★ 海水淡化泵背景概述

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

反滲透法海水淡化技術(下文簡稱：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半透膜，從而達到淡水從海水中分離出來的目的。海水淡化高壓泵是海水淡化的核心動力設備，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(tǒng)的能耗指標，選擇合適的高壓泵對海水淡化系統(tǒng)的經(jīng)濟性有著重要的影響。

★ 海水淡化泵選型及需要注意的問題？

要選擇合適的泵，您需要了解基本數(shù)據(jù)，如水量、泵壓力范圍和泵性能曲線。反滲透海水淡化系統(tǒng)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(jù)不同的淡化規(guī)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)急需要解決的問題。那么海水淡化設備高壓泵選型需注意的問題有哪些?

1.常見海水淡化高壓泵的形式及適用范圍

通常用于膜法海水淡化系統(tǒng)的高壓泵主要有兩類：動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)能分界是沒有具體數(shù)據(jù)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的。

常用的多級離心泵從結構形式分有水平中開式和多級串聯(lián)式（如下圖）

水平中開式的結構特點是:上下兩個泵殼體對接,進出口管、部分蝸殼及流道鑄造在下部泵殼體上；葉輪熱裝軸上，對稱布置，減少了軸向推力，止推軸承承受的軸向推力較小，振動較低；檢修維護比較方便，維修時不需拆卸泵的管線，可直接取下泵上殼。

多級串聯(lián)泵結構特點是:每一級由一個位于擴散器殼體內(nèi)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；葉輪按一個方向組裝，用鍵固定在泵軸上,類似于串糖葫蘆；在效率點有較髙的效率，但偏離時效率較低，振動增加，拆裝難度較大。

兩者相比在結構上應是水平中開式占較大的優(yōu)勢，但是因為水平中開式設備價格昂貴，所以兩者都有廣泛的應用。柱塞泵屬于容積泵的一種,在需要高揚程的、小流量的場合有廣泛的應用。如清洗行業(yè)石油行業(yè)等。

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

2選擇海水淡化高壓泵需要注意的問題

正確選擇高壓泵是系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的關鍵。對于一座膜法海水淡化系統(tǒng)的高壓泵，無論是柱塞泵還是離心泵，首先要確定的是過流部分的材質(zhì)，也就是解決水泵在海水中的腐蝕問題。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,主要額定化學成分如下表。

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,一般要著重考慮以下問題:

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

②水泵高效率覆蓋的范圍來說選擇范圍廣的，因為SWRO的通量會衰減,水泵的工作點會漂移；

③選擇揚程變化時流量變化較小的，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。

★ 海水淡化泵在六橫海水淡化工程的應用

六橫島10萬噸級海水淡化工程為浙江省重點工程項目,為國家“十一五”科技支撐計劃“日產(chǎn)10萬噸級反滲透膜法海水淡化國產(chǎn)化關鍵技術開發(fā)與示范項目”平臺工程。項目全部建成后將成為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水壓力，同時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(jié)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(diào)節(jié)負荷控制。在比較了液體力耦合或變頻控制兩種調(diào)速方案后，采用變頻控制方案來調(diào)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反滲透高壓泵進口、出口設壓力開關，進口壓力低時報警及停泵，出口壓力高時報警及停泵。

通過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1萬噸/日，揚程600m，電機功率1040kW，采用690kV電壓。

★ 海水淡化泵的發(fā)展趨勢

目前高壓離心泵國內(nèi)生產(chǎn)廠家較少，而能應用于SWRO系統(tǒng)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(jù)市場需要，加速高壓多級離心泵技術發(fā)展，自主研發(fā)的高效自平衡多級泵是適用于SWRO系統(tǒng)的高速高壓泵產(chǎn)品。自平衡多級泵以節(jié)段式多級離心泵結構為基礎，采用無平衡裝置和高效的水力模型，連續(xù)8000小時運行。由于無平衡裝置，即無平衡盤的園盤摩擦損失又無平衡回流損失，所以泵效率比同類別多級泵提高3%—14%，解決因平衡裝置失效而導致泵平衡盤和平衡盤座的磨損或轉(zhuǎn)子咬死等各種故障，大大延長泵的使用壽命。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；采用水潤滑軸承與滾動軸承的組合結構設計來代替?zhèn)鹘y(tǒng)多級泵雙滾動軸承的結構，以首級葉輪前密封環(huán)兼做滑動軸承的創(chuàng)新支撐結構，并優(yōu)化了雙相不銹鋼過過流部件，單機滿足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(nèi)外同類產(chǎn)品。

中聯(lián)高效自平衡多級離心泵的技術性

本系列泵設計的基礎在于泵組運行全過程的實用安全性、經(jīng)濟性、運行能力以及低的維修費用。該泵的主要設計特點簡述如下

●的組合模塊化設計,大量使用經(jīng)過長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、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。

自平衡多級泵結構解剖圖

隨著國內(nèi)海水淡化高壓泵技術的發(fā)展，中聯(lián)泵業(yè)將繼續(xù)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廣泛的應用于海水淡化工程。