透平式能量回收一体机水力特性数值分析

作者：刘子实; 肖业祥^*; 汪程鹏; 朱逸林; 刘思晗; 崔永康; 尹禧龙

来源：水力发电学报, 2021, 40(02): 131-140.

• 能量回收一体机
• 水力性能
• 液力透平
• 泵
• 数值计算

反渗透式海水淡化是目前工业化应用规模最大的海水淡化技术。反渗透式海水淡化装置工作时,反渗透膜的工作压力约为6 MPa,淡化过程持续供给高压原海水所需的能耗较大;淡化后的浓海水仍维持高压状态,蕴含大量余压能,透平式能量回收一体机将此余压能驱动泵侧加压供水侧,可大幅降低反渗透海水淡化装置的运行能耗。本文以三沙岛海水淡化装置中运行的一体机为研究对象,建立透平侧和泵侧整体流道的三维模型,采用SST湍流模型对透平侧和泵侧在不同运行工况下的流动特性进行三维定常数值计算,分析了透平式能量回收一体机透平和泵侧的水力性能及流动特性。数值计算结果表明,一体机的整体能量转换效率与实测结果较为吻合。透平侧和泵侧的水力效率在最优工况点都有较大提升空间,相对而言,透平侧的高效率运行区较宽;在偏工况下,透平侧和泵侧的水力效率都会相应降低,内部流动状态复杂。

• 单位
  水沙科学与水利水电工程国家重点实验室; 清华大学; 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所