《反渗透能量回收装置技术规范》

1反渗透能量回收装置通用技术规范本文件规定了反渗透能量回收装置（以下简称“装置”）的分类与型号、技术要求、试验方法、检验规则，以及标志、包装、运输和贮存。本文件适用于反渗透法海水淡化、苦咸水淡化、中水回用等脱盐系统的功交换式能量回收装置。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用GB/T191包装储运图示标志GB/T13384机电产品包装通用技术条件GB/T17248.3声学机器和设备发射的噪声采用近似环境修正测定工作位置和其他指定位置的发射声压级JC/T552纤维缠绕增强热固性树脂压力管3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1能量回收装置energyrecoverydevice用来回收反渗透系统浓水水力能，并将其转变成反渗透系统的进水水力能的装置。3.2功交换式能量回收装置workexchangeenergyrecoverydevice经过一步能量转换，将浓水水力能通过活塞或直接接触传递给原水，从而达到回收浓水水力能目3.3等压交换且无增压的功交换式能量回收装置workexchangeenergyrecoverydeviceforisobaricpressureexchangingwithoutpressureboosting浓水水力能等压交换给原水且交换后的原水无动力增压的能量回收装置，分为转子式和水压缸3.3.1自转切换的转子式能量回收装置rotorenergyrecoverydevicewithhydraulicdrive高低压切换、浓水和原水的压力交换过程均在一个具有多个通道的由水流驱动自动旋转的转子体内完成、水力能通过浓水和原水直接接触形成的一段混合液体传递给原水的装置。23.3.2动力切换的转子式能量回收装置rotorenergyrecoverydevicewithmotor高低压切换、浓水和原水的压力交换过程均在一个具有多通道的由外置电机驱动旋转的转子体内完成、水力能通过浓水和原水直接接触形成的一段混合液体传递给原水的装置。3.3.3端面密封往复切换的水压缸式能量回收装置end-facesealinghydrauliccylinderenergyrecoverydevicewithlinkvalvedrive利用活塞端面密封轴向流道的往复切换的水压缸式能量回收装置。3.3.4环向密封往复切换的水压缸式能量回收装置annularsealinghydrauliccylinderenergyrecoverydevicewithlinkvalvedrive利用活塞侧面密封径向流道的往复切换的水压缸式能量回收装置。3.3.5旋转切换的水压缸式能量回收装置hydrauliccylinderenergyrecoverydevicewithrotatevalvedrive高低压切换通过旋转式切换阀实现、浓水和原水的压力交换过程在水压缸内完成、缸内两种液体通过活塞隔离或直接接触并往复移动的功交换式能量回收装置。3.4能量回收与增压一体的功交换式能量回收装置workexchangeenergyrecoverydeviceintegratingenergyrecoveryandpressureboosting通过活塞两侧面积差异或电机驱动使原水具有比浓水更高的压力的功交换式能量回收装置。3.4.1活塞增压水压缸式能量回收装置pistonpressurizedhydrauliccylinderenergyrecoverydevicewithlinkdrive利用活塞两侧面积差使能量回收装置高压原水出口压力大于高压浓水进口压力的往复切换的水压缸式能量回收装置。3.4.2动力增压切换一体的转子式能量回收装置rotorenergyrecoverydevicewithpowerboostdrive在装置内部将高压原水或高压浓水用叶片泵增压的转子式能量回收装置。3.5能量转换效率energytransferefficiency能量回收装置高压及低压输出流体能量之和与能量回收装置高压及低压输入流体能量之和的比3.6表观能量转换效率apparentenergytransferefficiency能量回收装置高压及低压输出流体能量之和与能量回收装置高压及低压输入流体能量与电能（如有）之和的比值。3.7有效能量转换效率effectualenergytransferefficiency能量回收装置高压输出流体能量与能量回收装置高压及低压输入流体能量之和的比值。33.8表观有效能量转换效率apparenteffectualenergytransferefficiency能量回收装置高压输出流体能量与能量回收装置高压及低压输入流体能量与输入电能（如有）之3.9装置泄漏率deviceleakageratio未参与能量交换就泄漏到低压浓水出口的浓水流量占进入能量回收装置的全部浓水流量的比值。