海水淡化工厂系统技术方案

一种海水淡化工厂系统，具有从海水生产淡水的工厂部(10)，经由配水池(20)向消费者供给所生产的淡水。在海水淡化工厂系统中，海水水质预测单元(32)根据海水水质的过去的实际测量值，分别预测某一定期间内的每预定时间的海水的水质。此外，最佳计划运算单元制作多个将一定期间内所需的淡水生产量分配到每预定时间的一定期间的淡水生产量计划案，用按每预定时间预测的海水水质、淡水生产量及预先求得的回收率，对上述多个淡水生产量计划案计算用于淡化的电力消耗率，并据此从多个淡水生产量计划案求出最佳淡水生产量计划。显示单元(36)显示该求出的最佳淡水生产量计划的内容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及一种海水淡化工厂(plant)系统，从海水生产淡水，经由配水池向消费者供给所生产的淡水。
技术介绍
近年来，作为应对水资源缺乏的对策之一，采用从海水生成饮用水的海水淡化工厂。海水淡化工厂向反渗透膜供给海水，通过反渗透膜过滤海水，从而生产淡水，并经由配水池向消费者供给所生产的淡水。公知有通过泵及阀控制海水的压力、流量及回收率(透过率)的海水淡化工厂。日本专利第4341865号公报公开了通过阀门控制向反渗透膜供给的海水的压力从而使过滤水质稳定的海水淡化工厂。一般的海水淡化工厂以从工厂设计阶段所确定的一定量的海水获得一定量的淡水的方式运转。但是，作为自然水的海水的水质时时刻刻发生着变化，因此获得淡水所需的电力消耗率是不一定的。例如，根据海水的水质，反渗透膜的过滤特性发生变化。因此，若控制海水淡化工厂以使过滤特性保持一定，则过滤所需的电力的电力消耗率也发生变化。在海水温度高的情况下，水的粘度系数低，因此反渗透膜的透过特性好。此时，海水以比较低的压力透过反渗透膜，因此加压并供给海水所需的电力比较小，所需的电力消耗率小。而在海水温度低的情况下，由于与上述情况相反的原因，所需的电力消耗率大。此夕卜，在海水的盐分浓度高的情况下，在反渗透膜面上产生的海水与淡水的渗透压差大，所需的电力消耗率大。因此，若以保持一定的淡水生产量的方式运转海水淡化工厂，则用于获得目标量的淡水的每I日的电力量(电力消耗率)会产生浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的课题在于提供一种海水淡化工厂系统，其具备制作用于以最小的成本(电力消耗率)生产一定期间内所要求的量的淡水的一定期间的淡水生产量计划的功能、或者支援制作淡水生产量计划的功能。一个实施方式的海水淡化工厂系统，具有从海水生产淡水的工厂部，经由配水池向消费者供给所生产出的淡水，上述海水淡化工厂系统包括海水水质预测单元，根据海水水质的过去的实际测量值，分别预测某一定期间内的每预定时间的上述海水的水质；最佳计划运算单元，制作多个将上述一定期间内所需的淡水生产量按上述预定时间分配的上述一定期间的淡水生产量计划案，使用按上述预定时间预测到的海水水质、按上述预定时间分配的淡水生产量、及预先求得的回收率，对上述多个淡水生产量计划案每一个计算用于生产每上述预定时间的淡水的电力消耗率，根据该计算出的电力消耗率，从上述多个淡水生产量计划案求出最佳淡水生产量计划；以及显示单元，显示由上述最佳计划运算单元求出的最佳淡水生产量计划的内容。根据实施方式的海水淡化工厂系统，具备制作用于以最小的成本(电力消耗率)生产一定期间内所要求的淡水生产量的一定期间的淡水生产量计划的功能、或者支援制作淡水生产量计划的功能。附图说明图1表示一个实施方式所涉及的海水淡化工厂系统的整体结构的概略。图2表示一个实施方式所涉及的海水淡化工厂系统的控制装置部的功能块。图3说明一个实施方式所涉及的海水淡化工厂系统的控制与现有系统之间的控制的不同点。图4说明一个实施方式所涉及的海水淡化工厂系统中的淡水生产量的计划案的一例。图5表示说明一个实施方式所涉及的海水淡化工厂系统中的最佳化方法的一例即遗传算法的流程图。图6表示其他实施方式所涉及的海水淡化工厂系统。图7表示再一其他实施方式所涉及的海水淡化工厂系统。图8表示再一另外的实施方式所涉及的海水淡化工厂系统。具体实施例方式以下，参照附图详细说明实施方式所涉及的海水淡化工厂系统。本实施方式所涉及的海水淡化工厂系统如图1所示包括工厂部10、工厂部10的控制装置部11及配水池20。工厂部10获取海水并向反渗透膜供给所获取的海水，将通过该反渗透膜过滤后的过滤水作为淡水来生产，并将所生产出的淡水经由配水池20供给到消费者。