海水脱盐装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种海水脱盐装置，包括：高压泵(P2)；功率回收设备(20)，利用从浓缩海水回收的能量而以高压排放海水并且以低压排出浓缩海水；泵(P3)，对从功率回收设备排放的海水进行升压，并且将所升压的海水排放到反渗透膜(10)；排出阀(30)，控制从功率回收设备排放的浓缩海水的量；压力传感器(SP1)，测量供应到反渗透膜的海水的压力；传感器(SQ4)，测量从反渗透膜排放的淡水的流量；传感器(SQ1，SQ3)，测量从反渗透膜排放的浓缩海水的流量或者从所述泵排放的海水的流量；传感器(SQ2)，测量供应到功率回收设备的海水的流量；以及控制器，基于由传感器(SP1以及SQ1到SQ4)测量的值来执行控制。

【技术实现步骤摘要】

这里描述的实施例总体上涉及一种海水脱盐装置。
技术介绍
随着水问题在全球范围内变得越来越严重，考虑到水业务市场的巨大，水业务的竞争在世界范围内正在增加。在不具有作为水源的诸如河流的表面水或者地面水的中东国家，或者在干旱风险高的国家内的地区，引入了用于确保水源的海水脱盐技术，并且安装了大规模的海水脱盐工厂。主要的传统海水脱盐技术是蒸发方法，其中首先加热和蒸发海水并且然后执行浓缩和回收。近年来，另一方面，使用RO(反渗透)膜的方法(在下文中将其称为“反渗透膜”) 从经济效率方面考虑正在变得受欢迎。
技术实现思路
关于使用反渗透膜的淡水生成成本(yen/m3)，电力成本(功率成本)占据了与运行成本相关的项目的50%。换句话说，通过降低功率成本，能够有效降低运行成本。因而， 需要应用以高效率回收高压力泵的功率的功率回收设备，并且用于实现功率回收设备的有效运行点，这能够显著改善用于功率的消耗能量(电功率量)。由于每单位生产淡水量的电功率量根据诸如目标未净化海水的量、淡水的必要生产量、回收率等等的变化的运行条件而改变，因此需要正确地改变运行条件。然而，在海水脱盐装置的运行条件被固定在运行开始时所确定的条件并且不可改变的情况下，不能够将电功率量降低到极限。结果，难于有效地操作海水脱盐装置。考虑上述状况做出了本专利技术，并且本专利技术的目的在于提供一种海水脱盐装置，其中设置了正确的运行条件并且降低电功率量。根据一个实施例，一种海水脱盐装置包括反渗透膜，被配置成将海水分离为淡水和浓缩海水，并且排放所述淡水和所述浓缩海水；高压泵，被配置成将海水馈送到所述反渗透膜；功率回收设备，供应有从所述反渗透膜排放的所述海水和所述浓缩海水，并且被配置成利用从所述浓缩海水回收的压力能而以高压力排放所述海水并且以低压力排出所述浓缩海水；升压泵，被配置成将从所述功率回收设备排放的海水的压力升压到等于从所述高压泵排放的海水的压力，并且排放所升压的海水以使得所升压的海水混合在从所述高压泵排放的海水中；排出阀，被配置成控制从所述功率回收设备排放的浓缩海水的量；压力传感器，被配置成测量供应到所述反渗透膜的海水的压力；第一流量传感器，被配置成测量从所述反渗透膜排放的淡水的流量；第二流量传感器，被配置成测量从所述反渗透膜排放的浓缩海水的流量或者从所述升压泵排放的海水的流量；第三流量传感器，被配置成测量供应到所述功率回收设备的海水的流量；以及控制器，被配置成基于由所述压力传感器和所述第一流量传感器测量的值来控制所述高压泵的转数，基于由所述第二流量传感器测量的值来控制所述升压泵的转数，并且基于由所述第二流量传感器和所述第三流量传感器测量的值来控制所述排出阀的阀打开程度。 附图说明图1示意性示出了根据第一实施例的海水脱盐装置的结构的示例。图2是用于描述图1所示的海水脱盐装置的功率回收设备的结构示例的视图。图3示意性示出了根据第一实施例的海水脱盐装置的结构的另一示例。图4示意性示出了根据第二实施例的海水脱盐装置的结构的示例。图5示意性示出了根据第三实施例的海水脱盐装置的结构的示例。具体实施例方式现在将参考附图详细描述根据实施例的海水脱盐装置。图1示意性示出了根据第一实施例的海水脱盐装置的结构的示例。