应用于南极磷虾船上的洁净蒸汽系统的制作方法

本发明涉及船用蒸汽系统，特别涉及应用于南极磷虾船上的洁净蒸汽系统。

背景技术：

南极磷虾船上有一套虾粉全自动虾粉加工生产线，在该生产线的起始加热阶段，为了避免磷虾内的蛋白析出凝结在生产线内部，需要在短时间内快速提高磷虾的温度，此时会将蒸汽直接喷入加热器与磷虾进行混合加热，由于蒸汽与磷虾直接接触，一旦蒸汽中含有杂质或其他物质，则会导致产品出现质量问题，影响虾粉成品的质量和正常销售。

常规的工业蒸汽系统，为了除垢和防腐蚀，通常必须加入化学药品，而普通的化学药品会污染虾粉；在锅炉水中添加磷酸盐以防止溶解固体形成水垢，添加亚硫酸盐以去除溶解气体的腐蚀，添加碱以提高ph能更好的防腐，除垢和防腐蚀的两个方面相互作用，必须同时实施才能保证蒸汽系统的安全性。

因此，为了去除蒸汽中的杂质，通常会考虑使用食品级化学药品，或使用滤器过滤掉化学药品。

1)船用蒸汽系统使用食品级化学药品；

存在问题：

需要fda(foodanddrugadministration美国食品药品监督管理局)或类似机构对化学药品进行认证；

食品级化学药品与工业级化学药品差别较大，一般来说要求越高，价格越昂贵；

食品级别的化学药品未询得专业厂商，是否存在无法验证。

2)使用滤器过滤掉船用蒸汽系统中的化学药品；

存在问题：

过滤蒸汽，又称烹饪蒸汽，船用蒸汽经过5微米孔径的不锈钢滤器，然而来自锅炉水处理药剂和交叉污染的潜在风险依然存在，通过滤器时的污染量取决于问题的严重程度，维护制度的性质和蒸汽的速率。

增加滤器会导致蒸汽系统阻力加大，为了保证滤器后的蒸汽温度和压力，需要对应提高锅炉蒸汽系统的温度和压力。

为了保证滤器的效果，过滤面积较大，导致滤器体积和占用空间很大，滤器的布置对加工车间内的综合布置影响较大。

滤器需要清洗，双联形式才能保证不影响虾粉生产，进一步加大了滤器体积。

单独订购此设备，对虾粉品质的整体把控较难。

考虑到上述两个方案已存在的问题，尤其是均会消耗大量化学药品，需要持续不断的加入船用蒸汽系统，考虑到南极区域长期作业船舶的特殊情况，化学药品的存储、投放、消耗和补给会存在较大的问题，尤其是食品级化学药品，会给运营工作带来较大的困难。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可二次换热产生新鲜蒸汽、克服潜在污染风险、不会导致额外消耗大量的化学药品的应用于南极磷虾船上的洁净蒸汽系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

应用于南极磷虾船上的洁净蒸汽系统，所述洁净蒸汽系统包括：

一淡水输送泵，淡水输送泵用于将外部淡水舱内的淡水输送至供水预热器，淡水输送泵的一端与淡水管路串联，淡水输送泵的另一端通过管道与供水预热器的淡水进口连接，该管道上设有供水遥控阀，供水遥控阀由控制系统根据液位计反馈的液位信息来自动调整开度；

一供水预热器，供水预热器用于对淡水进行预热，并将预热后的淡水输送至洁净蒸汽发生器，供水预热器的出水口与洁净蒸汽发生器连接；供水预热器的高温凝水进口与通过管道与外部蒸汽系统连接，该管道上设有辅疏水阀；

一洁净蒸汽发生器，洁净蒸汽发生器用于为供水预热器提供高温凝水，并对进入洁净蒸汽发生器内的淡水进行加热，洁净蒸汽发生器的高温凝水出口通过管道与供水预热器的高温凝水进口连接，该管道上设有主疏水阀；洁净蒸汽发生器的蒸汽进口通过管道与外部蒸汽系统连接，该管道上设有供汽遥控阀；洁净蒸汽发生器的顶部设有排气阀，洁净蒸汽发生器的侧面设有液位计；洁净蒸汽发生器上设有压力传感器，供汽遥控阀可由控制系统根据压力传感器反馈的压力信息来自动调整开度；

