反渗透(SWRO)海水淡化高压泵的选型方法

反渗透海水淡化高压多级离心泵为新型轴向吸入节段式多级泵.为了提高其效率以及转子系统的稳定性,利用ansys有限元分析软件,对不同级数的海水淡化多级泵转子-轴承系统进行了模态分析,计算了转子系统的临界速度,研究了临界转速与级数的关系以及对数衰减率与级数的关系,并结合多级泵效率与级数的关系,讨论了海水淡化高压泵级数的最优选择.综合转子系统的稳定性和效率两方面因素,海水淡化用高压多级泵选用6级较为合适.可为设计过程中对参数的合理选择提供一些参考依据.

结合反渗透海水淡化高压泵的能耗状况,合理选择了万吨级反渗透海水淡化高压泵的泵型,提出了一种轴向吸入节段式高压多级泵的新型结构型式.在已有高效水力模型的基础上,对影响效率的几个关键水力尺寸进行不同的优化组合,设计了6种叶轮模型和2种导叶模型,组合成6组水力模型.应用cfd方法对6组水力模型进行了性能预测,挑选出2组效率高(预测)的水力模型制作成2台单级模型泵进行试验研究.2组水力模型试验表明,泵的流量、扬程满足高压泵的要求,其中最优模型的效率达到了79.72%.

结合反渗透海水淡化高压泵的能耗状况,合理选择了万吨级反渗透海水淡化高压泵的泵型,提出了一种轴向吸入节段式高压多级泵的新型结构型式.在已有高效水力模型的基础上,对影响效率的几个关键水力尺寸进行不同的优化组合,设计了6种叶轮模型和2种导叶模型,组合成6组水力模型.应用cfd方法对6组水力模型进行了性能预测,挑选出2组效率高(预测)的水力模型制作成2台单级模型泵进行试验研究.2组水力模型试验表明,泵的流量、扬程满足高压泵的要求,其中最优模型的效率达到了79.72%.

针对提升泵存在轴头力过大的问题,采用调整口环直径、前盖板加装辅助叶片、降低转速等方法进行轴向力平衡,对于2500t/d反渗透海水淡化的提升泵,通过降低转速增加叶轮尺寸的方法来平衡轴向力使结构更趋合理.结合反渗透海水淡化的工艺流程,提出提升泵性能参数的确定方法.鉴于提升泵入口高压的运行环境,选择单级悬臂、双蜗壳、三推力轴承组合结构形式,采用较粗的轴径和较小的悬臂比,提高系统的稳定性.应用新型的上游泵送机械密封,通过100h的运转试验,在较高的压力环境下运行,仍能保持良好的密封性能,且断面无接触,磨损量小,解决了高压环境下轴封反复失效的问题.

高压泵是反渗透工艺的动力驱动设备,其选型和配件对设备价格成本影响较大。结合工况需求,优化选择对一级高压泵选择普通电机,二级高压泵选择变频电机;配件采用标配,使得高压泵设备采购成本降低20-30%,运行4年设备运行稳定。

针对海水淡化高压多级泵产生较大轴向力的平衡问题,利用vb6.0编写海水淡化高压多级泵轴向力平衡机构的计算程序,设计了平衡盘与平衡鼓相结合的轴向力平衡机构.设计中使平衡盘具有较高的灵敏度,通过计算软件研究平衡盘外径与平衡鼓受力比的关系,最终确定平衡鼓受力比为70%,平衡盘灵敏度k的范围为0.23~0.28,由此确定了平衡机构各个部件的尺寸.为了避免平衡盘端面接触摩擦,在计算程序中研究了间隙b2与平衡力波动的关系,并且比较了计算程序所得泄露率与试验的结果,误差仅为5.11%.结果表明:海水淡化高压多级泵的平衡机构,有效解决了较大的轴向力平衡问题,试验所得泄漏量仅为流量的2.6%,远低于一般多级泵平衡机构的泄漏量.

针对反渗透海水淡化提升泵效率的问题,在已有水力模型基础上,设计出3种水力模型方案。运用fluent软件,采用多参考坐标系,基于雷诺时均的n-s方程和标准k–ε湍流模型,对3种水力模型的内部流场进行数值模拟与性能预测;基于预测的结果,选取一组性能符合要求,效率最高的模型方案制作成模型泵,并进行试验研究。性能预测和模型试验结果表明:预测值与试验值总体吻合较好,其中预测扬程与试验扬程在设计工况点比较接近,偏离设计工况点存在一定误差;通过理论计算优选后得到的水力模型实际泵效率为81.3%,达到了海水淡化泵的效率要求。

为了降低反渗透海水淡化高压泵投资成本和能耗,对高压泵的结构特点进行了分析,提出1种两端水润滑轴承支撑、轴向吸入节段式多级泵新型结构,通过数值模拟和实验研究提高泵水力模型效率;结合多级泵效率与级数以及可靠性与级数的关系,优选了高压泵的级数;通过轴向力及轴向力平衡的研究,优化设计出泄漏量较小、灵敏度高、恢复力合适的平衡装置;开发出的高压泵产品效率达到83.07%,体积流量220m3/h,扬程620m。并成功应用于年产万吨级海水淡化示范工程。

反渗透海水淡化水具有洁净、纯度高和供给稳定的特点,可缓解淡水资源匮乏的问题。文章介绍海湾国家、美国和中国反渗透海水淡化水市政应用现状以及一些典型案例,在此基础上,提出政策扶持和企业协调并重、推进装备核心部件和关键技术国产化以及建立健全相关标准和加强监管等建议,以期促进我国反渗透海水淡化水的大规模市政应用。

