反滲透系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)及其能耗分析

趙 沖，員 建，苑宏英，茅建勇，靖大為

（1.天津城建大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，天津300384；2.新界泵業(yè)集團股份有限公司，浙江臺州317500）

由于反滲透系統(tǒng)以壓力為驅(qū)動力，其能耗成本在全部運行成本中占據(jù)了相當大的部分。例如，1 臺8-10 型立式多級離心泵，在8 m3/h、0.958 MPa工況下工作時，輸出功率為2.13 kW，電機與水泵的效率為51.16%，即電機與水泵自身能耗就達2.03 kW。不僅該部分能耗不可避免，而且在機泵的流量壓強特性基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)反滲透系統(tǒng)運行工作點時，仍需要額外的能量消耗。筆者旨在回流調(diào)節(jié)、截流調(diào)節(jié)與變頻調(diào)速3種系統(tǒng)運行工作點調(diào)節(jié)方式中，論證最為節(jié)能的調(diào)節(jié)方式，以求最大程度降低系統(tǒng)的運行能耗。

1 系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)方式

反滲透系統(tǒng)運行過程中的重要特點之一就是根據(jù)設(shè)計要求保持其恒定收率與恒定流量〔1〕。無論是系統(tǒng)初始運行時的狀態(tài)，還是給水溫度、給水鹽量及污染程度發(fā)生變化時的狀態(tài)，為保證恒定的系統(tǒng)收率與產(chǎn)水流量，均需要對機泵或閥門的輸出流量與輸出壓強進行調(diào)節(jié)，使之與系統(tǒng)所需的給水流量與給水壓強相一致。對于圖1 所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而言，為保證機泵閥門合成的工作點與膜系統(tǒng)所需的工作點一致，一般具有回流閥開度、截流閥開度與機泵變頻調(diào)速3 種調(diào)節(jié)方式。

圖1 反滲透膜系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)方式

筆者擬以變頻調(diào)速器、交流異步機、多級離心泵及反滲透系統(tǒng)的運行特性為基礎(chǔ)，在滿足系統(tǒng)所需的系統(tǒng)收率及產(chǎn)水流量條件下，分別討論上述3 種調(diào)節(jié)方式的能耗水平。……