用於測試能量回收裝置的測試裝置的製作方法
2023-10-18 12:09:54
專利名稱：用於測試能量回收裝置的測試裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於海水淡化技術領域，尤其涉及一種用於測試能量回收裝置的測試裝置。
背景技術：
反滲透海水淡化法是利用反滲透的原理進行海水淡化的方法，高壓海水流經反滲透膜後分離成濃水和淡水，具有設備簡單、操作方便、無相變、處理效率高和能耗低等優點， 是目前海水淡化的主要方法。反滲透海水淡化裝置一般包括高壓泵、反滲透膜和能量回收裝置等關鍵部件，其中，高壓泵能夠將海水增壓至5MPa以上，高壓海水在反滲透膜的作用下實現鹽分的分離， 約40% 50%的海水分離成為淡水，約50% 60%的海水濃縮成濃水；排出的濃水壓力僅比高壓海水壓力降低0. IMPa左右，具有較高的壓力能，可將其接入能量回收裝置回收壓力能後再排放。能量回收裝置具有較高的回收效率，可將濃水中大部分能量回收，如目前常用的正位移式能量回收裝置可把幾乎與濃水量相當的原海水從低壓直接增壓至接近反滲透膜的進水壓力，然後用功率較小的能量回收提升泵將增壓後的原海水繼續增壓至反滲透膜進水壓力，與通過高壓泵增壓至反滲透膜的進水壓力的原海水一起進入反滲透膜中進行反滲透淡化，即可產出相應淡水，從而實現了濃水的能量循環，大大節省了能耗。能量回收裝置是反滲透海水淡化系統的三大關鍵設備之一，對海水淡化的經濟性、可靠性等至關重要，一旦出現故障，整個海水淡化裝置都會無法使用，因此，在與反滲透海水淡化裝置配套前，必須對能量回收裝置進行性能測試，尤其對於新開發的能量回收裝置來說，需要進行長時間模擬現場狀況的運行，性能測試合格後才能投入使用。一般按照實際反滲透工藝搭建反滲透海水淡化裝置對能量回收裝置進行性能測試，但是，搭建反滲透海水淡化系統的造價很高，如5000噸/日規模的反滲透海水淡化裝置的設備投資約為2000 萬元，因此，按照實際反滲透工藝搭建反滲透海水淡化裝置不僅成本高，而且僅用於能量回收裝置的性能測試的話會浪費資源。
發明內容
有鑑於此，本發明要解決的技術問題在於提供一種用於測試能量回收裝置的測試裝置，本發明提供的測試裝置無需反滲透膜元件即可模擬現場狀況的運行，成本低且資源浪費少。本發明提供了一種用於測試能量回收裝置的測試裝置，包括循環水箱；進水口與所述循環水箱的出水口相連的增壓泵；進水口與所述增壓泵的出水口相連的高壓泵；第一進水口與所述高壓泵的出水口相連的分配管；進水口與所述分配管的第一出水口相連的第一減壓閥；
進水口與所述分配管的第二出水口相連的第二減壓閥；高壓濃水進水口與所述第二減壓閥的出水口相連的能量回收裝置；與所述能量回收裝置的高壓原水出水口相連的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口與所述分配管的第二進水口相連。優選的，還包括進水口與所述增壓泵相連的過濾器，所述過濾器的出水口與所述高壓泵的進水口相連。優選的，所述過濾器的出水口與能量回收裝置的低壓原水進水口相連。優選的，所述第二減壓閥的口徑大於所述第一減壓閥的口徑。優選的，所述第一減壓閥的出水口與所述循環水箱的進水口相連。優選的，所述循環水箱的進水口與能量回收裝置的低壓濃水出水口相連。與現有技術相比，本發明提供的用於測試能量回收裝置的測試裝置包括循環水箱；進水口與所述循環水箱的出水口相連的增壓泵；進水口與所述增壓泵的出水口相連的高壓泵；第一進水口與所述高壓泵的出水口相連的分配管；進水口與所述分配管的第一出水口相連的第一減壓閥；進水口與所述分配管的第二出水口相連的第二減壓閥；高壓濃水進水口與所述第二減壓閥的出水口相連的能量回收裝置；與所述能量回收裝置的高壓原水出水口相連的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口與所述分配管的第二進水口相連。在本發明中，循環水箱中的測試用原水分成兩路，一路經過高壓泵直接增壓至反滲透膜進水壓力後進入分配管，另一路進入能量回收裝置進行能量置換成為高壓原水後，經能回提升泵增壓至反滲透膜進水壓力後進入分配管，與高壓泵直接增壓的原水混合；混合後的高壓原水再次分為兩路，一路經過第一減壓閥減壓至常壓狀態排放，模擬反滲透脫鹽後得到的淡水，另一路經過第二減壓閥減壓約0. IMPa成為高壓水後通過高壓濃水進水口進入能量回收裝置，模擬反滲透脫鹽後得到的濃水，實現高壓水的能量循環。本發明採用分配管、第一減壓閥和第二減壓閥模擬反滲透膜元件，使原水分離成為常壓水和高壓水，從而實現了反滲透膜元件的分離功能，使高壓水循環能夠完全模擬實際運行狀況。