海水脱盐装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110132395.7

申请日:

2011.05.17

公开号:

CN102267743A

公开日:

2011.12.07

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 1/44申请日:20110517|||公开

IPC分类号:

C02F1/44; C02F103/08(2006.01)N

主分类号:

C02F1/44

申请人:

株式会社东芝

发明人:

难波谅; 横川胜也; 山形英显; 松井公一; 黑川太; 松代武士

地址:

日本东京都

优先权:

2010.05.17 JP 113535/2010

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司 72002

代理人:

陈松涛;夏青

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内容摘要

本发明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。

权利要求书

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。
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
的值来控制所述排放阀的阀打开程度、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。
3.如权利要求1或者2所述的海水脱盐装置,其特征在于,所述控制
器被配置成以从所述反渗透膜供应到所述功率回收设备的所述浓缩海水的
所述流量与供应到所述功率回收设备的所述海水的所述流量之间的差值变
为预定值的方式来控制所述升压泵的转数以及所述排出阀的阀打开程度。
4.如权利要求1到3中任一项所述的海水脱盐装置,其特征在于,进
一步包括:
水馈送泵,被配置成将海水馈送到所述高压泵和所述功率回收设备;
第二排放阀,被配置成控制从所述水馈送泵馈送的海水的量;
保护过滤器,设置在所述水馈送泵的后端;
第二压力传感器,被配置成测量所述保护过滤器的输入压力;
第三压力传感器,被配置成测量供应到所述高压泵的海水的压力;
第四压力传感器,被配置成测量从所述功率回收设备排放的所述浓缩
海水的压力;
第二控制器,被配置成基于由所述第二压力传感器、所述第三压力传
感器和所述第四压力传感器测量的值来控制所述第二排放阀的阀打开程
度。
5.如权利要求4所述的海水脱盐装置,其特征在于,所述第二控制器
被配置成以由所述第四压力传感器测量的所述值变为预定值或者更大的方
式来控制所述第二排放阀的阀打开程度。
6.如权利要求1到5中任一项所述的海水脱盐装置,其特征在于,进
一步包括:
温度计,被配置成测量供应到所述高压泵和所述功率回收设备的海水
的温度;
电导计,被配置成测量供应到所述高压泵和所述功率回收设备的所述
海水的电导率;以及
设置模块,被配置成基于由所述温度计和所述电导计测量的值来设置
所述升压泵的目标流量和回收率,并且向所述控制器传送所述目标流量和
所述回收率。
7.如权利要求6所述的海水脱盐装置,其特征在于,进一步包括pH
计,所述pH计被配置成测量供应到所述高压泵和所述功率回收设备的海水
的pH,
其中所述设置模块被配置成基于由所述pH计测量的值来校正所述目
标流量和所述回收率。
8.如权利要求4所述的海水脱盐装置,其特征在于,进一步包括电功
率量仪表,所述电功率量仪表被配置成测量所述高压泵、所述升压泵和所
述水馈送泵的电功率量。

说明书

海水脱盐装置

技术领域

这里描述的实施例总体上涉及一种海水脱盐装置。

背景技术

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。

发明内容

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发明,并且本发明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CTR1、压力传
感器SP1以及流量传感器SQ1,SQ2,SQ3和SQ4。

水馈送泵P1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P1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P1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
P1经由低压侧入口26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28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28排出浓缩海水。将海水从水馈送泵
P1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24排放该海水。将从高压侧出口24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CTR1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SP1测量反渗透膜10的入口压力。流量传感器SQ1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26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SP1和流量传感器SQ1到SQ4测量的值传送到控制器
CTR1。

控制器CTR1被配置成基于压力传感器SP1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SQ1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
SQ1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CTR1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CTR1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SP1一直监视反渗透膜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CTR1控制高压泵P2的转数,以使得压力传感器SP1测量的值不会
变为预定值或者更大。

控制器CTR1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=Qpsv×(100/MRsv-1),

其中Mrsv≠0。

此外,控制器CTR1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。通过该控制,能够表现功率
回收设备20的能力,并且能够有效降低功率回收设备20中的功耗。通过
升压泵P3控制功率回收设备20的高压侧入口22的流量。通过排放阀30
控制低压侧出口28的流量。

例如,在采取海水流量控制阀和旋转体积型功率回收设备的情况下,
考虑旋转所需的润滑水量,并且通过将比润滑水量大的流量设置为高压侧
浓缩海水流量的测量值以及低压侧浓缩海水流量的目标值来控制海水流量
控制阀。

