★ 海水淡化泵背景概述

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? ? ? ?我國是一個(gè)水資源貧乏的國家,沿海地區水資源嚴重短缺。而海水淡化是解決我國沿海地區淡水嚴重短缺的有效途徑之一，而隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，反滲透海水淡化技術(shù)由于其設備投資小、能量消耗低、建造周期短等諸多優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)發(fā)展速度很快,已成為海水淡化的主導技術(shù)。

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? ? ? ?反滲透法海水淡化技術(shù)(下文簡(jiǎn)稱(chēng)：SWRO)就是利用半透膜的透水特性，用水泵對海水加壓，使水分子克服阻力而透過(guò)半透膜，從而達到淡水從海水中分離出來(lái)的目的。海水淡化高壓泵是海水淡化的核心動(dòng)力設備，提供了在膜法海水淡化中克服滲透壓的能量，泵的效率直接決定反滲透海水淡化系統的能耗指標，選擇合適的高壓泵對海水淡化系統的經(jīng)濟性有著(zhù)重要的影響。

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★ 海水淡化泵選型及需要注意的問(wèn)題？

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? ? ? ?要選擇合適的泵，您需要了解基本數據，如水量、泵壓力范圍和泵性能曲線(xiàn)。反滲透海水淡化系統中，每噸淡化水費用中，投資成本占25%左右，電費成本占52%以上，兩項合計占造水費用的77%以上。而電費成本中，又以高壓泵的能耗為主，因此，高壓泵的能耗是影響產(chǎn)品水成本的主要因素，根據不同的淡化規模選擇高效率、合適的高壓泵是目前反滲透海水淡化產(chǎn)業(yè)急需要解決的問(wèn)題。那么海水淡化設備高壓泵選型需注意的問(wèn)題有哪些?

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? ? ? ?1、常見(jiàn)海水淡化高壓泵的形式及適用范圍

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? ? ? ?通常用于膜法海水淡化系統的高壓泵主要有兩類(lèi)：動(dòng)力式泵中的多級離心泵和容積式泵中的柱塞泵。一般情況下，多級離心泵主要適用于大中型海水淡化裝置，柱塞泵主要適用于中小型海水淡化裝置。大中小型海水淡化的產(chǎn)能分界是沒(méi)有具體數據的，這是由于柱塞泵的高效率及某些柱塞泵并聯(lián)運行帶來(lái)投資趨向的變化，特別是B00或BOT項目,全壽命周期運行能耗是第一位的。

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? ? ? ?常用的多級離心泵從結構形式分有水平中開(kāi)式和多級串聯(lián)式（如下圖）

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? ? ?水平中開(kāi)式的結構特點(diǎn)是:上下兩個(gè)泵殼體對接,進(jìn)出口管、部分蝸殼及流道鑄造在下部泵殼體上；葉輪熱裝軸上，對稱(chēng)布置，最大程度減少了軸向推力，止推軸承承受的軸向推力較小，振動(dòng)較低；檢修維護比較方便，維修時(shí)不需拆卸泵的管線(xiàn)，可直接取下泵上殼。

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? ? ? ?多級串聯(lián)泵結構特點(diǎn)是:每一級由一個(gè)位于擴散器殼體內的葉輪組成，擴散器用螺拴和連桿連在一起，所有各級以串聯(lián)方式由固定桿固定在一起；葉輪按一個(gè)方向組裝，用鍵固定在泵軸上,類(lèi)似于串糖葫蘆；在最佳效率點(diǎn)有較髙的效率，但偏離時(shí)效率較低，振動(dòng)增加，拆裝難度較大。

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? ? ? ?兩者相比在結構上應是水平中開(kāi)式占較大的優(yōu)勢，但是因為水平中開(kāi)式設備價(jià)格昂貴，所以?xún)烧叨加袕V泛的應用。柱塞泵屬于容積泵的一種,在需要高揚程的、小流量的場(chǎng)合有廣泛的應用。如清洗行業(yè)石油行業(yè)等。

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? ? ? ?多級離心泵和柱塞泵相比，由于工作原理的不同，在實(shí)際應用中，也有較大的區別，下表為離心泵和柱塞泵簡(jiǎn)單對比：

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? ? ? ?2、選擇海水淡化高壓泵需要注意的問(wèn)題

? ? ? ?正確選擇高壓泵是系統安全、經(jīng)濟運行的關(guān)鍵。對于一座膜法海水淡化系統的高壓泵，無(wú)論是柱塞泵還是離心泵，首先要確定的是過(guò)流部分的材質(zhì)，也就是解決水泵在海水中的腐蝕問(wèn)題。目前可選的材料較多,基于經(jīng)濟型考慮,一般選用2507(UNS:S32750)雙相不銹鋼,主要額定化學(xué)成分如下表。

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? ? ? ?可以看出商標，2507中加入了N以確保雙相(奧氏體一鐵素體)的形成，推薦使用2507的主要原因是避免應力下的氯離子腐蝕。

? ? ? ?由于大型的海水淡化裝置只能采用多級離心泵。對于多級離心泵,一般要著(zhù)重考慮以下問(wèn)題:

