反渗透海水淡化用提升泵的设计

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海水淡化系统设计方案

海水淡化系统设计方案

海水淡化系统的设计方案根据初步设想,设计了以水压泵和油压泵两种工作方案。

通过查找相关资料,找到了陶氏反渗透膜的一些型号以及参数,如下所示:反渗透膜:工作压力800psi=×800÷=1200 psi=×1200÷="由于只是进行模型的验证,所以打算选取压力较低的进行试验,故假定工作压力。

从杨老师那了解了一些水压泵的基本信心以及工作参数,如下所示:水轮机 增速器 水压泵 反渗透膜 ·浓盐水高压淡水蓄能器从图中的曲线可知,当工作压力为时,的水压泵对应的输入转矩是约为5N·M,并假设工作时的转速是1500r/min。

由水压泵对应的计算公式方法:/可得要求水压泵的输入功率P=5*1500/9549≈,考虑到液压系统以及传动过程中的能量损失,水轮机的设计功率应至少为1KW。

根据一般水轮机的工作情况,可假设水轮机正常工作时的转速为50r/min,由此可知在水轮机与水压泵之间应加上增速器,增速比为1:30,由此可知水轮机的转矩应至少为150N·M。

○1尖速比λ=v wr =v nr 602π,故叶片转速n=r v πλ260=rv πλ30,其中v 为水流流速,r 为叶片半径。

根据尖速比λ与叶片匹配关系,确定λ为6,并假定工作使水流的流速是1m/s 。

则可以计算出叶片的直径r=1.15m ,由此可知叶片的直径至少为2.3m ,其大小不利于在水槽中进行模型试验。

○2根据风力机能量系数的分布规律,选定水轮机的能量系数为35%,水的密度为ρ=10003/m kg 。

由功率公式知P=P rated C D V 2)2(21πρ,故叶片直径r=2D =Prated C V P πρ32=,故叶片直径至少为,基本与○1中的计算结果相同。

(2)采用油压泵的初步设计方案。

(液压转换成水压的系统原理如下图所示:根据方案(1)中的设计,知反渗透膜的工作压力为。

高效能海水淡化高压泵的设计与制造

高效能海水淡化高压泵的设计与制造

高效能海水淡化高压泵的设计与制造海水淡化是解决世界水资源短缺问题的关键技术之一。

而高效能海水淡化高压泵作为海水淡化装置的核心组件,在实现高效能海水淡化过程中起到至关重要的作用。

本文将重点讨论高效能海水淡化高压泵的设计与制造。

1. 高效能海水淡化高压泵的工作原理高效能海水淡化高压泵主要通过机械或电动驱动装置,将海水压力提高到足够高的水平,以便海水通过逆渗透膜进行膜分离和淡化。

其工作原理可以分为以下几个步骤:1.1 海水进入泵体:通过进水管道将海水引入泵体,初始状态下泵体内无海水。

1.2 海水进入转子:通过进水阀门和转子旋转的叶片,将海水引入泵体的转子内部。

1.3 转子旋转:由于驱动装置的作用,转子开始旋转,通过离心力的作用将海水压力提高。

1.4 高压海水排出:在转子旋转的同时,通过排水阀门将高压海水排出泵体,供应给逆渗透设备进行淡化处理。

2. 高效能海水淡化高压泵的设计要点为了提高海水淡化过程的效率和能耗,高效能海水淡化高压泵的设计需要考虑以下几个重要要点:2.1 高效率传动系统:选择合适的驱动装置和传动方式,以确保转子的旋转平稳、高效,减少能量损耗。

2.2 高性能材料选择:由于海水中含有大量的盐分和腐蚀性物质,高效能海水淡化高压泵的构件和密封件需要选择耐腐蚀材料,如不锈钢、耐腐蚀涂层等。

2.3 智能控制系统:通过智能控制系统实时监测和调整泵的工作状态,优化泵的运行参数,提高海水淡化过程的效率和稳定性。

2.4 结构紧凑、维护方便:尽可能减少泵的体积和重量,方便安装和维护,提高设备的使用寿命和可靠性。

3. 高效能海水淡化高压泵的制造流程高效能海水淡化高压泵的制造过程需要经过以下几个主要步骤:3.1 设计和仿真:根据海水淡化设备的工作要求和性能参数,进行泵的设计和仿真。

