船舶海水淡化設備的系統(tǒng)回收率是42%，壓力范圍是5.0-7.2MPa，高壓泵流量是Q=425m3/h。

預處理

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無論是海水淡化，還是苦咸水脫鹽，給水預處理是保證反滲透系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關鍵。在制定海水預處理方案時應充分考慮到：海水中存在大量微生物、細菌和藻類。海水中細菌、藻類的繁殖和微生物的生長不僅會給取水設施帶來許多麻煩，而且會直接影響海水淡化設備及工藝管道的正常運轉(zhuǎn)。周期性漲潮、退潮，海水中夾帶大量泥沙，濁度變化較大，易造成海水預處理系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。海水具有較大腐蝕性，對系統(tǒng)中所采用的設備、閥門、管道件的材質(zhì)要作一定篩選，耐腐性能要好。

蒸餾法

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蒸餾法主要被用于特大型海水淡化處理上及熱能豐富的地方。反滲透膜法適用面非常的廣，且脫鹽率很高，因此被廣泛使用。反滲透膜法首先是將海水提取上來，進行初步處理，降低海水濁度，防止細菌、藻類等微生物的生長，然后用特種高壓泵增壓，使海水進入反滲透膜，由于海水含鹽量高，因此海水反滲透膜必須具有高脫鹽率，耐腐蝕、耐高壓、抗污染等特點，經(jīng)過反滲透膜處理后的海水，其含鹽量大大降低，TDS含量從36000毫克/升降至200毫克/升左右。淡化后的水質(zhì)甚至優(yōu)于自來水，這樣就可供工業(yè)、商業(yè)、居民及船舶、艦艇使用。

海水淡化

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海水含鹽量高、硬度高，對設備腐蝕性大，而且水溫季節(jié)性變化較大 使得反滲透海水淡化系統(tǒng)比常規(guī)的苦咸水脫鹽系統(tǒng)要復雜得多，工程投資和能耗也高得多。因此通過精心的工藝設計，合理的設備配置來降低工程投資和能耗，從而降低單位制水成本，并確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行就顯得格外重要。

海水殺菌滅藻

國外海水淡化工程多采用投加液氯、NaClO和CuSO4等化學試劑來殺菌滅藻?？紤]到交通等多方面的因素，投加化學試劑殺菌滅藻有一定難度，在本工程設備研制過程中專門采用海水次氯酸鈉發(fā)生器。海水取水泵后分出一小股帶壓海水，進入次氯酸鈉發(fā)生器，在直流電場作用下產(chǎn)生NaClO，靠位差直接注入海灘沉井，以殺滅海水中的細菌、藻類和微生物。

由于海水硬度高 海水直接電解產(chǎn)生N aC lO必須克服發(fā)生電極結(jié)垢問題。在研制過程中 ，借鑒了電滲析頻繁倒極 (EDR)技術，即每隔 5～ 10m in倒換一次電極極性，有效地解決了次氯酸鈉發(fā)生器結(jié)垢沉淀問題。

反滲透20t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(jīng)過高壓泵加壓后，進入反滲透膜組件：經(jīng)過反滲透膜的水為所需要的淡水，即產(chǎn)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(jīng)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。

技術參數(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)選用的膜的型號和通量、運行情況、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)。對高壓泵予以確定技術參數(shù)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(chǎn)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(jù)選用的膜的型號和通量、運行情況、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，設備投資也越高。該系統(tǒng)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%。

水泵選型

1、選擇水泵類型

反滲透海水淡化處理系統(tǒng)中使用的高壓泵主要有兩種：柱塞泵和多級離心高壓泵。這些產(chǎn)品在國外技術都已比較成熟，產(chǎn)品已系列化。

我們針對五萬噸海淡系統(tǒng)的每列的高壓泵參數(shù)要求(Q=425m3/h,H=685m)，選擇多級離心高壓泵中的節(jié)段式多級離心泵類型。

2、選擇水泵系列

在節(jié)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(jié)能環(huán)保;模塊化設計，全部采用膜片式加長聯(lián)軸器，維護方便;結(jié)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(yōu)良、結(jié)構可靠的產(chǎn)品。

流量：～950m3/h

揚程：～1400m

介質(zhì)溫度：-80～180℃

*大工作壓力：～150bar

3、確定水泵型號

根據(jù)已經(jīng)確定的水泵參數(shù)和類型，我們選擇水泵型號為：6PWTD(I)*6

從圖2可以獲得水泵的參數(shù)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(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%

可以計算出高壓泵單位產(chǎn)水能耗為2.33kWh?m-3。

4、確定電機技術參數(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?shù)刂亓铀俣?，按?.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(jù)ISO5199加上安全余量，選擇電機規(guī)格時，選擇P2應大于泵軸功率并與之相近的規(guī)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(xiàn)場的供電情況決定。我們按照國內(nèi)常用的供電情況6KV，3相，50HZ來選擇。為了降低單位產(chǎn)水的能耗，我們盡可能地選用高效電機，因此選配國際**的緊湊型COMPACT高效電機，其效率高達96%，而國內(nèi)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(tǒng)，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(yè)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。

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，通過高壓泵和增壓泵的能耗分析，可以計算出整套系統(tǒng)的單位產(chǎn)水能耗為2.68kWh/m3

可以看出，通過對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系列，對于日產(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。每日的電費可以減少25,000度電，節(jié)省了一筆非?？捎^的成本支出。

產(chǎn)品圖片以及說明：