单缸式能量回收装置的性能优化 及并联实验的设计

1. 单缸式能量回收装置的性能优化及并联实验的设计单缸式能量回收装置的性能优化及并联实验的设计 报告人：高建朋 导师：王越 副教授

2. 报告内容 课题来源 • 课题相关国内外研究现状 • 本课题研究内容 • 论文工作计划

3. 课题来源 • 随着地区经济的迅猛发展，淡水资源更加短缺，利用海水淡化来解决淡水资源匮乏的问题，前景十分广阔。

4. 课题来源

5. 课题来源 • 反渗透海水淡化技术的迅猛发展得益于能量回收装置的不断改进与应用。通过在海水淡化流程中安装能量回收装置，海水淡化能耗由原来的5-6kWh/m3,已降至现在的1.8-2.2kWh/m3。

6. 课题相关国内外研究现状

7. 第一代和第二代能量回收装置的能量交换过程要经过“压力能 机械能 压力能”两步转换，能量回收效率较低。 • 第三代能量回收装置的能量交换过程要经过“压力能 压力能”一步转换，能量回收效率较高。 • 因此目前对于能量回收装置的研究主要集中于正位移式

8. 阀控式能量装置的发展

13. 单缸切换器并联优势： 1、同等处理量，单缸切换器并联所需压力交换缸数量小于双缸切换器，装置费用低于双缸切换器。 2、灵活性好，操作范围大。 3、效率高（98％左右）且保持长期稳定。 4、负荷没达到全负荷时，效率比双缸切换器更大。 5、三缸或多缸并联压力波动小。

14. 单缸切换器并联优势： 6、滑动密封阀板代替固定密封阀板提高了装置运行的稳定性和安全性。 7、预增压阀板和预泄压阀版的设计避免了流体压力的瞬间增大和减小，提高了装置运行的稳定性。

15. 位置控制模式优势： • 1、目前中试基地采用位置控制模式，技术成熟 • 2、位置控制模式可以精确地控制各活塞的相对 位置，准确性高 • 3、无混合

16. 时间控制模式优势： • 1、活塞的移除可以有效避免水锤现象，提高操作的安全性和可靠性。 • 2、控制模式简单，不需要外部信号和监控。 • 3、混合率低。

17. 1、中试单缸往复式切换器的设计、加工、验收和实验1、中试单缸往复式切换器的设计、加工、验收和实验 • 2、单缸往复式切换器两缸并联实验数据的采集与分析：分别采用水压、油压和水压油压混合驱动，在工业压力6.5MP，流量分别为20、25、30t下，装置运行规律特性及研究 课题组已完成的工作

18. 单缸切换器存在的问题 • 两缸并联时同步操作较难实现 • 驱动方式的改变 • 尚未进行单缸阀三缸或多缸并联的研究与实施

19. 论文工作计划 • 南开大学4t/h项目的验收、安装、调试；并入整个纳滤系统后的试运行和稳定运行，以及数据的采集以及中试单缸阀横放方案的确定及安装。（2013.10-2013.12）

20. 单缸阀两缸并联同步操作的实现（2013.10-2013.12）单缸阀两缸并联同步操作的实现（2013.10-2013.12） • 影响两缸同步精度的因素： 切换过程受力不均： 两缸所受负载力的波动，两缸内密封件与其他部件的摩擦力不同 • 解决方案：油缸进口处安装水压比例阀或电磁阀，通过调节两油缸进油量来调节单缸阀的切换速度

21. 单缸阀三缸并联实验方案的设计 • 位置控制模式（2014.01-2014.05） 调节三个压力交换缸内活塞的相对位置，使得一个单缸阀切换时，另外两个压力交换缸处于增压过程，这样可以有效降低高压流体的波动。 • 解决方案：确定并联时的运行规律，先确定活塞起始位置，再控制各活塞的运动速度和时间间隔，查阅相关项目资料，确定并联管路各分流的控制

22. 时间控制模式（2014.06-2014.12） 1、安装调试时间控制系统，设置三个单缸阀切换时间间隔。 2、时间控制模式下三个单缸阀并联实验 重点在于： （1）压力交换缸内高低压流体的混合控制。 （2）控制混合界面和缓冲区在压力交换缸内 的同时，实现压力交换缸容积的最大利用。 • 解决方案：对于高低压流体的混合程度及混合界面的控制可预先进行计算模拟，指导并联实验的实施

23. 论文撰写（2014.09-2015.03） 单缸阀的持续改进：单缸阀驱动方式的改进研究 • 整理分析实验数据，撰写、修改小论文，并在老师的指导下不断补充实验数据，完成毕业论文

24. 请各位老师同学批评指正