静压支承技术在海水淡化旋转式能量回收装置中的应用

海水淡化旋转式能量回收装置（RERD）高、低压流体间的泄漏主要在转子与端盘的配合间隙中发生，这种泄漏直接影响到装置的能量回收效率水平。本文通过在平面端盘上引入阻尼孔和静压支承槽，构建了静压支承端盘方案，将静压支承技术应用到自主开发的电驱RERD装置中，以解决其运行过程中泄漏量大、能量回收效率低等问题。在转子与上、下端盘配合总间隙为0.04mm、转子转速为500r/min的条件下，RERD分别使用平面端盘和静压支承端盘进行对比实验研究。结果表明，在操作压力为4.5MPa和处理量为13m³/h的工况下，与平面端盘相比，采用1^#静压支承端盘（静压支承槽槽宽为2.0mm）时，装置的泄漏量从0.45m³/h减小至0.28m³/h，能量回收效率从91.3%提升至92.7%。采用2^#静压支承端盘（静压支承槽槽宽为3.0mm）的RERD在相同工况下，装置的泄漏量可降低至0.11m³/h，能量回收效率提升到95.0%。上述研究显示静压支承技术对于减小RERD装置泄漏量、提高装置效率具有显著的效果，对RERD装置密封结构设计与优化具有指导意义。     

旋转式能量回收装置的启动与运行特性

能量回收装置是降低反渗透海水淡化（SWRO）系统运行能耗和制水成本的关键设备之一。本文开发并试制了一种具有新型端盘结构的旋转式能量回收装置,并对其启动方式进行了研究优化,测试分析了装置的动密封性能和效率特性,并对装置连续运行稳定性进行了考核。结果表明,旋转式能量回收装置在转速增至额定值后再进行升压操作的启动方式下驱动扭矩最小;装置泄漏量随操作压力增高而增大,在6.0 MPa时,为0.58 m3/h;在转速为500 r/min、处理量为8.0 m3/h及操作压力为6.0 MPa时,装置连续运行稳定,能量回收效率为93%。这些研究结果对旋转式能量回收装置的开发和工程应用具有一定的指导意义。     

旋转式能量回收装置混合过程优化研究

旋转式能量回收装置（RERD）是反渗透海水淡化系统中的关键设备之一,对降低系统运行成本起到重要作用。本研究采用流体力学软件FLUENT,建立RERD装置三维非稳态滑移网格模型,研究分析了转速和流速对装置盐度场分布、混合度和效率的影响规律,获得了可实现装置混合度≤4%和能量回收效率≥98%运行效果的适宜操作条件,模拟结果对RERD实用化开发具有理论指导意义。     

反渗透海水淡化中差动式能量回收装置的研究

研究了一种应用于中小型反渗透海水淡化装置的新型差动式能量回收装置.结果表明,使用本能量回收装置的日产10m3反渗透海水淡化装置的单位淡水能耗只有3.6kWh/m^3,不考虑高压泵及电机自身损耗的影响时,单位淡水能耗为2.3～2.7kWh/m^3,装置能耗显著降低,能量回收效率达到97%.此能量回收装置不需要其它附加增压设备,并且能有效改进由于阀门开闭导致系统压力波动而造成的淡水产量不稳定的问题,保护了反渗透膜、高压泵等系统内的重要设备.     

两类能量回收装置的海水淡化工程应用对比

转子式压力交换能量回收装置和透平式能量回收装置是目前海水淡化应用较多的两类节能装置,以西沙某岛1000 m3/d海水淡化厂为例,分别采用配置两种能量回收装置的(500×2)m3/d双膜法一级反渗透处理工艺,介绍了海水淡化工程概况和一级反渗透系统工艺方案.系统运行表明:一级反渗透系统回收率为40％和脱盐率不小于99.2％的条件下,采用转子式压力交换能量回收装置和透平式能量回收装置每t产水能耗分别为3.04 kW·h/m3和3.34 kW·h/m3,采用透平式能量回收装置的系统结构更为紧凑,设备、管路、阀控元件数量少,操作简便,噪声和振动小.     