3.10装置混合度devicemixingratio经过能量回收装置时，原水与浓水发生掺混引起装置高压出水盐度增加的比值。3.11原水利用率rawwaterrecoveryrateforERD能量回收装置高压原水出口流量与低压原水进口流量的比值。3.12能量回收提升泵boosterpumpforenergyrecoverydevice安装在能量回收装置高压原水出口与反渗透系统进水总管间的耐高压增压泵，使经能量回收装置换能后的高压原水能达到与反渗透高压泵出口同样的压力。3.13水流功率steampower水流在流动过程中单位时间内可做的功。3.14电功率electricpower电流在单位时间内做的功。4分类与型号4.1分类能量回收装置按工作原理分类，具体分类如下。——等压交换且无增压的功交换式能量回收装置： 自转切换的转子式能量回收装置；动力切换的转子式能量回收装置；端面密封往复切换的水压缸式能量回收装置；环向密封往复切换的水压缸式能量回收装置；旋转切换的水压缸式能量回收装置；——能量回收与增压一体的功交换式能量回收装置： 活塞增压水压缸式能量回收装置；动力增压切换一体的转子式能量回收装置。44.2型号4.2.1型号构成功交换式能量回收装置型号由企业产品代号、额定流量和设计压力、类别代号4个部分组成。各部分之间以“-”连接。4.2.2企业产品代号功交换式能量回收装置的企业产品代号由各生产企业自定。4.2.3额定流量额定流量以阿拉伯字母表示，单位为立方米/时（m3/h），采用装置高压浓水进口流量，额定流量值由各生产企业自定。4.2.4设计压力设计压力以阿拉伯字母表示，单位为兆帕（MPa），采用装置高压浓水进口压力，设计压力值推荐采用1.6/2.5/4.0/6.4/10/12。4.2.5类别代号类别代号以2位英文字母及1位阿拉伯数字表示，IR为等压交换且无增压的功交换式能量回收装置，BR为能量回收与增压一体的功交换式能量回收装置，具体分类见表1。类别类别名称类别代号等压交换且无增压的功交换式能量回收装置自转切换的转子式能量回收装置动力切换的转子式能量回收装置端面密封往复切换的水压缸式能量回收装置环向密封往复切换的水压缸式能量回收装置旋转切换的水压缸式能量回收装置能量回收与增压一体的功交换式能量回收装置活塞增压水压缸式能量回收装置BR1动力增压切换一体的转子式能量回收装置BR25示例：某企业生产的额定流量为85m3/h、设计压力为6.4MPa的自转切换的转子式能量回收装置，其型号表示为：XX-85-6.4-IR1。5技术要求5.1外观装置的外观应完好无损，表面涂层均匀、牢固、无划痕。5.2材料5.2.1装置部件材料装置部件的选择，应考虑耐压及耐腐蚀性，宜采用以下材料：a）耐海水和更高盐度水腐蚀的不锈钢；b）高耐磨、自润滑性能良好的特种工程塑料；d）耐高压玻璃钢，应符合JC/T552的规定；5.2.2密封材料能量回收装置密封材料宜采用氧化铝、含钼不锈钢、碳化硅、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、双相不锈钢等材料。5.3耐压性能在1.25倍设计压力下至少保持30min时，反渗透能量回收装置外观应无变形，压力保持不变。5.4能量转换效率、表观能量转换效率、有效能量转换效率、表观有效能量转换效率在设计压力下，装置能量转换效率、表观能量转换效率、有效能量转换效率、表观有效能量转换效率值，见表2。表2能量转换效率、表观能量转换效率、有效能量转换效率、表观有效能量转换效率要求序号设计压力MPa能量转换效率表观能量转换效率有效能量转换效率表观有效能量转换效率1≥6.4≥94%≥92%≥92%≥90%24≥92%≥90%≥90%≥88%32.5≥90%≥88%≥86%≥84%4≥88%≥86%≥80%≥80%5.5装置泄漏率在设计压力和额定流量下，装置的泄漏率不应大于5.0%。65.6装置混合度装置混合度适用于反渗透系统不设置段间增压泵、反渗透系统浓水压力高于反渗透系统进水压力的工况，其值不应大于6%。5.7原水利用率原水利用率适用于反渗透系统设置段间增压泵、反渗透系统浓水压力高于或等于进水压力的工况，其值不应低于90%。5.8噪声在额定流量和操作压力范围内运行时，应符合表3要求，超过控制指标应采取隔音降噪措施。表3噪音控制值等级控制值普通型<85dB静音型<80dB5.9长期稳定性运行性能在设计压力和额定流量下，保持原水温度和其他操作条件不变，装置连续运行15d，其表观有效能量转换效率和装置泄漏率两项指标均应符合5.4和5.5中的要求。6试验方法6.1外观在正常照明条件下，采用目测的方法检测。6.2材料装置部件和密封材料应提供质量保证书、检验报告等质量证明文件。