反渗透系统的水泵、仪表及其控制和维护（三）

5.6.6 反渗透高压泵的特性是什么？ 

离心泵的重要特性是其流量与压力间的固有关系（称为流量压力特性）。泵中每级叶轮具有相似的流量压力特性曲线，图5.2.9-1所示CRN8各级泵的流量压力特性曲线几乎是单级曲线与叶轮级数的乘积。由于离心泵叶片多采用了后弯式结构，其流量压力特性呈下凹抛物线形式，从而使相应的电机输入功率曲线及水泵效率曲线基本保持平稳。尽管水泵具有额定流量与额定扬程参数，而实际的流量却是一个较宽范围，相应的扬程即工作压力也在一定范围变化。根据水泵功耗特性，水泵流量高于特性曲线的流量范围时，电机功耗过高，可能烧毁电机。水泵流量低于特性曲线的流量范围时，随水泵输出功率下降，电机功耗有所下降，但大部分电机发出的电功率将转化为机械损失，使水温上升及泵壳与轴承过热，甚至损坏泵体。因此，尽管离心泵的理论流量压力特性包括了零压力与零流量部分，但实际的特性只是理想特性的中间一段范围，而不能长期运行在过低或过高流量工况。 

5.6.7 什么是给水泵的基频向下变频调速？ 

需要指出的是，电机在变频调速时所表现出的转矩及功率特性决定了电动机与变频器的额定功率。基频向下的变频调速方式下，电机为恒转矩特性；基频向上的变频调速方式下，电机为恒功率特性。系统在非污染条件下，如水泵的流量与压力已使电机运行于额定频率及额定功率；当系统受到污染欲恒定流量而提升压力时，需要水泵输出的功率将大于额定值。届时的基频向上的调频方式并不会使电机输出更大功率，而会损坏水泵电机。因此水泵与电机规格以及变频器容量均应按系统受污染后的最高设计压力及最高设计流量选取。 

5.6.8 单相电源可否变频调速？ 

一些小型反渗透系统或实验室的反渗透装置，所需功率仅有2～3kW，可以使用或甚至仅有220V单相电源供电。一般仅有2.2kW及以下功率的水泵电机可由单相供电，且工程中单相电机多为单相电容启动及运行的异步电动机。电源频率变化时的启动容抗及运行容抗随频率而变化，故单相电机无法实现变频调速。应用电力电子的整流及逆变技术，可以将一个220V单相交流电源变换为频率可调的220V三相交流电源，但该电源并不能驱动380V三相电机。如果380V三相电机的定子为星形接线，则将其改作角形接线后即可成为220V三相电机。因此，380V三相电机的定子绕组为角形接线，该电机仅可以由三相电源经三相变频器供电及调速；如果380V三相电机的定子绕组为星形接线，该电机既可以由三相电源经三相变频器供电及调速，又可以由单相电源经单相变频器供电及调速，届时需将电机绕组由星形接线改为角形接线。 

5.6.9 纳滤/反渗透系统的高压泵如何选择？ 

为了维持产水量、控制操作压力不超过允许极限值，就必须控制高压泵的出口压力。以下对使用的离心泵和高压柱塞泵的异同以及使用时的注意点作简要说明。 

（1）离心泵  离心泵适用于要求较低压力和较高流量的系统。2.0MPa以下的低操作压力反渗透系统一般采用高压泵。使用具有恒转速电机的泵时，常在泵的出口管线上设置节流阀控制出口的流量和压力。对于进水温度变化显著的反渗透和纳滤系统，建议使用可变频调节电机转速的泵，以减少不必要的能量消耗。但是变频泵的价格要高一些。 

（2）高压柱塞泵  高压柱塞泵的动作原理是依靠固体壁的移动挤压方式，适用于需要高压力、小流量的系统。5.0MPa左右的海水淡化系统常采用这种类型的泵。由于柱塞泵的吐出压力过高，不能使用节流阀控制柱塞泵出口的流量和压力。压力和流量的调节依靠泵出口处设置的背压防止阀。一般柱塞泵自身设有背压防止阀，但是泵自身的防止阀是按泵本身的压力设定的，一般要远远高于膜元件允许的最高压力。在泵的出口处安装安全泄压阀以防止过剩压力冲击反渗透膜。此外，如果泵本身没有安装压力缓冲装置，应该在出口处安装缓冲装置降低压力脉冲。 

5.6.10 清洗通常采用什么方式？化学清洗采用什么化学试剂？ 

清洗通常分为物理清洗和化学清洗。物理清洗主要是进行大流量冲洗，将附着于膜表面或阻塞于系统内的颗粒物冲出。物理清洗需要注意的是需要采用瞬间大流量的冲洗方式，以达成最佳的效果。通常的冲洗流量为：① 8in（1in=0.0254m）膜元件7.2～12m³/h；② 4in膜元件1.8～2.5m³/h。此外，冲洗的压力不要超过0.4MPa。化学清洗主要是采用适当的化学试剂将吸附于膜表面或不易被水冲走的污染物溶解，并最终带出系统。经常采用的化学试剂主要有：盐酸、柠檬酸、草酸、氢氧化钠、EDTA、十二烷基苯磺酸钠、 异噻唑啉酮等。