1.1-浙江帕爾IPX能量回收介紹2019

更高效更穩(wěn)定更友好IPX壓力交換器

IsobaricPressureeXchange能量回收裝置發(fā)展的里程碑產品2019年6月浙江帕爾環(huán)境科技有限公司杭州帕爾水處理科技有限公司目錄一、浙江帕爾企業(yè)簡介二、能量回收的作用三、IPX壓力交換器原理四、IPX典型工程案列介紹五、能量回收經濟效益分析1、企業(yè)簡介——帕爾科技浙江帕爾環(huán)境科技有限公司、杭州帕爾水處理科技有限公司浙江帕爾環(huán)境科技有限公司坐落于義烏經濟開發(fā)區(qū)高創(chuàng)園，為“義烏英才”計劃資助企業(yè)，公司以“IPX能量回收裝置”為主體，以“膜分離裝備”和“膜分離工程”為兩翼的“一主兩翼”產品結構，為客戶提供全方位的產品、技術和解決方案。產品、技術主要應用于海水淡化、中水回用等領域。杭州帕爾水處理科技有限公司成立于2007年8月,是浙江帕爾的子公司，總部設在杭州，主要負責浙江帕爾的技術研發(fā)、市場推廣以及產品代理。

1.1、企業(yè)簡介——帕爾科技0海水淡化高端飲用水中水回用廢水資源化公司在節(jié)能型海水淡化設備方面具有核心技術優(yōu)勢，擁有獨立知識產權的高效海水淡化能量回收裝置（IPX系列），是國際上最高效、最穩(wěn)定、最友好的能量回收裝置供應商之一。已研發(fā)成功并進行應用的代表性產品還包括：差壓式能量回收裝置（LPX系列）、海水高壓柱塞泵（HPP系列）、海水高壓增壓泵（TSB系列）。IPX能量回收裝置TSB系列高壓增壓泵

1.2、企業(yè)簡介——帕爾科技檢測中心轉子動力學分析加工組裝生產設施與測試分析設備成套分析與計算2015年義烏經濟開發(fā)區(qū)高創(chuàng)園為項目提供利了1000平米能量回收裝置廠房

1.3、企業(yè)簡介——生產加工2、能量回收裝置的作用投資43%運行57%假設：電費人民幣/kWh 0.65債務資本比率

80/20貸款利率 8%收益率 17%

2.1海水淡化廠投資費用&運行成本投資費用&運行費用運行費用分析藥劑9%電費41%

配件13%利潤17%辦公3%膜8%工資9%珀斯海水淡化廠

（澳大利亞）

2.2海水淡化廠運行成本分析效率：92%以上無能量回收裝置高壓泵高壓泵有能量回收裝置濃海水

2.3能量回收對海水淡化的貢獻——減少高壓泵容量1045m3/h、60bar628m3/h59bar417m3/h430m3/h、60bar615m3/h60bar高壓泵容積減少60%通常海水淡化系統(tǒng)的產水率40%，剩余60%的海水成為高壓濃海水，能量回收裝置利用高壓濃水對進料海水進行增壓，可使高壓泵容量下降60%，這樣基本不會增加設備總投資。

占進水60%的高壓濃海水泄壓排放，大量液體余壓能浪費。能量回收裝置利用高壓濃水對進料海水進行增壓417m3/h2700kWh1120kWh110kWh628m3/h59bar20kWh無能量回收裝置反轉泵皮爾頓透平機壓力交換裝置kWh

/

m3012345678198020002003η=30%η=40～70%η≥90%無能量回收裝置18902.4能量回收對海水淡化的貢獻——降低制水能耗年份

應用能量回收裝置，可使海水淡化能耗下降50%以上。早期海水淡化噸水能耗在7-8度電，隨著能量回收技術的不斷進步，能耗持續(xù)下降，目前噸水能耗已小于3度電。

能耗持續(xù)下降1.4kwh/m3理論能耗皮爾頓透平渦輪增壓IPX壓力交換反轉泵閥控壓力交換PX壓力交換1980199020002010盤配流壓力交換水力渦輪式回收裝置

