零下50度（-50°C）极寒海域的新风进风口的除盐雾及防结冰解决方案：船用除雾器之双进风电加热除雾器！

一、什么是除雾器？

除雾器又名除盐雾滤器、除雾百叶窗、除雾除湿器等，英文名称Mist Eliminator、Droplet Separator，是一种简单而且高效的去除海上盐雾和湿气的过滤装置。

除雾器的分离原理：离心惯性分离

显然，除盐雾的基本原理容易理解，盐雾颗粒经过弯曲的流道由于惯性会被倒钩状的叶片捕捉。但是，如何在各种天气、风负载量和水负载量的情况下，将这些要素加以适当的结合后发挥统一的功效，这是一个挑战。达到最佳功效，需要对冷凝过程和流体力学的整体理解，包括：水滴、雪和冰粒是如何自然形成的，他们的性质是如何随体积大小产生变化的。随着流速、冲击角度和携带量的不断变化，各种各样的微粒揭示出的动力学性质也不一样。

总的来说，对于一个除雾器的设计，有几个基本条件构成了有效除盐雾的基础：

• 颗粒越小，除雾器之内的叶片间距越窄；

• 水负载量越高，则需要更多的分离空间；

• 为了有效地清楚富含盐分的微粒，不仅需要过滤器，也需要聚结器部件；

当然，通风口细节的定型也取决于设备与周边构造的关系，显著的天气条件，物理位置，流量需求，以及微粒尺寸的分布，而这些因素在不同情况下差异也比较大。

各种微粒的尺寸如下：

盐雾颗粒 ＞0.1μm

海浪 ＞10μm

雾 ＞10μm

落雾 ＞30μm

雨水 ＞500μm

暴雨 ＞5000μm

雪和冰雹 ＞1 mm

除雾器的过滤效率曲线

二、为什么要使用除雾器？

传统的方法如天窗、通风机和鹅颈通风等，对于限制潮湿的空气进入船舱的效果非常有限或者毫无效果，而未经处理的盐雾和湿气进入船舱之后会造成设备的腐蚀、滤网的潮湿及发霉。

被盐雾腐蚀的不锈钢316L的双壁管风机

使用除雾器可以带来如下长期收益：

• 延长滤网使用寿命

• 减小风机压降，提高能源使用效率

• 减小通风系统和船舶设备的腐蚀

• 抑制发霉和细菌生长，消除异味和侵蚀

• 降低维护成本和延长维护周期

• 为乘客、船员、船舱内的设备、货物空间以及精密仪器设备提供更好的空气环境

三、除雾器的常见的组合形式有哪些？

关于更多的除雾器及百叶窗的N+1种组合形式，请

四、什么是电加热除雾器？

电加热除雾器，又叫电伴热除雾器，是在寒冷地区航行的船舶（如南极磷虾船、极地探险邮轮、极地凝析油轮、极地运输船等）使用的一种除盐雾装置。离岸平台及船舶的通风系统需要抵抗海上和陆地的最恶劣的工作环境，当温度接近或低于零摄氏度的时候，通风系统需要有特别的保护，因为此时结冰的风险很高，需要加热设备和控制单元，除雾器才能有效的进行工作，才能有效地清除雪、冰雹和悬浮的雪粒，而且温度越低，雪量越大，需要的加热量越大。热源可以是热水，蒸汽或者热油，而使用最多的热源是使用电伴热带。

极地探险油轮

南极磷虾船

常见的极地船舶通风系统的设计最低温度为零下20度到零下30度（-20~-30°C），如果空气中的湿度比较高，或者下雪量比较大，通风系统的进气口会发生结冰的情况，随着时间的推移，结冰越来越厚，通风面积减小，通风阻力增加，风速也会上升，会导致短时间内就会堵住进风口。对于发动机舱进风及空调间进风等关键区域，一旦进风量减少或者被堵住，影响会很严重，因为效率是发动机在紧要关头保持运转的一个必要条件。为了达到防结冰的效果，需要在除雾器的叶片内穿入电加热电缆，通过电加热产生的热量确保除雾器叶片的表面温度始终高于零度，防止叶片结冰，保证持续进风，而加热电缆的型号和嵌入的电缆长度需要根据环境温度等因素进行加热量计算来选择。对于电伴热的类型，通常会优先考虑选用自限温电伴热，加热量随着温度的降低而增加。（防结冰模式）