一自动排污系统，自动排污系统包括与洁净蒸汽发生器的淡水出口接通的外接管路、设置在外接管路上的tds检测器、泄放遥控阀以及取样器冷却器；

tds检测器用于实时检测洁净蒸汽发生器内部淡水的tds，并将tds信息反馈至控制系统；

泄放遥控阀、取样器冷却器并联，泄放遥控阀由控制系统根据tds检测器反馈的tds信息自动调整开闭状态；

取样器冷却器用于对洁净蒸汽发生器流出的高温水进行冷却，冷却后供取样化验；

一控制系统，用于控制供水遥控阀、供汽遥控阀、泄放遥控阀的开度以及淡水输送泵的启动、停止和切换。

在本发明的一个实施例中，洁净蒸汽系统还包括一淡水输送备用泵，淡水输送备用泵的一端与淡水管路串联并与淡水输送泵并联，淡水输送备用泵由控制系统控制其启动、停止和切换。

在本发明的一个实施例中，洁净蒸汽系统还包括一淡水回流阀，淡水回流阀的一端与淡水管路串联并与淡水输送泵、淡水输送备用泵并联。

在本发明的一个实施例中，洁净蒸汽系统还包括第一旁通管路，第一旁通管路与供水遥控阀并联，在供水遥控阀故障时手动启动。

在本发明的一个实施例中，洁净蒸汽系统还包括第二旁通管路，第二旁通管路与供水预热器并联，在供水预热器故障或清洗时手动启动。

在本发明的一个实施例中，洁净蒸汽系统还包括第三旁通管路，第三旁通管路与主疏水阀并联，在主疏水阀故障时手动启动。

在本发明的一个实施例中，洁净蒸汽系统还包括第四旁通管路，第四旁通管路与供汽遥控阀并联，在供汽遥控阀故障时手动启动。

在本发明的一个实施例中，洁净蒸汽系统还包括第五旁通管路，第五旁通管路与辅疏水阀并联，在辅疏水阀故障时手动启动。

在本发明的一个实施例中，洁净蒸汽发生器的顶部设有安全阀，用于防止内部系统压力超过设定值。

在本发明的一个实施例中，供水遥控阀、供汽遥控阀、泄放遥控阀由外部压缩空气作为执行器驱动源。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明有效的解决磷虾船上虾粉加工生产线的供汽问题，从多种角度有效的保证了成品虾粉的品质，排除水处理化学污染的风险，同时还一定程度上控制了能耗，而且对船用蒸汽系统的影响较小，可广泛应用于新造船和改造船。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明洁净蒸汽系统原理图；

图2为本发明洁净蒸汽系统电气控制图；

10、淡水输送泵20、淡水输送备用泵30、供水预热器31、淡水进口32、出水口33、高温凝水进口40、淡水管路50、管道60、供水遥控阀70、淡水回流阀80、第一旁通管路90、洁净蒸汽发生器91、高温凝水出口92、蒸汽进口93、排气阀94、液位计95、压力传感器96、安全阀97、淡水出口100、第二旁通管路110、辅疏水阀120、第五旁通管路130、主疏水阀140、供汽遥控阀150、第三旁通管路160、第四旁通管路170、外接管路180、tds检测器190、泄放遥控阀200、取样器冷却器210、截止阀230、止回阀240、控制系统。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1和图2所示，本发明公开了应用于南极磷虾船上的洁净蒸汽系统，包括淡水输送泵10、供水预热器30、洁净蒸汽发生器90、自动排污系统以及控制系统240。

淡水输送泵10用于将外部淡水舱内的淡水输送至供水预热器30，淡水输送泵10的一端与淡水管路40串联，淡水输送泵10的另一端通过管道50与供水预热器30的淡水进口31连接，该管道50上设有供水遥控阀60，供水遥控阀60由控制系统240根据液位计94反馈的液位信息来自动调整开度；洁净蒸汽系统还包括一淡水输送备用泵20，淡水输送备用泵20的一端与淡水管路40串联并与淡水输送泵10并联，淡水输送备用泵20由控制系统240控制其启动、停止和切换；洁净蒸汽系统还包括一淡水回流阀70，淡水回流阀70的一端与淡水管路40串联并与淡水输送泵10、淡水输送备用泵20并联；洁净蒸汽系统还包括第一旁通管路80，第一旁通管路80与供水遥控阀60并联，在供水遥控阀60故障时手动启动。