通过计算和模拟,确定泵的结构、尺寸和工作参数。

3.2 材料和部件采购:根据设计要求,采购合适的材料和泵的各种部件,如叶轮、壳体、轴承等。

基于反渗透技术的海水淡化设施设计与优化

基于反渗透技术的海水淡化设施设计与优化

基于反渗透技术的海水淡化设施设计与优化海水淡化是解决全球淡水短缺问题的重要途径之一。

而基于反渗透技术的海水淡化设施设计与优化,可以有效提高淡化效率,并降低能源消耗。

本文将介绍海水淡化设施设计与优化的基本原理、技术要点和实施方法。

海水淡化设施的设计与优化主要涉及以下几个方面:膜组件选择与布置、预处理系统、压力能源回收、操作与控制策略以及废水处理等。

下面将分别进行介绍。

首先,膜组件选择与布置是影响海水淡化设施效率的关键因素。

反渗透膜和超滤膜是常用的膜组件。

根据海水水质情况和需求水质要求,可以选择不同的膜组件。

同时,合理的膜组件布置能够提高膜组件的利用率,减少系统阻力,提高淡化效率。

其次,预处理系统是海水淡化设施中不可或缺的环节。

预处理系统的主要目的是去除海水中的悬浮颗粒物、有机物和生物污染物等,以保护膜组件不受污染并延长使用寿命。

预处理系统通常包括沉淀池、过滤器、活性炭吸附器等。

对于预处理系统的优化,可以采用多级过滤、反洗等方法提高去除率。

第三,压力能源回收是提高海水淡化设施能源效率的重要手段。

反渗透过程中产生的高压浓水通常会被排放掉,而回收这部分能量可以用于提供部分需要的压力能源,从而降低设施的能源消耗。

压力能源回收技术通常包括压力交换、气体扩散、液体活塞等。

通过合理的压力能源回收系统设计与优化,可以显著减少能源消耗,提高系统经济性。

操作与控制策略是保证海水淡化设施稳定运行的关键。

合理的操作与控制策略包括膜组件清洗、膜组件代换、浓水排放控制、产水流量控制等。

通过定期的膜组件清洗和代换,可以保持膜组件的工作性能,提高系统的稳定性。

同时,合理的产水流量控制和浓水排放控制可以保持设施的稳定性和经济性。

最后,废水处理是海水淡化设施中一个重要的环节。

海水淡化过程中产生的浓水通常含有高浓度的盐分和污染物,如果直接排放会对周围环境造成不可逆的影响。

因此,废水处理系统的设计与优化是海水淡化设施运行的关键环节。

常见的废水处理方法包括盐类沉淀、中和处理和再生利用等。

海水淡化高压泵的能效评价与提升研究

海水淡化高压泵的能效评价与提升研究

海水淡化高压泵的能效评价与提升研究海水淡化是一种重要的技术手段,用于解决水资源短缺的问题。

而海水淡化中的高压泵作为关键设备,其能效评价与提升是一个具有重要意义的研究课题。

高压泵在海水淡化过程中起到了关键作用,它负责将海水推进反渗透膜的一侧,使海水通过膜的微孔,分离出淡水。

然而,高压泵的能效问题一直以来都是制约海水淡化技术发展的瓶颈之一。

高压泵在工作时需要克服水的阻力和逆渗透膜的阻力,才能将海水送入膜孔,使淡水通过,这就需要耗费大量能源。

因此,对海水淡化高压泵的能效评价和提升进行研究,可以一方面降低能源消耗,提高海水淡化的经济性,另一方面减少环境污染,促进可持续发展。

首先,进行海水淡化高压泵的能效评价是至关重要的。

只有了解高压泵的能效情况,才能针对性地进行提升措施的研究。

能效评价应包括高压泵的能耗和能量利用率等指标的测量和计算,并与国际标准进行对比。

通过对比分析,可以找出高压泵能效较低的原因并加以改进。

其次,提升海水淡化高压泵的能效需要从多个角度入手。

首先,在高压泵的设计和制造方面,可以采用先进的材料和工艺,提高泵的效率和可靠性。

减小泵的内部阻力和摩擦,减少能量的损失。

其次,通过对泵的控制系统进行优化,合理配置泵的工作参数,减少不必要的能量浪费。

例如,可以使用可变频率驱动器,根据不同的海水淡化工况,调整泵的运行速度和功率,实现节能效果。

此外,高压泵的运行维护对能效提升也具有重要影响。

定期进行泵的检测和维护,及时清洗和更换泵内部零部件,保持泵的良好工作状态,减少能量损失。

合理的运维管理能够有效延长泵的使用寿命,降低更换成本。

在海水淡化高压泵的能效评价与提升研究中,还可以借鉴其他领域的先进技术和经验。

例如,利用智能化技术,通过传感器、监控系统等辅助设备,实时监测高压泵的运行状况和能耗情况,及时发现和解决问题。

另外,可以借鉴工业领域节能减排的技术手段,如余热回收、能量再利用等,进一步提高高压泵的能效。

综上所述,海水淡化高压泵的能效评价与提升是一个具有重要意义的研究课题。

反渗透膜法海水淡化工艺的设计

反渗透膜法海水淡化工艺的设计

反渗透膜法海水淡化工艺的设计设计总说明:目前,水资源危机已是一个世界性的难题,很多国家淡水资源已经相当匮乏,我国人均水资源占有量处于世界较低水平,而且淡水资源分布及其不均匀。

而发展海水淡化技术是解决水资源短缺的重要途径之一。

特别是对于部分沿海地区。

本设计结合原水水质,设计了淡水产量为1000m3/d的反渗透海水淡化工艺系统,本方案能确保出水水质符合后续设备的要求,又不需添加任何化学试剂,与传统的预处理方法相比,不会增加新的污染物。

反渗透海水淡化技术由于设备投资省、能量消耗低、建造周期短等优点,近十年来发展迅速,将成为海水淡化的主导技术。

关键词: 反渗透;海水淡化;预处理;1 海水淡化的意义3,其中96.5%为海水,其他分布在陆地,大气和生物体中,约为2.53%,其中多储存于冰川、雪盖和750米深度以上的地下,而可取用的河、湖水及浅层地下水等仅占0.2%左右,这里还包括相当大一部份的苦咸水[1]。