閥控壓力交換

2.5國內外能量回收發(fā)展簡史能量回收器壓力交換式轉子式(外驅/自驅)閥控式水力渦輪式水力透平效率≥90%效率40-70%中國IPX美國ERI美國ERI瑞士Calder主流技術目前主要廠家在歐洲和美國，節(jié)能效益顯著，設備費用約占海淡總投資的10-15%瑞士Calder

2.6能量回收分類——壓力交換式是主流技術

2.7技術難點——工況惡劣、高低壓切換頻繁能量回收過程是一個集液體流量大、壓差高，高低壓不斷往復切換液體流動方向的過程，且海水的腐蝕性強、潤滑性差、粘度低等特點，無法使用常規(guī)的電磁閥與水壓閥。能量回收裝置效率：90%以上增壓泵增壓泵高壓泵401006060100406060許多技術難題解決高壓濃海水淡水高壓海水1.閥控式裝置，年切換次數(shù)約200萬次。3次/分鐘2.轉子式裝置，年旋轉6.5億轉。1500轉/分鐘

2.8產品研發(fā)經歷——能量回收裝置研發(fā)能量回收裝置機理及共性技術結構設計、整機優(yōu)化運行控制等成果工程示范應用差壓增壓式能量回收轉子式能量回收插裝閥控式能量回收第一階段第二階段第三階段在2003年國家海洋局科技項目資助下，開始能量回收裝置研究。在2009年國家科技支撐項目支持下，使能回裝置走向工程化應用。高效、低成本小型系統(tǒng)高效歷時

十年

榮獲2013杭州市科技進步獎一等獎、浙江省科學技術獎二等獎項目團隊2010年首次在秀山1000噸海淡工程中應用，2014年首次在5000噸海淡工程中應用，2015年首次在萬噸級海淡工程中應用，標志著我國成為世界上少數(shù)幾個掌握能量回收技術的國家之一。秀山1000噸/日六橫Ⅰ5000噸/日六橫Ⅱ10000噸/日六橫Ⅲ10000噸/日溫州500噸/日普陀山100噸/日慶華10000噸/日

2.8示范應用經歷——能量回收裝置推廣3、IPX壓力交換器介紹3.1、IPX能量回收裝置——工作流程能回陶瓷轉子本項目能量回收項目本項目陶瓷結構密封方式

自緊間隙裝置內部壓力局部高壓其余低壓局部低壓其余高壓驅動電機水力d/L的比值1：161：8主材不銹鋼&工程塑料陶瓷與進口產品區(qū)別3.2、IPX壓力交換器——結構特點特點一：采用的先進自緊密封結構和水潤滑靜壓支撐技術，高壓流體基本沒有泄漏，能量回收最高效率可達97%。3.2、IPX壓力交換器特點——效率高特點二：采用長流道設計，大幅減少濃海水與海水的摻混，將濃海水摻混率控制在1%以下3.2、IPX壓力交換器特點——摻混率低特點三：采用電機穩(wěn)定驅動，轉速控制在200rpm以下，可以大幅降低噪音（約75dB），確保轉子轉速穩(wěn)定。3.2、IPX壓力交換器特點——噪音小3.3、IPX壓力交換器——研發(fā)和應用進展2003年國內最早開展IPX能量回收裝置研究核心技術獲得多項國家發(fā)明專利保護具有16個規(guī)格的系列產品擁有近10年的工程實際應用經驗臥式能量回收模塊立式能量回收模塊3.9、IPX能量回收裝置——規(guī)格型號與參數(shù)序號型號接口流量范圍能量回過流尺寸m3/h收效率材質1IPX-71.5"1.5～7.094.6%SUS25072IPX-131.5"7.0～12.796.4%SUS25073IPX-162"12.8～15.895.9%SUS25074IPX-192"15.9～18.996.3%SUS25075IPX-222"19.0～22.096.5%SUS25076IPX-252.5"22.0～25.495.9%SUS25077IPX-312.5"25.5～31.396.4%SUS25078IPX-382.5"31.4～37.896.7%SUS25079IPX-443"37.9～44.296.3%SUS250710IPX-503"44.3～50.096.5%SUS250711IPX-573"50.1～56.496.7%SUS250712IPX-664"56.5～66.296.8%SUS250713IPX-754"63.1～75.096.9%SUS250714IPX-854"75.1～85.097.1%SUS250715IPX-954"85.1～95.097.2%SUS250716IPX-1104"95.1～110.097.3%SUS25073.10、IPX壓力交換器——專利產品IPX壓力交換器已獲2項發(fā)明、1項實用新型專利授權3.11、IPX壓力交換器——實驗室檢測報告流量:100m3/h效率:97.2%噪音:78dB3.12、IPX壓力交換器——與競爭對手產品性能比較比較項目本項目產品國內產品國外產品效率97.2%—94%單機流量范圍1-110m3/h8-68m3/h混合率≤2.0%—4%噪音85dBa—85dB主材不銹鋼和工程塑料—陶瓷國內外性能比較4、典型工程案例分享4.1、典型案例（一）——用于大型海淡工程2015年7月，12臺IPX-110能量回收裝置的

