变负荷调节装置及海水淡化系统与方法制造方法及图纸

技术编号:14132962 阅读:91 留言:0更新日期:2016-12-09 23:56
本发明专利技术涉及海水淡化技术领域,尤其是涉及一种变负荷调节装置及海水淡化系统与方法。变负荷调节装置包括水压轴向柱塞泵、能量回收装置、变频器、双轴伸电机和控制装置,控制装置与变频器电连接,变频器与双轴伸电机电连接,用于调节双轴伸电机的转速;双轴伸电机的主轴伸端通过联轴器与水压轴向柱塞泵的传动轴相连接,双轴伸电机的次轴伸端与能量回收装置的水力能输出端相连接;控制装置与水压轴向柱塞泵电连接,用于控制水压轴向柱塞泵的排量。海水淡化系统包括变负荷调节装置。本发明专利技术还提供了一种海水淡化方法。本发明专利技术能够调节系统的回收率,在降低系统能耗的基础上,提升系统对外部能源输入波动性的适应能力与持续工作能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海水淡化
,尤其是涉及一种变负荷调节装置及海水淡化系统与方法
技术介绍
淡水是人类生活、工业生产不可缺少的基本资源。在许多缺乏淡水的沿海、岛屿等地区,海水淡化技术已经广泛应用,目前在全世界有超过3亿人在使用海水淡化水。海水淡化是消耗大量能源的技术,使用太阳能、风能等清洁能源为海水淡化系统供能对于在远离电网等常规能源的场合很有意义。太阳能、风能等清洁能源具有不稳定的特性,常规的海水淡化系统需要稳定的电源,对电源的波动性比较敏感,当外部能源输入发生波动时,常规海水淡化系统无法适应清洁能源变负荷的要求,系统频繁停机、运行参数无法适应性调节实现最大限度利用能源。此外,能耗已经成为制约海水淡化技术发展的重要因素之一。在反渗透海水淡化系统中,能耗指标主要取决于高压泵、增压泵等,其中高压泵是主要耗能设备,所以高压泵的运行效率是影响海水淡化系统制水成本的主要因素之一。当外部能源输入低于高压泵的运行功率时,高压泵的转速降低,反渗透系统的产水量下降,当外部能源输入降低到不能维持反渗透系统正常运行时,反渗透系统便会关闭。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变负荷调节装置及海水淡化系统,以解决现有的海水淡化系统存在的能耗高、能源输入波动条件下能源利用率低的技术问题。本专利技术的目的还在于提供一种海水淡化方法,以解决现有的海水淡化方法存在的能耗高、能源输入波动条件下能源利用率低的技术问题。基于上述第一目的,一方面,本专利技术提供了一种变负荷调节装置,包括水压轴向柱塞泵、能量回收装置、变频器、双轴伸电机和控制装置,所述控制装置与所述变频器电连接,所述变频器与所述双轴伸电机电连接,用于调节所述双轴伸电机的转速;所述双轴伸电机的主轴伸端通过联轴器与所述水压轴向柱塞泵的传动轴相连接,所述双轴伸电机的次轴伸端与所述能量回收装置的水力能输出端相连接;所述控制装置与所述水压轴向柱塞泵电连接,用于控制所述水压轴向柱塞泵的排量。基于上述第一目的,另一方面,本专利技术还提供了一种海水淡化系统,所述海水淡化系统包括原水水箱、给水泵、预处理装置、反渗透膜组和所述的变负荷调节装置,所述原水水箱与所述给水泵的进水口相连通,所述给水泵的出水口与所述预处理装置的输入端相连通,所述预处理装置的输出端与所述水压轴向柱塞泵的进水口相连通,所述水压轴向柱塞泵的出水口与所述反渗透膜组的进水口相连通,所述反渗透膜组的浓水出口与所述能量回收装置的高压浓水入口相连通。