本發(fā)明涉及一種海水淡化裝置，尤其涉及一種基于柴油機(jī)余熱回收的船用海水淡化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
作為獨(dú)立的單元，船舶在遠(yuǎn)離基地執(zhí)行任務(wù)或捕撈時(shí)，船員和設(shè)備需要消耗大量淡水，對于蒸汽動力船舶，淡水消耗量更大。據(jù)統(tǒng)計(jì)：每人每天所需飲用水量約2L，洗滌用水約150L；柴油發(fā)動機(jī)用水量為0.2-0.3L/kW；蒸汽動力系統(tǒng)補(bǔ)充水約為蒸汽耗量的1-1.5％。由此可知，對于編制200人的船舶，船員每天淡水需求量為30-40噸，而機(jī)械設(shè)備用水量更大，包括柴油發(fā)電機(jī)、高壓空氣壓縮機(jī)等設(shè)備冷卻水、蓄電池補(bǔ)充水等，尤其對于大型蒸汽動力船舶，鍋爐補(bǔ)充水量約為動力系統(tǒng)蒸汽耗量的1～2％。單靠船舶自身攜帶的淡水是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而且長期存水容易導(dǎo)致細(xì)菌滋生。因此，船舶需要配備海水淡化裝置，以提高船舶的續(xù)航能力。船舶柴油機(jī)在工作時(shí)會產(chǎn)生大量的熱煙氣，而大量熱煙氣的直接對外排放又帶走了大量未利用的熱能，這就造成船舶柴油機(jī)正常工作時(shí)能量的不完全利用。此外，為保證柴油機(jī)氣缸的安全運(yùn)行，需要用冷卻水對其進(jìn)行冷卻，缸套冷卻水也會帶走系統(tǒng)的熱量。對于船舶柴油機(jī)而言，燃油的能量轉(zhuǎn)化效率非常低，僅有約50％轉(zhuǎn)變成內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械功，其余50％是廢熱。其中約25％的廢熱量被廢氣帶走，約20％的廢熱量被缸套冷卻水帶走，其他廢熱量損失約占5％。船舶不能有效利用這部分能量，系統(tǒng)的能源利用效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于柴油機(jī)余熱回收的船用海水淡化系統(tǒng)，本發(fā)明船用海水淡化系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)最大限度地利用了柴油機(jī)余熱。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明的一種基于柴油機(jī)余熱回收的船用海水淡化系統(tǒng)，包括柴油機(jī)余熱回收系統(tǒng)、蒸餾系統(tǒng)、淡水收集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)；所述柴油機(jī)余熱回收系統(tǒng)包括煙氣余熱回收系統(tǒng)及缸套冷卻水余熱回收系統(tǒng)；所述煙氣余熱回收系統(tǒng)分別與所述蒸餾系統(tǒng)、真空系統(tǒng)相連接；所述缸套冷卻水余熱回收系統(tǒng)與所述蒸餾系統(tǒng)相連接；所述蒸餾系統(tǒng)與所述淡水收集系統(tǒng)連接。進(jìn)一步的，所述煙氣余熱回收系統(tǒng)包括熱水池；所述熱水池的一端與柴油機(jī)煙氣出口連接；另一端設(shè)置有海水入口端，與第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥相接；所述第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥處設(shè)置有第一溫度信號。進(jìn)一步的，所述缸套冷卻水余熱回收系統(tǒng)包括預(yù)熱器，冷卻器，循環(huán)泵；柴油機(jī)缸套冷卻水出口通過第二溫控三通流量調(diào)節(jié)閥后，一條支路與所述預(yù)熱器相接，另一條支路連接冷卻器，兩條支路匯流經(jīng)循環(huán)泵后返回柴油機(jī)缸套；所述第二溫控三通流量調(diào)節(jié)閥處還設(shè)置有第二溫度信號。進(jìn)一步的，所述蒸餾系統(tǒng)包括降膜蒸發(fā)器，冷凝器和布液器；所述布液器上方設(shè)置冷凝器，下方設(shè)置降膜蒸發(fā)器；所述冷凝器通過海水給水泵連接船艙底部的用于過濾海水的過濾器；所述冷凝器的冷凝水出口還設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。進(jìn)一步的，所述蒸餾系統(tǒng)還包括有除沫器，所述除沫器安裝于冷凝器與布液器之間；進(jìn)一步的，所述淡水收集系統(tǒng)包括鹽度計(jì)，淡水箱，控制器，電磁閥；所述蒸餾系統(tǒng)通過淡水泵與所述淡水箱相連接；所述鹽度計(jì)，控制器，電磁閥均設(shè)置于蒸餾系統(tǒng)與淡水箱之間。