本文關(guān)鍵詞： 海水淡化高壓泵 高壓給水系統(tǒng) 高效區(qū) 優(yōu)化運行　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著城市化發(fā)展、人口增長、全球氣候變化和經(jīng)濟(jì)形勢變化使水資源的需求快速增長,淡水資源短缺問題已成為全球共同關(guān)注的重大現(xiàn)實問題。海水淡化是穩(wěn)定的水資源增量技術(shù),可作為水資源的重要補(bǔ)充和戰(zhàn)略儲備,發(fā)展海水淡化技術(shù)是解決當(dāng)前社會淡水資源短缺問題的重要手段之一。反滲透海水淡化技術(shù)由于其技術(shù)本身優(yōu)勢,越來越成為世界各國海水淡化工程的主流技術(shù)。一般反滲透海水工程中的電耗成本約占制水成本的1/2~2/3,反滲透海水淡化工程的能耗指標(biāo)主要取決于高壓給水系統(tǒng),其中高壓泵是高壓給水系統(tǒng)的主要能耗設(shè)備,高壓泵的運行狀態(tài)是影響反滲透海水淡化工程制水成本的主要因素。因此,對反滲透海水淡化高壓泵的節(jié)能運行優(yōu)化研究以降低高壓給水系統(tǒng)的能耗具有重大的意義。本文依托國家科技支撐計劃項目“海水淡化高壓泵及高壓增壓泵研制”(2013BAB08B02)和“海水淡化裝置高效節(jié)能高壓泵、增壓泵研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”(2014BAB08B01)。以萬噸級海水淡化工程中的高壓泵為研究對象,對包含此高壓泵的高壓給水系統(tǒng)進(jìn)行了建模與運行優(yōu)化研究。研究工作主要包括以下部分:建立反滲透海水淡化高壓泵全流場三維模型并進(jìn)行網(wǎng)格劃分,通過數(shù)值模擬計算高壓泵外特性,對比高壓泵外特性數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果,驗證了數(shù)值模擬的正確性和可靠性,在此基礎(chǔ)上,模擬分析了不同轉(zhuǎn)速下高壓泵性能特性。采用最小二乘法對不同轉(zhuǎn)速下的特性曲線進(jìn)行擬合,并求解獲得不同轉(zhuǎn)速下高壓泵最優(yōu)運行區(qū)域,確定了反滲透海水高壓泵在不同給水壓力下的高效區(qū)流量調(diào)節(jié)區(qū)域。為進(jìn)一步確定反滲透海水淡化高壓泵優(yōu)化運行的策略提供了優(yōu)化依據(jù)。建立反滲透海水淡化膜組件數(shù)學(xué)模型,模擬分析了給水溫度、給水總固體溶解濃度、系統(tǒng)回收率等參數(shù)在恒流、恒壓條件下對膜組件運行特性的影響。結(jié)果表明:給水溫度、回收率對系統(tǒng)給水壓力、系統(tǒng)能耗及產(chǎn)水含鹽量影響較大,對反滲透海水淡化高壓泵運行工況影響較大,因此在對海水淡高壓泵運行優(yōu)化時,需考慮溫度、回收率對高壓泵運行工況的影響,為進(jìn)一步確定反滲透海水淡化的高壓給水系統(tǒng)優(yōu)化運行方案提供了依據(jù)。建立反滲透海水淡化系統(tǒng)高壓給水系統(tǒng)優(yōu)化運行數(shù)學(xué)模型,考慮季節(jié)日溫度變化、峰谷電價對高壓給水系統(tǒng)運行的影響,分別以系統(tǒng)產(chǎn)水能耗最小、產(chǎn)水費用最小為優(yōu)化目標(biāo),系統(tǒng)日產(chǎn)水流量及高壓泵高效區(qū)運行作為約束條件。利用MATLAB優(yōu)化工具對不同優(yōu)化方案進(jìn)行優(yōu)化求解,運行的優(yōu)化結(jié)果表明:考慮季節(jié)日溫度變化優(yōu)化運行方案的產(chǎn)水能耗低于常規(guī)操作產(chǎn)水能耗;考慮峰谷電價、季節(jié)日溫度變化優(yōu)化運行方案的產(chǎn)水費用低于常規(guī)操作產(chǎn)水費用。在不同方案的優(yōu)化結(jié)果中高壓泵運行工況點總是位于高效區(qū)偏大流量區(qū)域,因此在高壓泵的設(shè)計時高效點應(yīng)向大流量偏移,使高壓泵在運行過程中保持較高的效率。
[Abstract]:With the development of urbanization , population growth , global climate change and the change of economic situation , the demand of water resources has increased rapidly , and the shortage of fresh water resources has become a major problem of global common concern .

【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P747.5

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本文編號：1455209