Qu'est-ce qu'un générateur d'eau douce ?
Les générateurs d'eau douce (FWG) transforment l'eau de mer (eau salée) en eau douce. Les FWG sont couramment utilisés sur de nombreux navires marins car ils permettent de produire l'eau douce nécessaire en mer. Le processus de production d'eau douce est réalisé par distillation.
Il existe trois méthodes principales pour générer de l'eau douce à partir de l'eau de mer : ébullition, évaporation et osmose inverse (RO). La plupart des navires marins et des installations industrielles produisent de l'eau douce en utilisant soit des évaporateurs, soit des systèmes RO. Les grandes installations de dessalement peuvent être connectées au circuit vapeur d'une centrale thermique, la vapeur étant utilisée pour évaporer l'eau de mer.
Le modèle 3D dans la base de données saVRee est basé sur un évaporateur flash basse pression (distillateur flash) qui utilise des échangeurs de chaleur à plaques, mais des FWG utilisant des échangeurs de chaleur de type coque et tube sont également disponibles.
Quelles sont les principales parties d'un générateur d'eau douce ?
Un FWG se compose des composants principaux suivants :
- Connexions d'eau chaude et froide.
- Coque
- Condenseur
- Évaporateur
- Démister
- Pompe à eau douce
- Éjecteur/Éducteur
- Dispositifs de surveillance de la température
- Valve de purge d'air
- Soupape de sécurité (SRV)
- Salinomètre
Composants du Générateur d'Eau Douce
Tous les composants ci-dessus sont expliqués plus en détail ci-dessous.
Les évaporateurs flash basse pression sont connectés à un système d'eau de mer et d'eau chaude. Sur les navires marins, l'eau de mer est directement prélevée de la prise d'eau de mer tandis que l'eau chaude provient du système de refroidissement du moteur (système de refroidissement du moteur).
La partie supérieure du FWG abrite un condenseur échangeur de chaleur à plaques tandis que la partie inférieure abrite un évaporateur échangeur de chaleur à plaques. Le condenseur permet à l'eau de mer de passer à travers l'échangeur de chaleur dans un système fermé. L'évaporateur permet à l'eau chaude de passer à travers l'échangeur de chaleur dans un système fermé. Le condenseur et l'évaporateur ne sont pas des échangeurs de chaleur entièrement scellés, les joints sont modifiés pour permettre à l'eau de mer de s'évaporer des plaques de l'évaporateur et à l'eau douce de se condenser sur les plaques du condenseur. En bref, les échangeurs de chaleur à plaques ont généralement deux systèmes entièrement fermés, mais dans un FWG, un système par échangeur de chaleur est fermé et l'autre est ouvert.
Un démister est installé entre le condenseur et l'évaporateur.
Le condenseur, l'évaporateur et le démister sont logés dans la coque du FWG.
L'eau douce du condenseur du FWG est pompée vers un réservoir de stockage par une pompe à eau douce (généralement une petite pompe centrifuge).
Un éjecteur/éducteur est utilisé pour créer et maintenir un vide dans la coque ; il élimine également la saumure (eau à forte salinité) de la partie inférieure de la coque.
La température dans la coque, le système d'eau de mer et le système d'eau de refroidissement est continuellement surveillée à l'aide de thermomètres (indication locale) et de capteurs PT 100 (indication à distance).
Une valve de purge d'air est installée en haut de la coque. La purge d'air doit être ouverte lorsque le FWG n'est pas en service et fermée lorsqu'il est en service.
Par précaution contre la surpression, une soupape de sécurité (SRV) est installée sur le dessus de la coque.
Un salinomètre mesure la salinité de l'eau douce générée. Si l'eau douce a une salinité trop élevée, elle est rejetée (généralement vers la cale). Si l'eau douce est dans les limites (typiquement <10 ppm), elle est envoyée vers un réservoir de stockage d'eau douce.
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Comment fonctionnent les générateurs d'eau douce ?
