基于双缸耦合原理的阀控式能量回收系统原理设计与仿真分析

发布时间：2022-01-06 10:30

　　针对小规模海水淡化需要解决能量回收装置的能回效率与空间问题,将能量回收装置与压力提升泵进行集成一体化设计,研究了一种双缸耦合阀控式能量回收系统。系统两液压缸内活塞各由一个电动推杆推动,叠加高压浓海水压力实现压力交换,同时进行活塞推力的耦合控制,避免了压力交换过程中活塞的压力脉冲波动,保障了反渗透膜工作压力稳定;基于小型海水淡化装置,根据压力能流反渗透工艺节点压力流进行了计算分析,得出电动推杆推力压力0.5 MPa左右的补偿压力曲线。通过AMESim进行液压仿真分析,结果表明在系统回收率为30%,高压浓海水进口压力为4.8 MPa,增压海水压力4.6 MPa的情况下,通过压力补充增压海水压力可增压到5.0 MPa,反渗透膜压力与流量波动较小,满足反渗透海水淡化的压力需求。 

【文章来源】：海洋工程. 2020,38(03)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

小型反渗透海水淡化装置工艺流程

小型海水淡化装置系统回收率一般较低[12]，参照《陶氏反渗透和纳滤膜元件产品与技术手册2016年V2版》，文中所涉及的小型海水淡化装置的两支反渗透膜组件串联连接，淡水系统回收率为30%，总进水量2 600 L/h，淡水产水量780 L/h，高压海水进入反渗透膜组件工作压力5.0 MPa。根据纳滤膜厂商提供的技术参数可知，通过两段纳滤膜元件的压力损失不超过0.18 MPa[13]，液压缸内高压浓海水将压力能传递给原海水时，部分能量转化为原海水的动能，期间压力损失约为0.12 MPa[14]。因此，如小型海水淡化装置不安装压力提升泵的情况下，通过上述分析可知在能量回收装置环节需对其进行约0.3 MPa的压力提升，小型反渗透海水淡化装置工艺节点参数如图2所示。2 反渗透双缸耦合阀控式能量回收装置

反渗透双缸耦合阀控式能量回收系统的增压过程循环工作周期T可分为三个时间阶段，即增压开始充压耦合阶段T1、稳定增压阶段T2和增压结束充压耦合阶段T3，其中泄压过程时间与稳定增压阶段T2时间相同，液压缸稳定工作时的压力变化如图4所示。图4 液压缸耦合工作压力简图

【参考文献】：
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本文编号：3572289