[發明專利]一種海水淡化能量回收裝置的控制方法

有效

• 申請號: 201610011815.9
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105540745B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 樊雄;楊敏杰;馬躍華;吳澤
• 申請（專利權）人: 中冶建筑研究總院有限公司;中國京冶工程技術有限公司
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本發明涉及海水淡化技術領域，特別涉及一種海水淡化能量回收裝置的控制方法。

背景技術

反滲透RO技術是當前海水淡化主流技術之一，通常反滲透海水淡化過程的系統操作壓力處于5.8～8.0MPa，同時從反滲透膜堆排放出來的濃鹽水壓力也高達5.0～ 6.5MPa。目前大型海水淡化系統都采用能量回收裝置，能量回收裝置是反滲透海水淡化系統的關鍵裝置之一，能量回收裝置的作用就是把反滲透系統高壓濃鹽水的壓力能量回收再利用,從而降低反滲透海水淡化的制水能耗和制水成本。能量回收裝置是反滲透海水淡化產業鏈中的重要環節，絕大部分能量回收裝置都采用從國外進口的，價格十分昂貴，開發出具有自主知識產權的國產能量回收裝置，逐步打破國外產品的壟斷，形成完整的國產反滲透海水淡化產業鏈，已成為我國反滲透海水淡化產業發展的關鍵。

能量回收裝置按工作原理主要分水力渦輪式和功交換式兩大類。水力渦輪式回收率約35～70％，功交換式回收率高達94％。功交換式能量回收裝置主要由切換器、水壓缸、止回閥組以及可編程邏輯控制器組成。功能交換水壓缸式能回裝置的工作原理為通過切換器將高壓濃鹽水流入到不同的水壓缸內，通過濃鹽水推動水壓缸內活塞的移動使得原海水升壓，進而將高壓濃鹽水壓力能轉變為低壓原海水的壓力能。

現有的PLC的PID調節控制方法主要根據主副水壓缸高低壓側切換位置反饋信號，調節能量回收提升泵的頻率，通過能量回收提升泵壓力、流量變化，實現水壓缸活塞運行位置與切換器協調配合。采用常規PLC的PID頻率調控方式在實際運行會出現主副水壓缸內水壓缸活塞與切換器的配合不協調，到切換點進行切換器換向時，主副水壓缸內的水壓缸活塞運行出現超前或滯后，導致出現水壓缸活塞與水壓缸端部缸體的撞擊問題。主副水壓缸內活塞相對運行位置反饋信號，顯示每一切換周期相向運行位置有差異，隨著切換周期的累計，位置差異逐漸增大。上述位置差異的累計增加，會導致能量回收系統的運行不穩定，嚴重影響裝置的使用壽命。

如何解決上述反滲透海水淡化系統的能量回收裝置在工作過程中切換器換向動作與水壓缸活塞運行配合不協調的問題，進而提高裝置運行的穩定性及可靠性，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種海水淡化能量回收裝置的控制方法，采用通過對能回提升泵變頻器頻率的調節，避免了系統運行不穩定問題，延長了裝置的使用壽命，使得切換器換向動作與水壓缸活塞運行更協調，系統運行更穩定可靠。

為克服相關技術中存在的問題，本發明提供一種海水淡化能量回收裝置的控制方法，其中，海水淡化系統包括：能量回收裝置、設有變頻器的能回提升泵、高壓出水流量計、低壓進水流量計；所述能量回收裝置包括切換器，設置于切換器內的切換器活塞，主水壓缸，副水壓缸，設置于主水壓缸內的主水壓缸活塞，設置于副水壓缸內的副水壓缸活塞，設置于主水壓缸和副水壓缸外部的感應裝置，單向閥a、單向閥b、單向閥c、單向閥d，以及可編程邏輯控制器，所述控制方法包括：

在主水壓缸活塞高壓行程中，可編程邏輯控制器獲取主水壓缸活塞高壓行程實測周期T；

比較所述實測周期T與預先設定的運行周期T_SD，若實測周期T大于或等于運行周期T_SD，增加能回提升泵變頻器的頻率調節值ΔF；若實測周期T小于運行周期T_SD，減小能回提升泵變頻器的頻率調節值ΔF；所述頻率調節值ΔF＝(實測周期T-運行周期T_SD)/運行周期T_SD* 主水壓缸活塞在高壓行程中能回提升泵變頻器的頻率F_n；

在副水壓缸活塞低壓行程中，此時，主水壓缸活塞處于高壓行程，當副水壓缸活塞運行到低壓行程終點時，可編程邏輯控制器獲取副水壓缸活塞實測位置P；

比較所述實測位置P和副水壓缸活塞的目標位置P_LP-F，若實測位置P大于或等于目標位置P_LP-F，減小能回提升泵變頻器的頻率調節值Δf；若實測位置P小于目標位置P_LP-F，增加能回提升泵變頻器的頻率調節值Δf；所述頻率調節值Δf＝(目標位置P_LP-F-實測位置P)/運行周期T_SD*副水壓缸缸體內截面積S*頻率與流量系數α*主水壓缸活塞在高壓行程中能回提升泵變頻器的頻率F_n。