6.3耐压性能耐压性能测试步骤如下：a）对于低压系统，用试压泵将其压力缓慢提升至0.6MPa，确认无泄漏后继续升压至0.75MPa，保持30min，观察低压系统各部件应无变形，压力应保持不变；b）对于高压系统，用试压泵将其压力缓慢提升至设计压力，确认无泄漏后继续升压至设计压力的1.25倍，保持30min，观察高压系统各部件应无变形，压力应保持不变。6.4能量转换效率、表观能量转换效率、有效能量转换效率和表观有效能量转换效率6.4.1试验装置和试验步骤能量转换效率、表观能量转换效率、有效能量转换效率及表现有效能量转换效率的试验仪器和试验装置按附录A.1和A.2执行，试验步骤根据不同装置选择A.3中的一种进行测试。76.4.2能量转换效率数据处理能量转换效率（E）按式（1）进行计算，结果保留3位有效数字。PHPOUT×(QHPIN__QHPP+QPW)+PLPOUT×(QLPIN+QHPP__QPW)PLPIN×QLPIN+PHPIN×QHPINE——能量转换效率；PLPIN×QLPIN+PHPIN×QHPINE——能量转换效率；PHPOUT——高压原水出口压力，单位为兆帕（MPa）；QHPIN——高压浓水进口流量，单位为立方米每小时（m3/hPLPOUT——低压浓水出口压力，单位为兆帕（MPa）；PLPIN——低压原水进口压力，单位为兆帕（MPa）；QLPIN——低压原水进口流量，单位为立方米每小时（m3/hPHPIN——高压浓水进口压力，单位为兆帕（MPa）；QHPP——高压泵进水流量，单位为立方米每小时（m3/hQPW——高压调节回流流量，单位为立方米每小时（m3/h）。6.4.3表观能量转换效率数据处理表观能量转换效率（E表观）按式（2）进行计算，结果保留3位有效数字。E表观——表观能量转换效率；0.2778——水流功率转换常数；Ne——输入到能量回收装置的电功率，单位为千瓦（KW）；80%——机泵效率。6.4.4有效能量转换效率数据处理出厂测试时，有效能量转换效率（E有效）按式（3）进行计算，结果保留3位有效数字。E有效=×100%......................................(3)E有效——有效能量转换效率；现场测试时，有效能量转换效率（E有效）按式（4）进行计算，结果保留3位有效数字。E有效QHPOUT——高压原水出口流量，单位为立方米每小时（m3/h6.4.5表观有效能量转换效率数据处理表观有效能量转换效率（E表观有效）按式（5）进行计算，结果保留3位有效数字。E表观有效8E表观有效——表观有效能量转换效率；6.5装置泄漏率6.5.1试验仪器、试验装置和试验步骤试验仪器和试验装置按附录A.1和A.2执行，试验步骤根据不同装置选择A.3.1和A.3.2中的一种进行测试。6.5.2数据处理出厂检验时，装置泄漏率按式（6）进行计算：L.........................................................(6)L——装置泄漏率；QHPIN——高压浓水进口流量，单位为立方米每小时（m3/hQHPP——高压泵进口流量，单位为立方米每小时（m3/hQPW——高压调节回流流量，单位为立方米每小时（m3/h）。现场测试时，装置泄漏率宜按式（7）进行计算：L.....................................................(7)QHPOUT——高压原水出口流量，单位为立方米每小时（m3/h）。6.6装置混合度和原水利用率6.6.1试验仪器、试验装置能量回收装置混合度和原水利用率应直接在装有能量回收装置的反渗透系统现场测试，要求安装在现场的能量回收装置至少配置高压原水出口、低压原水进口流量计和低压原水进口、高压原水出口、高压浓水进口电导率仪或者取样口。主要仪器、仪表要求如下：——流量计，精度±0.5%；——在线或手持电导率仪，精度±0.5%；6.6.2试验步骤a）测试时按反渗透系统操作程序运行反渗透系统，使能量回收装置进入运行状态，稳定30minb）测试装置混合度需读取在线能量回收装置低压原水进口电导率、高压原水出口电导和高压浓水进口电导率，或取样通过手持电导率仪检测以上三个位置的电导率；c）测试原水利用率需分别读取能量回收装置高压原水出口、低压原水进口流量计的流量。96.6.3装置混合度数据处理装置混合度（M）按式（8）进行计算，结果保留3位有效数字。M=__×100%............................................................(8)M——装置混合度；C2——高压原水出口电导率，单位为微西门子每厘米（uS/cm）；C1——低压原水进口电导率，单位为微西门子每厘米（uS/cm）；C3——高压浓水进口电导率，单位为微西门子每厘米（uS/cm）。6.6.4原水利用率数据处理原水利用率（r）按式（9）进行计算，结果保留3位有效数字。r............................................................