电加热除雾器

电加热电缆

电加热除雾器

五、零下50度（-50°C）的除盐雾及防结冰的解决方案是什么样的？

极地凝析油轮

核动力破冰船

低于零下40度的时候（如-50°C），通风系统需要进行特殊的设计。因为温度太低，一旦下雪量大，防结冰模式需要的加热量迅速增加，但是在有限的面积内要达到这个加热功率是不可能实现的，或者所付出的成本太高，代价太大，这时候就需要采用双进风设计，即融冰模式，把进风分为2个进风口，一个正常使用，另外一个关闭处于融冰状态。关闭的进风口因为没有风经过，通过电加热对除雾器叶片进行加热，让叶片上的冰层迅速融化，能保证叶片的融冰效果，也节省了电加热的功率，当融冰完成之后，或者另外一个进风口堵住之后，打开已经融冰完成的进风口，进行通风，关闭另外一个进风口，进行融冰，如此循环开闭，实现可持续进风，保证船舶所需进风的正常运行（融冰模式）。与防结冰模式相比，融冰模式所需要的电加热量更小，因为融冰是在关闭的情况下进行的，而防结冰是在持续进风的情况下进行的，持续进风会产生源源不断的冷量，但是融冰需要增加开闭所需要的关断风闸及控制模块。当然，如果经常出现下雪量大的情况，也可以在进风口增加一个防雪罩，通过防雪罩先除去一部分雪量，再通过防结冰模式或者融冰模式来保证进风的可持续。

零下50度的电加热除雾器

经典组合：关断风闸+G4过滤器+电加热除雾器

零下50度的电加热百叶窗

零下50度的解决方案在第三方实验室的测试

零下50度的解决方案的控制单元

零下50度的解决方案的实船照片

关于电加热除雾器及双进风电加热除雾器的常见问题解答：

1、常用的电伴热电缆的类型有哪些？

恒功率电伴热及自限温电伴热。

2、电加热除雾器的设计需要考虑防爆么？

需要，燃料准备间、加注站、油漆间、H2、C2H2、蓄电池间、油泵舱、液化装置室等房间，以及可能产生易燃易爆气体或者可燃液体的房间，需要考虑防爆设计。

3、除雾器气流和压降参数是什么样的？

压降参数根据叶片的间距/过滤器/流速的不同而不同。

4、除雾器的叶片间距如何设计？

叶片间距可以选用28mm，30mm，32mm等，不同的间距需要通过计算模拟试验等方法来确保除雾器的融冰效果。

5、除雾器叶片的间距和叶片的形状设计有关系么？

叶片间距不一样，叶片的形状设计也会不同，需要根据CFD进行性能模拟及根据实物测试进行性能验证。

6、除雾器的叶片厚度如何设计？

常规设计建议选用0.5mm，如果需要1mm或者其他厚度也可以。

7、电加热除雾器安装在室内舱壁上和安装在室外舱壁上有什么区别么？

有区别，安装在室外舱壁上电加热除雾器需要耐受的温度更低，同时也会直接接触外面的雨雪冰等。安装在外面的执行器需要满足室外最低温度如-50°C的要求，配备单独的空间加热器，壳体材质需要不锈钢，防护等级IP66；安装在里面的执行器只需要满足-40°C的要求，不需要单独的加热器，壳体材质可以不用不锈钢316L的。

8、如何确定电加热除雾器的加热功率？

需要根据设计最低温度及融冰量等因素进行计算。

9、安装2级及以上的过滤器的时候，安装顺序是怎么样的？

从进风侧看，建议依次安装电加热除雾器+过滤器+关断风阀，这样关断风闸受到电加热除雾器及过滤器的双重保护，不容易结冰，同时要避免把防虫网或者过滤网安装在最外侧，容易结冰堵塞。

10、关断风闸和电加热除雾器材质不同会有影响吗？

有，如不锈钢304和不锈钢316虽然都是奥氏体不锈钢，但是316含钼2~3%导致其腐蚀电位更正，与电位较负的304接触，并在电解质如盐雾中连通时，304作为阳极会加速腐蚀，316作为阴极受到保护。