水力自驱旋转式能量回收装置的转速推导

为建立海水淡化水力自驱旋转式能量回收装置（HRERD,Hydro-Drive Rotary Energy Recovery Device）转子转速与系统流量间的关联关系,对特定几何规格的能量回收装置的转速变化规律进行了理论推导和实验验证。运用动量定理建立了转子受流体水力冲击而产生的动力矩与转子转速的关系式;以微元法为基础,运用牛顿黏性定律建立了转子周面和端面因流体黏性阻力而产生的阻力矩与转子转速的关系式;利用转子稳定时所受动力矩与阻力矩间的平衡关系,推导得到装置转速与系统流量间的理论公式。对装置在系统流量分别为4.4、5.0、6.0和7.1 m³·h^-1时的理论转速与实验转速比较分析表明,理论转速略高于实验转速,两者相对误差不超过12%,对误差形成的可能原因也进行了分析说明。     

反渗透海水淡化系统中的能量回收

反渗透海水淡化中的能量回收问题一直是研究的热点。本文介绍了能量回收技术的发展、不同技术在操作和设计上的差异，重点说明了能量回收装置在反渗透海水淡化降低能耗的重要作用，能量回收技术的不断进步使得反渗透海水淡化应用日益广泛。     

基于AMESim的海水淡化斜盘柱塞式能量回收装置运行性能分析

为满足中小型海水淡化系统节能降耗需求,设计开发了一种新型斜盘柱塞式能量回收装置,并基于AMESim仿真分析软件构建了斜盘柱塞式能量回收装置的液压仿真模型及与之配套的反渗透海水淡化系统流体计算模型,对斜盘柱塞式能量回收装置在海水淡化系统中的耦合运行性能进行了模拟研究.结果 表明:在装置高压进流压力为6.0 MPa,设计处...     

大型反渗透海水淡化工程能耗降低方法探讨

探讨了降低海水淡化能耗的方法,对能量回收装置性能进行了对比分析,并对大型反渗透海水淡化工程提出了"深井取水 预处理(UF/MF) 高产水量RO膜 AT TURBO/PX"工艺,提高反渗透装置进膜压力、平均膜通量、回收率,降低吨水能耗,对今后大型反渗透海水淡化工程设计有一定的借鉴意义.     

反渗透海水淡化转子式压力交换器运行特性研究

能量回收装置的快速发展及其广泛应用是反渗透海水淡化制水成本大幅降低的关键因素之一.设计了具有新型端盘结构的转子式压力交换器,搭建了装置性能测试平台,并对其运行特性进行了测试分析.结果表明:装置在处理量为8.3 m3/h和操作压力为6.0 MPa时,流量和压力的运行稳定性都较好,能量回收效率保持在95.8％ ～97.7％;在100 ～ 500 r/min的转速范围内,装置均具有良好的旋转动平衡性能,并在500 r/min时达到17 ～18 N·m的最小驱动扭矩值.     

反渗透海水淡化能量回收装置的研制

介绍了自主研制的反渗透海水淡化水压阀控式能量回收装置(HVCPX-1000)的工作原理和特点,并对其过程特性进行了研究.结果表明,HVCPX-1000能量回收装置的盐水处理量约65 m3·h-1,工作压力约6.0MPa,能量回收效率达96.27%,系统压力、流量波动均较小.     

正位移式阀控能量回收装置盐水连续进料过程特性研究

能量回收装置是反渗透海水淡化系统的关键设备之一，对降低系统运行能耗和造水成本至关重要。正位移式阀控能量回收装置以反渗透淡化系统排放的高压盐水作为进料，通过在水压缸中直接增压原料海水的方式来实现压力能回收利用。但在装置运行过程中常常存在高压盐水进料不连续（即流量有较大波动）等问题，直接影响了反渗透淡化系统运行的稳定性。本丈在分析造成上述问题原因的基础上，通过改进控制方案，使得高压盐水进料过程中的流量和压力波动问题得到有效解决，保证了盐水进料的连续性。针对阀控能量回收装置运行过程中低压进料海水仍存在流量和压力波动的现象，文章提出了两个具体的措施，即通过多套装置并联运行及在进料海水管路上设置旁路的方式来解决。     

膜法海水淡化系统在华能威海电厂的应用

随着我国水资源的日益匮乏,海水淡化技术不断应用于工业中。华能威海电厂三期海水淡化系统设备为笔者所在公司提供,海水作为该厂锅炉补给水水源,采用了超滤(UF)-海水反渗透(SWRO)-一级反渗透-二级反渗透-电去离子技术(EDI)全膜法制备。其中能量回收作为海水淡化系统的重要部分,本文将介绍几种常用的能量回收装置,并详细介绍膜法海水淡化系统在该厂中的应用。     

