反渗透造水机系统压力低分析排除与改进设想

反渗透造水机系统压力低分析排除与改进设想

王腾杨士清

中国卫星海上测控部江苏江阴214431

【摘要】反渗透造水机是船舶重要的海水淡化设备，而多路阀是该设备的重要部件，结构复杂，造价昂贵，且故障多发。本文结合一次故障排查过程，提出对该设备进行改造的设想。

关键词：造水机压力低设计

1.前言

某船装备有三台反渗透造水机，其中三号反渗透造水机自装备以来就存在系统压力比其他两台低的现象。但是随着时间的推移，该机压力越来越低，影响到设备的安全运行。若不及时解决，不仅影响设备的产水量，还将影响到设备的安全运行。为此，需要找出解决问题的对策。

2.反渗透造水机工作原理及工艺流程

反渗透是在浓溶液一边加上比自然渗透压更高的压力，扭转自然渗透的方向，把浓溶液中的水压到半透膜的另一边，这和自然界的正常渗透过程相反，因此称为反渗透。这种特制的半透膜称为反渗透膜。

反渗透海水淡化装置由预处理、反渗透二部分组成。预处理采用“海水泵+多介质过滤器+精滤+微过滤”结合的型式。低压泵是为预处理部分提供压力水源的。

多介质过滤器内装有两种滤料，上层为粒径为0.5—1mm的石英砂，下层为粒径为1—2mm的细石英砂。它能将海水中很细的砂粒、尘土、藻类、胶体等颗粒物质过滤掉，确保其出水浊度<1NTU。多介质过滤器工作一段时间后,当进出口压差大于0.1MPa时进行反冲洗。本装置在多介质过滤器的上部安装了一台多路阀，完成反冲洗、正冲洗的功能。精滤器和微滤器内装有5μ和3μ的过滤滤芯，能进一步去除水中的胶体及细微的颗粒，进出口压差不大于0.05MPa。

反渗透部分由高压泵、缓冲器、反渗透膜、反渗透膜容器等组成。用反渗透原理制造淡水需在高压下进行，工作压力一般在4.0—6.8Mpa范围内，预处理的海水经高压泵进入反渗透膜，透过反渗透膜的即为淡水，浓缩后的海水排至舷外。高压泵为三柱塞往复泵，输出压力有较大的波动，其进口压力低于0.03MPa时停机报警。

3.故障原因分析及排查过程

造成此类故障的原因基本可分为海水泵故障、管路故障或者设计缺陷、各滤器堵塞、多路阀泄漏。

（1）排查各滤器

在装机伊始，岗位人员就发现该机的运行参数和其他机组存在差距。首先分析是不是滤器脏堵造成的。我们观察到海水泵出口压力为0.5MPa，粗滤器进口压力为0.35MPa、精滤器进口压力为0.35MPa、微滤器进口压力为0.35MPa。从参数上进行分析，粗滤器进口压力与精滤器进口压力（即粗滤器出口压力）压差为0，同样精滤器进口压力与微滤器进口压力（即精滤器出口压力）压差为0。符合参数要求。故将滤器堵塞原因排除。

（2）排查多路阀

上述各压力正常，根据多路阀的结构原理和运行状况，我们猜测可能是多路阀的阀芯泄漏，造成水从反冲洗回路返回，进入海水排放管，从而造成了此类故障。我们将海水排放管拆除，进行开机试验，该口并没有水流出，说明该阀运行良好。

（3）排查海水低压泵

运行一段时间后，我们发现海水泵压力降低，机组压力也降低了，我们根据该泵的内部结构进行分析。判断可能是增压叶轮损坏，引发了此类故障。所以我们对该泵进行了维修。开机运行，压力产水恢复了一部分，但是依然存在系统压力低的故障。我们将泵的出口关闭进行运行试验，发现泵的压力到达0.8MPa，说明泵没有问题。

（4）排查管路故障或者设计缺陷

前面所有的运行部件都没有问题，我们进将问题定位于管路。进行目视检查，并没有发现管路有泄漏的位置。结合在装机开始的时候，就存在的系统压力低的问题，我们猜测可能是管路设计存在缺陷。我们带着疑问并结合日常的工作经验，认为该管路的长度和弯度不至于造成这么大的压力损失，况且在进设备之前的管路是由管径50mm转接到25mm，更不至于存在这样的问题。我们将数据给了管路专家，请他为我们进行了计算。结果表明，管路设计没有问题。就在我们疑惑不解的时候，系统压力变得更低，直接导致设备停机。于是再次将目光锁定于多路阀。

（5）再次排查多路阀

我们再次将多路阀的海水排放管拆除进行开机试验，发现有大量海水从该口喷出。我们终于确定了问题的所在。更换新的多路阀后，进行开机实验，参数恢复正常，粗滤器进口压力比海水泵出口压力高0.1MPa。

我们在事后对多路阀的阀芯进行了拆解，打开后发现，整个滑阀已经都断裂成了1厘米左右的小片，根本就起不到隔断作用。从而导致了此次故障的频发。

4.改进设想

此阀一直和海水接触运行，阀芯损坏是不可避免的，该多路阀的造价比较昂贵，我们不可能存放太多的备件，为了最大程度地使用该阀以及方便故障判断，我们做了一下设计预想。在海水排放管上加装一直截止阀，在阀芯出现故障时，我们可在该阀的配合下进行故障判断和使用。

加装该阀后如果再出现类似故障可进行如下操作：首先将泵的出口阀关闭，进行封闭运行，如果参数正常，那么就是多路阀可能存在故障。将该阀关闭，进行开机检查，观察参数状况，然后再将该阀打开观察一次参数。同时将多路阀在工作位置和反冲洗位置多转换几次进行试验。

5、结束语

在管理设备的过程中，我们岗位人员要善于发现问题，提出问题，解决问题。最大程度的用好设备，节约好成本。

参考文献

［1］费千．船舶辅机［M］．大连:大连海事大学出版社，2008．

［2］李哲，艾钢，吴建平，等．船用智能反渗透式海水淡化装置［J］．净水技术，2005．

［3］许建平，刘旭．反渗透系统的清洗［J］．工业水处理，2004．

［4］邵波，李素云．反渗透膜的化学清洗方法探讨［J］．科技视界，2012．

［5］汪国祥，干秦湘，刘潜，等．反渗透海水淡化技术在舰船上的应用研究［J］．舰船科学技术，2005．