CN102507245B - 用于测试能量回收装置的测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测试能量回收装置的测试装置，包括：循环水箱；进水口与循环水箱的出水口相连的增压泵；进水口与增压泵的出水口相连的高压泵；第一进水口与高压泵的出水口相连的分配管；进水口与分配管的第一出水口相连的第一减压阀；进水口与分配管的第二出水口相连的第二减压阀；高压浓水进水口与第二减压阀的出水口相连的能量回收装置；与能量回收装置的高压原水出水口相连的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口与所述分配管的第二进水口相连。本发明采用分配管、第一减压阀和第二减压阀模拟反渗透膜元件，使原水分离成为常压水和高压水，从而实现了反渗透膜元件的分离功能，使高压水循环能够完全模拟实际运行状况。

Description

用于测试能量回收装置的测试装置

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，尤其涉及一种用于测试能量回收装置的测试装置。

背景技术

反渗透海水淡化法是利用反渗透的原理进行海水淡化的方法，高压海水流经反渗透膜后分离成浓水和淡水，具有设备简单、操作方便、无相变、处理效率高和能耗低等优点，是目前海水淡化的主要方法。

反渗透海水淡化装置一般包括高压泵、反渗透膜和能量回收装置等关键部件，其中，高压泵能够将海水增压至5MPa以上，高压海水在反渗透膜的作用下实现盐分的分离，约40％～50％的海水分离成为淡水，约50％～60％的海水浓缩成浓水；排出的浓水压力仅比高压海水压力降低0.1MPa左右，具有较高的压力能，可将其接入能量回收装置回收压力能后再排放。能量回收装置具有较高的回收效率，可将浓水中大部分能量回收，如目前常用的正位移式能量回收装置可把几乎与浓水量相当的原海水从低压直接增压至接近反渗透膜的进水压力，然后用功率较小的能量回收提升泵将增压后的原海水继续增压至反渗透膜进水压力，与通过高压泵增压至反渗透膜的进水压力的原海水一起进入反渗透膜中进行反渗透淡化，即可产出相应淡水，从而实现了浓水的能量循环，大大节省了能耗。

能量回收装置是反渗透海水淡化系统的三大关键设备之一，对海水淡化的经济性、可靠性等至关重要，一旦出现故障，整个海水淡化装置都会无法使用，因此，在与反渗透海水淡化装置配套前，必须对能量回收装置进行性能测试，尤其对于新开发的能量回收装置来说，需要进行长时间模拟现场状况的运行，性能测试合格后才能投入使用。一般按照实际反渗透工艺搭建反渗透海水淡化装置对能量回收装置进行性能测试，但是，搭建反渗透海水淡化系统的造价很高，如5000吨/日规模的反渗透海水淡化装置的设备投资约为2000万元，因此，按照实际反渗透工艺搭建反渗透海水淡化装置不仅成本高，而且仅用于能量回收装置的性能测试的话会浪费资源。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于测试能量回收装置的测试装置，本发明提供的测试装置无需反渗透膜元件即可模拟现场状况的运行，成本低且资源浪费少。

本发明提供了一种用于测试能量回收装置的测试装置，包括：

循环水箱；

进水口与所述循环水箱的出水口相连的增压泵；

进水口与所述增压泵的出水口相连的高压泵；

第一进水口与所述高压泵的出水口相连的分配管；

进水口与所述分配管的第一出水口相连的第一减压阀；

进水口与所述分配管的第二出水口相连的第二减压阀；

高压浓水进水口与所述第二减压阀的出水口相连的能量回收装置；

与所述能量回收装置的高压原水出水口相连的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口与所述分配管的第二进水口相连。