? ? ? ?①選擇效率高的水泵,因為效率高低直接影響系統的經(jīng)濟性；

? ? ? ?②水泵高效率覆蓋的范圍來(lái)說(shuō)選擇范圍廣的，因為SWRO的通量會(huì )衰減,水泵的工作點(diǎn)會(huì )漂移；

? ? ? ?③選擇揚程變化時(shí)流量變化較小的，因為影響SWRO滲透壓的因素較多,水泵要在不同的工作點(diǎn)工作，但是SWR0產(chǎn)能及回收率變化不大；

? ? ? ?④選擇易于維護的泵。

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★ 海水淡化泵在六橫海水淡化工程的應用

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? ? ? ?六橫島10萬(wàn)噸級海水淡化工程為浙江省重點(diǎn)工程項目,為國家“十一五”科技支撐計劃“日產(chǎn)10萬(wàn)噸級反滲透膜法海水淡化國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與示范項目”平臺工程。項目全部建成后將成為全國最大的海水淡化工程項目。海水淡化高壓泵為該項目反滲透海水淡化膜組提供足夠進(jìn)水壓力，同時(shí)結合能量回收為反滲透膜組提供正常運行所需的壓力和流量。

? ? ? ?由于水溫對反滲透膜通量的影響較大，為了節約能源，降低運行成本,高壓泵可采用液體力耦合或變頻方式調節負荷控制。在比較了液體力耦合或變頻控制兩種調速方案后，采用變頻控制方案來(lái)調速。

? ? ? ?①反滲透高壓泵、管道及附件的材料均考慮耐腐蝕。密封方式考慮耐腐蝕機械密封。

? ? ? ?②反滲透高壓泵進(jìn)口、出口設壓力開(kāi)關(guān)，進(jìn)口壓力低時(shí)報警及停泵，出口壓力高時(shí)報警及停泵。

? ? ? ?通過(guò)離心泵和柱塞泵的對比，本工程高壓泵采用多級離心泵(2205SS雙相不銹鋼材質(zhì))。單泵流量達1萬(wàn)噸/日，揚程600m，電機功率1040kW，采用690kV電壓。

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★ 海水淡化泵的發(fā)展趨勢

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? ? ? ?目前高壓離心泵國內生產(chǎn)廠(chǎng)家較少，而能應用于SWRO系統的就更少，海水淡化高壓泵要求比普通的多級離心泵具有更高的效率。中聯(lián)泵業(yè)根據市場(chǎng)需要，加速高壓多級離心泵技術(shù)發(fā)展，自主研發(fā)的高效自平衡多級泵是適用于SWRO系統的高速高壓泵產(chǎn)品。自平衡多級泵以節段式多級離心泵結構為基礎，采用無(wú)平衡裝置和高效的水力模型，連續8000小時(shí)無(wú)故障運行。由于無(wú)平衡裝置，即無(wú)平衡盤(pán)的園盤(pán)摩擦損失又無(wú)平衡回流損失，所以泵效率比同類(lèi)別多級泵提高3%—14%，徹底解決因平衡裝置失效而導致泵平衡盤(pán)和平衡盤(pán)座的磨損或轉子咬死等各種故障，大大延長(cháng)泵的使用壽命。獨特的結構強度設計，具有機封性強、耐腐蝕、噪音低、體積小、易維護等優(yōu)點(diǎn)；采用水潤滑軸承與滾動(dòng)軸承的組合結構設計來(lái)代替傳統多級泵雙滾動(dòng)軸承的結構，以首級葉輪前密封環(huán)兼做滑動(dòng)軸承的創(chuàng )新支撐結構，并優(yōu)化了雙相不銹鋼過(guò)過(guò)流部件，單機滿(mǎn)足5000t/d反滲透法海水淡化要求，效率高達80%以上，明顯高于國內外同類(lèi)產(chǎn)品。

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? ? ? ?中聯(lián)高效自平衡多級離心泵的技術(shù)先進(jìn)性

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? ? ? ?本系列泵設計的基礎在于泵組運行全過(guò)程的實(shí)用安全性、經(jīng)濟性、無(wú)故障運行能力以及低的維修費用。該泵的主要設計特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下

? ? ? ?●先進(jìn)的組合模塊化設計,大量使用經(jīng)過(guò)長(cháng)期運行考驗的局部組件,零部件具有高度的可互換性。

? ? ? ?●高強度、高質(zhì)量材料以及多種選擇的進(jìn)、出口法蘭和接管設計,提高了泵很高的許用接管載荷,高強度、高質(zhì)量泵殼材料結構緊密,使用壽命可達普通鑄件的5倍,過(guò)流部位葉輪、導葉采用精密鑄造,光滑平整比普通鑄件效率提高2%以上。

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自平衡多級泵結構解剖圖

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? ? ? ?隨著(zhù)國內海水淡化高壓泵技術(shù)的發(fā)展，中聯(lián)泵業(yè)將繼續加大投入海水淡化高壓泵的研發(fā)和生產(chǎn)。今后，中聯(lián)泵業(yè)生產(chǎn)的自平衡多級高壓泵將會(huì )廣泛的應用于海水淡化工程。

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