250．82×30．27：7567．5美元。可见，造水机使用水处理 剂，经济效益相当好，且不需其他投人。
5 结束语
(1)使用水处理剂造水量大增
该轮264 E和265 E航次，同样航线，造水机的工 况也处于同等水平，十分具有可比性，足以证明造水量 因使用水处理剂大很多。 (2)节省维护人力和费用
自2007年8月至2008年2月．该轮半年就没有 解清洗换热板片，节省了许多人力、物力及财力。 (3)使用水处理剂仍需保养造水机
从表1和图2可明显看出造水效率在逐渐下降。 这是因为水处理剂只能是防止生成水垢及抑制泡 沫，并不能完全阻止换热板片结垢。所以，造水机使用 水处理剂，仍需按按照说明书和维修保养计划定期或 定时养护，否则盐巴沉积在加热器板片同样会像水垢
一
样逐渐阻塞甚至堵塞海水通道。影响换热效果，降低
造水机效率。 (4)关键在船舶
该轮事例证明公司支持船舶制淡使用水处理剂。 船舶出厂时就为造水机配备了整套投药设备；该轮这 次恢复使用水处理剂，申请购买后抵第一港就能收到。 制淡是否使用水处理剂的关键在船舶。该船出厂 时为造水机配备的整套投药设备，没几年就都不见了， 连造水机本体上的处理剂进口也用闷头堵死 看来，公司支持船舶制淡使用水处理剂，除物质方 面的支持外，还需加强管理，例；n1造水量列入对船舶和 船员考核、列人船舶考核项目、列入船舶每日正午报告 或SMIS系统等。
造水机使用水处理剂的经济性探讨— — 周继有__
第25卷第1期 2012年2月 中国修船
CHINA SHIPREPAIR Vol_25 No．1 Feb．2012
某型船造水机蒸发器除垢工艺研究 杨青松 ，马青华 ，全玉臣
(1．91872部队，北京 102442；2．广州市人和清洗有限公司，广东广州 510000)
摘要：针对某型船造水机蒸发器管壁结垢速度快、除垢困难的现状，通过对结垢样本定性、 定量分析，并充分考虑环保、材料保护、除垢效果、贮藏期限等因素，采用正交试验法研究确定
了以乙醇酸、阴离子表面活性剂、EDTA等为主剂的能有效溶解碳酸钙、硫酸钙混合型垢专用复
合型除垢剂及其相应工艺，有效地解决了这一除垢难题。 关键词：蒸发器；除垢；工艺
中图分类号：U673 文献标志码：C 文章编号：1001—8328 (2012)0l一0028—04
Abstract：The situation of the flesh water generator of certain ship is that water dirt on the pipe wall of the e—
vaporator is formed quickly and cleaned up hard． According to the above mentioned status， the corresponding
process was determined through the qualitative and quantitative analysis to the water dirt，full consideration to environmental
protection，material protection，cleaning effect for water dirt and storage time． Orthogonal test was used
to prove the special compound detergent，which consists of sodium glycolate，anion surfactant and EDTA base，
