能量回收装置

LPT系列设备安装，运行和维护手册

LPT用于低压段间增压系统

背景

介绍

在反渗透系统中，水力涡轮式能量回收装置主要是利用浓水的水力能对原水进行增压。

图1 表明LPT系列能量回收装置作为段间增压装置的原理图。从预处理系统出来的原水经过高压泵加压，进入第一段反渗透系统，加压后的水通过反渗透膜，一部分为纯水(线条颜色淡的为纯水)，一部分为浓水(线条颜色粗的为浓水)，浓水进入LPT能量回收装置水泵段的进口。进入LPT水泵段的浓水经过能量回收装置增压以确保第二段的回收率。从二段膜出来的浓水进入LPT透平段，浓水进入透平段入口，使透平转子转动，将压力能转换为机械能，从而带动能量回收装置水泵段叶轮旋转。浓水经过回收以后，离开透平段，低压排放。

备注：在反渗透系统中，通常要配备一个浓水控制阀，而透平式能量回收装置本身自带阀门，取代该浓水控制阀。

定义：手册中一些术语意思

原水：指进入反渗透膜前的水

纯水：透过反渗透膜的产水

浓水：出反渗透膜的浓水

原水水泵：将水增压的水泵

透平式能量回收装置：水力透平

图一

特征：

LPT系列产品有很多优越的产品特征，从而确保系统运行简便，设备运行寿命更长。

维护少

设备中没有机械轴封，无需油或油脂润滑。进入设备中的水能够保证所有必要的润滑。

安装简便

设备可以安装在任何地方。PEI的规格标准是碳钢环氧烤漆支架。

浓水控制阀

浓水可以在憋压下排放。LPT能量回收装置从不需要浓水排放水泵。LPT产品本身装有两个外部管路。其中一个管路中包含一个阀门，此阀门在该设备中被称为辅助浓水管路阀门，其可以用于调节浓水流量和压力。辅助浓水管路阀门将在本手册“启动和运行”部分叙述。

另外一个管路连接在止推轴承和原水流入LPT入口流道之间。此管主要作用是对透平段内的止推轴承进行润滑。

安装前的准备

设备检查

当客户收到设备后，仔细检查设备，防止设备本身有损坏或在运输过程中受到损坏。

在收到设备的第一个星期，在、拆开板条箱，仔细检查防止有损坏。在未拆开板

条箱时，不要扔掉任何在箱中的配件。当将设备从板条箱中拿出来时，小心取出，防止破坏设备上的不锈钢管路。

存放

在设备安装前，如果有必要将LPT设备存放一段时间，将其放置在干燥处。要防潮，防沙，以及其他外界物质，不要拿走设备管路上的保护罩。

备用的旋转组件

在检查完所有的备用旋转组件后，请重新装箱防止损坏。

安装

安装将LPT底座用螺钉固定到合适的托板。此托板必须有足够的硬度，从而能够承受能量回收装置和相关管路的重量。

给水管路

在安装管路的过程中，确保连接到能量回收装置的四个连接口的管路不要受到损坏。能量回收装置是制造精密的机器，内部间隙紧凑，由于管道损害到导致设备外部的损坏可能会缩短设备的寿命。

给水入口管路

通入能量回收装置的入口管路必须为直管，其管长至少为管径的5倍。

低压浓水管路

设计的低压浓水管路需要提供低的管路阻力，保证憋压最低。但是，浓水憋压不能抵御大气压力，否则会发生气蚀现象，导致低压管路和透平叶轮的腐蚀。PEI 建议透平段出口处的压力设置在5 psi。

注意事项

在安装LPT之前，必须对所有管道进行彻底冲洗，去除所有的残渣碎片和焊渣。这些物质会导致设备运行不正常，甚至会对设备或者系统中其他配件造成损坏。

PEI可以提供旁通管，可在冲洗过程中取代能量回收装置。

管路和阀门系统图

苦咸水淡化系统主要是采用离心泵作为高压给水泵。参照图3，此为配备能量回收装置作为段间增压泵的两段式系统流程图。配置压力表，压力开关和流量计，用于监测和控制反渗透系统。节流阀(5)放置在高压泵出口和一段反渗透之间。此阀与LPT设备中辅助管口阀门连用，从而控制浓水流量和进膜压力。另外一个阀门(6)是可选择安装的浓水旁通阀。

节流阀主要有以下作用：

(1) 节流阀可以设置在半关闭的状态，降低水泵水量，从而降低水泵电机启动电流和功率。

(2)节流阀和LPT设备中的辅助管口阀门连用，控制水量和水压。如果进膜压力需要降低，那么打开辅助阀，降低系统阻力或压力。同时，节流阀关闭维持降压后系统的稳定水量。如果需提高进膜压力，则辅阀关闭，节流阀打开。

如果反渗透系统中装有带变频的电机，那么进膜压力可以通过调节电机速度和节流阀来达到。当然，当压力的变化范围在25-50%或更低时，可以不装节流阀，变频就可以达到目的。但是，如果压力变化范围很大时，需要调节转速满足更低压力要求，可能会使进膜水量降到很低的水量，则在系统设计中需要配置节流阀。

以上影响变频水泵的流量压力的一些因素同样也会影响LPT能量回收装置。能量回收装置中的辅助管口阀门会影响系统阻力(或系统操作压力)，当压力变化范围在20-25%范围内变化时，可通过调节此阀门达到特定要求。如果反渗透系统需要在更宽的压力范围内变化(比如150-300psi)，那么需要在LPT设备中安装旁通阀。旁通阀可以将部分浓水直接排放到透平的低压排水口。

启动和运行

初次启动能量回收装置之前

在安装LPT能量回收装置后，检查能量回收装置四个连接口，确保流体流向正确。在启动前，反渗透系统应该完全充满水，并确保辅助管和止推轴承管路安装正确。应当充分采取措施赶走系统中的空气。这将保证能量回收装置和系统中其他设备的安全启动。

启动

启动能量回收装置不需要特别的程序。启动原水高压泵，只要有水通过能量回收装置，它就会自动产生压力增压。不管在任何情况下，必须按照水泵供应商提供的说明启动高压泵。

对于离心泵，在启动高压泵前，将辅助浓水管阀门设定在关闭状态。

根据压力表读数，计算能量回收装置增压压力。同时也要知道原水和浓水的水量