供水预热器30用于对淡水进行预热，并将预热后的淡水输送至洁净蒸汽发生器90，供水预热器30的出水口32与洁净蒸汽发生器90连接；洁净蒸汽系统还包括第二旁通管路100，第二旁通管路100与供水预热器30并联，在供水预热器30故障或清洗时手动启动；供水预热器30的高温凝水进口33与通过管道50与外部蒸汽系统连接，该管道50上设有辅疏水阀110；洁净蒸汽系统还包括第五旁通管路120，第五旁通管路120与辅疏水阀110并联，在辅疏水阀110故障时手动启动。

洁净蒸汽发生器90用于为供水预热器30提供高温凝水，并对进入洁净蒸汽发生器90内的淡水进行加热，洁净蒸汽发生器90的高温凝水出口91通过管道50与供水预热器30的高温凝水进口33连接，该管道50上设有主疏水阀130；洁净蒸汽发生器90的蒸汽进口92通过管道50与外部蒸汽系统连接，该管道50上设有供汽遥控阀140；洁净蒸汽发生器90的顶部设有排气阀93，洁净蒸汽发生器90的侧面设有液位计94；洁净蒸汽系统还包括第三旁通管路150，第三旁通管路150与主疏水阀130并联，在主疏水阀130故障时手动启动；洁净蒸汽系统还包括第四旁通管路160，第四旁通管路160与供汽遥控阀140并联，在供汽遥控阀140故障时手动启动；洁净蒸汽发生器90上设有压力传感器95，供汽遥控阀140可由控制系统240根据压力传感器95反馈的压力信息来自动调整开度；洁净蒸汽发生器90的顶部设有安全阀96，用于防止内部系统压力超过设定值。

自动排污系统包括与洁净蒸汽发生器90的淡水出口97接通的外接管路170、设置在外接管路上的tds检测器180、泄放遥控阀190以及取样器冷却器200；tds检测器180用于实时检测洁净蒸汽发生器90内部淡水的tds值，并将tds值反馈至控制系统240；泄放遥控阀190、取样器冷却器200并联，泄放遥控阀190由控制系统240根据tds检测器反馈的tds值自动调整开闭状态；取样器冷却器200用于对洁净蒸汽发生器90流出的高温水进行冷却，冷却后供取样化验。

控制系统240用于控制供水遥控阀60、供汽遥控阀140、泄放遥控阀190的开度以及淡水输送泵10的启动、停止和切换；供水遥控阀60、供汽遥控阀140、泄放遥控阀190由外部压缩空气作为执行器驱动源。

控制系统240可对压力、液位、tds和水泵进行设定和控制。

控制系统240接收来自压力传感器95的压力信息，并将信息处理后反馈至供汽遥控阀140，通过供汽遥控阀140的开度来动态调节外部蒸汽的供应量；

控制系统240接收来自液位计94的液位信息，并将信息处理后反馈至供水遥控阀60，通过供水遥控阀60的开度来动态调节外部淡水的供应量；

控制系统240接收来自tds检测器180的tds信息，并将信息处理后反馈至泄放遥控阀190，通过泄放遥控阀190的开闭来动态调节系统内超标水的泄放量；

控制系统240遥控淡水输送泵10和淡水输送备用泵20，可对水泵进行起动、停止和切换。

本发明其主要功能可大致划分为四个子系统，分别为淡水和洁净蒸汽系统、蒸汽和凝水系统、透气和泄放系统、压缩空气系统。

淡水和洁净蒸汽系统的主要流程如下：

外部蒸汽系统采用船用蒸汽系统为加热源，ro(reverseosmosis，反渗透)淡水经电动淡水输送泵增压后进入预热器被主加热蒸汽的冷凝水预热后，进入主换热器，加热后产生洁净蒸汽，通过主换热器内置的汽水分离装置，分离出干燥的洁净蒸汽供给洁净蒸汽系统使用。

打开洁净蒸汽发生器90顶部的排气阀93，使得空气可以从洁净蒸汽发生器排出，便于加快淡水的供水速度；打开洁净蒸汽发生器侧面的液位计94与洁净蒸汽发生器相连的两只截止阀210，可在机旁观察洁净蒸汽发生器内部的液位变化，液位计94可同时将液位信息反馈至控制系统240。

与淡水管路40并联设有的淡水输送泵10、淡水输送备用泵20和淡水回流阀70，其中淡水输送备用泵20作为淡水输送泵10的备用泵，当淡水输送泵10故障时，控制系统240将自动起动淡水输送备用泵20，淡水回流阀70的作用是平衡泵前后管路内的淡水压力。