反渗透海水淡化技术研究进展

反渗透海水淡化技术以其特有的优点得到了越来越广泛的应用,近几十年来我国对该技术的研究取得了较大发展。该文综述了反渗透海水淡化技术的发展过程及应用状况,重点介绍了反渗透膜、预处理技术、能量回收技术、反渗透系统优化设计等方面的技术进步及存在的问题,根据该技术研究及应用现状,提出了我国反渗透海水淡化技术未来发展的看法。     

压力交换式能量回收器在反渗透海水淡化技术中的应用

在反渗透海水淡化系统中，高压系统中采用压力交换式能量回收器，大大地降低海水淡化的能耗。压力交换式能量回收器的能量回收效率达到95％以上，本文从其工作原理和反渗透海水淡化设计上阐述其应用的优点。     

膜法在某核电站海水淡化系统中的设计应用

海水淡化技术是解决核电站淡水资源缺乏的一个重要途径。针对某核电站10 000 m³/d海水淡化系统的要求,采用“原水预处理(混凝沉淀+V型滤池)+反渗透预处理(超滤)+脱盐(两级反渗透)+后处理(矿化处理)”的处理工艺。其中混凝沉淀池总处理水量为1 800 m³/h;V型滤池滤速为9 m/h;超滤系统平均膜通量为72.9 L/(m²·h),回收率≥92%;一级反渗透系统平均膜通量为13.79 L/(m²·h),回收率45%,脱盐率≥99.3%;二级反渗透系统A平均膜通量为29.31 L/(m²·h),回收率85%,脱盐率≥97%;二级反渗透系统B平均膜通量为27.18 L/(m²·h),回收率85%,脱盐率≥97%;反渗透产水经过矿化设备,产水水质稳定能满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。该系统其运行成本为4.57元/m³。     

液化天然气深冷-膜蒸馏海水淡化系统集成与分析

提出了一种PRICO天然气液化-膜蒸馏（MD）海水淡化系统集成方法,利用PRICO过程压缩机出口的余热驱动MD海水淡化。采用Aspen Plus和GAMS建立了集成系统的数学模型,综合考虑系统的结构、物流物性、设备规模、操作参数等系统设计问题,分析不同设计下系统的投资、能耗、运行费用以及MD单位产水成本。模型应用于一个处理量为1 kmol/s的PRICO天然气液化系统与MD集成的案例研究。计算结果表明,单位产水成本最小时,系统产水成本为1.98 USD/m³,淡水产量为5.78 m³/h,与反渗透等海水淡化技术相比,MD在经济性方面具有较强的竞争力。     

泵驱动回路热管能量回收装置性能的影响因素

提出一种泵驱动回路热管能量回收装置,用于回收公共建筑空调系统排风的能量,降低处理新风的能耗,并搭建实验平台,测试该装置在两种工况下的性能,分析工质质量流量、换热器换热面积和换热器迎面风速3种因素对装置换热量、温度效率和性能系数的影响,得出质量流量、换热面积和迎面风速的最优值。结果表明,夏季工况下,质量流量250 kg·h^-1,换热面积58.0 m²,迎面风速1.8 m·s^-1时,装置的换热量为4.09 kW,性能系数为9.26;冬季工况下,质量流量300 kg·h^-1,换热面积58.0 m²,迎面风速1.8 m·s^-1时,装置的换热量为6.63 kW,性能系数为14.20。     

反渗透海水淡化技术在舰船上的应用

海水淡化是维持舰船所需淡水供应和补充的唯一途径。阐述了反渗透海水淡化技术在反渗透膜、预处理和能量回收装置等关键技术上的发展,介绍了反渗透海水淡化技术在舰船上的应用。     

长岛1000吨/日反渗透海水淡化示范工程

长岛1000t／d反渗透海水淡化工程是我国第一个自行设计、建造的日产千吨级反渗透海水淡化示范工程,在国内首次使用压力交换式能量回收设备,建成后运行正常,能耗达到国际先进水平,为推广我国的海水淡化起到了很好的示范作用。