11、过滤器从侧面更换和从前后更换有什么区别？

从侧面更换，过滤器需要做得更厚。

12、如何确保过滤器可以在5m/s的情况下满足G4的过滤等级？

选用金属材质的过滤器，或者增加过滤器的表面积（褶皱设计）可以增加过滤器的风速范围，也可以通过V型设计及加强筋设计来实现。

13、融冰对关断风闸的密封性能有要求么？

关断风闸密封性能越好，融冰所需要的电加热功率越低。建议采用对开式的关断风阀而不是关断百叶窗来切断气流。

14、关断风阀需要满足风雨密要求吗 ？

需要满足风雨密要求，可以提供船级社的检验证书。

15、关断风阀的密封材料选用EPDM可以满足-50°C的使用要求吗？

不能，关断风闸的叶片之间的密封需要采用特殊的形状，不能用EPDM材料，需要采用硅胶材质或者金属密封。EPDM只能满足-40°C的使用环境。

16、电加热除雾器集水盘需要进行特殊设计吗？

为了更好的排水，建议集水盘采用一定的坡度设计。

17、排水口的间距如何设计？

排水口的间距建议按照600mm来设计。

18、如何确保排水管连接的管路不结冰？

需要缠绕电伴热来防止结冰。

19、对于尺寸较大的电加热除雾器，如2200x2300 mm,制作及安装有什么要求？

制作的时候需要保证结构强度，在中间增加隔板来支撑叶片；在安装的时候，建议在底部或者顶部增加支撑或者吊钩，确保安装之后长期稳定运行。

20、关断风闸需要满足Class 3的密性要求和SIL 2的证书要求么？

满足class 3和SIL 2的关断风闸的性能更好。

21、电加热电缆如何更换？

铝合金材质的电加热除雾器，其加热电缆在进风侧表面，可以更换；不锈钢材质的电加热除雾器，其电加热电缆嵌入在除雾器叶片中间，只能整体更换，当然也不容易被损坏到。

22、如何确保密封垫片在高温如+45°C及在低温-50°C的情况下都能满足使用强度/耐磨性及柔韧性等性能？

常规的橡胶密封材料等没法同时满足高温及低温下的性能，选用金属密封垫片可以满足要求。

23、电加热除雾器各个零部件的材料的选择有什么考虑吗？

防腐蚀/防火/耐低温等都需要考虑，包括过滤器及垫片等也都需要满足-50°C的要求。

24、除雾器的最大尺寸是多少？

最大尺寸4000x4000 mm.

25、需要额外的防盐措施吗？

如需要，请提供具体的过滤指标。

26、如何考虑水负载量及下雪负载量？

根据应用领域及环境温度的不同，进风口表面的水负载量和下雪量可以千差万别，从几公升/平方米/小时到几百公升/平方米/小时不等。

27、对于通风口来说，预计最严峻的状况是什么样的？

它需要抵御雨、暴雨、海浪、飞沫、雪、冰、盐雾、灰尘的微粒等，受风向和动态风速的影响，需要抵御波浪的冲击，在最恶劣的状况下建议采用2级及以上的过滤器（过滤器+除雾器等）以确保高效除湿。处于风向经常猛烈转变的天气状况下，建议使用装有更多螺旋面的特殊设计构造。

关于零下50度（-50°C）极寒海域的新风进风口的除盐雾及防结冰解决方案的更多介绍：

满足class 3要求的关断风阀

过滤器（-50°C）

零下50°C电加热除雾器

格栅+关断风阀+除雾器组合

铝合金除雾器叶片的形状1（加热电缆不可更换，或者只能整体更换）

铝合金除雾器叶片的形状2（可以更换加热电缆）

关断风阀的冲水试验证书-DNV

关断风阀的叶片及壳体密封性能测试（EN1751标准）：

测试工具：

测试的标准：

测试装置：

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我们的目标：为那些坚持使用最好保护和最低维护费用的船舶建造者/设计者/使用者提供最合适的除湿气除盐雾的方案。无论您的需求如何，我们可以提供给您从中等到最高保护等级的全系列除雾器。

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