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萊特萊德（上海）水處理設(shè)備有限公司
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反滲透20t海水淡化設(shè)備工藝流程
反滲透(SWRO)海水淡化工藝流程示意圖，在反滲透海水淡化工藝中，待處理的原海水經(jīng)過(guò)高壓泵加壓后，進(jìn)入反滲透膜組件：經(jīng)過(guò)反滲透膜的水為所需要的淡水，即產(chǎn)水;剩余未透過(guò)膜的部分水為濃度較高的海水，即濃海水。這部分具有高壓力能的濃海水通過(guò)PX能量回收裝置將部分待處理的原海水直接升壓，再用增壓泵來(lái)補(bǔ)償經(jīng)過(guò)膜堆和管道損失的壓力，這部分升壓后的原海水與高壓泵升壓后的原海水混合后，送往反滲透膜組。
技術(shù)參數(shù)
不同規(guī)模的反滲透海水淡化系統(tǒng)所用高壓泵的流量是由其日處理量和小部分余量決定的，壓力是根據(jù)選用的膜的型號(hào)和通量、運(yùn)行情況、原水水質(zhì)和水溫等情況而變化的，通常反滲透的操作壓力范圍為5.0-7.2MPa。表2列出不同規(guī)模海水淡化系統(tǒng)所用高壓泵的參數(shù)。
下面我們用50,000噸/天的海水淡化系統(tǒng)為例，系統(tǒng)回收率為42%，分5列反滲透單元，每列產(chǎn)能為10,000噸/天的系統(tǒng)。對(duì)高壓泵予以確定技術(shù)參數(shù)及合理選型。
假設(shè)海水為標(biāo)準(zhǔn)海水，水溫為20℃.
海水淡化裝置的產(chǎn)水量指標(biāo)接近高壓泵的流量，即高壓泵流量為Q=425m3/h。
高壓泵所需的揚(yáng)程是根據(jù)選用的膜的型號(hào)和通量、運(yùn)行情況、原水水質(zhì)和水溫等情況而變化的，通常反滲透的操作壓力范圍為5.0-7.2MPa。海水反滲透操作壓力越高，操作成本就越高，設(shè)備投資也越高。該系統(tǒng)要求高壓泵揚(yáng)程為67.2bar，即高壓泵流量Q=425m3/h;揚(yáng)程H=685m，效率指標(biāo)不低于80%。
水泵選型
1、選擇水泵類型
目前反滲透海水淡化處理系統(tǒng)中使用的高壓泵主要有兩種：柱塞泵和多級(jí)離心高壓泵。這些產(chǎn)品在國(guó)外技術(shù)都已比較成熟，產(chǎn)品已系列化。
我們針對(duì)五萬(wàn)噸海淡系統(tǒng)的每列的高壓泵參數(shù)要求(Q=425m3/h,H=685m)，選擇多級(jí)離心高壓泵中的節(jié)段式多級(jí)離心泵類型。
2、選擇水泵系列
在節(jié)段式多級(jí)離心泵中，主要是出于對(duì)效率的要求，我們選擇了PWTD(N)系列，該系列采用高效的水力模型，節(jié)能環(huán)保;模塊化設(shè)計(jì)，全部采用膜片式加長(zhǎng)聯(lián)軸器，維護(hù)方便;結(jié)構(gòu)合理可靠、壽命長(zhǎng)，是濱特爾集團(tuán)為廣闊的中國(guó)市場(chǎng)提供的一款性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)可靠的產(chǎn)品。
流量：～950m3/h
揚(yáng)程：～1400m
介質(zhì)溫度：-80～180℃
工作壓力：～150bar
3、確定水泵型號(hào)
根據(jù)已經(jīng)確定的水泵參數(shù)和類型，我們選擇水泵型號(hào)為：6PWTD(I)*6
從圖2可以獲得水泵的參數(shù)如下：
流量：425m3/h
揚(yáng)程:69.2-2=67.2bar,換算為米水柱為67.2*10.2=685m
效率:80%
必需汽蝕余量:10m
高壓泵的單位產(chǎn)水能耗：
式中：
W-單位產(chǎn)水能耗，kWh?m-3
p-高壓泵的壓差Mpa
η-高壓泵效率%
可以計(jì)算出高壓泵單位產(chǎn)水能耗為2.33kWh?m-3。
4、確定電機(jī)技術(shù)參數(shù)
根據(jù)選定水泵的性能Q，H，按照下面的公式可以計(jì)算出水泵所需要的軸功率為
Q-流量(m3/h)425m3/h
H-揚(yáng)程(m)685m
ρ-密度(kg/m3);標(biāo)準(zhǔn)海水密度按照1.03計(jì)算
g-當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，按?.8計(jì)算
η-額定工作點(diǎn)下的效率,為80%
可以計(jì)算出該工作點(diǎn)下的水泵軸功率為1020KW。
在選擇電機(jī)功率時(shí)應(yīng)根據(jù)ISO5199加上安全余量，選擇電機(jī)規(guī)格時(shí)，選擇P2應(yīng)大于泵軸功率并與之相近的規(guī)格。所以我們選擇電機(jī)功率為1120KW。
整套系統(tǒng)能耗分析
在本系統(tǒng)中，增壓泵也是能耗的一部分，在圖4中，通過(guò)高壓泵和增壓泵的能耗分析，可以計(jì)算出整套系統(tǒng)的單位產(chǎn)水能耗為2.68kWh/m3
可以看出，通過(guò)對(duì)反滲透海水淡化系統(tǒng)的高壓泵的合理選型，選擇高效的水泵和電機(jī)系列，對(duì)于日產(chǎn)50，000噸能力的反滲透海水淡化裝置，其能耗降低0.5kWh/m3以上，大大降低了反滲透海水淡化用泵的能耗成本。每日的電費(fèi)可以減少25,000度電，節(jié)省了一筆非常可觀的成本支出。
