1.1-浙江帕尔IPX能量回收介绍2019

更高效更稳定更友好IPX压力交换器

IsobaricPressureeXchange能量回收装置发展的里程碑产品2019年6月浙江帕尔环境科技有限公司杭州帕尔水处理科技有限公司目录一、浙江帕尔企业简介二、能量回收的作用三、IPX压力交换器原理四、IPX典型工程案列介绍五、能量回收经济效益分析1、企业简介——帕尔科技浙江帕尔环境科技有限公司、杭州帕尔水处理科技有限公司浙江帕尔环境科技有限公司坐落于义乌经济开发区高创园，为“义乌英才”计划资助企业，公司以“IPX能量回收装置”为主体，以“膜分离装备”和“膜分离工程”为两翼的“一主两翼”产品结构，为客户提供全方位的产品、技术和解决方案。产品、技术主要应用于海水淡化、中水回用等领域。杭州帕尔水处理科技有限公司成立于2007年8月,是浙江帕尔的子公司，总部设在杭州，主要负责浙江帕尔的技术研发、市场推广以及产品代理。

1.1、企业简介——帕尔科技0海水淡化高端饮用水中水回用废水资源化公司在节能型海水淡化设备方面具有核心技术优势，拥有独立知识产权的高效海水淡化能量回收装置（IPX系列），是国际上最高效、最稳定、最友好的能量回收装置供应商之一。已研发成功并进行应用的代表性产品还包括：差压式能量回收装置（LPX系列）、海水高压柱塞泵（HPP系列）、海水高压增压泵（TSB系列）。IPX能量回收装置TSB系列高压增压泵

1.2、企业简介——帕尔科技检测中心转子动力学分析加工组装生产设施与测试分析设备成套分析与计算2015年义乌经济开发区高创园为项目提供利了1000平米能量回收装置厂房

1.3、企业简介——生产加工2、能量回收装置的作用投资43%运行57%假设：电费人民币/kWh 0.65债务资本比率

80/20贷款利率 8%收益率 17%

2.1海水淡化厂投资费用&运行成本投资费用&运行费用运行费用分析药剂9%电费41%

配件13%利润17%办公3%膜8%工资9%珀斯海水淡化厂

（澳大利亚）

2.2海水淡化厂运行成本分析效率：92%以上无能量回收装置高压泵高压泵有能量回收装置浓海水

2.3能量回收对海水淡化的贡献——减少高压泵容量1045m3/h、60bar628m3/h59bar417m3/h430m3/h、60bar615m3/h60bar高压泵容积减少60%通常海水淡化系统的产水率40%，剩余60%的海水成为高压浓海水，能量回收装置利用高压浓水对进料海水进行增压，可使高压泵容量下降60%，这样基本不会增加设备总投资。

占进水60%的高压浓海水泄压排放，大量液体余压能浪费。能量回收装置利用高压浓水对进料海水进行增压417m3/h2700kWh1120kWh110kWh628m3/h59bar20kWh无能量回收装置反转泵皮尔顿透平机压力交换装置kWh

/

m3012345678198020002003η=30%η=40～70%η≥90%无能量回收装置18902.4能量回收对海水淡化的贡献——降低制水能耗年份

应用能量回收装置，可使海水淡化能耗下降50%以上。早期海水淡化吨水能耗在7-8度电，随着能量回收技术的不断进步，能耗持续下降，目前吨水能耗已小于3度电。

能耗持续下降1.4kwh/m3理论能耗皮尔顿透平涡轮增压IPX压力交换反转泵阀控压力交换PX压力交换1980199020002010盘配流压力交换水力涡轮式回收装置

阀控压力交换

2.5国内外能量回收发展简史能量回收器压力交换式转子式(外驱/自驱)阀控式水力涡轮式水力透平效率≥90%效率40-70%中国IPX美国ERI美国ERI瑞士Calder主流技术目前主要厂家在欧洲和美国，节能效益显著，设备费用约占海淡总投资的10-15%瑞士Calder

2.6能量回收分类——压力交换式是主流技术

2.7技术难点——工况恶劣、高低压切换频繁能量回收过程是一个集液体流量大、压差高，高低压不断往复切换液体流动方向的过程，且海水的腐蚀性强、润滑性差、粘度低等特点，无法使用常规的电磁阀与水压阀。能量回收装置效率：90%以上增压泵增压泵高压泵401006060100406060许多技术难题解决高压浓海水淡水高压海水1.阀控式装置，年切换次数约200万次。3次/分钟2.转子式装置，年旋转6.5亿转。1500转/分钟

2.8产品研发经历——能量回收装置研发能量回收装置机理及共性技术结构设计、整机优化运行控制等成果工程示范应用差压增压式能量回收转子式能量回收插装阀控式能量回收第一阶段第二阶段第三阶段在2003年国家海洋局科技项目资助下，开始能量回收装置研究。在2009年国家科技支撑项目支持下，使能回装置走向工程化应用。高效、低成本小型系统高效历时

十年

荣获2013杭州市科技进步奖一等奖、浙江省科学技术奖二等奖项目团队2010年首次在秀山1000吨海淡工程中应用，2014年首次在5000吨海淡工程中应用，2015年首次在万吨级海淡工程中应用，标志着我国成为世界上少数几个掌握能量回收技术的国家之一。秀山1000吨/日六横Ⅰ5000吨/日六横Ⅱ10000吨/日六横Ⅲ10000吨/日温州500吨/日普陀山100吨/日庆华10000吨/日

2.8示范应用经历——能量回收装置推广3、IPX压力交换器介绍3.1、IPX能量回收装置——工作流程能回陶瓷转子本项目能量回收项目本项目陶瓷结构密封方式

自紧间隙装置内部压力局部高压其余低压局部低压其余高压驱动电机水力d/L的比值1：161：8主材不锈钢&工程塑料陶瓷与进口产品区别3.2、IPX压力交换器——结构特点特点一：采用的先进自紧密封结构和水润滑静压支撑技术，高压流体基本没有泄漏，能量回收最高效率可达97%。3.2、IPX压力交换器特点——效率高特点二：采用长流道设计，大幅减少浓海水与海水的掺混，将浓海水掺混率控制在1%以下3.2、IPX压力交换器特点——掺混率低特点三：采用电机稳定驱动，转速控制在200rpm以下，可以大幅降低噪音（约75dB），确保转子转速稳定。3.2、IPX压力交换器特点——噪音小3.3、IPX压力交换器——研发和应用进展2003年国内最早开展IPX能量回收装置研究核心技术获得多项国家发明专利保护具有16个规格的系列产品拥有近10年的工程实际应用经验卧式能量回收模块立式能量回收模块3.9、IPX能量回收装置——规格型号与参数序号型号接口流量范围能量回过流尺寸m3/h收效率材质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压力交换器——专利产品IPX压力交换器已获2项发明、1项实用新型专利授权3.11、IPX压力交换器——实验室检测报告流量:100m3/h效率:97.2%噪音:78dB3.12、IPX压力交换器——与竞争对手产品性能比较比较项目本项目产品国内产品国外产品效率97.2%—94%单机流量范围1-110m3/h8-68m3/h混合率≤2.0%—4%噪音85dBa—85dB主材不锈钢和工程塑料—陶瓷国内外性能比较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台IPX-110能量回收装置的

(单台IPX-110处理流量为105m3/h)用于六横10万吨海水淡化二期续建1万吨、三期1万吨工程。时间进水温度/℃进水流量/m3/h高压泵频率/HZ高压泵电流/A膜段压力/barIPX进口压力/barIPX出口压力/bar产水流量/m3/h

回收率/%产水电导/μs/cm4/413104540.081443.542.141.440738.942234/515105040.081043.542.141.441039.042304/714104840.081243.542.141.440738.83226

反渗透运行数据表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，二期续建1万吨海水淡化工程进行试运行，IPX能量回收装置运行稳定，节能效果明显。4.1、典型案例（一）——用于大型海淡工程项目IPX-110(6台)进口-220（14台）分析说明损失值损失率损失值损失率高压压力降（bar）0.71.55%1.32.90%操作压力42bar高压泄漏（m3/h）9.61.42%12.61.88%进水流量630m3/h混合率（%）0.92060不计影响低压海水输入（kW）25.74.36%29.34.38%输入总功率：774.78kW马达驱动（kW）91.16%00效率93.04%90.63%--结论：考虑了驱动消耗后IPX比进口能量回收效率高2.41%注：以六横二期10000吨海水淡化项目工程实际工况计算。4.1、典型案例（一）——IPX能回装置能源流图IPX-110能回装置能源流图4.1、典型案例（一）—IPX能回系统能源回收效率计算IPX-110能回能源回收效率计算（黄色输入数据）接口流量Q压力P功率W损失率代号m3/hMPa位置kW