打开淡水管路40上的截止阀210、淡水输送泵10和淡水回流阀70，外部淡水舱内的ro淡水通过淡水管路40、淡水输送泵10进入洁净蒸汽系统，再流向淡水回流阀70和供水遥控阀60，供水遥控阀60可由控制系统240根据液位计94反馈的液位值来自动调整开度；当供水遥控阀60故障时，可手动打开第一旁通管路80供水；当液位计94未达到设定液位时，供水遥控阀60会自动调整为最大开度，以保证通过供水遥控阀60的水量最大；当液位计94达到设定液位时，供水遥控阀60会自动关闭，淡水全部通过淡水回流阀70回流至泵的入口。

淡水经过供水遥控阀60后进入供水预热器30，被来自于洁净蒸汽发生器90排出的高温凝水进行预热，预热后的淡水进入洁净蒸汽发生器90；当供水预热器30故障或清洗时，可手动打开第二旁通管路100供水。

淡水在洁净蒸汽发生器90中被蒸汽间接加热，产生的洁净蒸汽从其顶部排出，供至下游生产线。

蒸汽和凝水系统的主要流程如下：

外部蒸汽系统提供8bar船用蒸汽至洁净蒸汽系统，进入洁净蒸汽系统后由阀件控制其流向洁净蒸汽发生器90和供水预热器30。

一路流向洁净蒸汽发生器90，蒸汽流经滤器和供汽遥控阀140，供汽遥控阀140可由控制系统240根据压力传感器95反馈的压力值来自动调整开度；当供汽遥控阀140故障时，可手动打开第四旁通管路160供汽；当压力传感器95未达到设定压力时，供汽遥控阀140会自动调整为最大开度，以保证通过供汽遥控阀140的蒸汽量最大；当压力传感器95达到设定压力时，供汽遥控阀140会自动关闭。

蒸汽从洁净蒸汽发生器90完成对淡水的加热流程后通过管路排出，流经主疏水阀130和止回阀230，主疏水阀130的作用是排水阻汽，通过主疏水阀130的高温凝水进入供水预热器30，对供水预热器30中的淡水进行间接预热；当主疏水阀130故障时，可手动打开第三旁通管路150排汽。

一路流向供水预热器30，蒸汽流经滤器、辅疏水阀110和止回阀230，当系统预热量不足时，可手动打开管道50直接提供高温凝水至供水预热器30；当辅疏水阀110故障时，可手动打开第五旁通管路120供汽。

透气和泄放系统的主要流程如下：

在洁净蒸汽发生器90底部最低点和液位计94管路底部各设有一只截止阀210，用于在停机安全情况下泄放洁净蒸汽发生器90内部和液位计94管路中的淡水，以免污染系统。

洁净蒸汽发生器顶部的安全阀96用于防止内部系统压力超过设定值，当安全阀96打开时，内部的高温汽水混合物将被排出，蒸汽将接至室外安全位置，高温水则直接泄放至舷外水线以下。

洁净蒸汽发生器底部自动排污系统的外接管路170上的tds检测器180能实时不断监测内部淡水的tds，同时将tds信息反馈至控制系统240，内部淡水可由阀件控制其流向泄放遥控阀190和取样器冷却器200。

一路流向泄放遥控阀190，泄放遥控阀190可由控制系统240根据tds检测器180反馈的tds值来自动调整开闭状态；当tds超过设定值时，将自动打开外接管路上的泄放遥控阀190；当tds小于设定值时，将自动关闭外接管路上的泄放遥控阀190；通过泄放遥控阀的高温水直接泄放至舷外水线以下；

一路流向取样器冷却器200，打开取样器冷却器200前的截止阀210，洁净蒸汽发生器90内部的高温水可被外接管路170放出，经取样器冷却器200被淡水进行冷却后，可对已冷却后的取样水进行化验。

压缩空气系统的主要流程如下：

压缩空气进入洁净蒸汽系统，分别接至洁净蒸汽系统内的供水遥控阀60、供汽遥控阀140和泄放遥控阀190，作为这三个遥控阀的执行器驱动源。

本发明所有接触淡水和洁净蒸汽的材料均使用不锈钢316l，所有超过60℃的设备、管路和阀附件均绝热包覆，避免对人员造成伤害。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。