能量回收装置在反渗透海水淡化系统中通过回收高压盐水的压力能,可以起到降低系统能耗和产水成本的作用。本文在等压阀控式能量回收装置的研究基础上,结合液压差压原理设计出理论增压比可调节的自增压式能量回收装置。本文先后开发出理论增压比为5.5%的1#自增压式能量回收装置和理论增压比为3.4%的2#自增压式能量回收装置,并耦合到反渗透海水淡化系统中进行性能测试。对1#自增压式能量回收装置进行了部件性能测试。在操作压力为6.0MPa下,流体切换器最大泄露阀板的平均静态泄漏量为0.0556m~3/h,相应静态泄漏率为0.37%。水压缸活塞盐水侧向海水侧启动压力和从海水侧向盐水侧启动压力相差不大,约为0.05MPa。在操作压力为6.0MPa、处理量为22m~3/h的工况下,对1#自增压式能量回收装置进行了运行实验测试。结果表明,1#自增压式能量回收装置可以实现自增压功能,实际增压幅值为0.09MPa,实际增压比为1.50%,仅占理论增压比的15.6%。装置的泄漏率为0.95%,与国际上典型能量回收装置产品相比具有明显的优势。装置的总能量回收效率为92.41%,略低于国际上具有增压功能的能量回收装置的能量回收效率。对自增压式能量回收装置的理论增压比进行优化,得到2#自增压式能量回收装置。在不同操作压力下,对2#自增压式能量回收装置进行了运行实验测试。结果表明,在操作压力为6.0MPa、处理量为15m~3/h下,装置的高压盐水压力波动幅值为0.65MPa,高压盐水流量波动幅值为0.26m~3/h。在3.0~6.0MPa的操作压力范围内,装置的泄漏率仅为0.5%~1.2%,增压过程直接效率为96.90%~97.55%,装置的总能量回收效率为94.39%~94.68%。对反渗透海水淡化系统的吨水能耗分析表明,耦合自增压式能量回收装置后系统的产水比能耗为2.63 kWh/m~3,与无能量回收装置的反渗透系统相比,产水比能耗降低约68.3%,证明自增压式能量回收装置对降低反渗透海水淡化系统运行能耗具有显著效果,具有很好的推广应用前景。