[發(fā)明專利]一種實(shí)時(shí)變負(fù)荷運(yùn)行海水淡化反滲透裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410693196.7
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104402091A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳雅琴;丁武龍;張高旗;朱圓圓;陳文松
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心有限公司
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;B01D61/08;B01D61/12;C02F103/08
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種實(shí)時(shí)變負(fù)荷運(yùn)行反滲透裝置。

背景技術(shù)

反滲透海水淡化技術(shù)是目前主要的海水淡化方法，廣泛用于世界各國沿海地區(qū)。一體式小型海水淡化設(shè)備具有體積小、效率高、便于運(yùn)輸和操作等優(yōu)點(diǎn)，適用于沿海海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)及應(yīng)急救災(zāi)等方面。但對于一些偏遠(yuǎn)海島和災(zāi)區(qū)現(xiàn)場等電力供應(yīng)不足的地區(qū)，反滲透海水淡化裝置多采用離網(wǎng)供電，如柴油發(fā)電機(jī)、風(fēng)電、太陽能、潮汐能等可再生電源。但是上述供電電源不穩(wěn)定、波動性大，導(dǎo)致產(chǎn)水量及產(chǎn)水品質(zhì)變化較大，海水淡化裝置處于變負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

變負(fù)荷反滲透海水淡化不同于常規(guī)反滲透裝置固定工況的運(yùn)行方式，對膜組件、能量回收等壽命的影響也有別于常規(guī)海水淡化系統(tǒng)，因此需要具備一些新的特性和要求：設(shè)備功耗可調(diào)，能夠一定程度上適應(yīng)功率的波動；保證設(shè)備穩(wěn)定安全的運(yùn)行且具有穩(wěn)定的產(chǎn)水品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供低能耗、智能一體化實(shí)時(shí)變負(fù)荷運(yùn)行海水淡化反滲透裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種實(shí)時(shí)變負(fù)荷運(yùn)行海水淡化裝置，由智能控制系統(tǒng)和反滲透淡化系統(tǒng)組成，所述智能控制系統(tǒng)包括：發(fā)電電源、整流器控制系統(tǒng)、UPS蓄電池、逆變器、PLC控制系統(tǒng)、變頻器、供電電網(wǎng)，所述發(fā)電電源與整流器控制系統(tǒng)連接，兩者之間接有能量計(jì)量表PM；整流器控制系統(tǒng)分別與逆變器、UPS蓄電池連接；UPS蓄電池與逆變器連接；逆變器分別與供電電網(wǎng)、PLC控制系統(tǒng)連接；PLC控制系統(tǒng)與變頻器連接；PLC控制系統(tǒng)采集能量計(jì)量表PM數(shù)據(jù)；整流器控制系統(tǒng)通過充電信號控制UPS蓄電池充電，通過輸出信號控制逆變器，通過故障信號實(shí)現(xiàn)UPS蓄電池給逆變器放電；

所述反滲透淡化系統(tǒng)包含增加泵、預(yù)處理系統(tǒng)、高壓泵、反滲透膜組器、壓力提升泵、能量回收裝置PX、壓力表、流量計(jì)、進(jìn)水電動閥、濃水電動閥；反滲透膜組器設(shè)有三排或三排以上的多排膜殼；

所述PLC控制系統(tǒng)控制電動閥門開關(guān)；變頻器控制增壓泵、高壓泵、壓力提升泵的運(yùn)行頻率；

所述增壓泵與預(yù)處理系統(tǒng)連接；預(yù)處理系統(tǒng)分別與高壓泵、能量回收裝置PX低壓進(jìn)口連接；能量回收裝置PX高壓出口與壓力提升泵連接；壓力提升泵、高壓泵連成一起后與反滲透膜組器進(jìn)口連接；反滲透膜組器濃水出口與能量回收裝置PX高壓進(jìn)口連接；

所述發(fā)電電源可以是柴油發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等一種或多種；

所述能量計(jì)量表PM用來檢測發(fā)電電源功率，當(dāng)檢測的功率大于第一啟動閾值時(shí)，變頻器啟動增壓泵運(yùn)行；當(dāng)檢測的功率大于第二啟動閾值時(shí)，變頻器啟動壓力提升泵和一臺高壓泵運(yùn)行，根據(jù)檢測功率數(shù)值變化，變頻器控制高壓泵運(yùn)行頻率變化，運(yùn)行反滲透膜組器中的一排膜殼；當(dāng)檢測的功率大于第三啟動閾值，PLC控制系統(tǒng)控制打開一排膜殼的進(jìn)水電動閥、濃水電動閥，從而實(shí)現(xiàn)反滲透膜組器兩排膜殼運(yùn)行，變頻器啟動兩臺高壓泵運(yùn)行，根據(jù)檢測功率數(shù)值變化控制兩臺高壓泵運(yùn)行頻率同時(shí)變化；當(dāng)檢測功率大于第四啟動閾值，PLC控制系統(tǒng)再打開一排膜殼的進(jìn)水電動閥、濃水電動閥，從而實(shí)現(xiàn)反滲透膜組器三排膜殼運(yùn)行，變頻器啟用三臺高壓泵運(yùn)行，根據(jù)檢測功率數(shù)值變化控制三臺高壓泵運(yùn)行頻率同時(shí)變化；當(dāng)檢測功率突然降為零或者低于第二啟動閾值時(shí)，由UPS蓄電池供電維持反滲透淡化系統(tǒng)正常工作；

所述增壓泵通過變頻器控制保證高壓泵進(jìn)口壓力恒定；

所述第一啟動閾值、第二啟動閾值、第三啟動閾值、第四啟動閾值的數(shù)值依次增大；

各組進(jìn)水電動閥、濃水電動閥分別針對同一排反滲透膜殼的進(jìn)口和濃水出口安裝。

由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明提供智能一體化變頻控制和調(diào)節(jié)膜殼、高壓泵運(yùn)行數(shù)量實(shí)現(xiàn)海水淡化大范圍變負(fù)荷實(shí)時(shí)運(yùn)行，能夠有效利用風(fēng)能、太陽能、潮汐能等不穩(wěn)定電源，并且實(shí)現(xiàn)反滲透淡化系統(tǒng)高效運(yùn)行，保證設(shè)備穩(wěn)定長久的運(yùn)行且具有穩(wěn)定的產(chǎn)水品質(zhì)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明之實(shí)施列的示意圖，同時(shí)顯示本發(fā)明實(shí)時(shí)變負(fù)荷運(yùn)行海水淡化過程。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的示范性實(shí)施例做出說明，其中包括本發(fā)明實(shí)施例的各種細(xì)節(jié)以助于理解，應(yīng)當(dāng)將它們認(rèn)為僅僅是示范性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以對這里描述的實(shí)施例做出各種改變和修改，而不會背離本發(fā)明的范圍和精神。同樣，為了清楚和簡明，以下的描述中省略了對公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。