如上面所描述的,设置压力传感器SP1和流量传感器SQ1、SQ2、SQ3
和SQ4,并且控制器CTR1控制高压泵P2、升压泵P3和排放阀30。从而,
能够提供一种海水脱盐装置,其中设置功率回收设备的正确运行条件并且
降低电功率量。

图3示出了在固定高压泵P2的转数的情况下海水脱盐装置的结构示
例。在这种情况下,海水脱盐装置包括设置在高压泵P2的后端的高压泵排
放阀40。

控制器CTR1控制高压泵排放阀40的阀打开程度,以基于由压力传感
器SP1和流量传感器SQ4测量的值而将淡水生产量设置为预定值。此外,
在需要时,控制器CTR1控制高压泵排放阀40的阀打开程度,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。

通过这种方式,可以设置压力传感器SP1和流量传感器SQ1、SQ2、
SQ3和SQ4,并且控制器CTR1可以控制高压泵排放阀40、升压泵P3和排
放阀30。从而,能够提供一种海水脱盐装置,其中根据水质量、生产水量
等等条件来设置正确的运行条件并且降低电功率量。结果,能够降低淡水
生成成本(yen/m3)。

接下来,参考附图描述根据第二实施例的海水脱盐装置。在下面的描
述中,由类似的附图标记指代与根据上述第一实施例的海水脱盐装置中相
同的结构部件,并且省去对其的描述。

图4示意性示出了根据本实施例的海水脱盐装置的结构示例。根据该
实施例的海水脱盐装置进一步包括水馈送压力控制阀50、保护过滤器FL、
高压泵排放阀40、压力传感器SP2,SP3和SP4以及控制器CTR2。

同时,根据本实施例的海水脱盐装置进一步包括基于由压力传感器SP1
以及流量传感器SQ1、SQ2、SQ3和SQ4测量的值来控制排放阀40的阀打
开程度、升压泵P3的转数以及排放阀30的阀打开程度的控制器(未示出)。

与图3所示的情况类似,该控制器基于由压力传感器SP1和流量传感
器SQ4测量的值来控制高压泵排放阀40的阀打开程度以将淡水生产量设置
为预定值。此外,未示出的控制器基于由流量传感器SQ1或者流量传感器
SQ3测量的值来控制升压泵P3的转数。除此之外,未示出的控制器基于由
流量传感器SQ2和流量传感器SQ1测量的值或者由流量传感器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。

在水馈送泵P1的后端设置保护过滤器FL。保护过滤器FL通过去除来
自从调节池(未示出)馈送的海水的悬浮物质来保护反渗透膜10。在这种
情况下,在水馈送泵P1的后端或者在保护过滤器FL的前端设置水馈送压
力控制阀50。

在水馈送压力控制阀50的后端并且在保护过滤器FL的前端设置压力
传感器SP2。压力传感器SP2测量从水馈送压力控制阀50排放到保护过滤
器FL的海水压力。

在保护过滤器FL的后端并且在高压泵P2的前端设置压力传感器SP3。
压力传感器SP3测量经由保护过滤器FL供应到高压泵S2的海水压力。

压力传感器SP4设置在功率回收设备20的低压侧出口28和排放阀30
之间。压力传感器SP4测量从功率回收设备20的低压侧出口28排出的海
水压力。

控制器CTR2基于由压力传感器SP2、SP3和SP4测量的值来控制水馈
送压力控制阀50的阀打开程度。控制器CTR2被配置成控制水馈送压力控
制阀50的阀打开程度,以使得保护过滤器FL的入口压力不会变为保护过
滤器FL的耐受压力或者更大。此外,为了保护高压泵P2,控制器CTR2
被配置成控制水馈送压力控制阀50的阀打开程度,以使得高压泵P2的吸
入压力不会降低到低于下限值。

根据功率回收设备20的材料,可以通过压力传感器SP4测量背压,并
且从而控制器CTR2能够防止在功率回收设备20中发生空洞现象,并且防
止装置损坏。在这种情况下,控制器CTR2控制水馈送压力控制阀50的阀
打开程度,以使得所述背压变为预设值或者更大。

