我国是一个水资源贫乏的国家，沿海地区水资源严重短缺。海水淡化是解决水资源危机的战略选择，海水淡化高压泵是海水淡化的核心动力设备，泵的效率直接决定反渗透海水淡化系统的能耗指标，高压泵效率的高低对海水淡化系统的经济性有着重要的影响。从系统节能运行角度，泵组节能运行是有效降低海水淡化系统能耗的关键，对实行节能减排更有着重大意义。　　本文依托“十二五”国家科技支撑项目《大型膜法海水淡化系统集成与冶金工业园区供水工程示范》中“海水淡化泵组运行的节能研究”任务，以1.5万吨/日海水淡化高压泵为研究对象，通过几种不同高压泵水力模型的性能特性和内部流场进行对比分析研究，找到一种相对最优模型。并对该模型的叶片出口角和叶片包角进行改变，分析了两种参数的变化对泵性能特性的影响。同时研究在变频调速运行时，海水淡化高压泵性能曲线和内部流场的变化情况，寻找出泵的最优变速运行的数学模型。针对泵机组在并联运行时的不同工况，分析研究泵组并联运行时的数学模型，寻找出海水淡化泵机组并联运行时的最优运行模式。　　首先是对优化设计的三种水力模型进行三维建模、网格划分、并利用CFX软件对泵的内部流场进行数值模拟计算以及性能的预测和对比，通过比较找出一个最优的模型，同时对比分析在不同叶片出口角和叶片包角下，海水淡化高压泵的性能曲线的变化和内部流场的分布情况。结果表明在叶片设计时，可以通过计算找出一个最佳的叶片出口角和叶片包角，使海水淡化高压泵的性能达到最优。　　然后运用计算流体力学CFD方法，对海水淡化高压泵单级模型和整机模型在变频调速下的全性能进行模拟计算，对比泵的相似定律，对其在不同转速下的性能特性和内部流场的变化情况进行了分析。结果表明，海水淡化高压泵在运行时，其模拟的性能特性与相似定律所描述的有所差别。当泵偏离额定转速运行时，泵的效率会发生改变，在大流量区域变化较为显著。　　考虑到在海水淡化高压泵运行过程中进行实时变频调速控制的情况，那么就需要建立泵变速运行时的数学模型，找出其变速运行时各性能之间的数学关系式，方便迅速且准确地确定水泵在运行参数改变后所需调节的转速，从而使海水淡化高压泵在变频调速运行时能处于相对很好的运行工况点，提高泵的调速运行效率。　　针对多台海水淡化高压泵并联运行的情况，为了研究分析泵在实际并联运行时的相关工作特性，以泵组的最优运行效率为目标，分析并建立起与泵组并联运行相关的数学模型，寻找出在不同操作压力下，泵机组最优运行工况，使泵组达到最优节能运行模式。