輪機工程

主題:板式造水機

前言凡能用海水轉化出淡水，以供給日用水或主輔機之淡水所用，這就是造水機所設計的理念。造水機也稱淡水造化機在現在船舶中，除了小型船以外，中大型船都會設置這裝置來提供船員的日常用水，或鍋爐所需的淡水或主機的缸套水。在往後船舶的噸位趨向於10萬噸以上，所以造水機的重要性提高，在因為科技的發達造水機所提供的淡水越多，使得他在船舶輔機是不可要缺的。由於造水機的種類繁多，現介紹是板式造水機。

造水機之類型以熱原來分類有1.缸套排出之高溫冷卻水2.輔機排氣3.低壓透平機抽汽。

基本原理來分就有1.蒸發式淡水機2.閃汽式淡水機3.薄片式淡水機4.藍式淡水機5.蒸氣壓縮式淡水機

造水機原理，有逆滲透法、蒸發法等方式，逆滲透法因成本高昂，現已不可見。船舶機艙常用之方法，還是以低壓蒸發方式為主，因海水蒸發之飽和溫度和飽和壓力成比例，為了降低蒸發溫度，必須利用噴射泵(Injection pump)來抽真空，利用主機缸套水的溫度，就可使海水蒸發而產生水蒸汽，將水蒸汽凝結後，就可產生淡水。低壓蒸發造水機，以其熱交換器的構造，又可分殼管式及板式造水機。

板式造水機的優點：1.較少的安裝空間2.減少更換墊片的開銷3.減少腐蝕的問題4.減少熱交換器板子上的鹽垢的產生及阻塞5.容易維護保養

船舶造水機基本原理及功用造水機之構造流程及熱交換原理基本上造水機之所以能造水原因：造水機下層蒸餾室，是藉由抽射泵在造水機內部產生真空度，及高溫的主機缸套水，在蒸餾室將低溫的海水轉換為蒸氣。蒸氣在由蒸發室通過中層的濾網，將大多的雜質及鹽分過濾過濾後的水蒸氣，由上層的冷凝室冷凝成蒸餾水。造水機造水主要用途，為船舶鍋爐水或船舶蒸餾水櫃及日用水，甚至使用於淡水衛生水系統。

板式造水機的流體走向NIREX板式造水機

蒸發室及冷凝室的剖面圖

造水機主要構件Evaprator section蒸發室 ： 運用高度真空及熱交換使海水汽化的器皿Separator vessel 鹽分分離濾網 ：分離蒸餾水汽中鹽分的濾網Condenser section冷凝室 ： 將水汽冷凝的器皿combined brine/air ejector 海水空氣抽射泵 ：主要功能吸入冷凝用海水Ejector pump 真空抽射泵： 建立真空Freshwater pump 淡水泵： 將冷凝的淡水收集至淡水櫃Salinometer 鹽分偵測器 ：偵測製造完成的淡水中的鹽分Control panel 控制盤 ： 造水機的操作面板

外殼

真空旋塞

蒸餾室

水蒸氣鹽分濾網

冷凝室

安全閥

真空度指示表

溫度計

左圖為海水空氣抽射泵，主要將無法蒸餾之海水由造水機下方之抽射泵，抽射至排海閥。

右圖為製造淡水管路路線，如果鹽分過高，則會經由中間的電磁閥開關，將所製造淡水排至艙底汙水井，如果OK時則水會經過流量計與壓力計送至設淡水櫃。

左圖為造水機的抽射泵，此泵的作動葉片安裝正確型號大小與否，關係到造水機真空度，拉升速度的快慢，又如真空度下降或者造水狀況不良時，也可以先停泵檢查濾網是否有吸入異物，或濾器需清潔的程度，再決定是否拆檢造水機主體。

右圖造水機下方，銅管部分有一真空抽射器管路，此處九十度角處通常是最容易破損，而造成造水機真空度建立不易。

左圖為真空度指示器，最好的狀況盡可能保持在-90以上，這樣的真空度，在海水進入蒸發室與缸套水作熱交換時，真空度越高開始蒸發的溫度越低，相對造水的效率越好。另當真空度提升不達目標時，要檢查是否主管路有漏氣的可能，如果有請用油泥將其洩漏處悶塞。

右圖為鹽分偵測器，雖然與說明書中表達不同，但功能大同小異。主要在偵測造水機，製造淡水的鹽分，如果鹽分過高時將會觸發警報，另在正常的情形下，在造水機鹽分過高時，所製造的淡水，將會經由電磁閥所控制開關，將所製造之淡水排至艙底污水櫃

造水機管路系統

造水機內外部構造及相關裝備外部構造圖

內部構造圖

造水機啟動與停止操作步驟

造水機啟動步驟：1.將真空抽射泵的抽入閥及排出閥打開2.將冷凝用海水真空抽射泵，排海閥打開3.將真空破除旋塞，復歸原位(準備建立真空)4.啟動真空抽射泵、將真空拉至90%以上蒸發階段5.當造水機真空度到達90%以上，靜待十分鐘後開啟給水閥6.打開缸套水進口閥及出口閥，此時必須注意缸套水泵的壓力，緩慢開啟否則會

