海水淡化泵組運行的節(jié)能研究.pdf

1、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。海水淡化是解決水資源危機的戰(zhàn)略選擇，海水淡化高壓泵是海水淡化的核心動力設備，泵的效率直接決定反滲透海水淡化系統(tǒng)的能耗指標，高壓泵效率的高低對海水淡化系統(tǒng)的經濟性有著重要的影響。從系統(tǒng)節(jié)能運行角度，泵組節(jié)能運行是有效降低海水淡化系統(tǒng)能耗的關鍵，對實行節(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、運行的節(jié)能研究”任務，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部流場進行對比分析研究，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行改變，分析了兩種參數的變化對泵性能特性的影響。同時研究在變頻調速運行時，海水淡化高壓泵性能曲線和內部流場的變化情況，尋找出泵的最優(yōu)變速運行的數學模型。針對泵機組在并聯運行時的不同工況，分析研究泵組并聯運行時的數學模型，尋找出海水淡化泵機組并聯運行時的最優(yōu)

3、運行模式。
　　首先是對優(yōu)化設計的三種水力模型進行三維建模、網格劃分、并利用CFX軟件對泵的內部流場進行數值模擬計算以及性能的預測和對比，通過比較找出一個最優(yōu)的模型，同時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部流場的分布情況。結果表明在葉片設計時，可以通過計算找出一個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到最優(yōu)。
　　然后運用計算流體力學CFD方法，對海水淡化高壓泵單級模型和整

4、機模型在變頻調速下的全性能進行模擬計算，對比泵的相似定律，對其在不同轉速下的性能特性和內部流場的變化情況進行了分析。結果表明，海水淡化高壓泵在運行時，其模擬的性能特性與相似定律所描述的有所差別。當泵偏離額定轉速運行時，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行過程中進行實時變頻調速控制的情況，那么就需要建立泵變速運行時的數學模型，找出其變速運行時各性能之間的數學關系式，方便迅速且準確地確定水泵在