反渗透法海水淡化用高压泵及能量回收装置技术简述（一）中国泵业网摘要：当前在用的海水淡化方法有蒸馏法、反渗透法、海水冻结法、电渗析法等。

近年来，随着反渗透膜的较快发展，反渗透法逐步成为应用最广泛的方法。

高压泵和能量回收装置是反渗透法海水淡化最为重要的两种水力机械设备，本文针对其最新的技术应用进行了简要介绍。

关键词：反渗透法海水淡化高压泵能量回收装置
一、前言
海水由约96.5%的水和约3.5%的盐分组成，通过将海水中的盐分去除，即能实现海水淡化。

当前在用的海水淡化方法有蒸馏法、反渗透法、海水冻结法、电渗析法等。

近年来，随着反渗透膜的较快发展，反渗透法以其节能、设备简单、易于维护等优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。

反渗透法海水淡化的一般流程如图1所示。

海水经取水、溶解过滤及预处理后，由海水供给泵和高压泵输送至反渗透膜组，通过反渗透作用获得淡水。

与之同时，加压海水被浓缩且仍具有相当的能量，该部分能量通过能量回收装置加以回收利用。

反渗透法海水淡化用水力机械设备大体分类如下：
（1）海水取水泵：取水，将海水经溶解过滤器输送至预处理池。

（2）海水供给泵：将预处理后的海水经保安过滤器输送给高压泵。

（3）高压泵：向反渗透膜组提供高压海水，以生产淡水。

（4）能量回收装置：回收来自反渗透膜的高压浓缩海水的能量，以降低系统的总运行能耗。

其中，高压泵和能量回收装置是最为重要的设备，本文将针对其最新的技术应用加以简要介绍。

二、高压泵
1、主要参数
反渗透膜的进口压力约为6～7MPa（因膜的种类而异），透过淡水流量约为供给海水流量的40%。

因此，高压泵的出口压力多为7MPa 左右，总流量约为单个反渗透膜组透过淡水流量的2.5倍左右（高压泵台数根据需要选定）。

2、过流部件材料
由于输送介质为海水，高压泵过流部件的材料选定较为重要。

壳体和叶轮通常选用奥氏体不锈钢（如SCS14）、超级奥氏体不锈钢（如AL-6XN）等耐腐蚀材料；由于奥氏体不锈钢零件之间易发生咬合，为确保间隙配合部位的可靠性，密封环推荐选用聚醚醚酮（PEEK）等耐腐蚀性、自润滑性俱佳的材料。

需要指出的是，材料的耐腐蚀性因不同海域的海水特性（温度、盐度、压力等）而异。

因此，有必要依据样品实验、实际业绩等慎重选定过流部件的材料。

3、结构形式
高压泵为卧式多级离心泵，既可采用节段式结构，亦可采用水平中开式结构。

近年来，图2所示的水平中开式泵的应用日趋广泛，逐步成为反渗透法海水淡化用高压泵的标准形式。

该种形式泵的特点是：
（1）壳体为水平中开，各级涡壳、级间流道等一体铸造成形，刚性好。

由于壳体为中开，转子部件可以作为一个整体进行拆装，安装调整、保养维护均较方便。

（2）压出室为双涡壳式，泵的径向力可自动平衡；首级叶轮为双吸结构，其余叶轮背靠背对称布置，轴向力可左右抵消，泵运行可靠性较高。

三、能量回收装置
1、常用类型
来自反渗透膜的高压浓缩海水的压力约为5 MPa，流量约为供给海水流量的60%，通过设置适当的能量回收装置，可实现高压浓缩海水能量的回收。

常用的能量回收装置类型有：
（1）佩尔顿水轮机（水斗式冲击式水轮机）
将液体能量转换成旋转机械能，是水轮机的典型功能。

为适应高水头场合，常采用佩尔顿水轮机作为能量回收装置。

（2）反转泵
工作原理与水轮机相似，当高压浓缩海水自泵吐出侧逆流向吸入侧，泵即会发生反转，液体能量由此转换成旋转机械能。

由于适应高
水头场合且方便选型和制造，反转卧式多级泵（节段式或水平中开式）的应用较为广泛。

在反转泵设计、装配时，需对与旋转方向有关的零部件进行确认，确保叶轮叶片方向、泵轴螺纹旋向、间隙配合部位螺旋密封方向等准确无误。

2、能量回收方式
能量回收装置（佩尔顿水轮机或反转泵）通过离合器与用来驱动高压泵的电机直联（如图3、图4所示，左侧为高压泵，右侧为能量回收装置，中间为电机），在高压浓缩海水驱动下开始运行；待转速与电机转速一致后，离合器由分离状态转为接合状态，能量回收装置开始与电机共同驱动高压泵（使电机输出功率降低），从而实现回收能量、降低能耗的目的。

接下。