(單臺IPX-110處理流量為105m3/h)用于六橫10萬噸海水淡化二期續(xù)建1萬噸、三期1萬噸工程。時間進水溫度/℃進水流量/m3/h高壓泵頻率/HZ高壓泵電流/A膜段壓力/barIPX進口壓力/barIPX出口壓力/bar產水流量/m3/h

回收率/%產水電導/μs/cm4/413104540.081443.542.141.440738.942234/515105040.081043.542.141.441039.042304/714104840.081243.542.141.440738.83226

反滲透運行數(shù)據表1/2/20254.1、典型案例（一）——用于大型海淡工程4.1、典型案例（一）——用于大型海淡工程2016年3月，二期續(xù)建1萬噸海水淡化工程進行試運行，IPX能量回收裝置運行穩(wěn)定，節(jié)能效果明顯。4.1、典型案例（一）——用于大型海淡工程項目IPX-110(6臺)進口-220（14臺）分析說明損失值損失率損失值損失率高壓壓力降（bar）0.71.55%1.32.90%操作壓力42bar高壓泄漏（m3/h）9.61.42%12.61.88%進水流量630m3/h混合率（%）0.92060不計影響低壓海水輸入（kW）25.74.36%29.34.38%輸入總功率：774.78kW馬達驅動（kW）91.16%00效率93.04%90.63%--結論：考慮了驅動消耗后IPX比進口能量回收效率高2.41%注：以六橫二期10000噸海水淡化項目工程實際工況計算。4.1、典型案例（一）——IPX能回裝置能源流圖IPX-110能回裝置能源流圖4.1、典型案例（一）—IPX能回系統(tǒng)能源回收效率計算IPX-110能回能源回收效率計算（黃色輸入數(shù)據）接口流量Q壓力P功率W損失率代號m3/hMPa位置kW

LPIN1050.2W15.72η14.76%HPIN1054W2114.44

LPOUT106.20.13W33.76

HPOUT103.83.93W4111.15

高壓壓力損失功率W52.00η51.67%

高壓海水流量損失功率W61.31η61.09%

低壓壓力損失功率W72.00η71.67%

電機驅動輸入功率W81.50η81.25%潤滑流量1.2m3/h有效能量回收效率92.50%高壓壓差0.07MPa能量回收效率(國外)

95.63%低壓壓差0.07MPa驅動損失有效效率91.25%驅動電機功率1.5kW輸入總功率W1+W2120.16kW驅動電機數(shù)量1臺輸出總功率w3+W4114.92kW2014年6月，杭州帕爾水處理科技有限公司研制的的轉子式能量回收單元裝置（IPX-95、4臺）用于國家科技部和國家發(fā)改委示范項目——舟山市六橫10萬噸級海水淡化示范工程一期。4.2、典型案例（二）——用于5000噸海淡工程1/2/2025364.2、典型案例（二）——用于5000噸海淡工程項目IPX-95(4臺)進口-220（7臺）分析說明損失值損失率損失值損失率高壓壓力降（bar）0.61.39%1.33.05%操作壓力40bar高壓泄漏（m3/h）4.61.29%5.043.58%進水流量330m3/h混合率1.01%06%0不計影響低壓海水輸入（kW）14.394.58%17.984.62%輸入總功率：386.8kW馬達驅動（kW）4.41.14%00效率93.61%91.17%--結論：考慮了驅動消耗后IPX比進口能量回收效率高2.44%4.2、IPX壓力交換器&進口-220效率對比