通过这种方式,即使在将保护过滤器FL设置在水馈送泵P1的后端的
情况下,可以进一步设置压力传感器SP2、SP3和SP4,并且可以控制水馈
送压力控制阀50的阀打开程度。从而,与上述的第一实施例类似,能够提
供一种海水脱盐装置,其中设置功率回收设备的正确运行条件,并且降低
电功率量。结果,能够降低淡水生成成本(yen/m3)。

在上述实施例中,独立构造控制器CTR2以及未示出的所述控制器。
然而,可以整体构造控制器CTR2以及未示出的所述控制器。在这种情况
下,也能够获得相同的有利效果。

接下来,参考附图描述根据第三实施例的海水脱盐装置。

图5示意性示出了根据本实施例的海水脱盐装置的结构示例。根据该
实施例的海水脱盐装置进一步包括测量未净化海水的水质量的测量设备、
测量高压泵P2,升压泵P3和水馈送泵P1的电功率量的电功率量仪表(未
示出)以及运行条件设置模块60。所述海水脱盐装置包括作为测量设备的
测量海水pH的pH计SpH、测量海水温度的温度计ST以及测量海水的电
导率的电导计SEC。与上述第二实施例类似,根据本实施例的海水脱盐装
置进一步包括基于根据压力传感器SP2、SP3和SP4推导的值来控制水馈送
压力控制阀50的阀打开程度的控制器(未示出)。

在保护过滤器FL的后端并且在位于到高压泵P2和功率回收设备20的
导管之间的分支点的前端设置pH计SpH。pH计SpH测量经过保护过滤器
FL的海水的pH。将由pH计SpH测量的值传送到运行条件设置模块60。

在保护过滤器FL的后端并且在位于到高压泵P2和功率回收设备20的
导管之间的分支点的前端设置温度计ST。温度计ST测量经过保护过滤器
FL的海水的温度。将由温度计ST测量的值传送到运行条件设置模块60。

在保护过滤器FL的后端并且在位于到高压泵P2和功率回收设备20的
导管之间的分支点的前端设置电导计SEC。电导计SEC测量经过保护过滤
器FL的海水的电导率。将由电导计SEC测量的值传送到运行条件设置模
块60。

运行条件设置模块60基于根据pH计SpH、温度计ST和电导计SEC
传送的值来设置海水脱盐装置的运行条件。在本实施例中,将目标流量和
回收率设置为运行条件。目标流量是从升压泵P3排放的海水流量的目标值。

基于所传送的pH值、温度值和电导率值,运行条件设置模块60设置
回收率和目标流量,从而更多地降低水馈送泵P1、高压泵P2和升压泵P3
的功耗。

运行条件设置模块60例如设置预定的回收率,基于所述回收率来计算
浓缩海水的流量,并且计算从升压泵P3排放的海水量(目标流量)。同时,
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来计算该目标流量
Qhbsv:

Qhbsv=Qpsv×(100/MRsv-1),

其中Mrsv≠0。

此外,运行条件设置模块60在从温度计ST传送的温度值变得更高时
增加目标流量和回收率,并且在温度值变得更低时降低目标流量和回收率。
运行条件设置模块60在从电导计SEC传送的电导率变得更高时降低目标流
量和回收率,并且在从电导计SEC传送的电导率变得更低时增加目标流量
和回收率。运行条件设置模块60基于从pH计SpH传送的pH值来校正海
水的电导率的值。

将由运行条件设置模块60设置的目标流量和回收率传送到控制器
CTR3。

控制器CTR3控制升压泵P3的转数、排放阀30的阀打开程度以及排
放阀40的阀打开程度,从而实现已经传送的目标流量和回收率。控制器
CTR3控制升压泵P3的转数,以使得目标流量与从升压泵P3排放的海水量
一致。

此外,控制器CTR3将功率回收设备20的高压侧入口22的流量和低
压侧入口26的流量之间的差值设置为预定值。通过该控制,能够表现功率
回收设备20的能力,并且能够有效降低功率回收设备20中的功耗。通过
升压泵P3来控制功率回收设备20的高压侧入口22的流量。通过排放阀30
来控制低压侧出口28的流量。

根据本实施例的海水脱盐装置被配置成在显示器(未示出)上显示由
水馈送泵P1、高压泵P2和升压泵P3消耗的并且由电功率量仪表测量的电
功率量,所述显示器与所述装置一体或者是外部连接的监视器。

