海水淡化泵組運(yùn)行的節(jié)能研究.pdf

1、我國是一個(gè)水資源貧乏的國家，沿海地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺。海水淡化是解決水資源危機(jī)的戰(zhàn)略選擇，海水淡化高壓泵是海水淡化的核心動力設(shè)備，泵的效率直接決定反滲透海水淡化系統(tǒng)的能耗指標(biāo)，高壓泵效率的高低對海水淡化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響。從系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行角度，泵組節(jié)能運(yùn)行是有效降低海水淡化系統(tǒng)能耗的關(guān)鍵，對實(shí)行節(jié)能減排更有著重大意義。
　　本文依托“十二五”國家科技支撐項(xiàng)目《大型膜法海水淡化系統(tǒng)集成與冶金工業(yè)園區(qū)供水工程示范》中“海水淡化泵組

2、運(yùn)行的節(jié)能研究”任務(wù)，以1.5萬噸/日海水淡化高壓泵為研究對象，通過幾種不同高壓泵水力模型的性能特性和內(nèi)部流場進(jìn)行對比分析研究，找到一種相對最優(yōu)模型。并對該模型的葉片出口角和葉片包角進(jìn)行改變，分析了兩種參數(shù)的變化對泵性能特性的影響。同時(shí)研究在變頻調(diào)速運(yùn)行時(shí)，海水淡化高壓泵性能曲線和內(nèi)部流場的變化情況，尋找出泵的最優(yōu)變速運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。針對泵機(jī)組在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的不同工況，分析研究泵組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的數(shù)學(xué)模型，尋找出海水淡化泵機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的最優(yōu)

3、運(yùn)行模式。
　　首先是對優(yōu)化設(shè)計(jì)的三種水力模型進(jìn)行三維建模、網(wǎng)格劃分、并利用CFX軟件對泵的內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算以及性能的預(yù)測和對比，通過比較找出一個(gè)最優(yōu)的模型，同時(shí)對比分析在不同葉片出口角和葉片包角下，海水淡化高壓泵的性能曲線的變化和內(nèi)部流場的分布情況。結(jié)果表明在葉片設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過計(jì)算找出一個(gè)最佳的葉片出口角和葉片包角，使海水淡化高壓泵的性能達(dá)到最優(yōu)。
　　然后運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)CFD方法，對海水淡化高壓泵單級模型和整

4、機(jī)模型在變頻調(diào)速下的全性能進(jìn)行模擬計(jì)算，對比泵的相似定律，對其在不同轉(zhuǎn)速下的性能特性和內(nèi)部流場的變化情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，海水淡化高壓泵在運(yùn)行時(shí)，其模擬的性能特性與相似定律所描述的有所差別。當(dāng)泵偏離額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，泵的效率會發(fā)生改變，在大流量區(qū)域變化較為顯著。
　　考慮到在海水淡化高壓泵運(yùn)行過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)變頻調(diào)速控制的情況，那么就需要建立泵變速運(yùn)行時(shí)的數(shù)學(xué)模型，找出其變速運(yùn)行時(shí)各性能之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，方便迅速且準(zhǔn)確地確定水泵在