控制装置部11导出使每单位淡水生产量的电力量即电力消耗率(electric powerconsumption rate)最小的一定期间(例如24小时)的制水计划，并根据所导出的制水计划控制工厂部10。在图1中，本实施方式的工厂部10包括预处理装置13、送水泵14、高压泵15、增压泵16、反渗透膜17、动力回收装置18及盐水(brine)流量调节阀19。在工厂部10生产的淡水向配水池20供给，进一步从配水池20供给到消费者。此外，该工厂部10还包括淡水流量计22、浓缩海水流量计23、高压泵15用的控制器24及增压泵16用的控制器25。另夕卜，高压泵15、增压泵16、反渗透膜17、动力回收装置18及盐水流量调节阀19构成淡水生产设备12。预处理装置13对所获取的海水实施基于砂滤(sand filtration)等的预处理。送水泵14从预处理装置13吸引海水，向高压泵15和动力回收装置18输送海水。高压泵15将从送水泵14输送来的海水的压力提升至高压状态(例如6MPa左右)。通过高压泵15提升了压力的海水被供给到反渗透膜17。另外，高压泵15能够改变旋转速度，能够控制向反渗透膜17供给的海水的供给流量。反渗透膜17过滤海水来去除海水中所含的盐分，生产淡水。所生产的淡水被输送到配水池20，进一步被供给到消费者。另一方面，通过反渗透膜17与淡水分离了的盐分和没有被淡化的水一起作为浓缩海水被排出。从反渗透膜17排出的浓缩海水被供给到动力回收装置18。配水池20作为暂时储存由工厂部10生产出的淡水的缓存而发挥作用。动力回收装置18回收浓缩海水所具有的压力(动力)，提升海水的压力。由于浓缩海水是高压的状态(6MPa左右)，因此从能量回收的观点考虑设置了动力回收装置18。在本实施方式中，作为动力回收装置18,例如使用容积式(displacement type)的动力回收装置。动力回收装置18包括高压侧入口 18a、高压侧出口 18b、低压侧入口 18c及低压侧出口 18d。向高压侧入口 18a供给从反渗透膜17排出的浓缩海水。浓缩海水在其 压力能被回收之后，从低压侧出口 18d排出。从送水泵14向低压侧入口 18c供给海水。该海水的压力通过利用浓缩海水所具有的压力(动力)来被提升，海水从高压侧出口 18b排出。从高压侧出口 18b排出的海水被供给到增压泵16。增压泵16将从动力回收装置18的高压侧出口 18b排出的海水的压力进一步提升0.2MPa左右。S卩，增压泵16将海水的压力提升至与从高压泵15排出的海水的压力相同的程度。从增压泵16排出的海水与从高压泵15排出的海水合流，所合流的海水向反渗透膜17输送。另外，增压泵16能够改变旋转速度，通过控制流量，能够控制浓缩海水的流量。盐水流量调节阀19调节浓缩海水的流量。控制器24控制高压泵15。控制器24从控制装置部11被提供淡水生产量的目标值，此外接收通过淡水流量计22计测的淡水生产量值。另外，在此淡水生产量是指透过了反渗透膜17过的淡水流量。控制器24控制高压泵15，以使淡水生产量达到淡水生产量的目标值。控制器25控制增压泵16。控制器25从控制装置部11被提供回收率的目标值，此外接收通过浓缩海水流量计23计测的浓缩海水量值。控制器25控制增压泵16，以使回收率达到回收率的目标值。另外，回收率是通过以下(I)式定义的。回收率=淡水量/ (浓缩海水量+淡水量)......(I)S卩，控制器25控制增压泵16，以使所供给的海水的量与获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海水淡化工厂系统，具有从海水生产淡水的工厂部，经由配水池向消费者供给所生产出的淡水，上述海水淡化工厂系统包括：海水水质预测单元，根据海水水质的过去的实际测量值，分别预测某一定期间内的每预定时间的上述海水的水质；最佳计划运算单元，制作多个将上述一定期间内所需的淡水生产量按上述预定时间分配的上述一定期间的淡水生产量计划案，使用按上述预定时间预测到的海水水质、按上述预定时间分配的淡水生产量、及预先求得的回收率，对上述多个淡水生产量计划案每一个计算用于生产每上述预定时间的淡水的电力消耗率，根据该计算出的电力消耗率，从上述多个淡水生产量计划案求出最佳淡水生产量计划；以及显示单元，显示由上述最佳计划运算单元求出的最佳淡水生产量计划的内容。

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