在所述装置操作时所述功率回收设备20以及泵P1、P2和P3的效率以
及反渗透膜10的特性根据诸如未净化海水的水质量和回收率的运行条件而
变化。因此,每单位生产水量的总电功率量改变。可以例如以表格、二维
图形或者3D(三维)图形的形式可视化每单位生产水量的总电功率量。此
外,能够与未净化海水的水质量条件中的每一个相关联地实现使得每单位
生产水量的总电功率量最小化的运行功能。

如上所述,在保护过滤器FL的后端设置测量海水的水质量的测量设备
的情况下,能够提供一种海水脱盐装置,其中根据水质量、生产水量等等
的条件设置更加正确的运行条件,并且降低电功率量。结果,能够降低淡
水生成成本(yen/m3)。

在本实施例中,设置pH计SpH,但是可以省去该pH计SpH。即使在
省略pH计SpH的情况下,也能够获得与根据上述实施例的海水脱盐装置
相同的有利效果。此外,控制器CTR3可以与未示出的控制器一体形成。
而且在这种情况下,能够获得与根据上述实施例的海水脱盐装置相同的有
利效果。

除此之外,在本实施例中,设置电功率量仪表,但是可以省去该电功
率量仪表。即使在省略电功率量仪表的情况下,也能够获得与根据上述实
施例的海水脱盐装置相同的有利效果。

本发明并非直接限于上述实施例。实际上,可以在不偏离本发明的精
神的情况下修改和实施结构元件。通过适当组合在所述实施例中公开的结
构元件能够做出各种发明。例如,对于在所述实施例中公开的全部结构元
件,可以省略一些结构元件。而且,可以正确组合不同实施例中的结构元
件。

例如,在每一个上述实施例中,如果设置流量传感器SQ1和流量传感
器SQ3中的一个并且可以省略流量传感器SQ1或者流量传感器SQ3中的任
一个,则也应该能满足需要。即使在这种情况下,也能够获得与根据上述
实施例的海水脱盐装置相同的有利效果。

尽管描述了一定实施例,但是这些实施例仅作为示例方式提供,并且
并非旨在限制本发明的范围。实际上,可以按照各种其它形式实施这里描
述的新颖实施例;而且,在不偏离本发明精神的情况下可以对这里描述的
实施例的形式进行各种省略、代替和改变。所附的权利要求及其等同物旨
在覆盖落入本发明的范围和精神内的这种形式或者修改。

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1、(10)申请公布号 CN 102267743 A (43)申请公布日 2011.12.07 CN 102267743 A *CN102267743A* (21)申请号 201110132395.7 (22)申请日 2011.05.17 113535/2010 2010.05.17 JP C02F 1/44(2006.01) C02F 103/08(2006.01) (71)申请人 株式会社东芝 地址 日本东京都 (72)发明人 难波谅 横川胜也 山形英显 松井公一 黑川太 松代武士 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 陈松涛 夏青 (54) 发明名称 海水脱盐装。

2、置 (57) 摘要 本发明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), 。

3、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。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页 CN 102267750 A1/2 页 2 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。

4、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。

5、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。

6、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 ;。

7、 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 权 利 要 求 书 CN 102267743 A CN 102267750 A2/2 页 3 排放阀的阀打开程度、 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。

8、程度。 3.如权利要求1或者2所述的海水脱盐装置, 其特征在于, 所述控制器被配置成以从所 述反渗透膜供应到所述功率回收设备的所述浓缩海水的所述流量与供应到所述功率回收 设备的所述海水的所述流量之间的差值变为预定值的方式来控制所述升压泵的转数以及 所述排出阀的阀打开程度。 4. 如权利要求 1 到 3 中任一项所述的海水脱盐装置, 其特征在于, 进一步包括 : 水馈送泵, 被配置成将海水馈送到所述高压泵和所述功率回收设备 ; 第二排放阀, 被配置成控制从所述水馈送泵馈送的海水的量 ; 保护过滤器, 设置在所述水馈送泵的后端 ; 第二压力传感器, 被配置成测量所述保护过滤器的输入压力 ; 第三压。

9、力传感器, 被配置成测量供应到所述高压泵的海水的压力 ; 第四压力传感器, 被配置成测量从所述功率回收设备排放的所述浓缩海水的压力 ; 第二控制器, 被配置成基于由所述第二压力传感器、 所述第三压力传感器和所述第四 压力传感器测量的值来控制所述第二排放阀的阀打开程度。 5. 如权利要求 4 所述的海水脱盐装置, 其特征在于, 所述第二控制器被配置成以由所 述第四压力传感器测量的所述值变为预定值或者更大的方式来控制所述第二排放阀的阀 打开程度。 6. 如权利要求 1 到 5 中任一项所述的海水脱盐装置, 其特征在于, 进一步包括 : 温度计, 被配置成测量供应到所述高压泵和所述功率回收设备的海水。

