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萊特萊德（上海）水處理設備有限公司
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海水淡化系統水泵的技術參數選擇
1、船舶海水淡化設備工藝流程
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，待處理的原海水經過高壓泵加壓后，進入反滲透膜組件：經過反滲透膜的水為所需要的淡水，即產水;剩余未透過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，再用增壓泵來補償經過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。
2、技術參數
不同規模的反滲透海水淡化系統所用高壓泵的流量是由其日處理量和小部分余量決定的，壓力是根據選用的膜的型號和通量、運行情況、原水水質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列出不同規模海水淡化系統所用高壓泵的參數。
下面我們用50,000噸/天的海水淡化系統為例，系統回收率為42%，分5列反滲透單元，每列產能為10,000噸/天的系統。對高壓泵予以確定技術參數及合理選型。
假設海水為標準海水，水溫為20℃.
海水淡化裝置的產水量指標接近高壓泵的流量，即高壓泵流量為Q=425m3/h。
高壓泵所需的揚程是根據選用的膜的型號和通量、運行情況、原水水質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，設備投資也越高。該系統要求高壓泵揚程為67.2bar，即高壓泵流量Q=425m3/h;揚程H=685m，效率指標不低于80%。
二、水泵選型
1、選擇水泵類型
目前反滲透海水淡化處理系統中使用的高壓泵主要有兩種：柱塞泵和多級離心高壓泵。這些產品在國外技術都已比較成熟，產品已系列化。
我們針對五萬噸海淡系統的每列的高壓泵參數要求(Q=425m3/h,H=685m)，選擇多級離心高壓泵中的節段式多級離心泵類型。
2、選擇水泵系列
在節段式多級離心泵中，主要是出于對效率的要求，我們選擇了PWTD(N)系列，該系列采用高效的水力模型，節能環保;模塊化設計，全部采用膜片式加長聯軸器，維護方便;結構合理可靠、壽命長，是濱特爾集團為廣闊的中國市場提供的一款性能優良、結構可靠的產品。
流量：～950m3/h
揚程：～1400m
介質溫度：-80～180℃
工作壓力：～150bar
3、確定水泵型號
根據已經確定的水泵參數和類型，我們選擇水泵型號為：6PWTD(I)*6
從圖2可以獲得水泵的參數如下：
流量：425m3/h
揚程: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
高壓泵的單位產水能耗：
式中：
W-單位產水能耗，kWh?m-3
p-高壓泵的壓差Mpa
η-高壓泵效率%
可以計算出高壓泵單位產水能耗為2.33kWh?m-3。
4、確定電機技術參數
根據選定水泵的性能Q，H，按照下面的公式可以計算出水泵所需要的軸功率為
Q-流量(m3/h)425m3/h
H-揚程(m)685m
ρ-密度(kg/m3);標準海水密度按照1.03計算
g-當地重力加速度，按照9.8計算
η-額定工作點下的效率,為80%
可以計算出該工作點下的水泵軸功率為1020KW。
在選擇電機功率時應根據ISO5199加上安全余量，選擇電機規格時，選擇P2應大于泵軸功率并與之相近的規格。所以我們選擇電機功率為1120KW。
5、選配高效率COMPACT高壓電機。
高壓電機的電壓，頻率，赫茲等由現場的供電情況決定。我們按照國內常用的供電情況6KV，3相，50HZ來選擇。為了降低單位產水的能耗，我們盡可能地選用高效電機，因此選配的緊湊型COMPACT高效電機，其效率高達96%，而國內常用的YKK系列該功率為93%。此外，COMPACT系列的防護等級可達IP55，還具有體積小，重量輕，用戶維護方便，安裝簡單等特點。在本系統，采用高效電機比普通電機的采購差價約為5萬人民幣，按照1度工業電價為0.5元計算，則4個月就可以收回高效電機增加的成本。
三、整套系統能耗分析
在本系統中，增壓泵也是能耗的一部分，通過高壓泵和增壓泵的能耗分析，可以計算出整套系統的單位產水能耗為2.68kWh/m3
從表6可以看出，通過對反滲透海水淡化系統的高壓泵的合理選型，選擇高效的水泵和電機系列，對于日產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。每日的電費可以減少25,000度電，節省了一筆非常可觀的成本支出。