据统计,全国600多个中等以上的城市,不同程度缺水的就达400多个其中110个城市严重缺水,主要分布在华北、西北和沿海地区,水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。

2010年后,我国将进入严重缺水期,专家估计,2030年前中国的缺水量将达到1000亿m3。

因此,开发利用海水资源、进行海水淡化就成为解决我国淡水紧缺的一条有效的战略途径。

2 本设计的研究方案本文针对渤海海湾当地的自然环境条件、系统的实际生产状况及反渗透海水淡化的国内外实例,设计了淡水产量为1000m3/d的反渗透海水淡化工艺系统,实现了整套系统的自动控制。

具体情况如下:(1)根据自然条件、系统的实际生产状况确定采用一级反渗透海水淡化装置,设计产水量为1000m3/d;(2)海水预处理方案时应充分考虑以下方面:①原水水源类型及水质情况;②合理选择预处理和过滤器类型,使预处理出水水质符合要求;③阻垢剂的种类选择与剂量的确定;④根据反渗透装置具体情况,确定是否调节给水pH值等。

化工原理课程设计---反渗透法淡化海水

化工原理课程设计---反渗透法淡化海水

反渗透法淡化海水厂专业:班级:姓名:指导老师:《化工原理》课程设计任务书设计一个日产500吨级的海水淡化工厂。

画出工艺流程、设备配置图。

要求:(1)采用反渗透法。

(2)进水管道,处理间,输出管道,设备室,尾水管道等。

(3)海水采样,外部供电。

(4)计算成本。

一、题目及专题1、题目:反渗透法淡化海水厂课程设计2、专题:半透膜加压进行海水淡化二、设计依据、条件1.半透膜的性能是只让淡水通过,不让盐分通过。

如果不施加压力,用这种膜隔开咸水和淡水,淡水就自动地住咸水那边渗透。

我们通过高压泵,对海水施加压力,海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了,因此叫做反渗透,或逆渗透。

2、生产能力:自定3、设备形式:海水淡化泵4、以及工化工生产的其他网上资料5、指导老师,三名同学,电脑,绘图工具三、设计项目、要求1、选择(或设计)生产规模,进行成本计算。

2、要求:说明书一份,工艺流程图一张,设备结构或工作原理示意图1—2张学校:学院:班级:组长:组员:日期:指导老师:目录1.前言----------------------------------------------------------------------------12.设备选取及研究--------------------------------------------------------------32.1降低海水淡化费用的预处理方法--------------------------------32.2海水反渗透系统的能量回收装置及其功效---------------------52.3高压泵选型的优化---------------------------------------------------72.4海水淡化反渗透复合膜元件的制备-----------------------------103.反渗透设备及参数,流程图------------------------------------------------121.反渗透设备---------------------------------------------------------------122.产品参数------------------------------------------------------------------13 3.设备功能------------------------------------------------------------------144.工艺流程图---------------------------------------------------------------155.应用领域------------------------------------------------------------------156.反渗透设备构成---------------------------------------------------------167.反渗透膜分离技术的特点---------------------------------------------17 4.计算-----------------------------------------------------------------------------184.1耗电费用----------------------------------------------------------------184.2.设备费用----------------------------------------------------------------184.3.设备维修费用---------------------------------------------------------185.总结-----------------------------------------------------------------------------196.参考文献-----------------------------------------------------------------------20第一章前言水是生命之源,所有的社会都依赖于水,有水地球上的万物才得以生存、生长。

反渗透SWRO海水淡化高压泵选型方法

反渗透SWRO海水淡化高压泵选型方法

反渗透(SWRO)海水淡化高压泵选型方法21世纪将是水的世纪。

20世纪初,国际上就有“19世纪争煤、20世纪争石油、21世纪争水”的说法,第47届联合国大会更是将每年的3月22日定为“世界水日”,号召世界各国对全球普遍存在的淡水资源紧缺问题引起高度警觉。

从全球范围来看,根据联合国统计,全球淡水消耗量20世纪初以来增加了约6-7倍,比人口增长速度高2倍,全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水,即平均每5人中就有1人缺水。

向海洋索取淡水,已经成为世界沿海国家的共识。

在过去的30年里,海水淡化的技术为人类获得了大量的淡水资源,根据国际淡化协会(InternationalDesalinationAssociation)提供的最新数据,自1997年,海水淡化产能年均复合增长率为16.8%,在2007年,淡化产能的增长率为24.5%,相比2006年总共增长了670万立方米每日(1770MGD)。

全球现今有13869座海水淡化厂在工作,它们总共的产能是6360万立方米每日(16800MGD)可饮用水,其中已经运行的产能为5300万立方米每日——只相当于0.5%的全球用水量。

大约一半的海水淡化厂在中东,约20%在美国,13%在欧洲,12%在亚洲。

中国被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一。

我国淡水资源总量名列世界第六,但人均占有量仅为世界平均值的l/4,位居世界第109位,而且水资源在时间和地区分布上很不均衡,有10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线,那里的人均水资源拥有量不足500立方米。