10、的温度 ; 电导计, 被配置成测量供应到所述高压泵和所述功率回收设备的所述海水的电导率 ; 以及 设置模块, 被配置成基于由所述温度计和所述电导计测量的值来设置所述升压泵的目 标流量和回收率, 并且向所述控制器传送所述目标流量和所述回收率。 7. 如权利要求 6 所述的海水脱盐装置, 其特征在于, 进一步包括 pH 计, 所述 pH 计被配 置成测量供应到所述高压泵和所述功率回收设备的海水的 pH, 其中所述设置模块被配置成基于由所述 pH 计测量的值来校正所述目标流量和所述回 收率。 8. 如权利要求 4 所述的海水脱盐装置, 其特征在于, 进一步包括电功率量仪表, 所述电 功率量仪表被配置。

11、成测量所述高压泵、 所述升压泵和所述水馈送泵的电功率量。 权 利 要 求 书 CN 102267743 A CN 102267750 A1/6 页 4 海水脱盐装置 技术领域 0001 这里描述的实施例总体上涉及一种海水脱盐装置。 背景技术 0002 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。 0003 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。

12、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。 发明内容 0004 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 )。 0005 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。

13、行条件而改变, 因此需要正确地改变运行条件。 0006 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。 0007 考虑上述状况做出了本发明, 并且本发明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。 0008 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。

14、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。

15、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 说 明 书 CN 102267743 A CN 102267750 A2/6 页 5 的值来控制所述排出阀的阀打开程度。 附图说明 0009 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。 0010 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。 0011 图 3 示意性示出了根据第一实施例的海。

16、水脱盐装置的结构的另一示例。 0012 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。 0013 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。 具体实施方式 0014 现在将参考附图详细描述根据实施例的海水脱盐装置。 0015 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 CTR1、 压力传感器 SP1 以及流量传感器 SQ1, SQ2, SQ3 和 SQ4。 0016 水馈送泵 P1 从预处理系统 。

17、( 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 P1 排放的海水供应到高压泵 P2 和功率回收设备 20。 0017 高压泵 P2 将从海水馈送泵 P1 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。 0018 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。 0019 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 。

18、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。 0020 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P1经由低压 侧入口 26 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 28 和排放阀 30 排出从其回收压力能的浓缩海水。 0021 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 28 排出浓缩海水。将海水从水馈送泵 P1 供应到低压侧入口 26。 通过利用浓缩海水具有的压力 ( 功率 ) 。

19、从高压侧出口 24 排放该海水。将从高压侧出口 24 排放的海水供应到升压泵 P3。 0022 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 CTR1 的控制信号来控制排放阀 30 的阀打开程度。 0023 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。 0024 压力传感器 SP1 测量反渗透膜 10 的入口压力。流量传感器 SQ1 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、 20 的低压侧入口 26 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 说 明 书 CN 102267743 A CN 102267750 A3/6 页 6 测量反渗透膜 10 的输出流量。将由压力传感器 SP1 和流量传感器 SQ1 到 SQ4 测量的值传 送到控制器 CTR1。 0025 控制器 CTR1 被配置成基于压力传感器 SP1 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 SQ1 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。

21、流量传感器 SQ1 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。 0026 接下来, 描述上述海水脱盐装置的操作。 0027 为了将淡水生产量设置为期望的流量, 控制器CTR1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 CTR1 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。 0028 另一方面, 通过压力传感器 SP1 一直监视反渗。

22、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 CTR1 控制高压泵 P2 的转数, 以使得压力传感器 SP1 测量的值不会变为预定值或者更大。 0029 控制器 CTR1 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 :。

23、 0030 Qhbsv Qpsv(100/MRsv-1), 0031 其中 Mrsv 0。 0032 此外, 控制器 CTR1 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。通过该控制, 能够表现功率回收设备 20 的能力, 并且能 够有效降低功率回收设备 20 中的功耗。通过升压泵 P3 控制功率回收设备 20 的高压侧入 口 22 的流量。通过排放阀 30 控制低压侧出口 28 的流量。 0033 例如, 在采取海水流量控制阀和旋转体积型功率回收设备的情况下, 考虑旋转所 需的润滑水量, 并且通过将比润滑水量大的流量设置为高压侧浓缩海水流。