(9)r——原水利用率；QHPOUT——高压原水出口流量，单位为立方米每小时（m3/hQLPIN——低压原水进口流量，单位为立方米每小时（m3/h）。6.7噪声在距离装置1m处，按GB/T17248.3规定的方法测定装置的噪声。6.8长期稳定性运行性能试验6.8.1试验装置及试验步骤长期稳定性运行性能试验仪器和试验装置按附录A.1和A.2执行，试验步骤根据不同装置选择A.3.1和A.3.2中的一种进行测试。6.8.2数据处理按照A.3试验步骤每24h分别测试并计算表观有效能量转换效率（E表观有效）和装置泄漏率（L）指标，连续运行15d，分别对两个指标检测15次，E表观有效和L数据处理见6.4.5和6.5.2。7检验规则7.1检验分类检验分为出厂检验和型式检验。7.2出厂检验7.2.1检验项目及检验方法每台装置均应进行出厂检验，出厂检验项目及检验方法见表4。表4出厂检验项目和型式检验项目序号检验项目检验类别对应条款要求对应试验方法条款检验方法出厂检验型式检验1外观√√5.16.1逐台检验2耐压性能√√5.36.3逐台检验3能量转换效率√√5.46.4逐台检验4表观能量转换效率√√5.46.4逐台检验5有效能量转换效率√√5.46.4逐台检验6表观有效能量转换效率√√5.46.4逐台检验7装置泄漏率√√5.56.5逐台检验8装置混合度—√5.66.6逐台检验9原水利用率—√5.66.6逐台检验噪声√√5.76.7逐台检验长期稳定性运行性能a—√5.86.8抽检注1：根据实际使用需要选择检验项目。注2：表中：“√”表示需要检验项目；“—”表示不需要检验的项目。aa用户提出时检验7.2.2判定规则全部检验项目合格，判定该产品合格。如有一项不符合本文件要求时，采取纠正措施后应重新对不合格项目进行检验，复检结果如符合本文件要求则判定该产品合格，复检结果如仍不符合本文件要求，则判定该产品不合格。7.3型式检验7.3.1型式检验条件在下列情况之一，应进行型式检验：a）新产品投产或老产品定型检定时；b）正常生产时，定期或积累一定产量后，每年一次；c）产品结构设计、材料、工艺以及关键的配套元器件等有较大改变，可能影响产品性能时；d）出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时；e）产品停产6个月以上恢复生产时；f）国家质量监督机构提出进行型式检验要求时。7.3.2检验项目型式检验项目及检验方法见表4。7.3.3判定规则全部检验项目合格，则型式检验合格。如有一项不符合本文件要求时，采取纠正措施后应重新对不合格项目进行检验，复检结果如符合本文件要求则判定型式检验合格，复检结果如仍不符合本文件要求，则判定型式检验不合格。8标志、包装、运输和贮存8.1标志a）装置应有产品铭牌，铭牌应包含以下内容：装置名称及型号、设计压力、额定流量、生产厂名和地址、生产年月、产品编号和装置重量（kg）；b）装置进出水口应有明确的标识，包括低压原水进口LPIN、低压浓水出口LPOUT、高压浓水进口HPIN、高压原水出口HPOUT；c）装置的包装、贮运图示标志应符合GB/T191的规定。8.2包装a）装置所有外接接口均应封住，装置的包装、贮运图示标志应符合GB/T191的规定；b）包装随机文件应包括：产品合格证、产品说明书、装箱单、安装图或必要的原理图和其他相8.3运输和贮存装置的运输、贮存过程中应防止受潮、受压、化学品侵蚀、剧烈冲撞和坠落。反渗透能量回收装置试验仪器、试验装置及试验步骤A.1试验仪器主要仪器要求如下：——压力表，精度±0.1%；——流量计，精度±0.5%；——功率表，精度±0.5%；——温度传感器，精度±0.5%℃。A.2试验装置装置性能测试平台见图1。标引序号说明：1——带温控制设备的循环水箱；2——增压泵；3——过滤器；4——能量回收提升泵旁路阀门；5——低压原水进口压力表PLPIN；6——高压原水出口压力表PHPOUT；7——低压原水进口流量计QLPIN；8——功率表（如有）；9——能量回收装置；10——低压浓水出口压力表PLPOUT；11——电动机（如有）；12——高压浓水进口流量计QHPIN；13——高压浓水进口压力表PHPIN；14——高压调节回流流量计QPW；15——模拟RO浓水调节阀门；16——高压调节阀门；17——模拟反渗透膜组件；18——能量回收提升泵；19——能量回收提升泵进口阀门；20——能量回收提升泵出口阀门；21——反渗透进水压力表PROIN；22——高压泵；23——高压泵进口流量计QHPP。图A.1反渗透能量回收装置性能测试平台示意图A.3试验步骤A.3.1等压交换且无增压的功交换式能量回收装置等压交换且无增压的功交换式能量回收装置试验采用自来水模拟原水，具体试验步骤如下。a）关闭能量回收提升泵旁路阀门4、打开能量回收提升泵进口阀门19及出口阀门20；b）在循环水箱1中注入洁净自来水，调节温控设备使水箱中水温维持在25℃±5℃;c）关闭高压调节阀门16，打开模拟RO浓水调节阀门15；d）先