鬼佬大哥大
  • / 18
  • 下載費用:30 金幣  

一種海水淡化能量回收裝置的控制方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610011815.9

申請日:

2016.01.08

公開號:

CN105540745A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||專利申請權的轉移IPC(主分類):C02F 1/44登記生效日:20170816變更事項:申請人變更前權利人:中冶建筑研究總院有限公司變更后權利人:中冶建筑研究總院有限公司變更事項:地址變更前權利人:100088 北京市海淀區西土城路33號變更后權利人:100088 北京市海淀區西土城路33號變更事項:申請人變更前權利人:中冶海水淡化投資有限公司變更后權利人:中國京冶工程技術有限公司|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 1/44申請日:20160108|||著錄事項變更IPC(主分類):C02F 1/44變更事項:發明人變更前:楊敏杰 馬躍華 李朝建 吳澤變更后:樊雄 楊敏杰 馬躍華 吳澤|||公開
IPC分類號: C02F1/44; C02F103/08(2006.01)N 主分類號: C02F1/44
申請人: 中冶建筑研究總院有限公司; 中冶海水淡化投資有限公司
發明人: 楊敏杰; 馬躍華; 李朝建; 吳澤
地址: 100088 北京市海淀區西土城路33號
優先權:
專利代理機構: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363 代理人: 逯長明;許偉群
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201610011815.9

授權公告號:

||||||||||||

法律狀態公告日:

2017.11.14|||2017.09.05|||2016.06.01|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

授權|||專利申請權、專利權的轉移|||實質審查的生效|||著錄事項變更|||公開

摘要

本發明公開了一種海水淡化能量回收裝置的控制方法,包括:主水壓缸活塞在高壓行程中,通過實際運行周期與預先的設定運行周期的偏差計算出能回提升泵頻率偏差,并與本次能回提升泵頻率之和,作為主水壓缸活塞下一次高壓行程的能回提升泵的頻率;副水壓缸活塞在低壓行程中,通過實測位置與設定的目標位置的偏差計算出能回提升泵的頻率偏差,并與此時能回提升泵的頻率之和,作為在切換器換向后,副水壓缸活塞高壓行程的能回提升泵頻率。本發明采用通過對能回提升泵變頻器頻率的調節,避免了系統運行不穩定問題,延長了裝置的使用壽命,使得切換器換向動作與水壓缸活塞運行更協調,系統運行更穩定可靠。