進(jìn)一步的，所述真空系統(tǒng)包括鹽水-空氣抽除器；所述鹽水-空氣抽除器與降膜蒸發(fā)器相連接，鹽水-空氣抽除器通過連接第一三通流量調(diào)節(jié)閥獲得動力源，以抽除降膜蒸發(fā)器中的濃鹽水和不凝氣體。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供一種以船用柴油機(jī)余熱為熱源(缸套冷卻水余熱作為預(yù)熱熱源、煙氣余熱作為蒸發(fā)熱源)，通過單效低溫負(fù)壓蒸餾實(shí)現(xiàn)海水淡化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，同時(shí)由于最大限度地利用柴油機(jī)余熱，產(chǎn)水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于只通過缸套冷卻水或煙氣余熱的海水淡化裝置，可滿足相應(yīng)船舶的淡水需求；此外，可避免直接以煙氣作為蒸發(fā)熱源時(shí)產(chǎn)生的結(jié)垢問題。附圖說明圖1為本發(fā)明基于柴油機(jī)余熱回收的船用海水淡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標(biāo)記：柴油機(jī)1，柴油機(jī)煙氣出口2，循環(huán)泵3，熱水池4，降膜蒸發(fā)器熱源入口5，第一溫度信號6，第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥7，布液器8，降膜蒸發(fā)器9，降膜蒸發(fā)器熱源循環(huán)入口10，濃鹽水出口11，降膜蒸發(fā)器熱源出口12，鹽水-空氣抽除器13，淡水箱14，海水給水泵15，過濾器16，控制器17，電磁閥18，鹽度計(jì)19，淡水泵20，淡水出口22，不凝氣體出口23，冷凝水入口24，冷凝器25，冷凝水出口26，除沫器27，預(yù)熱器28，調(diào)節(jié)閥29，預(yù)熱器入口30，預(yù)熱器出口31，冷卻器32，第二溫控三通流量調(diào)節(jié)閥33，第二溫度信號34，柴油機(jī)缸套冷卻水出口35，柴油機(jī)缸套冷卻水入口36。具體實(shí)施方式為了更好的說明本發(fā)明，下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的一種基于柴油機(jī)余熱回收的船用海水淡化系統(tǒng)包括柴油機(jī)余熱回收系統(tǒng)、蒸餾系統(tǒng)、淡水收集系統(tǒng)和真空系統(tǒng)。所述柴油機(jī)余熱回收系統(tǒng)包括煙氣余熱回收系統(tǒng)及缸套冷卻水余熱回收系統(tǒng)。所述煙氣余熱回收系統(tǒng)分別與所述蒸餾系統(tǒng)、真空系統(tǒng)相連接；所述缸套冷卻水余熱回收系統(tǒng)與所述蒸餾系統(tǒng)相連接；所述蒸餾系統(tǒng)與所述淡水收集系統(tǒng)連接。所述煙氣余熱回收系統(tǒng)包括熱水池4；所述熱水池4的一端與柴油機(jī)煙氣出口2連接；另一端設(shè)置有海水入口端，與第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥7相接；所述第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥7處設(shè)置有第一溫度信號6。所述缸套冷卻水余熱回收系統(tǒng)包括預(yù)熱器28，冷卻器32，循環(huán)泵3；柴油機(jī)缸套冷卻水出口35通過第二溫控三通流量調(diào)節(jié)閥33后，一條支路與所述預(yù)熱器28相接，另一條支路連接冷卻器32，兩條支路匯流經(jīng)循環(huán)泵3后返回柴油機(jī)缸套；所述第二溫控三通流量調(diào)節(jié)閥33處還設(shè)置有第二溫度信號34。所述蒸餾系統(tǒng)包括降膜蒸發(fā)器9，冷凝器25和布液器8；所述布液器8上方設(shè)置冷凝器25，下方設(shè)置降膜蒸發(fā)器9；所述冷凝器25通過海水給水泵15連接船艙底部用于過濾海水的過濾器16；所述冷凝器25的冷凝水出口26還設(shè)置有調(diào)節(jié)閥29。優(yōu)選的，所述蒸餾系統(tǒng)還包括有除沫器27，所述除沫器27安裝于冷凝器25與布液器8之間。所述淡水收集系統(tǒng)包括鹽度計(jì)19，淡水箱14，控制器17，電磁閥18；所述蒸餾系統(tǒng)通過淡水泵20與所述淡水箱14相連接；所述鹽度計(jì)19，控制器17，電磁閥18均設(shè)置于蒸餾系統(tǒng)與淡水箱14之間。所述真空系統(tǒng)包括鹽水-空氣抽除器13；所述鹽水-空氣抽除器13通過連接第一三通流量調(diào)節(jié)閥7獲得動力源；鹽水-空氣抽除器13與降膜蒸發(fā)器9相連接，以抽除降膜蒸發(fā)器9中的濃鹽水和不凝氣體。