海水淡化PX能量回收装置维护说明书

PX-260能量回收装置

一、PX能量回收装置介绍

海水淡化反渗透系统中能量回收装置选用EnergyRecovery,Inc.（ERI）公司生产的PX-260型能量回收装置

1、设计原理

每台PX装置都要经过效率、噪声级别、工作压力和流量的测试。每台装置的测试记录都予以保存，并可根据其序列号查询。PX产品采用装配合适的聚苯乙烯泡沫包装以保护装置在运输时免受损伤。PX产品已用稀释的除菌剂溶液进行了清洗，以防止在装箱和存放期间的细菌孽生。PX产品在存放或工作的环境温度不得低于33℉[1℃]，且不得高于120℉[49℃]。

PX能量回收装置将高压浓盐水水流的压力传递给低压新鲜海水水流，这两股水流在转子的内通道中直接接触，从而完成压力交换。转子装在一个间隙尺寸精确的陶瓷套中，该陶瓷套位于两个陶瓷端盖之间。当高压水注入时，可形成一个几乎无摩擦的水力轴承。在水力轴承里旋转的转子是PX装置中唯一的运动部件。

在任意时刻，转子内通道的一半处于高压水流中，而另一半则处于低压水流中。转子转动时，通道会通过一个将高压和低压隔离的密封区。这些含有高压水的通道与相邻的含有低压水的通道被转子通道间的隔断和

陶瓷端盖形成的密封区隔离。

PX能量回收装置的陶瓷部件示意图如下图所示。由海水供水泵供应的海水流进低压区左侧的通道，该水流将浓盐水从通道的右侧排出。在转子转过密封区后，高压盐水从右侧流入通道，给海水增加压力，受压后的海水然后再流入循环泵。转子每旋转一圈，这个压力交换过程就在每个通道内重复，从而不断有水流注入和排出。转子公称转速为l,200rpm，即转子每秒钟转20转。

2、SWRO系统中的能量回收装置

PX能量回收装置从根本上改变了SWRO系统的工艺流程。图4.2显示PX 能量回收装置在SWRO系统中的典型流程。来自SWRO系统的浓盐水[G]通过PX装置，其压力直接传递给进入的新鲜海水，效率高达98%。与浓盐水的压力和流量接近的加压海水流[D]

进入循环泵。循环泵采用变频控制，通过改变电机的频率来调整高压循环管路[E-G-D]的流量。被循环泵完全加压的海水与高压泵出水混合，进入反渗透膜。

从图4.2可以看到，在装有PX能量回收装置的反渗透系统中，来自膜堆的浓盐水流向膜堆进水。转子在高压水流和低压水流之间旋转，用新鲜海水取代浓盐水，同时排出浓盐水。水流推动转子自由旋转，转子转速与水流量成比例，同时需要少量高压水流作为润滑流量。用户可以通过并联多个PX装置来达到所需的系统出力。

PX装置和高压泵出口止回阀密封RO工艺中的高压部分。在RO运行时，高压泵出水流[C]进入高压循环回路[D-E-G],这部分水除少量在转子缝隙内作为转子润滑流量外，其它绝大部分作为系统产水流量。典型的润滑流量大约为高压泵出水总量的0.5%。可以通过高压泵出水量[C]减去产水量[F]获得。在膜系统中，系统驱动力和润滑流量由高压泵提供。采用PX-220的SWRO系统的流量及压力示例见以下表4.l，可同时可参考图4.2。在安装了PX能量回收装置的SWRO系统中，高压泵的流量等于产水流量加上少量的润滑流量，而非SWRO的总进水流量。因此，PX

能量回收技术大大降低了通过高压泵的流量。这一点之所以重要，是因为高压泵流量的降低意味着更低的投资和运行成本。在采用PX能量回收装置、具有40％回收效率的典型SWRO系统中，高压泵提供41％的工作能量，循环泵提供2%，而PX装置则提供其余的57％。由于PX能量回收装置不使用外部动力，总的能量消耗比没有能量回收装置的系统节约了57％。

在装有PX能量回收装置的反渗透系统中，在低的回收率下，系统同样能高效运行。因为在PX装置供给膜的水量中，绝大部分能量是PX装置回收浓盐水的能量，仅需循环泵补充极少能量。降低系统回收率的一个显著优点是可以在较低的操作压力下获得同样的系统产水量。在全面总结使用PX装置的SWRO工厂中，系统回收率在35-45%之间，可以使SWRO能耗最低。不在此回收率范围内，对于同样的产水量，SWRO将消耗更多能量。低的回收率将使给水和预处理系统消耗额外能量；高的回收率，为

克服高的渗透压，将使高压泵消耗额外能量。图4.3显示SWRO系统中，回收率与能量消耗的关系。

操作人员能通过改变回收率来优化RO系统性能，以补偿原水变化带来的影响。在装有PX能量回收装置的反渗透系统中，改变回收率相当容易，变频循环泵能调整PX装置、循环泵和膜组中高压水流量，以确保进出PX装置的水流量平衡。只要到PX装置的流量和压力在相应的范围内，压力传递效率和混合的改变都很小。

3、PX能量回收装置性能

PX装置没有外部的直接控制。转子转速和水流量成比例，因此，进入PX 能量回收装置的流量、压力和水质必须被监测和控制。

SWRO系统中的PX能量回收装置可以视为采用两条平行管道，一条用于通过PX装置的高压水流，另一条用于通过低压水流。如图4.2所示，高压水流循环通路为反渗透膜组、PX装置或PX装置组列、循环泵和返回反渗透膜组［E→G→D→E］，其流量由一个配备变频器的循环泵控制；低压水流从海水供水泵处流经PX装置或PX装置组列，至PX装置出口[B→H]，此低压水流由供水泵和一个位于PX装置或PX装置组列的浓盐水排放口［H］的控制阀控制。由于高压水流和低压水流是相互独立的，SWRO工厂的设计已考虑到对这两种水流分别进行监测和控制。

二、安全性

PX能量回收装置是一种典型的在高压条件下运行的旋转工业设备。因此，

操作及维护人员必须具有审慎和正确安全的作业方法，以预防人员伤害和避免损害设备和周围环境。本规程并不能减除操作维护人员进行正常判断和维护产品及部件工作中的责任。安全负责人员必须根据对本地工业危害的全面分析，制定安全程序。正确的安装、故障设备的维护和过压保护、过流保护设备必须是该程序中至关重要的部分。通常情况下，所有人员必须服从所有与高压设备及工艺有关的基本规定。不符合表

6.1中的条件为不安全的工作条件，并可能导致PX装置的损坏。

三、安装

65系列PX能量回收装置可在水平、垂直或以任何方向进行安装和工作。每个装置都有4个标识:HPIN（高压入口）、HPOUT（高压出口）、LPIN（低压入口）和LPOUT（低压出口）的接头。

HPIN：是高压浓盐水的进口。

HPOUT：是高压海水的出口。

LPIN：是低压海水的进口。

LPOUT：是低压浓盐水的出口。

PX能量回收装置的外部管件采用CN3MN或同等超级双相不锈钢制造。外壳为增强玻璃钢。管路布置、管道支撑和外壳支撑需使所有管件承受的外部应力降到最低。需使用保护衬垫来安装和固定外壳，以降低抱箍对外壳的摩擦，也可使用校正垫片。管件和PX装置之间的连接应使用挠性