反渗透海水淡化高压泵的优化选择_叶晓琰

高压泵是反渗透海水淡化中的关键设备[1]，在反渗透膜选定的情况下，反渗透海水淡化系统的能耗指标主要取决于高压泵、提升泵和能量回收装置的能耗指标[2-4]。目前，我国反渗透海水淡化产业刚刚起步，主要是摸索具有自主知识产权的反渗透工艺和关键的膜技术，所用高压泵主要依赖进口，国内目前没有适用于反渗透海水淡化的高压泵。在反渗透海水淡化装置中，电费占造水成本的1/2～2/3，设备投资占造水成本的1/4左右，高压泵是主要耗能设备，其电耗约占系统运行费用的35%，是影响产品水成本的主要因素之一[5]。到2010年，我国海水淡化能力达到80～100万m3·d-1，将有大量的高压泵要投入使用，如全部使用进口泵将使投资费用过高。国内的往复式柱塞泵、多级离心泵制造技术已经十分成熟，并被成功地用于油田注水、高压锅炉给水等行业，但这些产品不能直接应用于反渗透海水淡化工程，同时还存在效率不高、机型不经济等问题。为此，通过对不同类型泵的特性分析，合理选择不同规模下反渗透海水淡化用高压泵泵型，并结合对单机日产2500、5000吨能力的反渗透海水淡化装置的技术经济分析，找出最合适的高压泵泵型，进行提高效率的研究，这对逐步实现反渗透海水淡化关键设备的国产化和降低能耗，加速海水淡化的广泛应用及产业化进程，有着十分重要的意义。1国内外发展现状与趋势国外生产反渗透海水淡化用泵的厂商和泵参数见表1。国外用于反渗透海水淡化工程的高压泵主要是往复式柱塞泵和多级离心泵。国外引进设备在前期已投入运行的工程中，出现过一些问题，前期投运的三个海水淡化工程有两个使用了从美国Sundyne或Ingersoll公司引进的高速离心泵作高压泵，另外一个使用了美国Aplex公司的两台RO-261三柱塞泵作高压泵[6]。嵊山镇的海水淡化用高压泵曾发生抱轴现象而被更换，长海县的从美国Aplex公司引进的高压泵，由于两台并联，运反渗透海水淡化高压泵的优化选择叶晓琰，许国乐，胡敬宁（江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江212013）摘要:针对反渗透海水淡化高压泵的能耗状况,通过对不同类型泵的特性分析,合理选择不同规模下反渗透海水淡化用高压泵泵型,给出了提高中小规模反渗透海水淡化用高压泵效率、降低能耗的设计选型方法,为提高反渗透海水淡化高压泵效率、降低能耗提供了理论指导。关键词:反渗透海水淡化;高压泵;效率;能耗中图分类号:P747.5;TH322文献标识码:B文章编号:1000-3770(2008)09-079-03收稿日期：2008-07-17基金项目：国家科技支撑计划（2006BAB03A02）；江苏省高技术研究项目（BG2006024）作者简介：叶晓琰（1963-），女，高级工程师，硕士生导师，主要从事工业泵现代设计方法研究联系电话：13956025610；E-mail：yexiaoyan@ujs.edu.cn。表1国外厂商和高压泵参数Table1Somehighpressurepumpmanufacturesandpumpsparameters公司AplexUnionPumpCatPumpsDPPumpsAftonPumpsKSBSulzer三柱塞泵T600-7五柱塞泵Q7600L柱塞泵RO-多级离心泵三柱塞泵152R100高压增压组合泵BME,BMET多级离心泵多级离心泵多级离心泵多级离心泵236139149≤230059≤95≤90≤272226430泵种类型号流量/m3·h-16.379.4418.66.896.4≤800≤700≤400≤2743620压力/MPa扬程/mWheatleyGasoGrounfos第34卷第9期2008年9月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.34No.9Sep.,200879DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2008.09.023转噪音高达105dB，超过了我国的往复泵的噪音标准(95dB)，且在运转过程中发生高压泵的弹簧断裂导致设备停机，由于没有备品备件供应，在大连加工了同等的弹簧才解决了问题。由于高压泵噪声超标，后期还进行了隔声降噪处理。沧州的苦成水淡化和山东荣成市石岛使用的都是丹麦Grund-fos公司的高压增压组合泵，从Grundfos泵的技术参数来看，流量偏小，以山东荣成反渗透海水淡化工程为例[7]，在一期日产5000吨的机组中，需要配备4台并联的高压泵。从高压泵的选型来看，目前，国内中小规模的反渗透海水淡化工程多用美国的CatPumps、AplexIndustriesInc等公司的往复泵，这种泵大都是由高压清洗机型高压泵改造而来，价格昂贵,有的小泵泵速高达500～600r·min-1，所以会出现上述的噪声超标现象。大中规模的反渗透海水淡化工程多用Grundfos公司的高压增压组