權利要求書

1.一種海水淡化能量回收裝置的控制方法,其中,所述海水淡化系統包括:能量回收裝
置(15)、設有變頻器的能回提升泵(4)、高壓出水流量計(12)、低壓進水流量計(13);
所述能量回收裝置(15)包括切換器(5),設置于切換器(5)內的切換器活塞(8),主水
壓缸(7),副水壓缸(6),設置于主水壓缸(7)內的主水壓缸活塞(9),設置于副水壓
缸(6)內的副水壓缸活塞(10),設置于主水壓缸(7)和副水壓缸(6)外部的感應裝置(11),
單向閥a,單向閥b,單向閥c,單向閥d,以及可編程邏輯控制器(14),其特征在于,所述
控制方法包括:
在主水壓缸活塞(9)高壓行程中,可編程邏輯控制器(14)獲取主水壓缸活塞(9)高
壓行程實測周期T;
比較所述實測周期T與預先設定的運行周期TSD,若實測周期T大于或等于運行周期TSD,
增加能回提升泵(4)變頻器的頻率調節值ΔF;若實測周期T小于運行周期TSD,減小能回提
升泵(4)變頻器的頻率調節值ΔF;所述頻率調節值ΔF=(實測周期T-運行周期TSD)/運行
周期TSD*主水壓缸活塞(9)在高壓行程中能回提升泵(4)變頻器的頻率Fn;
在副水壓缸活塞(10)低壓行程中,此時,主水壓缸活塞(9)處于高壓行程,當副水壓缸
活塞(10)運行到低壓行程終點時,可編程邏輯控制器(14)獲取副水壓缸活塞(10)實測位
置P;
比較所述實測位置P和副水壓缸活塞(10)的目標位置PLP-F,若實測位置P大于或等于目
標位置PLP-F,減小能回提升泵(4)變頻器的頻率調節值Δf;若實測位置P小于目標位置PLP-F,
增加能回提升泵(4)變頻器的頻率節值Δf;所述頻率調節值Δf=(目標位置PLP-F-實測位置P)
/運行周期TSD*副水壓缸缸體內截面積S*頻率與流量系數α*主水壓缸活塞(9)在高壓行程
中能回提升泵(4)變頻器的頻率Fn。
2.根據權利要求1所述的海水淡化能量回收裝置的控制方法,其特征在于,所述感應裝
置(11)包括主水壓缸活塞(9)位置感應器A和副水壓缸活塞(10)位置感應器B,其中,
所述位置感應器A設置在所述主水壓缸(7)外部預先設定的P0處,調節所述位置感應器A,
使所述位置感應器A采集到信號的范圍為以P0為中心自臨界位置P1至臨界位置P2;所述位置
感應器B設置在所述副水壓缸(6)外部預先設定的位置P5處,調節所述位置感應器B,使所
述位置感應器B采集到信號的范圍為以P5為中心自臨界位置P3至臨界位置P4。
3.根據權利要求2所述的海水淡化能量回收裝置的控制方法,其特征在于,所述獲取所
述主水壓缸活塞(9)高壓行程實測周期T之前還包括:
可編程邏輯控制器(14)利用高壓出水流量計(12)累計計算主水壓缸活塞(9)開
始運行起的位置理論值PH;
自主水壓缸活塞(9)開始運行起至到達臨界位置P2時,將PH的當前值校正為P2;自
臨界位置P2起,繼續利用高壓出水流量計累計(12)計算主水壓缸活塞位置的理論值PH。
4.根據權利要求3所述的海水淡化能量回收裝置的控制方法,其特征在于,所述獲
取所述主水壓缸活塞(9)高壓行程實測周期T的步驟包括:
在主水壓缸活塞(9)高壓行程中,當主水壓缸活塞(9)運行到高壓行程的高位置切
換點PHP-Z時,立即調節切換器活塞(8)向副水壓缸(6)側運行,完成切換器換向動作;
并且,可編程邏輯控制器(14)記錄從主水壓缸活塞(9)開始運行至主水壓缸活塞(9)
到達PHP-Z位置的時間,以該時間作為所述實測周期T。
5.根據權利要求4所述的海水淡化能量回收裝置的控制方法,其特征在于,所述可編
程邏輯控制器(14)獲取副水壓缸活塞(10)實測位置P之前還包括:
在副水壓缸活塞(10)的高壓行程中,當副水壓缸活塞(10)的運行時間達到預先設定的運
行周期TSD時,調節切換器活塞(8)向主水壓缸(7)側運行,實現切換器(5)的換向。
6.根據權利要求5所述的海水淡化能量回收裝置的控制方法,其特征在于,所述可編程
邏輯控制器(14)獲取副水壓缸活塞(10)實測位置P之前還包括:
可編程邏輯控制器(14)利用低壓出水流量計(13)累計計算副水壓缸活塞(10)的
低壓行程位置P;
當副水壓缸活塞(10)運行至位置感應器B可采集到信號的臨界位置P4時,比較P與
P4;
若P大于或等于P4,可編程邏輯控制器(14)將P校正為P4,之后,利用新的P值繼
續進行累計副水壓缸活塞(10)運行的理論位置值;
若P小于P4,可編程邏輯控制器(14)將P校正為P4,之后,利用新的P值繼續進行
累計副水壓缸活塞10運行的理論位置值。
7.根據權利要求6所述的海水淡化能量回收裝置的控制方法,其特征在于,所述可
編程邏輯控制器(14)獲取所述副水壓缸活塞(10)實測位置P的步驟包括:
在副水壓缸活塞(10)低壓行程中,自副水壓缸活塞(10)開始運行起,可編程邏輯
控制器(14)利用低壓進水流量計(13)統計的流量,累計計算副水壓缸活塞(10)的低壓
行程的理論運行位置P,將低壓行程終止時的副水壓缸活塞(10)的位置做為副水壓缸活
塞(10)的實測位置P。