目前我国有300个城市缺水,其中110个城市严重缺水,他们主要分布在华北、东北、西北和沿海地区,水已经成为这些地区经济发展的瓶颈。

2010年后,我国将进入严重缺水期。

有专家估计,2030年前中国的缺水量将达到600亿立方米。

因此,为保证我国经济的可持续发展,淡水资源问题的解决已迫在眉睫。

有关专家分析提出,淡化海水是解决我国沿海地区淡水严重短缺的有效途径之一,海水淡化已经成为我国新兴的朝阳产业。

构建海水淡化高压泵系统的优化设计

构建海水淡化高压泵系统的优化设计

构建海水淡化高压泵系统的优化设计海水淡化技术是一种将海水转变为可供人类使用的淡水的方法。

在海水淡化过程中,高压泵系统起着至关重要的作用,它将海水通过高压力推动通过膜过滤器,将淡水从盐水中分离出来。

因此,构建海水淡化高压泵系统的优化设计对于提高海水淡化的效率和可持续发展意义重大。

在构建海水淡化高压泵系统的优化设计中,以下几个关键因素需要考虑。

首先,选择合适的泵类型和型号。

常见的泵类型包括柱塞泵、离心泵和轴流泵等。

在选择泵类型时,需要根据实际需求和海水淡化系统的规模来确定。

柱塞泵适用于高压水处理,离心泵适用于中低压条件下的大流量处理,而轴流泵适用于大流量和较低压力的条件下。

此外,也需要考虑泵的效率、稳定性和维护成本等因素,以确保系统的可靠性和经济性。

其次,优化管道布局和管道直径,以减少能量损失和阻力。

合理设计管道布局可以降低水流的阻力和压力损失,并减少泵的工作能耗。

通过优化管道直径和弯头的数量,可以进一步提高水流的流畅性和系统的运行效率。

此外,应考虑使用耐腐蚀材料和防腐涂层来延长管道的使用寿命,并减少维护和更换的成本。

第三,合理选择膜过滤器和控制系统。

膜过滤器是海水淡化过程中的核心部件,负责将盐水分离成淡水和浓缩水。

在选择膜过滤器时,需要考虑膜材料的透水性能、抗污染性能和使用寿命等因素。

控制系统则是调节和监测海水淡化过程的关键,应具备自动化调节、报警和远程监控等功能,以保证系统的稳定性和安全性。

此外,在构建海水淡化高压泵系统的优化设计中,还应考虑能源利用和环境保护。

海水淡化过程需要消耗大量的能源,因此应采用高效节能的设备和措施。

例如,可以使用能源回收装置来回收泵的排放能量,并用于其他需要能源的环节。

同时,应定期对高压泵系统进行维护和检修,及时清理和更换膜过滤器,以保持系统的正常运行和延长设备的使用寿命。

此外,应采取适当的措施减少对海洋环境的影响,例如合理排放浓缩水和加强海洋监测。

总的来说,构建海水淡化高压泵系统的优化设计对海水淡化技术的发展和可持续利用非常重要。

提高海水淡化高压泵运行效率的实验研究

提高海水淡化高压泵运行效率的实验研究

提高海水淡化高压泵运行效率的实验研究引言:海水淡化是一项旨在解决淡水资源短缺问题的重要技术。

高压泵是海水淡化过程中的关键设备之一,其运行效率直接影响到淡化过程的能耗和成本。

因此,通过实验研究提高海水淡化高压泵的运行效率对于节约能源和降低生产成本具有重要意义。

本文将探讨提高海水淡化高压泵运行效率的实验研究方法和结果。

一、实验目标本次实验的目标是提高海水淡化高压泵运行效率。

具体而言,我们希望通过调整泵的运行参数,如转速、进出口流量和压力等,来寻找最佳运行条件,并评估这些调整对泵效率的影响。

二、实验方法1. 实验设备本实验采用一台常用的海水淡化高压泵作为研究对象。

泵的相关参数包括额定功率、最大流量、转速等。

实验过程中,我们还将使用压力传感器、流量计等仪器来监测和记录泵的运行状态。

2. 实验设计首先,我们将通过实验设计确定要调整的参数范围。

例如,我们可以设定泵的转速范围、不同的进出口流量组合,以及不同的进出口压力条件。

然后,我们将根据实验设计的要求,设置和调整泵的相关参数。

3. 数据采集和分析在实验过程中,我们将记录泵的运行数据,包括流量、压力、功率等。

数据的采集可以通过仪器记录或手动记录。

随后,我们将对采集到的数据进行分析,如计算泵的效率、功率消耗等。

4. 实验结果验证根据数据分析的结果,我们将验证实验性调整对泵运行效率的影响。

例如,当调整泵的转速时,我们可以比较不同转速下的泵效率变化情况。

通过多次实验和对比分析,我们将得出最佳运行条件。

三、实验结果与讨论在实验过程中,我们调整了泵的转速、进出口流量和压力等参数,并记录了相关数据以及计算了泵的效率。

根据实验结果,我们发现:1. 泵的转速在一定范围内对运行效率有显著的影响。

随着转速的增加,泵的效率逐渐提高,但当转速过高时,效率可能会下降。