优选的，还包括：

进水口与所述增压泵相连的过滤器，所述过滤器的出水口与所述高压泵的进水口相连。

优选的，所述过滤器的出水口与能量回收装置的低压原水进水口相连。

优选的，所述第二减压阀的口径大于所述第一减压阀的口径。

优选的，所述第一减压阀的出水口与所述循环水箱的进水口相连。

优选的，所述循环水箱的进水口与能量回收装置的低压浓水出水口相连。

与现有技术相比，本发明提供的用于测试能量回收装置的测试装置包括：循环水箱；进水口与所述循环水箱的出水口相连的增压泵；进水口与所述增压泵的出水口相连的高压泵；第一进水口与所述高压泵的出水口相连的分配管；进水口与所述分配管的第一出水口相连的第一减压阀；进水口与所述分配管的第二出水口相连的第二减压阀；高压浓水进水口与所述第二减压阀的出水口相连的能量回收装置；与所述能量回收装置的高压原水出水口相连的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口与所述分配管的第二进水口相连。在本发明中，循环水箱中的测试用原水分成两路，一路经过高压泵直接增压至反渗透膜进水压力后进入分配管，另一路进入能量回收装置进行能量置换成为高压原水后，经能回提升泵增压至反渗透膜进水压力后进入分配管，与高压泵直接增压的原水混合；混合后的高压原水再次分为两路，一路经过第一减压阀减压至常压状态排放，模拟反渗透脱盐后得到的淡水，另一路经过第二减压阀减压约0.1MPa成为高压水后通过高压浓水进水口进入能量回收装置，模拟反渗透脱盐后得到的浓水，实现高压水的能量循环。本发明采用分配管、第一减压阀和第二减压阀模拟反渗透膜元件，使原水分离成为常压水和高压水，从而实现了反渗透膜元件的分离功能，使高压水循环能够完全模拟实际运行状况。由此可见，本发明提供的用于测试能量回收装置的测试装置无需反渗透膜元件即可模拟现场状况的运行，不仅成本低，而且由于仅需维持常压水至进水压力所需水量即可，减少了资源浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于测试能量回收装置的测试装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种用于测试能量回收装置的测试装置，包括：

循环水箱；

进水口与所述循环水箱的出水口相连的增压泵；

进水口与所述增压泵的出水口相连的高压泵；

第一进水口与所述高压泵的出水口相连的分配管；

进水口与所述分配管的第一出水口相连的第一减压阀；

进水口与所述分配管的第二出水口相连的第二减压阀；

高压浓水进水口与所述第二减压阀的出水口相连的能量回收装置；

与所述能量回收装置的高压原水出水口相连的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口与所述分配管的第二进水口相连。

参见图1，图1为本发明实施例提供的用于测试能量回收装置的测试装置的结构示意图，其中，1为循环水箱，2为进水口与循环水箱1的出水口相连的增压泵，3为进水口与增压泵2的出水口相连的过滤器，4为进水口与过滤器3的出水口相连的高压泵，5为第一进水口与高压泵4的出水口相连的分配管，6为进水口与分配管5的第一出水口相连的第一减压阀，7为进水口与分配管5的第二出水口相连的第二减压阀，8为高压浓水进水口与第二减压阀7相连的待检测的能量回收装置，9为进水口与能量回收装置8的高压原水出水口相连的能量回收提升泵。

循环水箱1的作用在于提供测试用原水，循环水箱1上设置有出水口和进水口，可以设置有若干进水口，分别用于将经过不同处理的水回收，使测试用水实现完全循环，节省水资源。

增压泵2的进水口与循环水箱1的出水口相连，其作用在于预先将测试用原水增压，使之顺利进入过滤器3。

过滤器3的进水口与增压泵2的出水口相连，其作用是将测试用原水过滤，去除其中的杂质物质。过滤器3的出水口与高压泵4的进水口相连，同时与待测试的能量回收装置8的低压原水进水口相连。

在其他实施例中，也可以不设置过滤器3。当不设置过滤器3时，增压泵2的出水口与高压泵4的进水口相连，同时与待测试的能量回收装置8的低压原水进水口相连。

高压泵4的进水口与过滤器3的出水口相连，作用在于将部分测试用原水增压至反渗透膜进水压力，如5MPa以上。高压泵4的出水口与分配管5的第一进水口相连。

分配管5的第一出水口与第一减压阀6的进水口相连，其第二出水口与第二减压阀7的进水口相连。分配管5、第一减压阀6和第二减压阀7构成模拟反渗透膜组件，使测试用原水分成两路，一路通过第一减压阀6减压至常压状态后模拟反渗透分离得到的淡水进行排放或者循环，另一路通过第二减压阀7减压约0.1MPa后模拟反渗透膜分离得到的高压浓水进入能量回收装置8中进行能量回收，从而测试能量能收装置8的性能。本发明中，第二减压阀7的口径大于第一减压阀6的口径。在其他实施例中，第二减压阀7和第一减压阀6的口径可以相同或者第二减压阀7的口径小于第一减压阀6的口径，调整流量使得其可以模拟反渗透膜进行分离即可。在本发明中，经过第一减压阀6的水量无需很大，只要维持操作到反渗透膜进水压力所需的水量即可，因此能够大大减少高压泵、增压泵及过滤器的容量。

为了实现测试用水的循环，节省水资源，第一减压阀6的出水口与循环水箱1的进水口相连，通过第一减压阀6减压至常压状态的水直接回流至循环水箱进行后续利用。

第二减压阀7的出水口与能量回收装置8的高压浓水进水口相连，能量回收装置8的低压原水进水口与过滤器3的出水口相连，能量回收装置8的高压原水出水口与能量回收提升泵9的进水口相连，能量回收提升泵9的出水口与分配管5的第二进水口相连。

