蒋小平，刘思晗，叶剑斌，吴家辉，李 伟，朱嘉炜

1 前言

我国一次能源利用率严重偏低，大力发展节能减排技术，充分利用二次能源并挖掘能够回收利用的一切能量资源是我国实现可持续发展的重要举措［1,2］。目前，余压能回收在反渗透海水淡化等领域已得到较好的应用［4,5］，国内外研究人员在这些流域相继开发了效果良好的压力能交换器［6,7］。但是对于石化、电力、冶金、环保、合成氨等过程工业领域中存在的大量中高压余能［3］，目前大部分还是通过减压阀等降压设备将介质中富含的多余能量释放后再重新进入工艺流程（或直接排空）；在减压和排放过程中，大量的高压余能转化为热能等耗散到环境中，在产生振动与噪声的同时，也造成了很大的环境污染。据统计，如果仅对30万t以上合成氨装置的余压能进行回收每年就能节电50亿 kW·h［8］。

余压能回收的研究主要集中在液力透平理论、回收方法与回收效率等方面。试验台作为验证理论设计与数值计算的重要手段，国内外研究相对很少；德黑兰大学的Shahram Derakhshan 和Ahmad Nourbakhsh搭建了小型水电试验台［9,10］，Bozorg等搭建了轴流泵透平试验台［11］；国内研究集中在江苏大学和甘肃工业大学，而且主要是围绕单级离心泵反转做中低压液力透平来展开［12～19］；在高压领域，蒋小平等在高压余能回收液力透平的理论研究、装置设计以及数值模拟等方面已经取得了一定进展，迫切需要通过试验进行验证。本文通过自动化集成及优化设计，自主研发一个以SIMENS系统为工控核心的高压余能回收液力透平试验台，系统设计合理，安全性能好，可靠性高，基本能满足高压余能回收研究的需要。……