位于船艙底部的海水給水泵15將經(jīng)過濾器16過濾后的海水，從冷凝水入口24打入到冷凝器25中，冷凝器25對海水淡化產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行冷凝，之后海水從冷凝水出口26排出。從冷凝水出口26排出的經(jīng)初步預(yù)熱的海水分兩條支路，一條支路通過調(diào)節(jié)閥29分配部分海水進(jìn)入到預(yù)熱器28中進(jìn)一步的預(yù)熱，并通過布液器8噴淋到降膜蒸發(fā)器9中進(jìn)行蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽向上運(yùn)動，通過除沫器27除去蒸汽中的海水液滴，之后進(jìn)入冷凝器25中冷凝產(chǎn)生淡水；從冷凝水出口26排出的另一支路的大部分海水通過第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥7分配一部分海水進(jìn)入熱水池4和鹽水-空氣抽除器13中，第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥7通過熱水池4中熱水出口的溫度信號6控制。進(jìn)入熱水池4的海水吸收柴油機(jī)1的煙氣余熱后成為熱源海水，該熱源海水通過降膜蒸發(fā)器熱源入口5進(jìn)入降膜蒸發(fā)器9作為海水淡化的熱源，加熱海水使其蒸發(fā)；降溫后的熱源海水從降膜蒸發(fā)器熱源出口12排出，并從降膜蒸發(fā)器熱源循環(huán)入口10匯入到布液器8中，作為蒸發(fā)海水進(jìn)行海水淡化；降溫后的熱源海水，作為蒸發(fā)的原海水重新注入蒸發(fā)器中蒸發(fā)，可使海水和熱量循環(huán)利用。柴油機(jī)1的煙氣從柴油機(jī)煙氣出口2排出，之后進(jìn)入熱水池4加熱海水后排出船艙。柴油機(jī)1的缸套冷卻水從柴油機(jī)缸套冷卻水出口35排出，首先經(jīng)過第二溫控三通流量調(diào)節(jié)閥33分配進(jìn)入冷卻器32和預(yù)熱器28，第二溫控三通流量調(diào)節(jié)閥33由第二冷卻水溫度信號34控制。缸套冷卻水通過預(yù)熱器入口30進(jìn)入預(yù)熱器28后，作為海水的預(yù)熱熱源，對海水進(jìn)行預(yù)熱，冷卻后的缸套冷卻水從預(yù)熱器出口31流出，之后通過循環(huán)泵3返回到柴油機(jī)缸套冷卻水入口36中。經(jīng)第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥7分配的另一部分海水進(jìn)入到鹽水-空氣抽除器13中，作為動力源，分別抽除從濃鹽水出口11流出的濃鹽水和從不凝氣體出口23排出的不凝氣體，使降膜蒸發(fā)器9和冷凝器25處于真空狀態(tài)；從鹽水-空氣抽除器13流出的海水混合物排出船艙。冷凝器產(chǎn)生的淡水通過淡水泵20從淡水出口22排出，之后進(jìn)入到鹽度計(jì)19中，檢測淡水是否達(dá)標(biāo)，鹽度計(jì)19的信號傳輸?shù)娇刂破?7中，控制器17根據(jù)鹽度計(jì)19信號控制電磁閥18的開關(guān)。當(dāng)?shù)|(zhì)達(dá)標(biāo)時(shí)，電磁閥18關(guān)閉，淡水注入到淡水箱14中；當(dāng)?shù)|(zhì)不達(dá)標(biāo)時(shí)，電磁閥18打開，產(chǎn)生的不合格淡水排出船艙。第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥7出口的海水一部分作為海水淡化的加熱熱源，而另一部分作為鹽水-空氣抽除器的動力源，保證蒸餾系統(tǒng)的真空狀態(tài)；第一溫度信號6控制熱水池4出口溫度不高于80℃，可有效避免降膜蒸發(fā)器9的結(jié)垢問題，同時(shí)協(xié)調(diào)蒸餾系統(tǒng)的加熱熱源和真空度的匹配問題。當(dāng)煙氣熱量較高時(shí)，第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥7分配進(jìn)入熱水池4的流量增大，即海水淡化的熱源負(fù)荷增大，可降低蒸餾系統(tǒng)的真空度要求，彌補(bǔ)進(jìn)入鹽水-空氣抽除器13的流量減少而降低真空度的問題；當(dāng)煙氣熱量較低時(shí)，第一溫控三通流量調(diào)節(jié)閥7分配進(jìn)入鹽水-空氣抽除器13的流量增大，即蒸餾系統(tǒng)的真空度增大，可彌補(bǔ)海水淡化的熱源負(fù)荷下降而降低蒸發(fā)溫度的問題。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。