effectively removing water dirt from the flesh water generator of the ship with the characteristics of dissolving dirt
mixed sulfate and calcium．
Key words：evaporator； deterge；process 某型船造水机是给主、副锅炉提供水动力源的 重要设备，蒸发器是造水机的核心部件。由于该型 船为进口船舶，其蒸发器设计为适应国外海区环境 的耐蚀钛合金材质扁管式蒸发器，属于静止件，其 工作寿命较长。然而，该型船在我国使用不久即出 现蒸发器管壁结垢速度较快，进出水循环不畅，造
水机造水能力不断下降的现象，且所结垢质地坚 硬、致密，严重时造水机因堵塞丧失造水能力。据 统计：某型船下水1年后造水量就由原来的2．1 t／h 降为1．6 t／h；造水机每工作24 h，蒸发器就产生 13—15 kg混合垢，该型船造水机平均工作约
8 500 hA，即出现造水能力明显下降的情形；工作 约25 000 h即完全丧失造水能力。这一现象与相同海 域的其它型船舶造水机蒸发器结垢速度相比，明显 过快。可见，蒸发器结垢速度快已成为严重影响某 型船造水机造水能力和使用寿命的突出问题，现已 影响其正常的运行和使用，亟待进行研究解决。 解决上述问题有3个途径：一是改变目前蒸发 器的结构设计，因改换设计需经过充分、系统的论 证，其周期长、风险性大。二是研发国内替代产品 进行更换，按现行使用状况，如果每工作25 000 h 更换1台蒸发器，每台蒸发器售价按20万元计算， 某型船至报废期间需数百万元，费效比过高；且更 换蒸发器费时费力，影响正常运行。因此，更换蒸 发器只能是应急的权宜之计，不具可行性。三是对 该类型垢进行常温除垢剂试验研究，并制定可行性 除垢方案，即研究适于清除该类型垢的除垢剂及其 相应的清洗除垢工艺。 1 结垢现状
该型船蒸发器所结垢物质地坚韧、致密、积块 大(3 mm以上)，常处于蒸发器底部，船员所采
作者简介：杨青松(1973一)，男，安徽五河人，工程师，硕士，主要从事船舶腐蚀与防护工作。 · 28·
2012年第1期 杨青松，等：某型船造水机蒸发器除垢工艺研究 第25卷 取的冷喷、机械及化学等方式的除垢能力有限，仅 靠当前系统中的冲洗装置及冲洗方式无法有效的清 除垢物，致使造水机的造水能力迅速下降直至丧 失。国内数家科研院校(所)及有关单位曾对此
类垢进行过多次清洗研究，但均未能有效解决这一 难题。 2 原因分析
结垢物化学成分分析，见表1。
表1 某型船蒸发器结垢物的主要成分 组分 l 碳酸钙 l 硅酸钙 I硫酸钙I 淤泥
质量分数／％l 79．85 l 6．98 l 2．00 } 11．17 2．1 蒸发器结构与工况
某型船造水机蒸发器为真空沸腾连续蒸发式蒸 馏装置，其管内空气为加热介质，管间为被加热海 水，蒸发器管束材质为钛合金，形状为扁状管。该
装置由蒸发器、汽水分离器、冷凝器组成，蒸发器 位于造水机底部，呈水平布置，冷凝器位于其上 部，两者之间没有汽水分离装置，整个造水机蒸发 器给水、加热、冷却、排盐(污)、抽气(真空)、 凝水各系统并配有泵、阀件、盐度计、真空表等协 同工作。加热介质在管内对管间的海水进行加热使 其沸腾汽化，浓盐水经排盐口排出，产生的二次蒸 汽经汽水分离器分离后进入冷凝器，经过冷凝后产 生的淡水由冷凝水出口抽出送往锅炉或淡水舱室； 冷凝器内的未冷凝气体由真空泵抽出，确保装置内 的真空度达93％ 以上。 2．2 原因分析