注：以六橫5000噸海水淡化項目工程實際工況計算。4.2、IPX壓力交換器——現(xiàn)場檢測報告流量:283m3/h效率:92.79%混合率：1.01%秀山1000m3/d海水淡化工程產能：日產1000噸有效效率：≥94%能耗：2.5度/噸累積運行：16000h

2010年8月，IPX-65壓力交換器首次在浙江秀山島1000噸海水淡化工程中投入商業(yè)化應用，累積運行16000小時，結果表明，該裝置安全、穩(wěn)定、噪音小、占地小，節(jié)能效果顯著。4.3、典型工程應用實例（三）——用于中型海水淡化進口PX-180轉子破損故障IPX-65項目IPX-66（1臺）進口-180（2臺）分析說明損失值損失率損失值損失率高壓壓力降（bar）0.51.45%0.6-1.41.71%-4%操作壓力34.5bar高壓泄漏（m3/h）1.452.23%1.442.22%進水流量65m3/h混合率＜1%05%0不予考慮低壓海水輸入（kW）2.563.98%3.194.96%輸入總功率：64.29kW馬達驅動（kW）0.60.90%00效率91.44%89.21%-91.34%--結論：考慮了驅動消耗后IPX比進口能量回收效率高1.1～3.23%4.3、IPX壓力交換器&進口-180效率對比

注：以秀山1000噸海水淡化項目工程實際工況計算。4.3、典型工程應用實例（三）——用戶意見2017年簽訂我國首個能量回收裝置出口訂單結合國家一帶一路戰(zhàn)略，走向國際市場4.4、典型案例（四）——用于國外海水淡化工程萊特萊德委內瑞拉1.5萬噸/天海淡能回（IPX-66,12臺）4.5、典型案例（五）——用于小型海水淡化1

2012年10月，IPX-6.5壓力交換器用于普陀山風景名勝區(qū)洛伽山100噸海水淡化工程。4.5、典型案例（五）——用于中型海水淡化

2018年10月，15臺IPX-66壓力交換器用于滄州中科保1.5萬噸日海水淡化工程4.5、典型案例（五）——用于小型海水淡化2浙江大學摘箬山島50噸/天海水淡化裝置4.5、典型案例（五）——用于小型海水淡化3中國電建30噸/天海水淡化試驗裝置4.5、典型案例（五）——用于小型海水淡化4浙江大學20噸/天海水淡化試驗裝置內蒙古慶華(1320+1080)m3/d焦化廢水回用工程2012年12月投入運行4.6、典型案例（六）——用于化工中水回用4.5、典型案例（六）——用于化工中水回用廣東新大禹環(huán)境工程有限公司中山紡織印染廢水回用項目（4臺）4.7、應用實例（七）——用于海產品膜濃縮裝置浙江宏野500噸海產品膜濃縮裝置4.7、工程案列（七）——用于特種膜濃縮系統(tǒng)

