach obrotowych ±15° i kąta ±10°.

3. **Wzięcie wody morskiej i wstępne oczyszczanie:** Stosowany jest nisko poziomowy wzięcie wody morskiej, wyposażony w śmietnik i obracający się filtr do przechwytywania odpadów i glonów w wodzie morskiej.Wstępna obróbka obejmuje dodanie floculantów, inhibitory łuskowania i baktericydy w celu usuwania zawieszonych ciał stałych i koloidów, zapobiegając zanieczyszczeniu i łuskowaniu się błony.

4. Przystosowanie elektryczne i automatyczne
System jest podłączony do morskich sieci elektroenergetycznych niskiego napięcia, wyposażony w dedykowane zasilanie regulowane i obwód awaryjny; układ sterowania PLC umożliwia jedno-przyciskowe uruchomienie/przerwanie,automatyczna produkcja wody, monitorowanie jakości wody online, automatyczne czyszczenie i bez nadzoru.

IV. Funkcjonowanie systemu i wyniki

1. Przepływ procesów

1Woda morska wchodzi do systemu wstępnej obróbki przez pompę wpuszczalną, przechodząc przez filtr multimedialny i filtr zabezpieczający o długości 5 μm w celu usunięcia zanieczyszczeń.

2Woda morska poddana wstępnej obróbce jest poddawana ciśnieniu do 5,5 - 7,0 MPa przez pompę wysokiego ciśnienia i wchodzi do modułu membrany RO.podczas gdy sól i zanieczyszczenia zostają zatrzymane jako koncentrat i wydalane.

3Woda przepływająca poddawana jest regulacji pH, mineralizacji i dezynfekcji ultrafioletowej przed wysłaniem do zbiornika wody słodkiej do przechowywania.

4Koncentrat jest przetwarzany przez urządzenie odzysku energii w celu odzyskania energii pozostałej, zmniejszając zużycie energii w systemie.

2. Wskaźniki operacyjne

- Wskaźnik odsalania: ≥98,5%

- Przewodność wody produktu: ≤ 20 μs/cm, spełniająca "Normy jakości wody pitnej"

- zużycie energii elektrycznej na tonę wody: ≤ 3,5 kW/h/m3 (z odzyskiem energii)

- Wskaźnik odzyskiwania systemu: ≥ 40%

- Kontynuacja pracy: Stabilna produkcja wody przez 24 godziny, pojedynczy cykl konserwacji ≥30 dni

3Korzyści z zastosowania

- Samowystarczalność: całkowicie eliminuje zależność od uzupełniania wody słodkiej, przedłużając czas eksploatacji na morzu z 7 dni do ponad 30 dni.

- Zmniejszenie kosztów: Koszty za tonę wody wynoszą około 9 juanów, znacznie niższe niż koszty wody słodkiej transportowanej statkiem (25-35 juanów/m3), co daje roczne oszczędności przekraczające 1,5 miliona juanów.

- Elastyczny i wydajny: wytwarza wodę słodką w ciągu 30 minut od uruchomienia, wytwarza wodę słodką na żądanie, przystosowany do wielu obszarów morza i różnych warunków eksploatacyjnych.

- przyjazne dla środowiska i niezawodne: proces fizyczny bez zanieczyszczenia chemicznego, skoncentrowane ścieki spełniają normy zrzutów, niski wskaźnik awarii systemu i łatwa konserwacja.

V. Podsumowanie projektu i jego wartość

Udane zainstalowanie i zastosowanie systemu odsalania wody morskiej przez odwrotną osmozę HaiGong 101 zapewnia dojrzałe rozwiązanie w zakresie samowystarczalności w wodzie słodkiej dla statków morskich.Dzięki projektowaniu modułowemu, dostosowanie do potrzeb morskich, inteligentne sterowanie automatyczne i optymalizacja oszczędności energii, projekt dotyczył głównych problemów scenariuszy inżynierii morskiej, w tym ograniczeń przestrzennych,warunki eksploatacji, zużycie energii i jakość wody.

Badanie przypadku potwierdza możliwość zastosowania i ekonomiczną rentowność technologii odwrotnej osmozy w dziedzinie inżynierii morskiej,ustanowienie modelu, który można powtórzyć, w celu modyfikacji dostaw wody słodkiej dla podobnych statkówZwiększa to skutecznie zdolność ciągłej operacji na duże odległości i poziom wsparcia wyposażenia inżynierii morskiej mojego kraju.