因此,我们可以通过适当调整转速,以提高泵的运行效率。

2. 进出口流量与泵的效率有一定的关联。

在实验中,我们发现当流量较小时,泵的效率相对较高;但当流量过大时,泵的效率可能下降。

海水淡化高压泵与逆渗透膜技术的结合研究

海水淡化高压泵与逆渗透膜技术的结合研究

海水淡化高压泵与逆渗透膜技术的结合研究近年来,世界范围内的水资源短缺问题日益突出,而海水淡化被认为是解决这一问题的有效途径之一。

海水淡化技术通过去除海水中的盐分和杂质,使得海水可以被用于农业灌溉、工业生产和城市供水等领域。

而在海水淡化技术中,高压泵和逆渗透膜被认为是两项关键技术。

高压泵作为海水淡化系统的核心设备,起到提供足够的动力和压力,使海水通过逆渗透膜时能够快速、高效地去除盐分的作用。

高压泵通过将海水推进逆渗透膜的一侧,使得水分子能够通过膜孔,而盐分和其他杂质则被拦截在膜的另一侧。

因此,高压泵的工作性能对海水淡化技术的效率和经济性具有重要影响。

逆渗透膜则是海水淡化技术中另一个关键的技术组成部分。

逆渗透膜是由一系列多层薄膜构成的,其孔径可以控制在纳米级别,可以过滤掉盐分和其他微小颗粒。

逆渗透膜的孔径大小决定了膜的选择性,可以通过调整膜的化学成分和结构来满足不同水质条件下的需求。

逆渗透膜技术在现代海水淡化工程中被广泛应用,因为它具有高效、可靠和经济的特点。

海水淡化高压泵与逆渗透膜技术的结合研究旨在优化高压泵与逆渗透膜之间的工作配合,以提高海水淡化系统的效率和运行稳定性。

具体而言,结合研究的重点包括以下几个方面:首先,研究如何设计和选择适合海水淡化系统的高压泵。

传统的离心泵在海水淡化系统中使用效果较差,因为其高压不能持续且容易受到腐蚀。

相比之下,选择适合海水淡化系统的高压泵,如轴流泵和容积泵,可以提供更稳定的高压,并具有更长的使用寿命。

此外,高压泵的能耗也是一个重要的研究方向,通过优化泵体结构和控制系统,降低能耗是提高系统效率的有效途径。

其次,研究如何优化逆渗透膜的性能和寿命。

逆渗透膜的 fouling(污染)现象是一个普遍存在的问题,会导致膜的通量降低和膜的使用寿命缩短。

因此,研究如何防止和减轻逆渗透膜 fouling 是非常重要的。

目前,采用杀菌剂、融合预处理和表面修饰等方法可以有效减轻 fouling 现象,但还存在一些问题需要进一步的研究解决。

5000m3d反渗透海水淡化系统项目设计方案

5000m3d反渗透海水淡化系统项目设计方案

5000m3/d反渗透海水淡化系统项目设计方案一、总则1.1、本技术协议适用于说明5000m3/d海水淡化系统。

它提出了系统的工艺设计以及设备的功能设计、结构、性能、安装和调试等方面的技术规定。

1.2、本技术协议经卖、买双方确认后作为订货合同的附件,与合同正文具有同等法律效力,如卖方不遵守本协议,需方有权拒收货、拒付货款。

1.3、卖方保证提供符合有关工业标准和企业标准的优质产品。

如果买方有除技术协议书以外的特殊要求,应以书面形式提出并做详细说明。

1.4、卖方提供高质量的设备。

这些设备是技术先进并经过两台三年以上成功运行实践证明是成熟可靠的产品。

1.5、卖方在设备设计和制造中所涉及的各项规程、规范和标准必须遵循现行最新版本的中国国家标准。

二、项目基本情况2.1、项目概况海水淡化项目建设总规模按5000m3/d设计。

2.2、工程设计原则➢根据原海水的水质特征及工程建设地点的水文、气象等自然条件,结合已建成并成功运行多年的海水淡化工程实例,在确保出水水质达标的前提下,采用成熟、可靠、技术先进的处理工艺和设备。

➢设备选型以技术先进、经济合理、安全可靠、节能环保,最大可能地减少设备投资费用和系统的维护费用为原则。

➢处理工艺的确定、设备的选型以最大可能地减少运行能耗和费用为原则。

➢系统设备全面采用实现标准化、模块化和系统化的设计方式,以便于快速安装和以后系统维护。

2.3、设计基础资料:反渗透海水淡化系统的工程设计、设备的制造和成套,取决于以下几个要素:第一、原海水的水质特点及建设地点的自然条件;第二、系统最终的产水水质指标;第三、系统的产水规模即产水量的大小;第四、用户对系统工艺和设备配置的总体要求。

根据本海水淡化项目的实际情况,综合分析以上要素,并结合以往的工程实践经验,提出本海水淡化的设计方案。

2.3.1、工程设计指标本方案根据反渗透海水淡化系统自身的技术特点及用户对水质的要求,提出以下设计指标:●系统产水指标:○1产水水量:5000m3/d(25℃);○2产水水质:符合国家饮用水水质标准,总溶解固体低于200mg/L,PH:6.5-8.0;○3水回收率:35-45%。