进一步地,所述预处理装置包括一个多介质过滤器和多个精密过滤器。进一步地,所述预处理装置为中空纤维超滤装置。进一步地,还包括紫外杀菌设备,所述紫外杀菌设备的入口与所述反渗透膜组的产水出口相连通。进一步地,所述水压轴向柱塞泵的进水口设置有进水流量计,所述进水流量计与所述控制装置电连接。进一步地,所述反渗透膜组的产水出口设置有出水流量计,所述出水流量计与所述控制装置电连接。进一步地,所述能量回收装置的低压浓水出口设置有能量回收流量计,所述能量回收流量计与所述控制装置电连接。进一步地,所述反渗透膜组的进水口、所述反渗透膜组的浓水出口与所述能量回收装置的低压浓水出口均设置有压力表;所述压力表分别与所述控制装置电连接。基于上述第二目的,本专利技术提供了一种海水淡化方法,包括以下步骤:(1)原水水箱中的原海水经过给水泵进入预处理装置,预处理后的原海水经过水压轴向柱塞泵进入反渗透膜组;(2)所述反渗透膜组对原海水进行脱盐处理,紫外杀菌设备对从所述反渗透膜组的产水出口流出的淡水进行杀菌处理;变负荷调节装置将从所述反渗透膜组的浓水出口流出的高压浓水的水力能传递给原海水,同时排放低压浓水;(3)所述变负荷调节装置调节所述反渗透膜组所需的压力及回收率。与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:本专利技术提供的一种变负荷调节装置,包括水压轴向柱塞泵、能量回收装置、变频器、双轴伸电机和控制装置,所述控制装置与所述变频器电连接,所述变频器与所述双轴伸电机电连接,用于调节所述双轴伸电机的转速;所述双轴伸电机的主轴伸端通过联轴器与所述水压轴向柱塞泵的传动轴相连接,所述双轴伸电机的次轴伸端与所述能量回收装置的水力能输出端相连接;所述控制装置与所述水压轴向柱塞泵电连接,用于控制所述水压轴向柱塞泵的排量。本专利技术提供的变负荷调节装置,可以在外部能源输入发生波动时,通过控制装置向变频器输出频率指令,变频器依指令调节双轴伸电机的转速,从而同时调节水压轴向柱塞泵和所述能量回收装置的转速;同时,控制装置向水压轴向柱塞泵输出排量指令,适应性地调节水压轴向柱塞泵的排量,改变系统的回收率,从而使反渗透膜组在安全并且优化的回收率下运行。在低能源输入时,通过变频器降低双轴伸电机的转速,使水压轴向柱塞泵的转速和能量回收装置的转速同时降低,并且适当增加水压轴向柱塞泵的排量,提高系统的回收率,以提升系统的压力和产水量,避免系统因压力不足以达到渗透压而关停;在高能量输入时,通过变频器提高双轴伸电机的转速,使水压轴向柱塞泵的转速和能量回收装置的转速同时提高,并且适当减小水压轴向柱塞泵的排量,适当调低回收率,降低系统压力,避免压力过高而损坏反渗透膜组。因此,本专利技术提供的变负荷调节装置,能够在降低系统能耗的基础上,提升系统对外部能源输入波动性的适应能力与持续工作能力。本专利技术提供的海水淡化系统,包括原水水箱、给水泵、预处理装置、反渗透膜组和如权利要求1所述的变负荷调节装置,所述原水水箱与所述给水泵的进水口相连通,所述给水泵的出水口与所述预处理装置的输入端相连通,所述预处理装置的输出端与所述水压轴向柱塞泵的进水口相连通,所述水压轴向柱塞泵的出水口与所述反渗透膜组的进水口相连通,所述反渗透膜组的浓水出口与所述能量回收装置的高压浓水入口相连通。通过设置变负荷调节装置,在外部能源输入发生波动时,能够在调节双轴伸电机的转速的同时,适应性地调节水压轴向柱塞泵的排量,改变系统的回收率,使反渗透膜组在安全且优化的回收率下运行。