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节段式海水淡化高压泵设计与开发

所属领域: 水污染防治 > 海水淡化 [匹配需求]
地      区: 江苏
成  熟 度: 示范工程
合作方式: 直接购买 ,直接购买
信息来源: 海水淡化与综合利用关键技术和装备成果汇编
技术持有方: 江苏大学流体机械工程技术研究中心
点  击 数: 657

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基本信息

技术概述

海水高压泵是反渗透海水淡化工程中的核心动力设备,是海水淡化工程的“心脏”,高效节能节段式海水高压泵是一种由轴向吸入、内置液体动压轴承、轴向力自动平衡装置等结构要素和高效水力模型构成的新型节段式海水离心泵。

技术优势

。海水淡化高压泵完全满足大型海水淡化工艺要求,效率指标达到83.07%,指标优于国外同规格海水高压泵最好水平,运行费用比进口高压泵低10%以上,减少设备投资 30%以上。

适用范围
海水淡化
鉴定评估
海水淡化与综合利用关键技术和装备成果汇编
应用案例

案例名称:5000 m 3 /d 海水淡化系统配套高压泵

案例概述:海水高压泵设计与开发是国家科技支撑计划课题“万吨级膜法海水淡化关键技术与装备研究”的组成部分,也是国内第一套万吨级反渗透海水淡化示范工程的重要国产化设备。2006 年启动节段式海水淡化高压泵研制工作,2009 年 3 月年完成样机的研制工作,2009 年 6 月完成样机的试验室型式试验,2009 年 11 月样机在六横万吨级海水淡化示范工程中进行工业性运转考核,一直应用至今,样机效率指标领先国际先进水平。该项目荣获 2013 年度中国机械工业科学技术二等奖、江苏省 2013 年度科学技术二等奖。

技术指标

产淡水: 5000 m³

流量 :220 m³/h

扬程 :620 m

效率 :83.07%

技术详情

【原理与结构】
1) 技术方案
创新的轴向吸入结构和液体动压轴承,使泵的结构更简单可靠;双盘双毂结构轴向力自动平衡装置,在提高泵容积效率的同时,更加安全可靠;高效水力模型的数值模拟和试验研究,保证了泵具有更高的效率和更宽的高效率范围,大幅度降低了海水淡化系统的能耗,高压泵转子系统安全性分析新技术,保证了高压泵转子动力系统稳定运行。
2)总体结构

总体结构方案就是采用经过改进后的新型的轴向吸入节段式多级泵的结构型式,采用液体润滑轴承的最为简单结构

3)高效水力模型的研究
采用计算流体动力学三元流场诊断,通过叶轮、导叶几何参数组合的多方案优化比选,实现了泵性能优化设计。基于计算流体力学 CFD 方法,针对泵单级水力模型泵 进行全性能预测。多种水力模型优选,少数模型正交试验研究优选实型泵模型。

4)高压泵转子系统安全性分析
基于试验和 CFD 找出叶轮前后压力分布规律,建立了轴向力计算方法。在准确计算轴向力方法基础上,开发了轴向力平衡计算程序。研制成功了新型轴向力动态平衡装置。实现轴向力动态动态平衡,具有结构紧凑、灵敏度高、容积损失小的特点。高压泵采用平衡鼓和平衡盘联合机构来平衡轴向力,采用水润滑轴承兼作平衡鼓。此结构不仅减少了泄漏量,而且拥有水润滑轴承的所有优点,比滚动轴承的摩擦力小,平衡鼓的间隙选取要以水润滑轴承的设计为依据。高压泵轴向力及轴向力平衡计算表明,随着灵敏度提高(值变小),泄漏量也随之降低。灵敏度 k=0.26,平衡装置泄漏量小于 6 m³/h,平衡装置泄漏损失不到 3%。

5)优化设计了水润滑轴承
提出了水润滑轴承和转子系统的耦合计算方法,研究不同转速、不同压力的变工况时、转子不平衡力作用下的转子轴心轨迹变化规律,开发水润滑轴承计算程序。针对水润滑轴承-转子-口环动力系统,开发高压多级泵转子系统稳定性分析技术

【主要 技术经济指标 】
1)主要技术指标
流量:220 m³/h 扬程:620 m 效率:83.07 %
转速:2975 r/min 配带电机功率:545 kW

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