根据该实施例的海水脱盐装置包括水馈送泵P1、高压泵P2、升压泵P3、功率回收设备20、海水流量控制阀 30、反渗透膜10、控制器CTRl、压力传感器SPl以及流量传感器SQl，SQ2，SQ3和SQ4。水馈送泵Pl从预处理系统(未示出)吸入海水，并且将海水馈送到海水脱盐装置。将从馈送泵Pl排放的海水供应到高压泵P2和功率回收设备20。高压泵P2将从海水馈送泵Pl供应的海水升压到高压状态(例如，大约6MPa)，并且排放所述高压海水。将从高压泵P2排放的海水供应到反渗透膜10。反渗透膜10对海水进行过滤以从海水中去除盐含量，并且生成淡水。由反渗透膜 10去除的盐含量作为浓缩海水排掉。将从反渗透膜10排掉的浓缩海水供应到功率回收设备20。图2示出了功率回收设备20的结构示例。在本实施例中，功率回收设备20例如是体积型的功率回收设备。功率回收设备20包括高压侧入口 22、高压侧出口 24、低压侧入口 26和低压侧出口 28。功率回收设备20通过利用包括在浓缩海水中的压力能对从水馈送泵Pl经由低压侧入口沈流动的海水进行升压，并且向升压泵P3输出海水。功率回收设备20经由低压侧出口观和排放阀30排出从其回收压力能的浓缩海水。具体而言，将从反渗透膜10排出的浓缩海水供应到高压侧入口 22。在回收了其压力能之后，从低压侧出口观排出浓缩海水。将海水从水馈送泵Pl供应到低压侧入口 26。 通过利用浓缩海水具有的压力(功率)从高压侧出口 M排放该海水。将从高压侧出口 M 排放的海水供应到升压泵P3。排放阀30例如是海水流量控制阀，并且设置为致动器以控制浓缩海水的流量。通过来自控制器CTRl的控制信号来控制排放阀30的阀打开程度。升压泵P3将来自功率回收设备20的海水的压力升压到基本上等于来自高压泵P2 的海水的压力。将从升压泵P3排放的升压海水混合在来自高压泵P2的海水中，并且将其馈送到反渗透膜10。压力传感器SPl测量反渗透膜10的入口压力。流量传感器SQl测量升压泵P3的输出流量。流量传感器SQ2测量到功率回收设备20的低压侧入口沈的海水流入量。流量传感器SQ3测量到功率回收设备20的高压侧入口 22的浓缩海水流入量。流量传感器SQ4测量反渗透膜10的输出流量。将由压力传感器SPl和流量传感器SQl到SQ4测量的值传送到控制器CTRl。控制器CTRl被配置成基于压力传感器SPl和流量传感器SQ4测量的值来控制高压泵P2的转数，基于流量传感器SQl或者流量传感器SQ3测量的值来控制升压泵P3的转数，并且基于流量传感器SQ2和流量传感器SQl测量的值或者流量传感器SQ2和流量传感器SQ3测量的值来控制排放阀30的阀打开程度。接下来，描述上述海水脱盐装置的操作。为了将淡水生产量设置为期望的流量，控制器CTRl控制高压泵P2的操作，从而向反渗透膜10施加比海水盐含量的渗透压力高的压力。由于淡水的生产量很大程度上取决于高压泵P2的转数，因此控制器CTRl例如通过PID (P 比例，I 积分；D 微分)来控制高压泵P2的转数，以使得淡水生产量的测量值与预设的目标值一致。另一方面，通过压力传感器SPl —直监视反渗透膜10的入口压力，以使得反渗透膜10的入口压力不会变为反渗透膜10的耐受压力或者更大。控制器CTRl控制高压泵P2 的转数，以使得压力传感器SPl测量的值不会变为预定值或者更大。控制器CTRl基于期望的回收率来计算浓缩海水的流量，计算从升压泵P3馈送出的海水量(目标流量)，并且控制升压泵P3的转数，以使得目标流量与从升压泵P3馈送出的海水量一致。在根据设置的回收率MRsv计算目标流量Qhbsv时，如下所示，通过使用作为用于控制高压泵P2的设置值的淡水生产量设置值Qpsv来计算目标流量Qhbsv Qhbsv = QpsvX (100/MRsv-l)，其中 Mrsv 乒 O。