有主機缸套水泵停泵的風險7.海水開始沸騰準備汽化時，運用缸套水旁通閥，調整缸套水流速以利調節熱交

換蒸餾海水、並且讓真空度維持在85%上下。這時已經到達蒸發階段。

冷凝階段8.當沸騰準備汽化維持三分鐘後，真空建立穩定時，開啟造水至淡水櫃的閥。9.開起鹽分偵測器10.開啟淡水泵，注意在此時淡水泵的壓力，必須維持在120-160 kPa之間11.在啟動淡水泵後，再觀察玻璃窺視孔中是否有水，如果有水停留，真空管路中

此時必須馬上停止造水機，並排除真空管路中所有的問題!12.注意調整缸套水流量，必須藉由旁通閥調整。13.注意冷凝用海水真空抽射泵的壓力，進口壓力必須維持在300-400kPa之間

停止造水機步驟：1.關閉缸套水進入造水機的進出口閥。2.關閉給水閥。3.關閉淡水泵。4.關閉鹽分偵測器。5.關閉真空抽射泵6.破除真空。7.關閉真空抽射泵的進口及出口閥。8.關閉冷凝海水真空抽射泵的排海閥。9.關閉造水至淡水櫃的閥。

PS.另外除了破除真空旋塞外，所有的造水機相關閥必須當蒸餾階段停止時關閉

如果造水機停用十四天以上，則必須實行以下動作：1.須將外蓋卸下並清潔內部設備。2.回裝外蓋時，必須確定內部設備是乾燥的狀態。3.另外必須特別注意，鹽分分離濾網的情況如何。

造水流量計算The flow can be calculated as follows: MJW = KJW × cap.m³/24h =m³/h

Δ tJWWhere: MJW = Flow of hot water in one hour. KJW = Constant =25.6 for 1-stage freshwater generator. KJW = Constant =15.52 for 2-stage freshwater generator. Δ tJW = Difference in temperature of hot water in and out. Cap.m³/24h = Freshwater production in 24 hours, i.e. production in 5

min. times 288.Example: cap. m³/24h = 15 m³

TSW = 32°C Δ tJW =18.4°C MJW = 25.6 × 15 ................= 20.9 m³/h

18.4

缸套水和造水效率關係圖

造水機操作維修保養需注意事項造水機保養是不定時的，要看造水的鹽分偵測器的數值，及停用造水機的日數決定。這與航行的海域有關。另如鹽分偵測器偵測鹽分過高，久久無法降至設定值時，此時三管會報告大管，再由大管預定清洗保養時間。內部保養的步驟有下列幾項：1.拆卸造水機外蓋。(外蓋的重點，是鹽分過濾網需用指示藥劑泡洗)2.如第一次拆裝時，請將冷凝室在熱交換片外圍用噴漆標示(藍色)，另蒸餾室噴

漆標示(綠色)3.拆卸冷凝室與蒸餾室時，請在押蓋標示上、下、左、右量測的深度。

PS.避免回裝時，壓過頭造成日後拆洗時，越壓越緊的情況發生。4.當卸下冷凝室與蒸餾室時：1.先將兩組第一片，及最後一片分別放好，以免回裝時發生找不到第一片與最後 一片的情況發生。2.兩組鈦金屬片，必須分別清洗以免搞混！

5.在浸泡藥水前，必須將蒸餾室的鹽垢清除乾淨(如遇到頑垢可利用銅棒加以清除)另冷凝室大多是淡水，所以正常狀況下，只須浸泡藥劑即可)

6.當浸泡藥劑(約三小時)，下午起工時，即可開始刷洗兩組洗熱交換片。7.刷洗完畢後，回裝時請用乾布擦拭後，開始確認交換片上無異物時分組回裝。8.回裝時請依據，拆卸時所記錄數據壓蓋。9.壓蓋完成後，即可試水檢查是否有漏水的情況發生，如果有請回到7重新作業。10.當冷凝室與蒸發室回裝完畢後，將外蓋回裝。11.開啟造水機，並觀察鹽分偵測器的數值。如果穩定後即可開始造水至日用櫃。

結論

造水機就的使用，對船的航行長度也有所增加。但是造水機所造的淡水不適合經常飲水，但可以提供日常用水或主輔機之冷卻水，所以在陸地上只要補給飲用水和少許的淡水即可。

未來科技進步，可製造出更好的淡水品質，那在船的航行時間會更加慢長。

報告中讓我們了解造水機的構造和原理，造水機也是一種節能裝置，用廢熱來加熱使海水蒸發，板式造水機於船上佔據空間很小，工作效率又高，1天可以大約24-30噸的淡水。

報告到指結束!