[發(fā)明專(zhuān)利]一種玻璃基板生產(chǎn)水足跡核算與在線(xiàn)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911145383.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110850831B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔先政;王宇龍;劉宇;李小青;孫博學(xué);陳文娟;崔素萍;高峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

玻璃基板生產(chǎn)水足跡核算與在線(xiàn)控制方法，基于企業(yè)DCS系統(tǒng)，通過(guò)玻璃基板生產(chǎn)水足跡計(jì)量與在線(xiàn)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)構(gòu)造廢水COD濃度監(jiān)測(cè)儀和若干水量監(jiān)測(cè)儀與控制指標(biāo)反饋模型，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)玻璃基板生產(chǎn)各工序，據(jù)此計(jì)算有效用水量、水資源循環(huán)利用率、水資源效率和水足跡，采用取水定額強(qiáng)制目標(biāo)、用水效率控制目標(biāo)和循環(huán)水利用率優(yōu)化目標(biāo)的策略，按分級(jí)目標(biāo)要求調(diào)整水資源分配、優(yōu)化水資源效率與廢水COD排放和優(yōu)化循環(huán)水利用；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：節(jié)約水資源、提高水資源利用效率，節(jié)省企業(yè)運(yùn)行成本，對(duì)玻璃基板生產(chǎn)水資源的使用進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)管理和控制，提升企業(yè)的綠色化和智能化生產(chǎn)水平，推動(dòng)玻璃基板行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于玻璃基板生產(chǎn)全過(guò)程的水資源管理領(lǐng)域，具體涉及到玻璃基板生產(chǎn)的水足跡核算和在線(xiàn)控制方法。

背景技術(shù)

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基，是關(guān)系國(guó)家安全與發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源！中國(guó)是世界上人均水資源最匱乏的13個(gè)國(guó)家之一，且時(shí)空分布極不均衡，近年來(lái)，由于利用模式粗放和污染嚴(yán)重導(dǎo)致的水資源供需矛盾日益突顯。水資源危機(jī)成為當(dāng)前人類(lèi)面臨的最嚴(yán)峻的資源危機(jī)，其可持續(xù)利用和管理受到了全世界的廣泛關(guān)注。水資源的可持續(xù)利用和管理上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

水資源管理從19世紀(jì)末只統(tǒng)計(jì)水量發(fā)展到現(xiàn)在基于可持續(xù)理念的綜合評(píng)價(jià)，涉及水資源數(shù)量、質(zhì)量、承載和開(kāi)發(fā)能力等多個(gè)方面。1993年，英國(guó)學(xué)者Allan提出了虛擬水概念，它是指生產(chǎn)產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量，揭示了消費(fèi)和水資源使用背后的聯(lián)系。2002年，荷蘭學(xué)者Hoekstra基于生命周期原理，進(jìn)一步將虛擬水和生態(tài)足跡理論結(jié)合提出水足跡的概念，它是一個(gè)體現(xiàn)消耗水量、水源類(lèi)型及污染量和污染類(lèi)型的多層面指標(biāo)。水足跡是指生產(chǎn)一定人群(個(gè)體、地區(qū)或國(guó)家)消費(fèi)的產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量，水足跡越來(lái)越多地被國(guó)內(nèi)外各領(lǐng)域應(yīng)用到水資源管理工作之中，已經(jīng)成為產(chǎn)品水消耗和水污染的重要的水資源管理的衡量指標(biāo)。

玻璃基板行業(yè)是我國(guó)重要的新興工業(yè)之一，2015年以來(lái)，我國(guó)國(guó)有生產(chǎn)企業(yè)大力推行玻璃基板的國(guó)產(chǎn)化，已經(jīng)取得突破性進(jìn)展。目前，國(guó)內(nèi)玻璃基板生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)到2800萬(wàn)片/年，成為世界第四大玻璃基板生產(chǎn)大國(guó)。隨著資源、環(huán)境問(wèn)題的日益加劇，保護(hù)人類(lèi)生存環(huán)境，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，成為21世紀(jì)國(guó)際社會(huì)“環(huán)節(jié)與發(fā)展”與“和平與發(fā)展”兩個(gè)同等重要主題的內(nèi)容之一。目前我國(guó)玻璃基板行業(yè)已經(jīng)逐漸走進(jìn)了綠色化生產(chǎn)階段，秉承清潔生產(chǎn)的理念，以提前實(shí)現(xiàn)綠色化為目標(biāo)，大力研發(fā)高效、節(jié)能和低排放的生產(chǎn)模式，將玻璃基板行業(yè)推向資源循環(huán)型、環(huán)境友好型的生態(tài)型的綠色發(fā)展行業(yè)。目前，國(guó)內(nèi)部分大型先進(jìn)的玻璃基板企業(yè)在快速發(fā)展中著力探究綠色生產(chǎn)方式，持續(xù)強(qiáng)化研發(fā)環(huán)境友好型和資源循環(huán)型技術(shù)，正逐步向環(huán)保都市型企業(yè)轉(zhuǎn)型。與此同時(shí)，這些大型玻璃基板企業(yè)也已經(jīng)聯(lián)合工信部門(mén)實(shí)施綠色關(guān)鍵工藝改造制造項(xiàng)目，致力于將玻璃基板工業(yè)發(fā)展定位在與自然環(huán)境協(xié)調(diào)共融的綠色產(chǎn)業(yè)。

玻璃基板生產(chǎn)中對(duì)水資源的合理開(kāi)發(fā)和循環(huán)利用，迫切地需要一種高質(zhì)量管理方式。玻璃基板生產(chǎn)水足跡的研究則是提高水資源使用效率的高階管理模式。通過(guò)水足跡在線(xiàn)分析、控制與優(yōu)化，有助于技術(shù)人員對(duì)玻璃基板全生產(chǎn)過(guò)程的水足跡進(jìn)行系統(tǒng)與全面的掌控，進(jìn)而幫助制定研究高效的節(jié)水方案，改善其運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu)、節(jié)約成本的同時(shí)節(jié)能減排。玻璃基板生產(chǎn)的水足跡是指在玻璃基板完整生產(chǎn)過(guò)程中所有工序階段所需要的直接水足跡和材料/能源消耗的間接水足跡之和，既包括新鮮水資源消耗量，又包括消納廢水所需要的水資源量。如何對(duì)玻璃基板生產(chǎn)過(guò)程的各類(lèi)水資源進(jìn)行精確計(jì)量，包括綜合水量、循環(huán)水量、新鮮水補(bǔ)充量、排出水量、損失水量等，對(duì)水資源進(jìn)行合理分配并提高循環(huán)利用率；采用國(guó)家或行業(yè)取水定額指標(biāo)控制，結(jié)合實(shí)時(shí)調(diào)整用水量提升水資源有效利用效率，以對(duì)玻璃基板生產(chǎn)水資源的使用進(jìn)行科學(xué)化和精細(xì)化管理；同時(shí)，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)水使用和消納廢水的灰水足跡進(jìn)行優(yōu)化控制，用水足跡方法開(kāi)展水資源的高階先進(jìn)管理，是當(dāng)今水資源管理的發(fā)展趨勢(shì)。目前，還沒(méi)有文獻(xiàn)或專(zhuān)利涉及這種玻璃基板生產(chǎn)過(guò)程的水足跡方法與應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容