[00641190]万吨级海水淡化高压泵关键技术研究与工程应用

该项目属于通用机械技术领域。海水淡化用高压泵是反渗透海水淡化工程中的核心动力设备，是海水淡化工程的“心脏”。在反渗透膜选定的情况下，海水高压泵的效率直接决定反渗透海水淡化系统的能耗指标。“十一五”初期，中国反渗透海水淡化产业刚起步，海水淡化系统的动力设备高压泵主要依赖进口，欧美泵制造商通过技术垄断导致设备投资高，成为制约中国发展海水淡化产业发展的主要技术甁颈。在该背景下，科技部立项“万吨级膜法海水淡化关键技术与装备研究”项目，由江苏大学承担“海水淡化用国产高压泵开发”课题。该项目提出了一种新型的轴向吸入多级高压泵结构，研制成功后首次应用于海水淡化示范工程中，填补了膜法海水淡化国产高压泵的空白，并获得了国家发明专利(授权号：ZL200710024398.2)；研究了泵用两端支撑液体动压轴承，并在大型海水淡化高压泵中应用，提高了泵的效率，且简化了泵的结构；采用CFD技术优选了多级泵的级数，通过系统比较离心泵的效率与比转速的关系，提高了水力效率；研究了高压泵水力部件双相钢铸造工艺，完善了双相钢材料的金属模具加工、蜡模挂砂、浇冒口大小、形状和设置等方面的加工工艺；研究了轴向力计算方法及轴向力平衡装置，采用数值模拟和试验研究相结合的方法探讨轴向力计算的方法，并开发了专用计算软件；最终提出了高压多级泵的先进设计方法。研制的高压泵实现了国产泵零的突破，性能指标优于国外同类产品，并在六横岛万吨级海水淡化项目实现了工程示范应用，运行情况良好，且能耗低于进口高压泵。据测算，日产万吨级的反渗透海水淡化装置，采用国产高压泵可节约投资30%以上，运行一年多产的水费和节约的电费约50多万元左右；海水淡化产能100万吨/日工程，每年可节约的能耗5000多万元，设备投资节省5000多万元，经济效益十分可观。该项目实现了反渗透海水淡化系统高压泵的国产化，填补了中国反渗透海水淡化高压泵产品的空白，成果通过了科技成果鉴定，综合技术指标达到国际先进水平，效率指标达到国际领先水平；授权国家发明专利2项，软件著作权2项，发表学术论文20余篇。解决了制约海水淡化产业发展的甁颈问题，使中国能挤身该领域世界之强的行列，海水淡化国产高压泵的研究和开发，降低了淡水生产成本，提高了技术创新能力；同时，还将对缓解中国水资源紧缺、产业结构调整具有重要作用，推动了海水淡化装置的国产化进程，并提高了中国特种泵行业的技术进步。