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突破设计极限，苏尔寿脱盐装置用泵技术

突破设计极限，苏尔寿脱盐装置用泵技术

泵友圈 2024年11月11日 08:30 

以下文章来源于苏尔寿泵业 ，作者Sulzer

苏尔寿泵业.

苏尔寿于1834年在瑞士温特图尔成立。在100多个国家拥有180多个生产基地、销售办事处和服务中心，业务遍及全球。苏州苏尔寿成立于2009年，为石油天然气、化工、电力和水等市场客户提供广泛的泵送解决方案和服务。www.sulzer.com


在过去的二十年间，脱盐装置变得规模更大，成本效益更高，而且能效也得到了显著提升，苏尔寿泵技术方面的创新在其中发挥了关键作用。在脱盐技术的探索之路上，苏尔寿专家团队一直在持续不断地探索和提升脱盐应用技术。

 发展背景 

随着全球气候变化、人口增长、经济发展和城市化进程的加快，全球大部分地区的水资源变得紧缺。最近几十年，很多地区逐步致力于发展脱盐项目，为居住人口提供充足的淡水，以满足农业、市政和工业发展所需。

 早期创新 

自21世纪初以来，脱盐行业在海水反渗透（SWRO）装置的设计和技术方面取得了显著的进步。这种进步的背后，是激增的淡水资源需求，它不断推动着行业进行持续创新。

在2001年，一个规模达到50000m3/d的SWRO工程属于极其大型的项目。尽管当时全球范围内已经有一些规模较大的装置在运行，但大多数装置的处理能力都远小于这个数值。当时单套处理量达到15000m3/d的SWRO机组已经被认为是大型装置，而当时主流的能量回收工艺采用佩尔顿型(Pelton)能量回收装置。

此时单机容量达到600m3/h、效率可以达到83%的反渗透高压泵是一项相当大的技术成就。


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效率革命


20多年过后的今天，SWRO装置的能耗比已经从6kWh/m3降低到3kWh/m3以下，这无疑是一个巨大的进步。反渗透膜性能的改进、新型能量回收装置的使用在其中发挥了至关重要的作用，但是泵技术的飞速发展对其也作出了举足轻重的贡献。

苏尔寿作为世界领先的专业泵品牌之一，在反渗透领域已经深耕细作数十年。苏尔寿不断的突破泵设计的极限，为全球各大脱盐项目提供了可靠、高性能的设备。

例如，通过使用耐磨性能极佳的高分子材料来制成叶轮口环，使泵的效率提高了2%至3%。另外苏尔寿将这种先进的材料应用于水泵的滑动轴承，由于无需油或者脂润滑，从而减少了使用油润滑系统的维护成本和复杂性，降低了输送介质污染的风险，并且在不影响可靠性的前提下实现了效率的最优化。

此外，苏尔寿还通过采用径向节段剖分结构取代轴向剖分结构的设计，显著改善了泵的水力性能。最初，这种方法仅适用于较小规模的RO系列泵，但如今已经成功应用于单台容量高达1000m3/h的大型高压泵设备中。

水力技术的改进在低压应用领域中同样显著，传统的单级双吸泵逐渐被高性价比的端吸悬臂式泵所取代。如今，即使在更高容量工况条件下，客户也会倾向选择效率更高且具有良好吸入性能的高性价比的端吸泵。

由于可靠且经济高效变频器的出现，泵控制技术也得到了显著改进。这些技术改进，使得用户能够灵活地在更大范围的操作条件下运行泵设备，最大限度地减少了通过阀门节流来调节流量的需要。此外，变频器还使得泵能够在接近最佳效率点的位置运行，减少了不必要的会导致水泵效率降低的叶轮切割情况。虽然行业中使用的第一批变频器仅适用于配备于低压泵的低压电机，但随着技术的不断进步，可用变频器控制的中高压电机的出现使得这种方法在高压泵领域也获得了广泛应用。

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规模效应


由于离心泵的效率随着其容量的增加而增加，因此，在RO装置中，处理规模的扩大成为了提高泵效率、显著降低能效比的最重要驱动因素之一。获得规模效应优势的第一个机会是引入更大的RO生产线，单套机组处理量从2001年的最大15000m3/d增加到25000m3/d甚至30000m3/d。


系统架构的创新同样提供了新的契机。压力中心概念的提出使得超大型的泵可以投入使用，水泵通过管网系统可以供应多个RO生产线。自2005年前后首次引入这种设计以来，它已经成为大型SWRO项目的标准配置，极大地提升了整体运行效率。


苏尔寿作为泵行业的领先企业，从一开始就为这种压力中心概念设计的系统供应高压泵，积累了丰富的经验。

第一批压力中心供应的装置中，苏尔寿使用的高压泵采用两段式解决方案，高压流量约为2500m3/h，效率约为88%。

如今，苏尔寿正在为全球最大的一批脱盐工厂供应高压泵，其容量在3500m3/h到4000m3/h之间，且效率超过90%。   

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虽然高压泵的效率提高越来越接近物理极限，但SWRO工厂的其他工艺段的泵也带来了潜在的节能改进机会。这些工艺段的参数与苏尔寿的最新设计的低压端吸泵相匹配，该泵可用于其他连续运行工况，如中间泵、低压增压泵或二段工艺泵，其效率同样可以达到90%以上。


脱盐行业每一个新项目都旨在达到性能的极限，每年都在不断探索与实践中，找到进一步提升这些极限的方法，使得脱盐行业不断发展，规模日益扩大、效率和可靠性不断提高。作为泵行业的领导企业和脱盐行业的长期合作伙伴，苏尔寿很荣幸可以为行业的持续发展注入强大动力。同时，我们也期待更多创新技术的涌现和应用，共同推动脱盐行业迈向更加高效、环保和可持续发展的未来。

最终，我们都怀抱着一个共同的目标：为最需要的人提供更具性价比的淡水。

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