首先某型船所在海区海水中富含土壤胶体、氢 氧化镁、碳酸盐、硫酸盐等多种沉积盐物，其次蒸 发器采用耐蚀性最强的钛金属材料(其最初设计 思想是从根本上解决蒸发器管束腐蚀以避免其穿孔 的问题，从而减少故障率)，因钛材质和换热率高 的扁状管束样式作为蒸发器的蒸发面，而钛材质较 以前铜材质换热器耐污损性能差，使得海水中的微 生物易于附着积聚。再加上蒸发器自身结构特点、 管束形状、加热介质等因素，致使蒸发器管束问海 水结垢速度较快。蒸发器管束与蒸发器管板呈垂直 平行排列，管间隙较小，因而造成蒸发器扁状管束 大面与二次蒸汽上升路线呈垂直状态，致使小气泡 上升阻力增大，便于大气泡集聚；浓盐水相对在蒸 发器中停留时间延长，其浓度相应加大。在同样的 工作压力和传热温差下，盐水的浓度越大，难溶盐 含量超过溶解度就越多，生成的水垢就越多且速度 也越快。当结水倍率较小时，盐水浓度大，流经蒸 发器的时问就长；这样就给各类易于析出结晶的盐 类提供了沉积的机会和条件。大量沉积析出的难溶 性垢物成分快速在扁状管束上生成，造成管束间隙 进一步变小，二次蒸汽上升通道的阻力进一步增 大，大气泡集聚加剧，盐水浓度加速增大，造水工 艺流程进入恶性循环状态，直至水垢堵满蒸发器侧 面乃至正面的整个空间，致使造水能力完全丧失。 即大量难溶垢成分如CaSO 和CaCO 等析出沉积 在扁状管束问，蒸发器在无任何腐蚀和损伤的情况 下被迫报废。
1)蒸发器加热海水温度偏高。
由于某型船蒸发器加热介质为锅炉回水或低压 饱和蒸汽，从原始设计就为海水被加热温度过高提 供了条件。正常情况下，水垢主要是由海水中某些 溶解度较低的盐类沉积在受热面上而形成的，海水
中含量较高的氯化钠(NaC1)、氯化镁(MgC1 ) 和硫酸镁(MgSO )，由于它们的溶解度高，且溶 解度随着温度的升高而增大，因而一般是不易结垢 的。蒸发器受热面上的结垢都是溶解度较低的碳酸 钙(CaCO )、氢氧化镁(Mg(OH) )及硫酸钙
(CaSO )等。某型船蒸发器结垢物基本属于以碳 酸钙(CaCO )、土壤胶体为主， 以硫酸钙 (CaSO )、硅酸钙(CaSiO )为辅并伴生有(Mg (OH) )的混合型难溶海盐水垢。垢物分析进一
步证明了上述溶解度很小的盐类成垢与否及水垢的 增长速度，主要取决于海水的被加热温度；海水的 蒸发温度越高，蒸发器受热面上水垢的增长速度就 越快；因为随着温度升高，上述几种盐类的溶解度 都将变小，海水中析出的水垢数量也随之增多。 2)蒸发器加热温差过大。
一般情况下，造水机工作时，海水进口温度为 常温、出口温度为65—70 cC、蒸气温度250℃ 、 真空度大于93％。某型船造水机运行中的各项工 况参数，因设计原因除真空度外其余各项工况参数 均有超标，特别是海水被加热温差偏大，进而造成 受热面附近局部地区的盐水浓度过高。溶解度小的 难溶盐类快速析出、结垢速度加快、生成难溶的硫 酸钙(CaSO )混合型垢。某型船蒸发器正是由于
其特殊结构、加热水温高、传热温差大，致使大量 · 29 ·
2012年第1期 中国修船 第25卷
难溶垢成分CaSO 析出沉积在扁状管束间，直至 完全堵塞。 3 除垢工艺
3．1 除垢剂研究
在垢样分析和结垢原因的基础上，试配高效除 垢剂进行相应的除垢溶解实验。 1)除垢剂配方筛选试验原则。
(1)除垢剂各项技术指标应符合HG／T 2287
— 2007《工业设备化学清洗质量标准》中的各项 指标，即腐蚀率小于6 g／m ·h，洗净率大于 95％ 。
(2)贮存保质期2年以上，固体便于运输、
存放，无毒、无味、不燃、不爆、性能稳定，便于 船员实施操作，简易、安全、可靠。
(3)针对蒸发器材质的特殊性，确保除垢剂 配方中的各组分不得对钛材造成氢损伤。 (4)固体除垢剂配制成液体过程中无剧烈放
热，化学反应平缓，无刺激性气味和易燃易爆气体