随着全球贸易日益频繁和大型远洋货轮运输能力逐年上升,货轮一次远洋航行所携带的淡水量往往满足不了使用要求。长期以来,造水机作为多数船舶主要的海水淡化装置,它利用热量品质较低的主机缸套水为热源,在低压环境下加热海水并使之沸腾,水蒸汽在冷凝器表面迅速凝结成液滴,经淡水泵抽取至淡水舱,作为全船生活及生产用水。但受多重因素的影响,造水机在使用一段时间后会出现淡水产量以及系统热效率下降的问题,造成主机余热利用不充分,船员和锅炉用水紧缺等问题。本文以设计日产量30吨淡水的管壳式造水机组为研究对象,针对造水机组造水量以及系统热效率下降的问题,开展蒸发器沸腾传热和冷凝器膜状凝结热力过程理论分析。运用两层圆壁筒传热模型,研究了污垢层厚度增加与换热管热流量变化的规律,随着厚度增加导热热流量随之减小,但在污垢层形成阶段导热热流量的改变速率最为明显。针对水喷射器工作特性,分析混合室与喷嘴截面比以及背压变化对造水机组真空度的影响,得出了截面比增大系统真空度下降,以及背压升高喷射系数下降的结论。根据不凝性气体对凝结换热系数的影响,研究并阐述了系统渗漏和气体析出是机体内不凝性气体的两个主要来源。根据系统实际运行状况,分析了缸套水热负荷、海水补水液位、冷凝器换热管状况以及汽液分离器状况对造水机盐度的影响,随着含盐液滴上升,汽液分离高度不足,含盐海水混入以及汽液分离不充分是造成造水机盐度偏高的主要原因。针对造水机组造水量和系统热效率下降的影响因素,提出了具体的改造方案及节能优化措施。从蒸发器延缓结垢方法及除垢工艺优化,水喷射器及离心泵改造,造水机内覆涂层修理,蒸发器结构优化等方面,解决造水机组在传热过程、真空系统和流动特性等方面存在的问题与不足,并通过试验数据对比论证改造及优化方案的可行性,优化后的系统造水量提升50%,系统热效率提升21.4%,为同类型造水机组修理提供技术参考和经验。