反渗透法海水淡化系统的设计

反渗透法海水淡化系统的设计
(1) 机械过滤器 机械过滤器的作用: 用于去除原海水中的杂 质、胶体、微生物及其它悬浮物等, 使过滤后的 海水污染指数达到SDI≤5, 满足预处理的要求。 计算方法: 按水力平衡图确定的机械过滤器 过滤海水总量Q总, 确定出机械过滤器的数量n, 然后计算每个过滤器的通水量, 再计算出每个过 滤 器 的 空 塔 流 速V空 。 机 械 过 滤 器 的 空 塔 流 速 一 般 在8 ̄10 m/h范围内, 如计算结果相差太大, 就要 对相应的参数进行调整。 (2) 超滤 超滤的作用与机械过滤器的作用相同。 计算方法: 见相关产品的技术手册。
Sea- water Desalinating System Design by Means of Counter - infiltr ation ZHANG Fu- lu, LI Xue- min
Abstr act: Sea - wat er desalinating process with counter - infiltration is a special and independent process in counter- infiltrating water treatment, which has general features of counter- infiltrating water treatment and has significant difference with it. The article describes the design of sea - water desalinating system with counter - infiltration basing on the author′s experiences. Key wor ds: counter- infiltration; sea- water desalination; energy recovery

海水淡化系统中的泵站设计与运行优化

海水淡化系统中的泵站设计与运行优化

海水淡化系统中的泵站设计与运行优化海水淡化是一种重要的淡水资源获取方式,它通过将海水中的盐分去除,将海水转化为可供人类生活和工业用水的淡水。

在海水淡化系统中,泵站是不可或缺的关键组成部分,它负责将海水供应到整个处理过程中。

本文将重点探讨海水淡化系统中泵站的设计和运行优化。

首先,泵站的设计应考虑以下几个因素:水量需求、管道距离和高度、能源消耗以及可靠性。

水量需求是决定泵站设计的首要因素。

根据淡水需求量,我们可以确定所需的泵的流量和扬程。

流量是指每单位时间通过泵的水量,通常以立方米/小时或者立方米/秒来表示。

扬程是指水从进水口到出水口所需克服的压力,通常以米来表示。

在设计泵站时,我们需要确保泵的流量和扬程能够满足淡水处理流程中的要求,同时避免额外的浪费和能源消耗。

管道距离和高度是另一个需要考虑的因素。

泵站将海水通过管道供应到淡水处理设施。

管道的长度和高度会对泵站的设计产生影响。

较长的管道会增加水流的阻力,需要更强大的泵来保持水流的稳定。

而高度差也会增加泵站的工作负荷,需要选择适当的泵来克服此压力。

能源消耗是设计泵站时需考虑的重要因素。

泵站的运行通常需要大量的电力。

为了降低能源消耗,应选择效率较高的泵,并通过最佳的控制策略来调节泵的运行。

此外,利用可再生能源,如太阳能或风能,来供应泵站的电力需求是一种可行的选择。

另一个重要的因素是泵站的可靠性。

泵站是海水淡化系统中至关重要的设备,任何故障都可能导致整个系统的瘫痪。

因此,泵站应采用可靠性较高的设备,并具备备份和冗余系统来确保系统的平稳运行。

定期的维护和检修也是保持泵站可靠性的重要措施。

在泵站的运行优化方面,以下几点需被考虑:自动控制系统、节能策略、监测和维护。

自动控制系统可以提高泵站的运行效率。

通过使用传感器和自动控制器来监测和调节泵的运行,可以根据实际需要自动调整泵的流量和扬程,减少能源浪费。

此外,自动控制系统还可以实现远程监控和远程操作,减少人力资源的消耗。

高效能海水淡化高压泵的优化设计与制造

高效能海水淡化高压泵的优化设计与制造

高效能海水淡化高压泵的优化设计与制造引言随着全球水资源短缺问题日益凸显,海水淡化技术成为解决淡水资源不足的重要手段之一。

而高压泵是海水淡化设备中的关键组件,其性能的优化设计与制造对于提高海水淡化效率具有重要意义。

本文将围绕高压泵的优化设计与制造展开讨论,旨在提出可行的方案以满足任务需求。

一、高效能海水淡化高压泵的现状分析目前,海水淡化高压泵主要采用离心式泵或轴向柱塞泵。

离心式泵在海水淡化领域被广泛应用,其结构简单,造价相对较低,但能效较低。

而轴向柱塞泵则具有高效能、小型化等优点,但制造成本较高,限制了其在实际应用中的推广。

二、高效能海水淡化高压泵的优化设计原则1. 提高能效:高效能海水淡化高压泵的设计目标之一是提高能效,即在较小的能量输入下产生较大的压力输出。

为此,可以通过减小泵的内部摩擦和能量损失,并优化叶轮和泵壳的结构来提高泵的效率。

2. 适应高盐度水处理:海水淡化过程中,高压泵需要处理高盐度水,因此泵的设计和制造要考虑到腐蚀和脆化等问题。

采用耐腐蚀材料并进行相应的表面处理,以提高泵的耐腐蚀性和使用寿命。

3. 提高可靠性:高压泵是海水淡化设备的核心部件,其可靠性对整个设备的运行稳定性至关重要。

因此,在设计和制造过程中,需要考虑到泵的结构强度、轴承及密封系统的可靠性,以确保高压泵能长时间稳定运行。

三、高效能海水淡化高压泵的优化设计方案1. 结构优化:通过使用计算机辅助设计(CAD)工具,可以优化泵的叶轮和泵壳的几何形状,减小内部摩擦和能量损失,提高泵的效率。