L'eau de mer est pompée de la prise d'eau de mer vers le condenseur du FWG. Elle passe à travers le condenseur, puis l'évaporateur, et enfin à travers l'éjecteur. Une petite quantité d'eau de mer est détournée directement du condenseur vers l'éjecteur, ce qui maintient le vide dans la coque. L'eau de mer passe d'abord par le condenseur car elle absorbe un peu de chaleur avant d'entrer dans l'évaporateur, ce qui augmente l'efficacité globale du FWG.
L'eau de refroidissement est pompée du moteur principal vers l'évaporateur du FWG. L'eau de refroidissement a une température d'environ 80°C (176°F). Parce que la coque est sous vide, 80°C est suffisant pour évaporer une partie de l'eau de mer passant par l'évaporateur. Il est important de ne pas évaporer trop d'eau de mer car cela entraînerait la formation de sel sur les plaques.
L'eau évaporée de l'évaporateur forme une brume d'eau qui passe à travers le démister. Le démister élimine les sels résiduels ; la brume d'eau atteint ensuite le condenseur. Comme les plaques du condenseur sont en dessous de la température de condensation de la brume d'eau, celle-ci se condense sur les plaques du condenseur. L'eau douce condensée est ensuite extraite à l'aide de la pompe à eau douce.
Traitement de l'eau
L'eau douce directement après le FWG est appelée eau distillée et est utilisée pour les applications de lavage et de nettoyage, etc. Corriger la valeur du pH de l'eau, puis la faire passer par un minéralisateur et une installation de traitement bactérien, donne de l'eau potable (eau potable).
Le dosage chimique et les filtres UV sont deux des installations de traitement bactérien les plus courantes. Pour la santé et le bien-être des consommateurs d'eau potable, il est essentiel que les niveaux de bactéries soient continuellement surveillés et contrôlés.
La dureté est causée par les ions magnésium et calcium dans l'eau. La dureté de l'eau est une préoccupation en raison de sa tendance à former des dépôts sur les surfaces du système, par exemple les surfaces des échangeurs de chaleur, les tuyauteries, etc. Les adoucisseurs d'eau dosent l'eau avec du sodium (sel) pour réduire la dureté de l'eau et réduire la probabilité de formation de dépôts.
Description du cours vidéo en ligne sur le générateur d'eau douce
Les navires sont entourés d'eau, mais pas du bon type ! L'eau douce (eau douce) est le type d'eau requis pour la consommation humaine, la douche et les chaudières. Mais d'où vient cette eau et comment est-elle produite à bord des navires ? Dans ce cours, vous apprendrez sur les générateurs d'eau douce, leurs composants, leur fonctionnement et leurs principes de fonctionnement. Que vous soyez un ingénieur maritime, un technicien en herbe ou simplement curieux de savoir comment nous pouvons transformer l'eau de mer en eau douce, ce cours offre une expérience d'apprentissage détaillée et engageante. Après ce cours, vous :
- Comprendrez les concepts fondamentaux de la conversion de l'eau de mer en eau douce par les générateurs d'eau douce.
- Reconnaîtrez les principaux composants d'un générateur d'eau douce et leurs fonctions, y compris le condenseur, l'évaporateur, l'éjecteur, et plus encore.
- Comprendrez l'importance de placer le système sous vide.
- Apprendrez sur les échangeurs de chaleur à plaques utilisés dans les générateurs d'eau douce et leurs propriétés uniques.
- Explorerez les principes de l'osmose inverse comme technique alternative pour le dessalement et la production d'eau douce.
- Acquerrez des connaissances pratiques sur les utilisations de l'eau douce dans diverses industries, y compris les applications marines.
- Connecterez les connaissances théoriques avec les applications réelles, améliorant vos compétences en résolution de problèmes dans le domaine du dessalement et de l'ingénierie maritime.
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Ressources supplémentaires
https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/28/047/28047199.pdf