O que é um gerador de água doce?
Geradores de água doce (FWG) transformam água do mar (água salgada) em água doce. FWGs são amplamente utilizados em embarcações marítimas, pois permitem a produção de água doce necessária durante a navegação. O processo de geração de água doce é realizado por meio de destilação.
Existem três métodos principais para gerar água doce a partir da água do mar: fervura, evaporação e osmose reversa (RO). A maioria das embarcações e instalações industriais produz água doce usando evaporadores ou sistemas de RO. Grandes plantas de dessalinização podem ser integradas ao circuito de vapor de uma usina termoelétrica, onde o vapor é utilizado para evaporar a água do mar.
O modelo 3D no banco de dados saVRee é baseado em um evaporador de baixa pressão (destilador flash) que utiliza trocadores de calor do tipo placa, mas FWGs que utilizam trocadores de calor do tipo casco e tubo também estão disponíveis.
Quais são as principais partes de um gerador de água doce?
Um FWG é composto pelos seguintes componentes principais:
- Conexões de água quente e fria.
- Casco
- Condensador
- Evaporador
- Desmisturador
- Bomba de Água Doce
- Ejetor/Eductor
- Dispositivos de Monitoramento de Temperatura
- Válvula de Purga de Ar
- Válvula de Alívio de Segurança (SRV)
- Salinômetro
Componentes do Gerador de Água Doce
Todos os componentes acima são explicados em maior detalhe abaixo.
Evaporadores de baixa pressão estão conectados a um sistema de água do mar e água quente. Em embarcações, a água do mar é obtida diretamente do mar enquanto a água quente é proveniente do sistema de resfriamento do motor (sistema de resfriamento de água do motor).
A parte superior do FWG abriga um condensador com trocador de calor de placas, enquanto a parte inferior abriga um trocador de calor de placas do evaporador. O condensador permite que a água do mar passe pelo trocador de calor em um sistema fechado. O evaporador permite que a água quente passe pelo trocador de calor em um sistema fechado. Tanto o condensador quanto o evaporador não são trocadores de calor totalmente selados; as juntas são ajustadas para permitir que a água do mar evapore das placas do evaporador e que a água doce condense nas placas do condensador. Em resumo, trocadores de calor de placas geralmente têm dois sistemas totalmente fechados, mas em um FWG, um sistema por trocador de calor é fechado e o outro é aberto.
Um desmisturador é instalado entre o condensador e o evaporador.
O condensador, evaporador e desmisturador estão alojados dentro do casco do FWG.
A água doce do condensador do FWG é bombeada para um tanque de armazenamento por uma bomba de água doce (geralmente uma pequena bomba centrífuga).
Um ejetor/eductor é utilizado para criar e manter um vácuo dentro do casco; ele também remove a salina (água com alta salinidade) da parte inferior do casco.
A temperatura dentro do casco, sistema de água do mar e sistema de água do motor é continuamente monitorada usando termômetros (indicação local) e sensores PT 100 (indicação remota).
Uma válvula de purga de ar é instalada no topo do casco. A purga de ar deve estar aberta quando o FWG não está em serviço e fechada quando o FWG está em serviço.
Como precaução contra sobrepressurização, uma válvula de alívio de segurança (SRV) é instalada na parte superior do casco.
Um salinômetro mede a salinidade da água doce gerada. Se a água doce tiver uma salinidade muito alta, ela é descartada/rejeitada (geralmente para o porão). Se a água doce estiver dentro dos limites (tipicamente <10 ppm), ela é enviada para um tanque de armazenamento de água doce.
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Como funcionam os geradores de água doce?
A água do mar é bombeada do mar para o condensador do FWG. Ela passa pelo condensador, depois pelo evaporador, e finalmente pelo ejetor. Uma pequena quantidade de água do mar é desviada diretamente do condensador para o ejetor, isso mantém o vácuo dentro do casco. A água do mar passa primeiro pelo condensador porque absorve algum calor antes de entrar no evaporador, o que aumenta a eficiência geral do FWG.
A água do motor é bombeada do motor principal para o evaporador do FWG. A água do motor tem uma temperatura de aproximadamente 80°C (176°F). Como o casco está sob vácuo, 80°C é suficiente para evaporar parte da água do mar que passa pelo evaporador. É importante não evaporar muita água do mar, pois isso levará à formação de sal nas placas.
A água evaporada do evaporador forma uma névoa de água que passa pelo desmisturador. O desmisturador remove quaisquer sais transportados; a névoa de água então chega ao condensador. Como as placas do condensador estão abaixo da temperatura de condensação da névoa de água, a névoa de água condensa sobre as placas do condensador. A água doce condensada é então extraída usando a bomba de água doce.
Tratamento de Água
A água doce diretamente após o FWG é chamada de água destilada e é usada para aplicações de lavagem e limpeza, etc. Corrigir o valor de pH da água e depois passá-la por um mineralizador e uma planta de tratamento bacteriano resulta em água potável (água potável).
Dosagem química e filtros UV são duas das plantas de tratamento bacteriano mais comuns. Para a saúde e bem-estar dos consumidores de água potável, é essencial que os níveis de bactérias sejam continuamente monitorados e controlados.
Dureza é causada por íons de magnésio e cálcio na água. A dureza da água é uma preocupação devido à sua tendência de formar incrustações nas superfícies do sistema, por exemplo, superfícies de trocadores de calor, tubulações, etc. Amaciadores de água dosam a água com sódio (sal) para reduzir a dureza da água e diminuir a probabilidade de formação de incrustações.
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