此外，控制器CTRl将功率回收设备20的高压侧入口 22的流量与低压侧入口 26 的流量之间的差值设置为预定值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种海水脱盐装置，其特征在于，包括：反渗透膜，被配置成将海水分离为淡水和浓缩海水，并且排放所述淡水和所述浓缩海水；高压泵，被配置成将海水馈送到所述反渗透膜；功率回收设备，从所述反渗透膜排放的所述海水和所述浓缩海水被供应至所述功率回收设备，并且所述功率回收设备被配置成利用从所述浓缩海水回收的压力能而以高压排放所述海水并且以低压排出所述浓缩海水；升压泵，被配置成将从所述功率回收设备排放的所述海水的压力升压到等于从所述高压泵排放的海水的压力，并且排放所升压的海水以使得所升压的海水混合在从所述高压泵排放的海水中；排出阀，被配置成控制从所述功率回收设备排放的浓缩海水的量；压力传感器，被配置成测量供应到所述反渗透膜的所述海水的压力；第一流量传感器，被配置成测量从所述反渗透膜排放的所述淡水的流量；第二流量传感器，被配置成测量从所述反渗透膜排放的所述浓缩海水的流量或者从所述升压泵排放的所述海水的流量；第三流量传感器，被配置成测量供应到所述功率回收设备的所述海水的流量；以及控制器，被配置成基于由所述压力传感器和所述第一流量传感器测量的值来控制所述高压泵的转数、基于由所述第二流量传感器测量的值来控制所述升压泵的转数、并且基于由所述第二流量传感器和所述第三流量传感器测量的值来控制所述排出阀的阀打开程度。...

【技术特征摘要】
2010.05.17 JP 113535/20101.一种海水脱盐装置，其特征在于，包括反渗透膜，被配置成将海水分离为淡水和浓缩海水，并且排放所述淡水和所述浓缩海水；高压泵，被配置成将海水馈送到所述反渗透膜；功率回收设备，从所述反渗透膜排放的所述海水和所述浓缩海水被供应至所述功率回收设备，并且所述功率回收设备被配置成利用从所述浓缩海水回收的压力能而以高压排放所述海水并且以低压排出所述浓缩海水；升压泵，被配置成将从所述功率回收设备排放的所述海水的压力升压到等于从所述高压泵排放的海水的压力，并且排放所升压的海水以使得所升压的海水混合在从所述高压泵排放的海水中；排出阀，被配置成控制从所述功率回收设备排放的浓缩海水的量； 压力传感器，被配置成测量供应到所述反渗透膜的所述海水的压力； 第一流量传感器，被配置成测量从所述反渗透膜排放的所述淡水的流量； 第二流量传感器，被配置成测量从所述反渗透膜排放的所述浓缩海水的流量或者从所述升压泵排放的所述海水的流量；第三流量传感器，被配置成测量供应到所述功率回收设备的所述海水的流量；以及控制器，被配置成基于由所述压力传感器和所述第一流量传感器测量的值来控制所述高压泵的转数、基于由所述第二流量传感器测量的值来控制所述升压泵的转数、并且基于由所述第二流量传感器和所述第三流量传感器测量的值来控制所述排出阀的阀打开程度。2.一种海水脱盐装置，其特征在于，包括反渗透膜，被配置成将海水分离为淡水和浓缩海水，并且排放所述淡水和所述浓缩海水；高压泵，被配置成馈送海水；排放阀，设置在所述高压泵和所述反渗透膜之间，并且被配置成控制从所述高压泵供应到所述反渗透膜的所述海水的量；功率回收设备，从所述反渗透膜排放的所述海水和所述浓缩海水被供应到所述功率回收设备，并且所述功率回收设备被配置成利用从所述浓缩海水回收的压力能而以高压排放所述海水，并且以低压排出所述浓缩海水；升压泵，从所述功率回收设备排放的具有高压的所述海水被供应到所述升压泵，并且所述升压泵被配置成将具有高压的所述海水的压力升压到等于从所述高压泵排放的所述海水的压力，并且排放所升压的海水以使得所升压的海水混合在从所述高压泵排放的海水中；排出阀，被配置成控制从所述功率回收设备排放的所述浓缩海水的量； 压力传感器，被配置成测量供应到所述反渗透膜的所述海水的压力； 第一流量传感器，被配置成测量从所述反渗透膜排放的所述淡水的流量； 第二流量传...

【专利技术属性】
技术研发人员：难波谅，横川胜也，山形英显，松井公一，黑川太，松代武士，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP