Nước có rất nhiều trên hành tinh của chúng ta: khoảng hai phần ba bề mặt Trái đất được bao phủ bởi nó. Nước để uống và phục vụ các dịch vụ khác, tuy nhiên hiện nay ngày càng khan hiếm. Số lượng người ngày càng tăng (7,4 tỷ và dự kiến sẽ tăng lên 9,7 tỷ vào năm 2050) góp phần vào vấn đề này, và thực tế sự tăng trưởng này chủ yếu ở các khu vực gần nguồn nước ngọt (sông, suối và nước ngầm).

Hơn nữa nhiều khu vực đô thị ở các nước công nghiệp, việc cung cấp nước uống chất lượng cao cũng đang trở thành vấn đề. Ô nhiễm nitrat trong nước ngầm và mực nước ngầm hạ thấp cũng có nghĩa là các nguồn nước ngọt có sẵn đã không thể được sử dụng đến mức tối đa.

(Bơm Duchting trong nhà máy nước từ nước biển tại Ai Cập)

BƠM NƯỚC BIỂN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CUNG CẤP NƯỚC

Đây là lý do tại sao khử mặn nước biển đang thu hút sự chú ý lớn. Dựa trên những nguyên lý cơ bản, đặc biệt là thẩm thấu ngược, được áp dụng để sử dụng trên quy mô công nghiệp lớn. Các thành phần cốt lõi của các hệ thống như vậy bao gồm máy bơm cao áp. Nhiệm vụ của chúng là bơm nước mặn có tính ăn mòn cao vào các màng trong hệ thống thẩm thấu. Chất lỏng đi qua màng, trong khi chất rắn được giữ lại và được loại bỏ.

Duchting tiên phong trong lĩnh vực này với việc sử dụng máy bơm cao áp chất lượng cao cho các nhiệm vụ đầy thách thức là dịch bơm có tính ăn mòn hoặc mài mòn. Các máy bơm đầu tiên cho hệ thống khử mặn nước biển đã được lên kế hoạch và giao vào đầu những năm 1990, hoạt động theo nguyên tắc thẩm thấu ngược. Các kỹ sư của Duchting đã sử dụng kinh nghiệm và kiến ​​thức của họ để tối ưu hóa loạt máy bơm tương ứng và cũng để phát triển các loại máy bơm mới cho các bước xử lý riêng lẻ trong quá trình khử mặn nước biển.

(Bơm cao áp Duchting tại nhà máy nước từ nước biển tại Australia)

THÁCH THỨC VỀ NĂNG LƯỢNG

Trọng tâm địa lý của các hệ thống khử mặn nước biển được lắp đặt cho đến nay là ở các quốc gia Ả Rập. Nước khan hiếm ở đó, nhưng chi phí cho năng lượng lại thấp và có sẵn. Đây là điều phải được tính đến trong phương án xây dựng hệ thống khử mặn nước biển, một hệ thống khá tốn năng lượng để vận hành. Áp suất lên đến 80 bar phải được tạo ra để phát triển áp suất thẩm thấu cần thiết lên màng.

Do đó, mục tiêu của nhà đầu tư cần làm là việc sử dụng các động cơ, máy bơm trong hệ thống với hiệu quả năng lượng cao. Trong lĩnh vực này, Duchting đã phát triển các giải pháp chỉ ra con đường phía trước.

(Bơm ly tâm 1 tầng cánh vật liệu Siccast dòng MC tại nhà máy khử muối nước biển)

THÀNH PHẦN NÒNG CỐT: BƠM ÁP LỰC CAO

Duchting cung cấp máy bơm cao áp nhiều tầng trong loạt HPH và HPXU được thiết kế dành riêng cho các yêu cầu khử mặn nước biển với công suất bơm lên tới 925.000 gallon mỗi giờ ở áp suất lên tới 100 bar.

Bên cạnh đó, việc lựa chọn chính xác các vật liệu thép không gỉ liên quan đến nước biển và chống mài mòn, dẫn đến độ tin cậy cao của máy bơm. Thiết kế thủy lực đặc biệt đảm bảo mức độ hiệu quả tối ưu tại điểm vận hành, đóng góp quan trọng vào hiệu quả năng lượng trong toàn bộ hệ thống.

VẬT LIỆU KHOÁNG ĐÚC - VẬT LIỆU LÝ TƯỞNG

Bên cạnh các máy bơm áp lực cao, được sử dụng để cấp nước biển cho màng thẩm thấu ngược, nhiều loại máy bơm khác cũng được sử dụng nhưng hoạt động với mức áp suất thấp hơn và đôi khi cũng vận chuyển một lượng nước nhỏ hơn, ví dụ bơm phụ trợ, bơm tiếp liệu và bơm rửa ngược để làm sạch màng. Ở đây, các yêu cầu xuất phát từ dịch bơm và phương pháp vận hành liên tục của máy bơm rất cao. Môi trường hoạt động với mức áp suất không cao là cơ hội để không sử dụng vật liệu thép không rỉ, vì đây là loại vật liệu đắt tiền và khó xử lý.

(Bơm Duchting vật liệu Siccast - bơm cấp nước biển cho nhà máy khử muối nước)

SICCAST: VẬT LIỆU THAY THẾ THÉP VÀ NHỰA

Giờ đây, nhiều nhà khai thác hệ thống đã có những trải nghiệm tuyệt vời với máy bơm Duchting có vỏ và cánh bơm bằng đúc bằng khoáng chất. Chúng được làm từ chất liệu SICcast, sản xuất và xử lý bởi một công ty trong Tập đoàn Duchting. Nó bao gồm 80 phần trăm Silicon carbide và 20 phần trăm nhựa epoxy đặc biệt như một tác nhân liên kết.

Vật liệu này không chứa kim loại, có khả năng kháng hóa cao, chống từ tính và độ cứng của nó tương tự như kim cương. Độ mòn của các bộ phận bơm làm từ SICcast rất thấp, ngay cả trong điều kiện không thuận lợi và với môi trường mài mòn hoặc ăn mòn.

Liên kết hóa học của nhựa epoxy làm cho vật liệu dẻo và do đó không bị ảnh hưởng bởi sốc nhiệt độ và tác động cơ học. Nó cũng có hiệu ứng giảm tiếng ồn và rung, đó là một lợi thế lớn, đặc biệt đối với các cấu kiện khác của bơm.

Quá trình đúc được kiểm soát nhiệt độ, đạt đến mức độ co ngót rất thấp và độ chính xác kích thước cao là một điều kiện tiên quyết quan trọng để sản xuất vỏ bơm và cánh bơm. Chính những đặc điểm này làm cho SICcast trở thành một sự thay thế tuyệt vời cho nhựa và thép không gỉ trong chế tạo máy bơm, và dòng máy bơm Duchting sử dụng công nghệ đúc khoáng gồm MC, MCC, MCV trục đứng dùng trong nhiều hệ thống khử mặn nước biển trên thế giới .

Tất cả những bộ phận của bơm tiếp xúc với nước biển đều được làm bằng vật liệu SICcast. Nhìn chung, Duchting sản xuất các bơm trục ngang và trục đứng bằng vật liệu này với công suất lên tới 3,9 triệu gallon mỗi giờ.

(Một số dùng bơm Duchting, bao gồm bơm sử dụng vật liệu silicon carbide)

GIẢI PHÁP TỔNG HỢP THU HỒI NĂNG LƯỢNG

Dịch bơm đậm đặc với áp suất cao tồn tại ở cuối quá trình thẩm thấu ngược. Năng lượng này có thể được phục hồi để giảm mức tiêu thụ năng lượng chung của nhà máy khử muối.

Tua bin Pelton phù hợp cho nhiệm vụ này. Năng lượng từ sự cô đặc một lần nữa được đưa vào hệ thống tổng thể, dòng chảy hạ lưu thông qua khớp nối trực tiếp của trục tuabin với trục bơm. Điều này làm giảm công suất động cơ được lắp đặt tại bơm cao áp. Trong thực tế, có thể phục hồi tới 45% công suất động cơ theo cách này. Duchting lên kế hoạch và cung cấp các giải pháp hoàn chỉnh tùy chỉnh với bơm cao áp, động cơ truyền động và tuabin Pelton cho các giải pháp trọn gói này.

Để biết thêm thông tin:

Gero Zies là giám đốc kỹ thuật tại Duchting Pumpen GmbH & Co. KG. Duchting đã phát triển và sản xuất máy bơm cho các hệ thống khử mặn nước biển trong hơn hai mươi năm. Thiết kế máy bơm khác nhau có sẵn cho các nhiệm vụ khác nhau bằng thép không gỉ và bằng khoáng đúc chống mài mòn, ăn mòn cao. Duchting cũng thiết kế các giải pháp hệ thống hoàn chỉnh kết hợp phục hồi năng lượng bằng cách sử dụng tuabin Pelton. Để biết thêm thông tin, hãy truy cập: www.duechting.com.

WorldPumps.vn - Công ty TNHH Tiên Phong Xanh