船舱抽水小窍门舰船远赴大洋时间长淡水资源
2025年10月28日 风云资讯
舰艇在海上航行时,淡水的用途可以说是非常广泛。从饮用、清洁再到船舶操作和机械冷却都需要用到淡水。舰艇执行远航任务的时候往往意味着要远离大陆,周围海水不能被直接使用,因此淡水在舰艇上是一种非常重要的资源。
民用货轮上的水手可能没那么多,但军舰水兵动辄上百人,并且一次远洋航行就是几个月。从各大补给港口收集上船的淡水真的够用吗?舰船远赴大洋是如何解决淡水资源问题的?除了原先储备的淡水之外,还有其他方案吗?
一、节约用水远洋舰船解决淡水资源问题的方法可以分为开源和节流。
尽管一些船舶上安装有将海水转化为淡水的机器,但它们的效率通常不高、产水量较小,并且需要支付昂贵的费用。因此,节流十分重要,远洋航行的时候要尽量减少淡水消耗。
船长必须劝诫船员,避免在海上日常生活中不必要地浪费淡水。提高大家对淡水重要性的认识,并在船上充分使用海水以替代淡水的使用。
抽水马桶、洗衣机、锅炉是住宿区淡水浪费的三大病灶:减少淡水消耗的一个有效方法是改用真空冲厕器取代抽水马桶。专家发现,使用真空系统的船舶往往比有水冲洗系统的船舶节省大量水。根据一些报告,真空厕所系统将用水从8升减少到1升/冲水。
明智地使用洗衣机。洗衣机是船舶上消耗大量淡水的设备之一。为了节省洗衣机的淡水消耗,应充分利用洗衣机,衣服最好一次很多件一起洗。
锅炉是船上机舱里又一台消耗大量水的机器。大、二、三管轮(轮机员)必须时刻检查锅炉是否有水或蒸汽泄漏,以防止淡水流失。
跟踪淡水流量。适当跟踪船舶机舱和舱室的淡水消耗情况。在比正常消耗更多淡水的系统/区域寻找故障并尽早纠正它们。
彻底检查主机及辅助引擎水冷系统,密切关注主机和辅助发动机外套水系统,因为它们是最大的淡水消费者。不纠正这些系统的泄漏可能导致大量淡水的流失。
经常检查盐度表是非常重要的。过去曾发生过几次盐度计停止工作的情况,由于不慎与海水混合,导致淡水槽里的淡水全部受到污染。
机工要立即修复舱室泄漏。船舱内的淡水泄漏不仅会造成浪费,而且还会导致不必要的污水池填充。淡水管道的泄漏必须尽早得到处理。
二、海水淡化海水淡化器是船上非常重要的设备之一,由它产出的淡水被用于饮用、烹饪、洗涤,甚至是冷却舰艇上重要的机械。
海水淡化的方式有两种,一是蒸馏法、二是反渗透法。
反渗透海水淡化法又称超过滤法,这是利用一套特质的半透膜,在压力的推动下,将海水中的盐分分隔出,只留下淡水。这个半透膜只允许水经过,但不允许水中的溶解性盐、悬浮物、胶体微生物及其他有机物经过。
这种方法的水资源利用率只有80%,而且反渗透膜的维护费用很高。
蒸馏法是非常古老也非常常用的方法。在远洋舰船上生产淡水需要用到两样东西———海水和热能。海水到处都是,那热源呢?
通常可用的热源来自汽缸盖、缸套等发动机部件,其可用温度约为70℃。但在这种温度下,水是不可能蒸发的。因为学过物理的都知道,水在标准大气压下的沸点是100摄氏度。
因此,为了生产70度的蒸馏水,我们需要用真空泵降低大气压。在蒸发海水的机房室内创造一种真空的环境。
完成了上面的操作,海水就能成功被煮沸。蒸汽到达锅炉顶部的冷凝管,液化获得干净的淡水。将其浓缩并收集起来,输送到水箱中,盐份和矿物质像卤水一样排回到海里去。舰船锅炉所用的水比饮用水要纯净得多。
用这种方式造出来的水,一般会成为刷牙、洗脸、洗澡、冲厕所的生活用水而非饮用水。这样的水用来泡茶、冲奶粉还是可以的,但蒸馏水缺乏矿物质,不适合长期饮用。
饮用水关系到船员的身体健康,一般用的是停靠港口时补给而来的陆地淡水储备,而且还要定期杀菌。
那么对于我们这些生活在陆地上的人来说,面对超市琳琅满目的矿泉水、纯净水、蒸馏水应该做出怎样的选择呢?哪种更健康呢?
答案是自来水最健康。自来水关系到千家万户,所以我国实行了一个严格的自来水出厂标准,有106项生化指标,比欧盟的标准还高级。
但这不代表拧开水龙头脸往上凑就可以享受健康自来水了,因为我国自来水出厂时的质量很好,但由于输送自来水的管道是在不同历史时期、不同材料制造的。所以这些管子里边有菌斑和铁锈。到了水龙头出水的时候,还是要放在电磁壶里烧一烧才能喝。
三、操作方式淡水净化即是远洋舰船解决淡水问题的“开源”办法。如果想在险象环生的海上世界活下去,那就应该知道怎么使用它。
船舶上蒸馏造水器主体由两个舱室的大圆柱体组成。其中一个是冷凝器,另一个是蒸发器。
当中还包括有制造真空环境的真空泵。抽水泵和喷射泵有助于将海水输送到蒸馏造水器里。
在启动造水器之前,海员必须检查船舶是否处在阻塞的水域、运河或离岸20海里的地方。因为海岸附近是工厂和居民点密集之处,排放到海里的污水可能会进入造水器里。
检查发电机底部的排水阀是否处于关闭位置。并检查发动机是否运行在50转/分以上,原因是在较低转速时,缸套的温度约为60度,不足以蒸发水分。
接着打开抽水泵的排气阀,将海水吸入。在造水器内循环后,打开喷射泵的海水排放阀,从那里将多余的水送回大海。
打开造水器顶部的真空阀,等待真空的形成。真空度应至少要有90%。一般来说,产生真空所需的时间约为10分钟。
环境达到真空时,打开给水处理阀门,这是为了防止在板内结垢。
打开热水的进出口阀门,慢慢地达到一半左右。始终先打开出口阀,然后再打开入口阀门。慢慢开始增加阀门的开度,使其完全打开。
可以看到,沸腾温度开始升高,真空度开始下降。当真空降至85%左右时,表明蒸发已经开始。
启动盐度计,检测从排水沟流出的水。当淡水开始流出时,可以看到温度再次略有下降,真空恢复到正常值。
检查从盐度计流出的水是否不咸,并核对盐分计的读数。这样做是为了看盐度计是否正常工作,并防止淡水槽被盐水污染。盐度计的值保持在10 ppm以下。
从打开水箱的阀门,关闭排水阀。造水器停止工作,整套海水淡化流程完成。
可见,在科技高速发展的今天,远洋航行的船只已经有一套很成熟的淡水存储-节约-生产方案。除了上述的几种之外,舰船上还有收集雨水、空气截取水分等方法。
我们生活的星球被百分之七十一的水环绕,但能直接利用的水资源仅有0.325%而已。不少地区还存在严重的水质性缺少,等待着净水科技的普及。水是生命之源,因此,无论是在海上还是在陆地上都要弥足珍惜。
文/和平之风
参考资料:
1、《舰船板式热法海水淡化系统优化计算及设计》, 郎思尧
2、《反渗透海水淡化技术在舰船上的应用》,梁承红、邢红宏、李荫