24、量的测量值以及 低压侧浓缩海水流量的目标值来控制海水流量控制阀。 0034 如上面所描述的, 设置压力传感器 SP1 和流量传感器 SQ1、 SQ2、 SQ3 和 SQ4, 并且控 制器 CTR1 控制高压泵 P2、 升压泵 P3 和排放阀 30。从而, 能够提供一种海水脱盐装置, 其中 设置功率回收设备的正确运行条件并且降低电功率量。 0035 图 3 示出了在固定高压泵 P2 的转数的情况下海水脱盐装置的结构示例。在这种 情况下, 海水脱盐装置包括设置在高压泵 P2 的后端的高压泵排放阀 40。 0036 控制器 CTR1 控制高压泵排放阀 40 的阀打开程度, 以基于由压力传感器 SP1。

25、 和流 量传感器 SQ4 测量的值而将淡水生产量设置为预定值。此外, 在需要时, 控制器 CTR1 控制 高压泵排放阀 40 的阀打开程度, 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。 0037 通过这种方式, 可以设置压力传感器 SP1 和流量传感器 SQ1、 SQ2、 SQ3 和 SQ4, 并且 控制器 CTR1 可以控制高压泵排放阀 40、 升压泵 P3 和排放阀 30。从而, 能够提供一种海水 脱盐装置, 其中根据水质量、 生产水量等等条件来设置正确的运行条件并且降低电功率量。 说 明 书 CN 102267743 A CN 102267750 A4。

26、/6 页 7 结果, 能够降低淡水生成成本 (yen/m3)。 0038 接下来, 参考附图描述根据第二实施例的海水脱盐装置。 在下面的描述中, 由类似 的附图标记指代与根据上述第一实施例的海水脱盐装置中相同的结构部件, 并且省去对其 的描述。 0039 图 4 示意性示出了根据本实施例的海水脱盐装置的结构示例。根据该实施例的海 水脱盐装置进一步包括水馈送压力控制阀 50、 保护过滤器 FL、 高压泵排放阀 40、 压力传感 器 SP2, SP3 和 SP4 以及控制器 CTR2。 0040 同时, 根据本实施例的海水脱盐装置进一步包括基于由压力传感器 SP1 以及流量 传感器 SQ1、 SQ。

27、2、 SQ3 和 SQ4 测量的值来控制排放阀 40 的阀打开程度、 升压泵 P3 的转数以 及排放阀 30 的阀打开程度的控制器 ( 未示出 )。 0041 与图 3 所示的情况类似, 该控制器基于由压力传感器 SP1 和流量传感器 SQ4 测量 的值来控制高压泵排放阀 40 的阀打开程度以将淡水生产量设置为预定值。此外, 未示出的 控制器基于由流量传感器 SQ1 或者流量传感器 SQ3 测量的值来控制升压泵 P3 的转数。除 此之外, 未示出的控制器基于由流量传感器 SQ2 和流量传感器 SQ1 测量的值或者由流量传 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。

28、程度。 0042 在水馈送泵P1的后端设置保护过滤器FL。 保护过滤器FL通过去除来自从调节池 ( 未示出 ) 馈送的海水的悬浮物质来保护反渗透膜 10。在这种情况下, 在水馈送泵 P1 的后 端或者在保护过滤器 FL 的前端设置水馈送压力控制阀 50。 0043 在水馈送压力控制阀50的后端并且在保护过滤器FL的前端设置压力传感器SP2。 压力传感器 SP2 测量从水馈送压力控制阀 50 排放到保护过滤器 FL 的海水压力。 0044 在保护过滤器 FL 的后端并且在高压泵 P2 的前端设置压力传感器 SP3。压力传感 器 SP3 测量经由保护过滤器 FL 供应到高压泵 S2 的海水压力。 。

29、0045 压力传感器 SP4 设置在功率回收设备 20 的低压侧出口 28 和排放阀 30 之间。压 力传感器 SP4 测量从功率回收设备 20 的低压侧出口 28 排出的海水压力。 0046 控制器 CTR2 基于由压力传感器 SP2、 SP3 和 SP4 测量的值来控制水馈送压力控制 阀 50 的阀打开程度。控制器 CTR2 被配置成控制水馈送压力控制阀 50 的阀打开程度, 以使 得保护过滤器 FL 的入口压力不会变为保护过滤器 FL 的耐受压力或者更大。此外, 为了保 护高压泵P2, 控制器CTR2被配置成控制水馈送压力控制阀50的阀打开程度, 以使得高压泵 P2 的吸入压力不会降低到。

