随着船舶业的发展，船舶对淡水的需求就越来越大，从陆地上携带海水和靠海岛之类的补充海水是不现实的，所以迫切需要更好的技术来淡化海水。海水淡化常用的方法^[1]有蒸馏法和膜分离法，还有冷冻法、水合物法、溶剂萃取法、离子交换法等。蒸馏法又分多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(ME)、压汽蒸馏(VC)和太阳能蒸馏等。蒸馏式海水淡化技术对热源的要求比较低，在船舶上得到广泛的应用，但是由于系统本身较复杂，因此研究真空蒸馏式海水淡化的性能，是船舶海水淡化研究的一个重要方面。很多学者对其它的海水淡化过程都进行了热力计算^[2~5]，本文主要对真空蒸馏处理技术的原理和性能进行分析，并对真空蒸馏处理装置进行了模拟计算。

1、真空蒸馏式海水淡化技术的原理

　　真空蒸馏式海水淡化装置一般采用真空蒸馏的原理，即通过喷射泵以维持装置中90％～94％的真空度，此时对应的海水蒸发的沸点^[6]仅46℃～36℃，以利用低温废热来进行海水淡化。该装置的热源为船舶主机的缸套的冷却水，属于废热回收利用。一般主机功率为6000 kW 左右的柴油机推动的船舶，每天就可以生产淡水15～18 m3。效率很高。船舶废热如：废热锅炉产生的多余的蒸汽，副机缸套水等都有大量的废热，所以船舶废热具有很广阔的开发前景。真空蒸馏处理淡化海水不越要附加其它热源，因此VDT 技术是船舶淡化海水的重要手段，具有节能，效率高等优点。

2、热力分析及模型的建立及模拟

　　真空蒸馏处理淡化海水的基本流程如图1所示。

　　海水经过预热器，在其中吸收淡水和喷射泵工作蒸汽所放出的热量，温度升高，供入海水淡化装置的冷凝器中作为冷凝海水蒸发所得到的蒸汽(二次蒸汽)，温度得到进一步升高，一部分供入海水淡化装置的蒸发器中作为供水，另外一部分排出船舱外；供入蒸发器中的海水在蒸发器中受工作蒸汽(一次蒸汽)的加热，温度升高，达到饱和温度，开始蒸发，所得到蒸汽在装置中上升，经过分离器分离所带出的淡水，经过预热器将热量传给海水后，进入淡水箱中被储存；海水淡化置内未蒸发的海水浓度升高成为浓海水，排出船舱外。

2.1、模型的建立

　　海水淡化过程其实就是一个传热传质过程，根据质量守恒定律和能量守恒定律原理，建立如下的数学模型。

　　质量平衡方程为：

　　在这个装置中，能量平衡方程分为蒸发器能量平衡方程，冷凝器能量平衡方程和预热器能量平衡方程。

　　蒸发器能量平衡方程

　　式中：S 为海水中的含盐量(g/kg)；Sb、Sf 为浓海水和海水浓度(1×10- 6)；Qe 为蒸发器中换热量(kJ)；Ae 为蒸发器换热面积(m2)；Ue 为蒸发器换热系数(kJ/(m2·℃))；mf，mb，md 分别为海水上水量、浓盐水排放量和产水量(kg/s)。

　　适用范围：20℃＜T＜180℃；20000×10- 6＜Sb＜160000×10- 6冷凝器能量平衡方程为：