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

LPOUT106.20.13W33.76

HPOUT103.83.93W4111.15

高压压力损失功率W52.00η51.67%

高压海水流量损失功率W61.31η61.09%

低压压力损失功率W72.00η71.67%

电机驱动输入功率W81.50η81.25%润滑流量1.2m3/h有效能量回收效率92.50%高压压差0.07MPa能量回收效率(国外)

95.63%低压压差0.07MPa驱动损失有效效率91.25%驱动电机功率1.5kW输入总功率W1+W2120.16kW驱动电机数量1台输出总功率w3+W4114.92kW2014年6月，杭州帕尔水处理科技有限公司研制的的转子式能量回收单元装置（IPX-95、4台）用于国家科技部和国家发改委示范项目——舟山市六横10万吨级海水淡化示范工程一期。4.2、典型案例（二）——用于5000吨海淡工程1/2/2025364.2、典型案例（二）——用于5000吨海淡工程项目IPX-95(4台)进口-220（7台）分析说明损失值损失率损失值损失率高压压力降（bar）0.61.39%1.33.05%操作压力40bar高压泄漏（m3/h）4.61.29%5.043.58%进水流量330m3/h混合率1.01%06%0不计影响低压海水输入（kW）14.394.58%17.984.62%输入总功率：386.8kW马达驱动（kW）4.41.14%00效率93.61%91.17%--结论：考虑了驱动消耗后IPX比进口能量回收效率高2.44%4.2、IPX压力交换器&进口-220效率对比

注：以六横5000吨海水淡化项目工程实际工况计算。4.2、IPX压力交换器——现场检测报告流量:283m3/h效率:92.79%混合率：1.01%秀山1000m3/d海水淡化工程产能：日产1000吨有效效率：≥94%能耗：2.5度/吨累积运行：16000h

2010年8月，IPX-65压力交换器首次在浙江秀山岛1000吨海水淡化工程中投入商业化应用，累积运行16000小时，结果表明，该装置安全、稳定、噪音小、占地小，节能效果显著。4.3、典型工程应用实例（三）——用于中型海水淡化进口PX-180转子破损故障IPX-65项目IPX-66（1台）进口-180（2台）分析说明损失值损失率损失值损失率高压压力降（bar）0.51.45%0.6-1.41.71%-4%操作压力34.5bar高压泄漏（m3/h）1.452.23%1.442.22%进水流量65m3/h混合率＜1%05%0不予考虑低压海水输入（kW）2.563.98%3.194.96%输入总功率：64.29kW马达驱动（kW）0.60.90%00效率91.44%89.21%-91.34%--结论：考虑了驱动消耗后IPX比进口能量回收效率高1.1～3.23%4.3、IPX压力交换器&进口-180效率对比

注：以秀山1000吨海水淡化项目工程实际工况计算。4.3、典型工程应用实例（三）——用户意见2017年签订我国首个能量回收装置出口订单结合国家一带一路战略，走向国际市场4.4、典型案例（四）——用于国外海水淡化工程莱特莱德委内瑞拉1.5万吨/天海淡能回（IPX-66,12台）4.5、典型案例（五）——用于小型海水淡化1

2012年10月，IPX-6.5压力交换器用于普陀山风景名胜区洛伽山100吨海水淡化工程。4.5、典型案例（五）——用于中型海水淡化

2018年10月，15台IPX-66压力交换器用于沧州中科保1.5万吨日海水淡化工程4.5、典型案例（五）——用于小型海水淡化2浙江大学摘箬山岛50吨/天海水淡化装置4.5、典型案例（五）——用于小型海水淡化3中国电建30吨/天海水淡化试验装置4.5、典型案例（五）——用于小型海水淡化4浙江大学20吨/天海水淡化试验装置内蒙古庆华(1320+1080)m3/d焦化废水回用工程2012年12月投入运行4.6、典型案例（六）——用于化工中水回用4.5、典型案例（六）——用于化工中水回用广东新大禹环境工程有限公司中山纺织印染废水回用项目（4台）4.7、应用实例（七）——用于海产品膜浓缩装置浙江宏野500吨海产品膜浓缩装置4.7、工程案列（七）——用于特种膜浓缩系统