30、低于下限值。 0047 根据功率回收设备 20 的材料, 可以通过压力传感器 SP4 测量背压, 并且从而控制 器 CTR2 能够防止在功率回收设备 20 中发生空洞现象, 并且防止装置损坏。在这种情况下, 控制器 CTR2 控制水馈送压力控制阀 50 的阀打开程度, 以使得所述背压变为预设值或者更 大。 0048 通过这种方式, 即使在将保护过滤器FL设置在水馈送泵P1的后端的情况下, 可以 进一步设置压力传感器SP2、 SP3和SP4, 并且可以控制水馈送压力控制阀50的阀打开程度。 从而, 与上述的第一实施例类似, 能够提供一种海水脱盐装置, 其中设置功率回收设备的正 确运行条件, 并且。

31、降低电功率量。结果, 能够降低淡水生成成本 (yen/m3)。 0049 在上述实施例中, 独立构造控制器 CTR2 以及未示出的所述控制器。然而, 可以整 体构造控制器 CTR2 以及未示出的所述控制器。在这种情况下, 也能够获得相同的有利效 说 明 书 CN 102267743 A CN 102267750 A5/6 页 8 果。 0050 接下来, 参考附图描述根据第三实施例的海水脱盐装置。 0051 图 5 示意性示出了根据本实施例的海水脱盐装置的结构示例。根据该实施例的海 水脱盐装置进一步包括测量未净化海水的水质量的测量设备、 测量高压泵 P2, 升压泵 P3 和 水馈送泵 P1 的。

32、电功率量的电功率量仪表 ( 未示出 ) 以及运行条件设置模块 60。所述海水 脱盐装置包括作为测量设备的测量海水 pH 的 pH 计 SpH、 测量海水温度的温度计 ST 以及测 量海水的电导率的电导计SEC。 与上述第二实施例类似, 根据本实施例的海水脱盐装置进一 步包括基于根据压力传感器 SP2、 SP3 和 SP4 推导的值来控制水馈送压力控制阀 50 的阀打 开程度的控制器 ( 未示出 )。 0052 在保护过滤器 FL 的后端并且在位于到高压泵 P2 和功率回收设备 20 的导管之间 的分支点的前端设置 pH 计 SpH。pH 计 SpH 测量经过保护过滤器 FL 的海水的 pH。将。

33、由 pH 计 SpH 测量的值传送到运行条件设置模块 60。 0053 在保护过滤器 FL 的后端并且在位于到高压泵 P2 和功率回收设备 20 的导管之间 的分支点的前端设置温度计 ST。温度计 ST 测量经过保护过滤器 FL 的海水的温度。将由温 度计 ST 测量的值传送到运行条件设置模块 60。 0054 在保护过滤器 FL 的后端并且在位于到高压泵 P2 和功率回收设备 20 的导管之间 的分支点的前端设置电导计 SEC。电导计 SEC 测量经过保护过滤器 FL 的海水的电导率。将 由电导计 SEC 测量的值传送到运行条件设置模块 60。 0055 运行条件设置模块 60 基于根据 p。

34、H 计 SpH、 温度计 ST 和电导计 SEC 传送的值来设 置海水脱盐装置的运行条件。在本实施例中, 将目标流量和回收率设置为运行条件。目标 流量是从升压泵 P3 排放的海水流量的目标值。 0056 基于所传送的pH值、 温度值和电导率值, 运行条件设置模块60设置回收率和目标 流量, 从而更多地降低水馈送泵 P1、 高压泵 P2 和升压泵 P3 的功耗。 0057 运行条件设置模块 60 例如设置预定的回收率, 基于所述回收率来计算浓缩海水 的流量, 并且计算从升压泵P3排放的海水量(目标流量)。 同时, 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。

35、为用于控制高压泵 P2 的设置值的淡水生产 量设置值来计算该目标流量 Qhbsv : 0058 Qhbsv Qpsv(100/MRsv-1), 0059 其中 Mrsv 0。 0060 此外, 运行条件设置模块 60 在从温度计 ST 传送的温度值变得更高时增加目标流 量和回收率, 并且在温度值变得更低时降低目标流量和回收率。运行条件设置模块 60 在从 电导计 SEC 传送的电导率变得更高时降低目标流量和回收率, 并且在从电导计 SEC 传送的 电导率变得更低时增加目标流量和回收率。运行条件设置模块 60 基于从 pH 计 SpH 传送的 pH 值来校正海水的电导率的值。 0061 将由运行。