经过第二减压阀减压0.1MPa的高压水进入能量回收装置8，与自过滤器3进入能量回收装置8的低压原水进行能量交换后，得到高压原水和低压浓水，高压原水通过高压原水出水口进入能量回收提升泵9，经能量回收提升泵9增压至反渗透膜进水压力后进入分配管5进行能量循环；低压浓水可直接排放或者回流至循环水箱1进行循环。

本发明提供的测试装置进行能量回收装置测试的方法如下：

原水经增压泵2增压、过滤器3过滤后分成两路，一路进入高压泵4直接增压至反渗透膜进水压力后进入分配管5，另一路进入能量回收装置8进行能量置换成为高压原水后，经能回提升泵增压至反渗透膜进水压力后进入分配器5，与高压泵4直接增压的原水混合；

在分配管5中混合后的高压原水再次分成两路，一路进入第一减压阀6，减至常压后回流至循环水箱1继续使用；另一路进入第二减压阀7，减压约0.1MPa后进入能量回收装置与其中的原水进行能量交换，得到的高压原水通过能量回收提升泵9增压至反渗透膜进水压力，进入分配管5后进行能量循环，从而实现对能量回收装置8的测试。

本发明以分配管、第一减压阀和第二减压阀模拟反渗透膜组件进行能量回收装置的测试，配备小流量高压泵和所需配置的能量回收提升泵后即可模拟现场工作进行详细性能试验和稳定性能试验，可用于能量回收装置的出厂性能测试，为提高能量回收装置的质量提供保障。本发明无需使用反渗透膜元件，高压泵流量选择时仅需考虑能量回收装置的少量泄漏即可，处理量按大于能量回收装置泄漏量即可，其容量大大降低；同时，增压泵和过滤器的处理量也只需按能量回收装置处理量与高压泵的处理量之和，比实际海水淡化系统的处理量小很多。另外，由于无需使用造价高的反渗透膜组件，该测试装置成本较低。

以下结合实施例对本发明提供的测试装置进行详细说明：

实际处理量为5000吨/日、设定回收率为40％、能量回收泄漏率为2％、操作压力为6MPa的反渗透海水淡化装所需装置参数及流量如下：

增压泵流量：520.83吨/时；

高压泵流量：5000/24+5000/24/40％×60％×2％＝214.6吨/时；

能量回收提升泵流量：306.23吨/时；

产淡水量：208.33吨/时；

高压浓海水量：312.5吨/时；

低压浓海水排放量：312.5吨/时；

本发明提供的测试装置测试与5000吨/日的反渗透海水淡化系统配套的能回装置时，产水量Q’设定为9.375吨/时，能量回收装置泄漏率为2％，最大泄漏控制在5％以内；

增压泵流量：312.5+9.375＝321.875吨/时；

高压泵流量：6.25+9.375＝15.625吨/时；

能量回收提升泵流量：306.25吨/时；

产淡水量：9.375吨/时；

高压浓水量：312.5吨/时；

低压浓水排放量：312.5吨/时。

由上述数据可知，本发明提供的测试装置可减少高压泵的流量，也可减少增压泵的流量。

另外，在上述实施例中，当能量回收装置泄漏率为5％时，产淡水量为0。因为一般能工业应用的能量回收装置泄漏率小于3％，因此本测试装置可检测的最大泄漏率设定为5％，当所测试的能量回收装置泄漏率超过5％时，本测试装置无法检测。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于测试能量回收装置的测试装置，其特征在于，包括：

循环水箱；

进水口与所述循环水箱的出水口相连的增压泵；

进水口与所述增压泵的出水口相连的高压泵；

第一进水口与所述高压泵的出水口相连的分配管；

进水口与所述分配管的第一出水口相连的第一减压阀；

进水口与所述分配管的第二出水口相连的第二减压阀；

高压浓水进水口与所述第二减压阀的出水口相连的能量回收装置；

与所述能量回收装置的高压原水出水口相连的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口与所述分配管的第二进水口相连。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括：

进水口与所述增压泵相连的过滤器，所述过滤器的出水口与所述高压泵的进水口相连。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述过滤器的出水口与能量回收装置的低压原水进水口相连。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的测试装置，其特征在于，所述第二减压阀的口径大于所述第一减压阀的口径。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述第一减压阀的出水口与所述循环水箱的进水口相连。

6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，所述循环水箱的进水口与能量回收装置的低压浓水出水口相连。