2013年12月，IPX-13压力交换器用于辽宁丹东松元化学有限公司200吨/天特种膜浓缩装置。丹东松元化学有限公司4.8、工程案列（八）——用于集装箱海水淡化1中科院过程所100吨/天集装箱海水淡化装置中铁大桥局200吨/天集装箱海水淡化装置（8套）4.8、工程案列（八）——用于集装箱海水淡化2大鱼山岛200吨/天集装箱海水淡化装置4.8、工程案列（八）——用于集装箱海水淡化3中冶连铸100吨/天集装箱海水淡化装置4.8、工程案列（八）——用于集装箱海水淡化4为中国国电浙江东福山风光柴及海水淡化系统项目提供一套日产50吨海水淡化设备。海水淡化是可调节负荷，功率约为15kW，每小时可生产淡水3.5吨，一般日运行时间12-15小时，安排在有富余电力时运行。考虑到装置启停较为频繁，采用了IPX-5.5能量回收装置，既可以轻松实现转子转速的精确控制，又使其对系统流量波动具有很好的适应性。4.9、应用实例（九）——用于新能源海水淡化浙江开创船用3.5m3/h海淡装置4.10、应用案例（十）——用于船用海水淡化杭州天创2×250m3/d海水淡化装置2020年4月碧水源鲁北化工20000吨/天（12台IPX-110）4.11、工程案列——用于碧水源鲁北化工海淡2020年4月碧水源鲁北化工20000吨/天（12台IPX-110）4.11、工程案列——用于碧水源鲁北化工海淡4.10、部分工程业绩表序号项目名称型号数量用户1六横十万吨海水淡化Ⅰ期5000t/dIPX-954台舟山市六横水务有限公司

2六横十万吨海水淡化Ⅱ、Ⅲ期2*10000t/d

IPX-11012台舟山中电建水务有限公司3委内瑞拉1.5万吨海水淡化IPX-66

12台辽宁莱特莱德工程有限公司4沧州中科保1.5万吨海水淡化IPX-6615台沧州中科保生物科技有限公司5鲁北化工一期2万吨海水淡化/二期4万吨海水淡化IPX-11012台/22台北京碧水源科技股份有限公司650m3/d海水淡化中试装置

IPX-72台浙江大学

725m3/d海水淡化中试装置

IPX-7

2台中国电建集团华东勘测设计研究院8500m3/d海洋水产养殖用水IPX-193台浙江省海洋水产养殖研究所9200m3/d海水淡化设备IPX-139台杭州上拓环境科技有限公司101000m3/d海水淡化设备IPX-662台浙江新时空水务有限公司111000m3/d印染废水回用项目IPX-382台广东新大禹环境工程有限公司12800m3/d印染废水回用项目IPX-252台广东新大禹环境工程有限公司

4.10、部分工程业绩表（续）序号项目名称型号数量用户131000m3/d海淡系统IPX-661台舟山市岱山县秀山岛14膜法脱硝精制盐装置IPX-71台江苏大和氯碱化工有限公司1525m3/d海水淡化中试装置IPX-71台浙江大学16350m3/d盐水浓缩系统IPX-131台山东京鲁水务集团17膜法印染废水回用系统IPX-251台中国煤炭科工集团杭州环保研究院18纳滤脱盐软化饮水系统IPX-251台天津市塘沽区鑫宇环保科技有限公司19100m3/d海淡中试设备IPX-71台中冶连铸技术工程股份有限公司201320m3/d焦化废水回用IPX-571台内蒙庆华焦化废水回用项目211080m3/d焦化废水回用IPX-501台内蒙庆华焦化废水回用项目22100m3/d海淡中试设备IPX-71台普陀山风景名胜区管委会23500m3/d海洋水产养殖用水IPX-192台浙江宏野海产品有限公司5、经济效益分析IPX能量回收装置示意图以5000m3/d的海水淡化装置为例：1、吨水节电：2.5kW.h/m32、电价：0.7元/kW.h3、开工率：80%则每年节电总费用为：=5000×365×0.7×2.5×0.8/10000=255.5（万元/年）若5000m3/dIPX能量回收装置售价为120万，则约6个月即可回收设备投资。IPX能量回收装置效率：90%以上高压浓海水60%40%同时，与不用能量回收装置的系统相比，可以减少高