在低能源输入时,控制装置通过变频器降低双轴伸电机的转速,使水压轴向柱塞泵的转速和能量回收装置的转速同时降低,并且适当增加水压轴向柱塞泵的排量,提高系统的回收率,以提升系统的压力和产水量,避免系统因压力不足以达到渗透压而关停;在高能量输入时,适当调低回收率,降低系统压力,避免压力过高而损坏反渗透膜组。此外,本专利技术提供的海水淡化系统,通过设置变负荷调节装置,并引入了能量回收装置,能够在降低系统能耗的基础上,提升系统对外部能源输入波动性的适应能力与持续工作能力。本专利技术提供的一种海水淡化方法,包括以下步骤:(1)原水水箱中的原海水经过给水泵进入预处理装置,预处理后的原海水经过水压轴向柱塞泵进入反渗透膜组;(2)所述反渗透膜组对原海水进行脱盐处理,紫外杀菌设备对从所述反渗透膜组的产水出口流出的淡水进行杀菌处理;变负荷调节装置将从所述反渗透膜组的浓水出口流出的高压浓水的水力能传递给原海水,同时排放低压浓水;(3)所述变负荷调节装置调节所述反渗透膜组所需的压力及回收率。本专利技术提供的一种海水淡化方法,在系统运行过程中,控制装置向变频器输出频率指令,变频器依指令调节双轴伸电机的转速,从而同时调节水压轴向柱塞泵和所述能量回收装置的转速;同时,控制装置向水压轴向柱塞泵输出排量指令,从而调节水压本文档来自技高网...
变负荷调节装置及海水淡化系统与方法

【技术保护点】
一种变负荷调节装置,其特征在于:包括水压轴向柱塞泵、能量回收装置、变频器、双轴伸电机和控制装置,所述控制装置与所述变频器电连接,所述变频器与所述双轴伸电机电连接,用于调节所述双轴伸电机的转速;所述双轴伸电机的主轴伸端通过联轴器与所述水压轴向柱塞泵的传动轴相连接,所述双轴伸电机的次轴伸端与所述能量回收装置的水力能输出端相连接;所述控制装置与所述水压轴向柱塞泵电连接,用于控制所述水压轴向柱塞泵的排量。

【技术特征摘要】
1.一种变负荷调节装置,其特征在于:包括水压轴向柱塞泵、能量回收装置、变频器、双轴伸电机和控制装置,所述控制装置与所述变频器电连接,所述变频器与所述双轴伸电机电连接,用于调节所述双轴伸电机的转速;所述双轴伸电机的主轴伸端通过联轴器与所述水压轴向柱塞泵的传动轴相连接,所述双轴伸电机的次轴伸端与所述能量回收装置的水力能输出端相连接;所述控制装置与所述水压轴向柱塞泵电连接,用于控制所述水压轴向柱塞泵的排量。2.一种海水淡化系统,其特征在于:包括原水水箱、给水泵、预处理装置、反渗透膜组和如权利要求1所述的变负荷调节装置,所述原水水箱与所述给水泵的进水口相连通,所述给水泵的出水口与所述预处理装置的输入端相连通,所述预处理装置的输出端与所述水压轴向柱塞泵的进水口相连通,所述水压轴向柱塞泵的出水口与所述反渗透膜组的进水口相连通,所述反渗透膜组的浓水出口与所述能量回收装置的高压浓水入口相连通。3.根据权利要求2所述的海水淡化系统,其特征在于:所述预处理装置包括一个多介质过滤器和多个精密过滤器。4.根据权利要求2所述的海水淡化系统,其特征在于:所述预处理装置为中空纤维超滤装置。5.根据权利要求2所述的海水淡化系统,其特征在于:还包括紫外杀菌设备,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:孟力程振华杨康定金兰
申请(专利权)人:北京三清智库科技开发有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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