36、条件设置模块 60 设置的目标流量和回收率传送到控制器 CTR3。 0062 控制器 CTR3 控制升压泵 P3 的转数、 排放阀 30 的阀打开程度以及排放阀 40 的阀 打开程度, 从而实现已经传送的目标流量和回收率。控制器 CTR3 控制升压泵 P3 的转数, 以 使得目标流量与从升压泵 P3 排放的海水量一致。 0063 此外, 控制器 CTR3 将功率回收设备 20 的高压侧入口 22 的流量和低压侧入口 26 说 明 书 CN 102267743 A CN 102267750 A6/6 页 9 的流量之间的差值设置为预定值。通过该控制, 能够表现功率回收设备 20 的能力, 并且能。

37、 够有效降低功率回收设备 20 中的功耗。通过升压泵 P3 来控制功率回收设备 20 的高压侧 入口 22 的流量。通过排放阀 30 来控制低压侧出口 28 的流量。 0064 根据本实施例的海水脱盐装置被配置成在显示器 ( 未示出 ) 上显示由水馈送泵 P1、 高压泵P2和升压泵P3消耗的并且由电功率量仪表测量的电功率量, 所述显示器与所述 装置一体或者是外部连接的监视器。 0065 在所述装置操作时所述功率回收设备 20 以及泵 P1、 P2 和 P3 的效率以及反渗透膜 10 的特性根据诸如未净化海水的水质量和回收率的运行条件而变化。因此, 每单位生产水 量的总电功率量改变。可以例如以表。

38、格、 二维图形或者 3D( 三维 ) 图形的形式可视化每单 位生产水量的总电功率量。此外, 能够与未净化海水的水质量条件中的每一个相关联地实 现使得每单位生产水量的总电功率量最小化的运行功能。 0066 如上所述, 在保护过滤器 FL 的后端设置测量海水的水质量的测量设备的情况下, 能够提供一种海水脱盐装置, 其中根据水质量、 生产水量等等的条件设置更加正确的运行 条件, 并且降低电功率量。结果, 能够降低淡水生成成本 (yen/m3)。 0067 在本实施例中, 设置 pH 计 SpH, 但是可以省去该 pH 计 SpH。即使在省略 pH 计 SpH 的情况下, 也能够获得与根据上述实施例的。

39、海水脱盐装置相同的有利效果。此外, 控制器 CTR3 可以与未示出的控制器一体形成。而且在这种情况下, 能够获得与根据上述实施例的 海水脱盐装置相同的有利效果。 0068 除此之外, 在本实施例中, 设置电功率量仪表, 但是可以省去该电功率量仪表。即 使在省略电功率量仪表的情况下, 也能够获得与根据上述实施例的海水脱盐装置相同的有 利效果。 0069 本发明并非直接限于上述实施例。实际上, 可以在不偏离本发明的精神的情况下 修改和实施结构元件。通过适当组合在所述实施例中公开的结构元件能够做出各种发明。 例如, 对于在所述实施例中公开的全部结构元件, 可以省略一些结构元件。而且, 可以正确 组合。

40、不同实施例中的结构元件。 0070 例如, 在每一个上述实施例中, 如果设置流量传感器SQ1和流量传感器SQ3中的一 个并且可以省略流量传感器SQ1或者流量传感器SQ3中的任一个, 则也应该能满足需要。 即 使在这种情况下, 也能够获得与根据上述实施例的海水脱盐装置相同的有利效果。 0071 尽管描述了一定实施例, 但是这些实施例仅作为示例方式提供, 并且并非旨在限 制本发明的范围。实际上, 可以按照各种其它形式实施这里描述的新颖实施例 ; 而且, 在不 偏离本发明精神的情况下可以对这里描述的实施例的形式进行各种省略、 代替和改变。所 附的权利要求及其等同物旨在覆盖落入本发明的范围和精神内的这种形式或者修改。 说 明 书 CN 102267743 A CN 102267750 A1/3 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102267743 A CN 102267750 A2/3 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102267743 A CN 102267750 A3/3 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 102267743 A 。

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