2013年12月，IPX-13壓力交換器用于遼寧丹東松元化學有限公司200噸/天特種膜濃縮裝置。丹東松元化學有限公司4.8、工程案列（八）——用于集裝箱海水淡化1中科院過程所100噸/天集裝箱海水淡化裝置中鐵大橋局200噸/天集裝箱海水淡化裝置（8套）4.8、工程案列（八）——用于集裝箱海水淡化2大魚山島200噸/天集裝箱海水淡化裝置4.8、工程案列（八）——用于集裝箱海水淡化3中冶連鑄100噸/天集裝箱海水淡化裝置4.8、工程案列（八）——用于集裝箱海水淡化4為中國國電浙江東福山風光柴及海水淡化系統(tǒng)項目提供一套日產50噸海水淡化設備。海水淡化是可調節(jié)負荷，功率約為15kW，每小時可生產淡水3.5噸，一般日運行時間12-15小時，安排在有富余電力時運行。考慮到裝置啟停較為頻繁，采用了IPX-5.5能量回收裝置，既可以輕松實現(xiàn)轉子轉速的精確控制，又使其對系統(tǒng)流量波動具有很好的適應性。4.9、應用實例（九）——用于新能源海水淡化浙江開創(chuàng)船用3.5m3/h海淡裝置4.10、應用案例（十）——用于船用海水淡化杭州天創(chuàng)2×250m3/d海水淡化裝置2020年4月碧水源魯北化工20000噸/天（12臺IPX-110）4.11、工程案列——用于碧水源魯北化工海淡2020年4月碧水源魯北化工20000噸/天（12臺IPX-110）4.11、工程案列——用于碧水源魯北化工海淡4.10、部分工程業(yè)績表序號項目名稱型號數(shù)量用戶1六橫十萬噸海水淡化Ⅰ期5000t/dIPX-954臺舟山市六橫水務有限公司

2六橫十萬噸海水淡化Ⅱ、Ⅲ期2*10000t/d

IPX-11012臺舟山中電建水務有限公司3委內瑞拉1.5萬噸海水淡化IPX-66

12臺遼寧萊特萊德工程有限公司4滄州中科保1.5萬噸海水淡化IPX-6615臺滄州中科保生物科技有限公司5魯北化工一期2萬噸海水淡化/二期4萬噸海水淡化IPX-11012臺/22臺北京碧水源科技股份有限公司650m3/d海水淡化中試裝置

IPX-72臺浙江大學

725m3/d海水淡化中試裝置

IPX-7

2臺中國電建集團華東勘測設計研究院8500m3/d海洋水產養(yǎng)殖用水IPX-193臺浙江省海洋水產養(yǎng)殖研究所9200m3/d海水淡化設備IPX-139臺杭州上拓環(huán)境科技有限公司101000m3/d海水淡化設備IPX-662臺浙江新時空水務有限公司111000m3/d印染廢水回用項目IPX-382臺廣東新大禹環(huán)境工程有限公司12800m3/d印染廢水回用項目IPX-252臺廣東新大禹環(huán)境工程有限公司

4.10、部分工程業(yè)績表（續(xù)）序號項目名稱型號數(shù)量用戶131000m3/d海淡系統(tǒng)IPX-661臺舟山市岱山縣秀山島14膜法脫硝精制鹽裝置IPX-71臺江蘇大和氯堿化工有限公司1525m3/d海水淡化中試裝置IPX-71臺浙江大學16350m3/d鹽水濃縮系統(tǒng)IPX-131臺山東京魯水務集團17膜法印染廢水回用系統(tǒng)IPX-251臺中國煤炭科工集團杭州環(huán)保研究院18納濾脫鹽軟化飲水系統(tǒng)IPX-251臺天津市塘沽區(qū)鑫宇環(huán)保科技有限公司19100m3/d海淡中試設備IPX-71臺中冶連鑄技術工程股份有限公司201320m3/d焦化廢水回用IPX-571臺內蒙慶華焦化廢水回用項目211080m3/d焦化廢水回用IPX-501臺內蒙慶華焦化廢水回用項目22100m3/d海淡中試設備IPX-71臺普陀山風景名勝區(qū)管委會23500m3/d海洋水產養(yǎng)殖用水IPX-192臺浙江宏野海產品有限公司5、經濟效益分析IPX能量回收裝置示意圖以5000m3/d的海水淡化裝置為例：1、噸水節(jié)電：2.5kW.h/m32、電價：0.7元/kW.h3、開工率：80%則每年節(jié)電總費用為：=5000×365×0.7×2.5×0.8/10000=255.5（萬元/年）若5000m3/dIPX能量回收裝置售價為120萬，則約6個月即可回收設備投資。IPX能量回收裝置效率：90%以上高壓濃海水60%40%同時，與不用能量回收裝置的系統(tǒng)相比，可以減少高