同时,采用流体动力学模拟软件进行性能预测和优化,以确保设计方案的可行性。

2. 材料选择:选择耐腐蚀材料,如不锈钢、耐腐蚀合金等,以适应高盐度水处理环境。

同时,在材料表面进行加工处理,如喷涂或电化学处理等方式,增加材料的耐腐蚀性和抗脆化能力。

3. 密封系统设计:采用高性能密封件和密封结构,以防止泵内部的海水渗漏和泄漏。

同时,考虑到海水中的腐蚀性,可以选择与密封件相容的材料,以提高密封系统的可靠性和耐久性。

反渗透法海水淡化用高压泵及能量回收装置技术简述(一)

反渗透法海水淡化用高压泵及能量回收装置技术简述(一)

反渗透法海水淡化用高压泵及能量回收装置技术简述(一)反渗透法海水淡化用高压泵及能量回收装置技术简述(一)中国泵业网摘要:当前在用的海水淡化方法有蒸馏法、反渗透法、海水冻结法、电渗析法等。

近年来,随着反渗透膜的较快发展,反渗透法逐步成为应用最广泛的方法。

高压泵和能量回收装置是反渗透法海水淡化最为重要的两种水力机械设备,本文针对其最新的技术应用进行了简要介绍。

关键词:反渗透法海水淡化高压泵能量回收装置一、前言海水由约96.5%的水和约3.5%的盐分组成,通过将海水中的盐分去除,即能实现海水淡化。

当前在用的海水淡化方法有蒸馏法、反渗透法、海水冻结法、电渗析法等。

近年来,随着反渗透膜的较快发展,反渗透法以其节能、设备简单、易于维护等优点迅速占领市场,逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。

反渗透法海水淡化的一般流程如图1所示。

海水经取水、溶解过滤及预处理后,由海水供给泵和高压泵输送至反渗透膜组,通过反渗透作用获得淡水。

与之同时,加压海水被浓缩且仍具有相当的能量,该部分能量通过能量回收装置加以回收利用。

反渗透法海水淡化用水力机械设备大体分类如下:(1)海水取水泵:取水,将海水经溶解过滤器输送至预处理池。

(2)海水供给泵:将预处理后的海水经保安过滤器输送给高压泵。

(3)高压泵:向反渗透膜组提供高压海水,以生产淡水。

(4)能量回收装置:回收来自反渗透膜的高压浓缩海水的能量,以降低系统的总运行能耗。

其中,高压泵和能量回收装置是最为重要的设备,本文将针对其最新的技术应用加以简要介绍。

二、高压泵1、主要参数反渗透膜的进口压力约为6~7MPa(因膜的种类而异),透过淡水流量约为供给海水流量的40%。

因此,高压泵的出口压力多为7MPa 左右,总流量约为单个反渗透膜组透过淡水流量的2.5倍左右(高压泵台数根据需要选定)。

2、过流部件材料由于输送介质为海水,高压泵过流部件的材料选定较为重要。

壳体和叶轮通常选用奥氏体不锈钢(如SCS14)、超级奥氏体不锈钢(如AL-6XN)等耐腐蚀材料;由于奥氏体不锈钢零件之间易发生咬合,为确保间隙配合部位的可靠性,密封环推荐选用聚醚醚酮(PEEK)等耐腐蚀性、自润滑性俱佳的材料。

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cantilever,double volute and three thrust bearing was chosen.Thick shaft and small cantilever ratio were
used to improve the stability of the system.Through the operation of 1 00 h test at higher pressure environ— ment,the lift pump it was found that Call maintains good sealing performance by using upstream pumping mechanical seal and has small weal loss because of non—contact section,thus it can reduce the failure of shaft in the high pressure circumstance. Key words:lift pump;SWRO;high pressure entry;axial thrust;mechanical seal
第27卷第3期
排灌机械
2009年5月Drainage and Irrigation Machinery
V01.27 No.3 May 2009
反渗透海水淡化用提升泵的设计
胡敬宁,潘金秋,周广凤,周生贵,肖霞平
(江苏大学流体机械工程技术研究中心,江苏镇江212013)
摘要:针对提升泵存在轴头力过大的问题,采用调整12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2 500 t/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100 h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. 关键词:提升泵;反渗透海水淡化;高压入口;轴向力;机械密封 中图分类号:TH311 文献标志码:A 文章编号:1005—6254(2009)03—0150—04
1提升泵的参数确定
现在的反渗透系统大多采用效率较高的压力交 换能量回收装置,其工作原理是采用等量的液体进 行压力能的交换.在交换过程中存在能量的损失,提 升泵的作用就是弥补这部分的损失.从反渗透海水 淡化工艺流程可知,提升泵的流量与高压浓海水的 流量相等,根据反渗透膜的产淡水率,可以计算出提
Q=半Q。 升泵的流量