由此可見，本發明提供的用於測試能量回收裝置的測試裝置無需反滲透膜元件即可模擬現場狀況的運行， 不僅成本低，而且由於僅需維持常壓水至進水壓力所需水量即可，減少了資源浪費。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的用於測試能量回收裝置的測試裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例， 本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明提供了一種用於測試能量回收裝置的測試裝置，包括循環水箱；進水口與所述循環水箱的出水口相連的增壓泵；進水口與所述增壓泵的出水口相連的高壓泵；第一進水口與所述高壓泵的出水口相連的分配管；進水口與所述分配管的第一出水口相連的第一減壓閥；進水口與所述分配管的第二出水口相連的第二減壓閥；高壓濃水進水口與所述第二減壓閥的出水口相連的能量回收裝置；與所述能量回收裝置的高壓原水出水口相連的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口與所述分配管的第二進水口相連。參見圖1，圖1為本發明實施例提供的用於測試能量回收裝置的測試裝置的結構示意圖，其中，1為循環水箱，2為進水口與循環水箱1的出水口相連的增壓泵，3為進水口與增壓泵2的出水口相連的過濾器，4為進水口與過濾器3的出水口相連的高壓泵，5為第一進水口與高壓泵4的出水口相連的分配管，6為進水口與分配管5的第一出水口相連的第一減壓閥，7為進水口與分配管5的第二出水口相連的第二減壓閥，8為高壓濃水進水口與第二減壓閥7相連的待檢測的能量回收裝置，9為進水口與能量回收裝置8的高壓原水出水口相連的能量回收提升泵。循環水箱1的作用在於提供測試用原水，循環水箱1上設置有出水口和進水口，可以設置有若干進水口，分別用於將經過不同處理的水回收，使測試用水實現完全循環，節省水資源。增壓泵2的進水口與循環水箱1的出水口相連，其作用在於預先將測試用原水增壓，使之順利進入過濾器3。過濾器3的進水口與增壓泵2的出水口相連，其作用是將測試用原水過濾，去除其中的雜質物質。過濾器3的出水口與高壓泵4的進水口相連，同時與待測試的能量回收裝置8的低壓原水進水口相連。在其他實施例中，也可以不設置過濾器3。當不設置過濾器3時，增壓泵2的出水口與高壓泵4的進水口相連，同時與待測試的能量回收裝置8的低壓原水進水口相連。高壓泵4的進水口與過濾器3的出水口相連，作用在於將部分測試用原水增壓至反滲透膜進水壓力，如5MPa以上。高壓泵4的出水口與分配管5的第一進水口相連。分配管5的第一出水口與第一減壓閥6的進水口相連，其第二出水口與第二減壓閥7的進水口相連。分配管5、第一減壓閥6和第二減壓閥7構成模擬反滲透膜組件，使測試用原水分成兩路，一路通過第一減壓閥6減壓至常壓狀態後模擬反滲透分離得到的淡水進行排放或者循環，另一路通過第二減壓閥7減壓約0. IMPa後模擬反滲透膜分離得到的高壓濃水進入能量回收裝置8中進行能量回收，從而測試能量能收裝置8的性能。本發明中， 第二減壓閥7的口徑大於第一減壓閥6的口徑。在其他實施例中，第二減壓閥7和第一減壓閥6的口徑可以相同或者第二減壓閥7的口徑小於第一減壓閥6的口徑，調整流量使得其可以模擬反滲透膜進行分離即可。在本發明中，經過第一減壓閥6的水量無需很大，只要維持操作到反滲透膜進水壓力所需的水量即可，因此能夠大大減少高壓泵、增壓泵及過濾器的容量。為了實現測試用水的循環，節省水資源，第一減壓閥6的出水口與循環水箱1的進水口相連，通過第一減壓閥6減壓至常壓狀態的水直接回流至循環水箱進行後續利用。第二減壓閥7的出水口與能量回收裝置8的高壓濃水進水口相連，能量回收裝置8 的低壓原水進水口與過濾器3的出水口相連，能量回收裝置8的高壓原水出水口與能量回收提升泵9的進水口相連，能量回收提升泵9的出水口與分配管5的第二進水口相連。經過第二減壓閥減壓0. IMPa的高壓水進入能量回收裝置8，與自過濾器3進入能量回收裝置8的低壓原水進行能量交換後，得到高壓原水和低壓濃水，高壓原水通過高壓原水出水口進入能量回收提升泵9，經能量回收提升泵9增壓至反滲透膜進水壓力後進入分配管5進行能量循環；低壓濃水可直接排放或者回流至循環水箱1進行循環。本發明提供的測試裝置進行能量回收裝置測試的方法如下原水經增壓泵2增壓、過濾器3過濾後分成兩路，一路進入高壓泵4直接增壓至反滲透膜進水壓力後進入分配管5，另一路進入能量回收裝置8進行能量置換成為高壓原水後，經能回提升泵增壓至反滲透膜進水壓力後進入分配器5，與高壓泵4直接增壓的原水混合；在分配管5中混合後的高壓原水再次分成兩路，一路進入第一減壓閥6，減至常壓後回流至循環水箱1繼續使用；另一路進入第二減壓閥7，減壓約0. IMPa後進入能量回收裝置與其中的原水進行能量交換，得到的高壓原水通過能量回收提升泵9增壓至反滲透膜進水壓力，進入分配管5後進行能量循環，從而實現對能量回收裝置8的測試。