本文主要分析目前国内外反渗透海水淡化系统中所使用的高压离心泵的型式、结构、特点以及应用场合。

一、应用背景膜法反渗透海水淡化高压泵是反渗透海水淡化工程中的关键设备,目前主要依赖进口。要实现海水淡化的产业化,其关键设备的国产化是急需解决的问题。实现反渗透海水淡化高压泵的国产化,可达到提高反渗透海水淡化工程性能、降低造价和节约能耗的目标。合肥华升泵阀有限责任公司一直致力于进口泵设备国产化技术的消化吸收和再创新。

反渗透海水淡化作为一项新型技术,正在得到越来越多的重视。文章结合工程实际,着重介绍海水淡化系统原理,从应用和研究等方面进行积极探索,对反渗透海水淡化系统有一定的指导意义。

介绍了低压给水泵在海水淡化反渗透法中的作用及运行方式,对目前典型变频器配置的低压给水泵启动运行进行了分析,根据低压水泵在系统中的作用提出了改进,做了改进后的启动和运行试验。试验结果表明:这一改进措施能够保证反渗透系统运行的可靠性,使低压给水泵在反渗透系统启动运行切换过程中运行平稳。并减少投资成本,减化程序控制,为实际应用提供了参考。

设计经验 反渗透海水淡化的预处理工艺选择 姚吉伦,　胡海修,　吴　恬,　丁昭霞 (后勤工程学院水暖教研室,重庆400041) 　　摘　要:　针对不同的海水水质、使用方式、处理规模等因素,介绍了6种不同的预处理工艺流 程,并对其进行了综合比较。 　　关键词:　海水淡化;　反渗透;　预处理工艺 中图分类号:tu991.64　　文献标识码:c　　文章编号:1000-4602(2001)08-0034-02 　　反渗透海水淡化工艺由于设备投资省、能量消 耗低、建设周期短等诸多优点[1],近年来发展迅速, 工程应用也较多,正日益成为海水淡化的主导技术。 反渗透海水淡化技术的关键是反渗透膜,虽然膜及 组件的生产已相当成熟,膜的脱盐率>99.3%[2],但 膜的平均使用寿命只有5年,这是

领先流体过滤与分离技术解决方案服务商 天津反渗透工业化海水淡化 技术方案 2019年11月5日 领先流体过滤与分离技术解决方案服务商 天津反渗透工业化海水淡化 海水承载着水资源战略储备和补给的重担。海水淡化，即为了提供饮 用水和农业用水，利用海水脱盐生产淡水，增加淡水总量，且不受时空和 气候影响，水质好、价格渐趋合理，保证沿海居民饮用水和工业锅炉补水 等稳定供水。 天津反渗透工业化海水淡化优势 1.适用水质范围广，可以适用于tds在15000mg/l-43000mg/l范围的 海水。 2.反渗透系统实行自动控制，一键启停。对系统水质、温度、流量等 相关模拟量参数实时显示，当出现异常情况时自动报警，并启动保护措施。 3.根据客户进水水质条件量身定制标准化方案，采用多种组合工艺， 确保系统产水水质稳定，保证客户用水需求。 4.系统选用能量回收装置，可以回收35%-95%的浓水端能量

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针对反渗透海水淡化提升泵的入口压力高,存在较大的轴头力的情况,通过分析提升泵中轴向力与径向力产生的原因,提出了针对不同规模的反渗透海水淡化用提升泵轴向力的平衡方法。对于2500t/d反渗透海水淡化的提升泵,采用调整叶轮口环直径,叶轮前盖板加副叶片的方法可以增加前后盖板的作用力以平衡轴向力,而通过降低转速增加叶轮尺寸的方法来平衡轴向力则可使结构更趋合理;采用双蜗壳结构平衡径向力。通过轴承寿命的计算得出其寿命均大于25000h,从理论上证明了该方法的可行性。

我厂于2002年建成投产,除盐水制水系统采用先进的两级反渗透加edi电除盐系统,系统在运行中存在反渗透高压泵运行节流现象造成电量浪费,为了节约用电,电气检修人员对高压泵系统加装变频改造。

介绍了反渗透海水淡化技术和高压增压泵的设计、选材和应用情况。解决了在进口高压下轴向力和密封问题。结果表明该泵国产化成功,是国内在反渗透海水淡化高压增压泵设计研发领域的进步。

超滤用于高浊度海水淡化反渗透预处理的现场试验 作者：张敬东，刘炎伟，罗发奎，曾惠明，刘芬芬，周江华，周媛，叶春松，zhang jingdong，liuyanwei，luofakui，zenghuiming，liufenfen，zhoujianghua， zhouyuan，yechunsong 作者单位：张敬东,刘炎伟,罗发奎,刘芬芬,周江华,周媛,zhangjingdong,liuyanwei,luofakui,liu fenfen,zhoujianghua,zhouyuan(武汉大学资源与环境科学学院环境工程系,湖北,武汉 ,430079)，曾惠明,zenghuiming(武汉大学资源与环境科学学院环境工程系,湖北,武汉 ,430079;武汉大学动力与机械学院水质科学系,湖北,武汉,430072)，叶春松,ye

为提高反渗透海水淡化高压泵轴向力计算的准确性,应用cfd技术对模型泵内部的流动进行数值模拟,得到不同流量下前后泵腔的静压分布。并对模型泵样机进行试验研究,实测出不同流量下前后泵腔在不同半径处的静压值。应用多项式拟合分别绘制出两种方法下的压力分布曲线,对盖板进行面积分,计算轴向力大小。与通过试验数据计算出的结果相比,数值模拟计算出来的轴向力相对误差在9%以内,而经验公式计算的轴向力相对误差为14%,采用数值模拟方法计算轴向力具有更高的精度,对多级离心泵轴向力平衡的研究具有指导意义。

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