一平衡部分一
k一 产生轴向力部分



图2 叶轮入口压力分布图
Fig.2 Pressure distribution of impeller
3.1 平衡措施 对于悬臂式泵来说平衡轴头力的方法通常有3
万方数据
152
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ排灌
种:①调整口环的直径;②在前盖板设计辅助叶片; ③降低泵的转逮对于更大规模的反渗透海水淡化 系统,应采用两端支撑的双吸叶轮结构,叶轮背靠背 布置,不存在轴头力,也不存在水力不平衡问题. 3.2 轴向力计算
我国是一个淡水资源严重缺乏的国家.而海水 淡化是解决我国沿海地区淡水严重短缺的有效途径 之一‘¨.反渗透海水淡化技术由于其设备投资小、 能量消耗低、建造周期短等诸多优点,近年来发展速
度很快,已成为海水淡化的主导技术.但系统中的几 大关键设备——高压泵、能量回收装置、提升泵等目 前都还依赖进口,成为制约我国海水淡化成本的一 大瓶颈‘2.4].
轮毂直径;to为角速度;u:为叶轮出口圆周速度.
几=(罢)2志 动反力
(6)
ri赫;Dl为进口直径; 式中容积效率77v 2
n。为比转速. 在前盖板加辅助叶片,减少前盖板作用力,如图
3所示.
机械
第27卷
叶轮残余不平衡力
F=F。+几一疋一凡
(8)
当设计转速为n=2 950 r/min时,进口直径D。=
F4=∞2p【(半)‘一1】(A2一A。)(D;一d:)似
(7) 式中t为辅助叶片宽度,取5 mm;s为前盖板和壳体 壁的宽度,取6.5 am;A。为以d。为直径的圆面积;A2 为以D:为直径的圆面积.
由表2可知,当口环直径取170 mrfl时,残余不 平衡力为一0.337 kN,泵轴处于轴向拉力状态,此时 口环直径相对叶轮外径和进口直径分配也比较 合理.
Based on the seawater desalination processes,the way to ensure the performance parameters of lift pump was introduced.In view of the high pressure entry environment.The combination structure of single-stage
为重力加速度,m/s2;p为海水密度,取l 050 kg/m3;
田画为能量回收装置效率.
压力交换式能量回收装置包括旋转压力交换器
(PX)和双筒往复式能量回收装置DWEER,其中
PX效率在0.95左右.DWEER效率为0.92—0.95.
对于PX能量交换匹配的提升泵扬程一般在30~40
m;DWEER装置匹配的提升泵扬程为30~50 m.目
APl610(第十版)标准《石油、重化学和天然气工业 用离心泵》,选用OHl型单级悬臂结构.由于泵的入 口高压,支撑结构设计上接近美洲流程泵习惯,采用 较粗的轴径,将欧美洲流程泵习惯采用的1.5的悬 臂比设计成1.2,优化轴的结构,适当加大轴承规 格,在结构允许的基础上采用三推力轴承组合,以保 证提升泵有更好的刚度和强度.
0.136 kN.
Tab.2
表2残余不平衡力与口环直径的关系 Relationship between residual imbalance force and wear ring diameter
图3 辅助叶片安装位置
Fig.3 Vice blades installation position
辅助叶片平衡力
图1 提升泵结构图
Fig.1 Structure of lift pump
3 轴向力的平衡措施
由泵的人口高压引起的轴头力是提升泵设计的 难点之一.轴头力是指轴头吸入压力和大气压力不 同引起的压力,见图2.这个轴头力非常大,其作用 方向背向进口方向,所以在设计时,需要尽可能增大 盖板力来平衡轴头力的大小.对于悬臂式泵在设计 时应尽可能保证轴有一定的拉力,可以改善轴的临 界转速,残余的不平衡力由推力轴承承担.用轴承寿 命公式粗略计算出推力轴承所能承受的最大当量动 载荷约2.5 kN.
万方数据
第3期
胡敬宁等:反渗透海水淡化用提升泵的设计
151
提升泵作为补充能量回收装置压力损失的设 备,其工作特点就是入口高压,目前国内对该类泵的 研究仍处于摸索阶段.
笔者结合单线2 500 t/d反渗透海水淡化系统, 对提升泵的参数确定、结构选取、轴向力的平衡措 施、高压机械密封的设计等问题进行阐述.
通过以上分析,2 500 t/d规模的海水淡化用提 升泵,存在泵转速的选择问题,对于流量较小的泵, 由于轴径较细,轴头力较小,通过调整叶轮口环大小 和加装辅助叶片的方法完全可以平衡轴头力.但对 于大泵,由于轴径变粗,轴头力增大,口环的调整空 间有限,只有通过降低转速才能实现轴向力的平衡.
Design of lift pump for seawater reverse osmosis system
Hu Jingning,Pan Jinqiu,Zhou Guangfeng,Zhou Shenggui,Xiao Xiaping (Technical and Research Center of Fluid Machinery Engineering。Jiangsu University,Zhenjiang,Jiangsu 212013,China)
Abstract:In order to solve the propblem of the large axial head force caused by high pressure entry,three
methods were introduced,adjusting impeller wearing ring diameter,installing vice blades and reducing rotating speed.Adjusting impeller wearing ring diameter and installing vice blades on front cover of im· peller can balance axial force of lift pump for 2 500 t/d SWRO.and the structure would be more reasona- ble if using the way of reducing rotating speed to increase impeller dimension to balance axial force.
收稿日期:2009一02—27
基金项目:国家科技支撑计划项目(2006BAB03A02);江苏省高新技术项目(BG2006024) 作者简介:胡敬宁(1962一),男,安徽安庆人,研究员(hujingning@263.net),主要从事流体机械及工程研究
潘金秋(1983一)。男,江苏泰州人,硕士生(panjinqiu2005@126.com),主要从事流体机械研究.
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