[实用新型]一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，属于新能源及节能环保领域。

背景技术

目前，风能海水淡化主要途径为利用风力发电机组先将风能转化为电能，然后利用电能驱动高压电泵将水加压进行反渗透淡化处理，即风电反渗透装置。该装置存在以下问题：（1）利用风能转化为电能，再转化为压力能，能量转化过程较多，能量利用率不高；（2）受风力波动的影响，风电输出的稳定性较差，为增加稳定性采用的蓄电池、逆变器等容量较大，一次性投资昂贵；（3）风力发电机本身一次性投资较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决目前风能反渗透海水淡化存在的上述问题。本装置利用风能使风叶旋转，经齿轮增速后带动风力空压泵产生压缩空气，以压缩空气为动力，驱动气驱液泵将水加压，再进入反渗透装置进行淡化处理。

本实用新型是通过如下方式实现的：

一种适用于反渗透海水淡化的风力加压装置，包括风叶、齿轮增速器、风力空压泵、塔杆、压空储罐、气驱液泵、脉冲阻尼器、释放阀及压力表，在塔杆顶部安装风力空压泵，风力空压泵经过齿轮增速器与风叶相连，风力空压泵产生的压缩空气通过内置于塔杆内的压空软管进入压空储罐，压空储罐出气口与气驱液泵进气口相连，气驱液泵将海水加压并送至反渗透装置。

气驱液泵出口管路上装有脉冲阻尼器。压空储罐进气口上装有逆止阀。

在压空储罐及其管道上还分别装有释放阀及压力表。

本装置风力空压泵位于塔杆顶部，通过齿轮增速器与风叶相连，风力空压泵的底板采用法兰连接的方式固定于塔杆的顶板上，塔杆底板以地脚螺栓的方式固定于地面基础上。风叶设计有自动（手动）刹车停机功能，风速超过极限风速时自动刹车。风力空压泵产生的压缩空气通过内置于塔杆内的软管与压空储罐相连，压空储罐的进出气口处均采用法兰连接的密封结构。在压空储罐的进气管路上，安装有逆止阀，压空储罐顶部安装释放阀及压力表。压空储罐内压力超过设计值时释放阀自动打开泄压。

压空储罐的出气口通过软管与气驱液泵的进气口相连，同时海水接至气驱液泵的进水口上。气驱液泵采用大气体活塞与小直径液压柱塞连接在一起的结构，利用两个活塞的面积比产生压力比，将海水加压打入后续反渗透装置。

在气驱液泵的出口管路上，安装有脉冲阻尼器，增加出口水压的稳定性，延长反渗透膜组件的使用寿命。脉冲阻尼器是一个承压容器，内装一个弹性隔膜片，将容器分为上下两个腔体。下腔通过海水，上腔装有惰性气体。在气驱液泵的排出冲程，脉冲阻尼器上腔内气体被压缩，下腔的水量增加，这就把气驱液泵排出的一部分水存入了脉冲阻尼器，削减了流量峰值；在气驱液泵的吸入冲程，脉冲阻尼器上腔内空气膨胀，下腔内水流出，补充管路流量，从而减小了管路的流量脉动。

风叶旋转经齿轮增速后带动风力空压泵产生压缩空气，在3.5~10.8m/s的风速下，产生的压缩空气压力为0.3~0.8MPa，经内置于塔杆内的压空管路进入压空储罐。将压空储罐中的压缩空气和海水导入气驱液泵，气驱液泵的液体增压比为8:1~10:1，即出口水压为3~6.4MPa，满足后续反渗透装置压力要求。

随着压空的不断消耗，压空储罐中的压力不断下降，当压空压力下降至0.25MPa时，气驱液泵及后续反渗透淡化装置关停。压空储罐的容量按设计海水淡化产量每天所需的压空耗量计。

该装置相比于传统的风力发电驱动高压电泵加压装置，减少了能量的转化次数，能量利用率高；运行操作简单，节能环保，并具有性能稳定，一次性投资小，造价低等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中：1为风叶；2为齿轮增速器；3为风力空压泵；4为压空管路；5为塔杆；6为压空储罐；7为气驱液泵； 8为脉冲阻尼器；9为反渗透装置；10为逆止阀；11为释放阀；12为压力表；13为管路。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型的一个最佳实施方式。

风叶1旋转经齿轮增速器2增速后带动风力空压泵3产生压缩空气，在3.5~10.8m/s的风速下，产生的压缩空气压力为0.3~0.8MPa，经内置于塔杆5内的压空管路4进入压空储罐6。风叶1设计有自动（手动）刹车停机功能，风速超过极限风速时自动刹车。压空储罐6进气管路上安装有逆止阀10，防止压空储罐内气体压力高时气体向风力空压泵处逆流反串。压空储罐6设计压力为0.8MPa，顶部安装释放阀11及压力表12，储罐内压力超过0.8MPa时释放阀11自动打开泄压。