本發明以分配管、第一減壓閥和第二減壓閥模擬反滲透膜組件進行能量回收裝置的測試，配備小流量高壓泵和所需配置的能量回收提升泵後即可模擬現場工作進行詳細性能試驗和穩定性能試驗，可用於能量回收裝置的出廠性能測試，為提高能量回收裝置的質量提供保障。本發明無需使用反滲透膜元件，高壓泵流量選擇時僅需考慮能量回收裝置的少量洩漏即可，處理量按大於能量回收裝置洩漏量即可，其容量大大降低；同時，增壓泵和過濾器的處理量也只需按能量回收裝置處理量與高壓泵的處理量之和，比實際海水淡化系統的處理量小很多。另外，由於無需使用造價高的反滲透膜組件，該測試裝置成本較低。以下結合實施例對本發明提供的測試裝置進行詳細說明實際處理量為5000噸/日、設定回收率為40%、能量回收洩漏率為2%、操作壓力為6MPa的反滲透海水淡化裝所需裝置參數及流量如下增壓泵流量520. 83噸/時；高壓泵流量5000/24+5000/24/40%X60% X2% = 214. 6 噸 / 時；能量回收提升泵流量306. 23噸/時；產淡水量208. 33噸/時；高壓濃海水量312. 5噸/時；低壓濃海水排放量312. 5噸/時；本發明提供的測試裝置測試與5000噸/日的反滲透海水淡化系統配套的能回裝置時，產水量Q』設定為9. 375噸/時，能量回收裝置洩漏率為2%，最大洩漏控制在5%以內；增壓泵流量312.5+9. 375 = 321. 875 噸 / 時;
高壓泵流量6.25+9. 375 = 15. 625 噸 / 時；能量回收提升泵流量306. 25噸/時；產淡水量9. 375噸/時；高壓濃水量312. 5噸/時；低壓濃水排放量312. 5噸/時。由上述數據可知，本發明提供的測試裝置可減少高壓泵的流量，也可減少增壓泵的流量。另外，在上述實施例中，當能量回收裝置洩漏率為5%時，產淡水量為0。因為一般能工業應用的能量回收裝置洩漏率小於3%，因此本測試裝置可檢測的最大洩漏率設定為 5%，當所測試的能量回收裝置洩漏率超過5%時，本測試裝置無法檢測。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種用於測試能量回收裝置的測試裝置，其特徵在於，包括 循環水箱；進水口與所述循環水箱的出水口相連的增壓泵； 進水口與所述增壓泵的出水口相連的高壓泵； 第一進水口與所述高壓泵的出水口相連的分配管； 進水口與所述分配管的第一出水口相連的第一減壓閥； 進水口與所述分配管的第二出水口相連的第二減壓閥； 高壓濃水進水口與所述第二減壓閥的出水口相連的能量回收裝置； 與所述能量回收裝置的高壓原水出水口相連的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口與所述分配管的第二進水口相連。
2.根據權利要求1所述的測試裝置，其特徵在於，還包括進水口與所述增壓泵相連的過濾器，所述過濾器的出水口與所述高壓泵的進水口相連。
3.根據權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於，所述過濾器的出水口與能量回收裝置的低壓原水進水口相連。
4.根據權利要求1 3任意一項所述的測試裝置，其特徵在於，所述第二減壓閥的口徑大於所述第一減壓閥的口徑。
5.根據權利要求4所述的測試裝置，其特徵在於，所述第一減壓閥的出水口與所述循環水箱的進水口相連。
6.根據權利要求5所述的測試裝置，其特徵在於，所述循環水箱的進水口與能量回收裝置的低壓濃水出水口相連。
全文摘要
本發明提供了一種用於測試能量回收裝置的測試裝置，包括循環水箱；進水口與循環水箱的出水口相連的增壓泵；進水口與增壓泵的出水口相連的高壓泵；第一進水口與高壓泵的出水口相連的分配管；進水口與分配管的第一出水口相連的第一減壓閥；進水口與分配管的第二出水口相連的第二減壓閥；高壓濃水進水口與第二減壓閥的出水口相連的能量回收裝置；與能量回收裝置的高壓原水出水口相連的能量回收提升泵，所述能量回收提升泵的出水口與所述分配管的第二進水口相連。本發明採用分配管、第一減壓閥和第二減壓閥模擬反滲透膜元件，使原水分離成為常壓水和高壓水，從而實現了反滲透膜元件的分離功能，使高壓水循環能夠完全模擬實際運行狀況。
文檔編號G01M99/00GK102507245SQ20111034164
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者樊雄, 馬躍華 申請人:中冶連鑄技術工程股份有限公司