說明書

一種海水淡化能量回收裝置的控制方法

技術領域

本發明涉及海水淡化技術領域,特別涉及一種海水淡化能量回收裝置的控制方法。

背景技術

反滲透RO技術是當前海水淡化主流技術之一,通常反滲透海水淡化過程的系統操
作壓力處于5.8~8.0MPa,同時從反滲透膜堆排放出來的濃鹽水壓力也高達5.0~
6.5MPa。目前大型海水淡化系統都采用能量回收裝置,能量回收裝置是反滲透海水淡化
系統的關鍵裝置之一,能量回收裝置的作用就是把反滲透系統高壓濃鹽水的壓力能量回
收再利用,從而降低反滲透海水淡化的制水能耗和制水成本。能量回收裝置是反滲透海水
淡化產業鏈中的重要環節,絕大部分能量回收裝置都采用從國外進口的,價格十分昂貴,
開發出具有自主知識產權的國產能量回收裝置,逐步打破國外產品的壟斷,形成完整的
國產反滲透海水淡化產業鏈,已成為我國反滲透海水淡化產業發展的關鍵。

能量回收裝置按工作原理主要分水力渦輪式和功交換式兩大類。水力渦輪式回收率
約35~70%,功交換式回收率高達94%。功交換式能量回收裝置主要由切換器、水壓缸、
止回閥組以及可編程邏輯控制器組成。功能交換水壓缸式能回裝置的工作原理為通過切
換器將高壓濃鹽水流入到不同的水壓缸內,通過濃鹽水推動水壓缸內活塞的移動使得原
海水升壓,進而將高壓濃鹽水壓力能轉變為低壓原海水的壓力能。

現有的PLC的PID調節控制方法主要根據主副水壓缸高低壓側切換位置反饋信號,
調節能量回收提升泵的頻率,通過能量回收提升泵壓力、流量變化,實現水壓缸活塞運
行位置與切換器協調配合。采用常規PLC的PID頻率調控方式在實際運行會出現主副水
壓缸內水壓缸活塞與切換器的配合不協調,到切換點進行切換器換向時,主副水壓缸內
的水壓缸活塞運行出現超前或滯后,導致出現水壓缸活塞與水壓缸端部缸體的撞擊問題。
主副水壓缸內活塞相對運行位置反饋信號,顯示每一切換周期相向運行位置有差異,隨
著切換周期的累計,位置差異逐漸增大。上述位置差異的累計增加,會導致能量回收系
統的運行不穩定,嚴重影響裝置的使用壽命。

如何解決上述反滲透海水淡化系統的能量回收裝置在工作過程中切換器換向動作
與水壓缸活塞運行配合不協調的問題,進而提高裝置運行的穩定性及可靠性,是目前本
領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種海水淡化能量回收裝置的控制方法,采用通過對能回提升泵
變頻器頻率的調節,避免了系統運行不穩定問題,延長了裝置的使用壽命,使得切換器換向
動作與水壓缸活塞運行更協調,系統運行更穩定可靠。

為克服相關技術中存在的問題,本發明提供一種海水淡化能量回收裝置的控制方法,其
中,所述海水淡化系統包括:能量回收裝置、設有變頻器的能回提升泵、高壓出水流量計、
低壓進水流量計;所述能量回收裝置包括切換器,設置于切換器內的切換器活塞,主水壓缸,
副水壓缸,設置于主水壓缸內的主水壓缸活塞,設置于副水壓缸內的副水壓缸活塞,設置于
主水壓缸和副水壓缸外部的感應裝置,單向閥a,單向閥b,單向閥c,單向閥d,以及可編
程邏輯控制器,所述控制方法包括:

在主水壓缸活塞高壓行程中,可編程邏輯控制器獲取主水壓缸活塞高壓行程實測周期T;

比較所述實測周期T與預先設定的運行周期TSD,若實測周期T大于或等于運行周期TSD,
增加能回提升泵變頻器的頻率調節值ΔF;若實測周期T小于運行周期TSD,減小能回提升泵
變頻器的頻率調節值ΔF;所述頻率調節值ΔF=(實測周期T-運行周期TSD)/運行周期TSD*
主水壓缸活塞在高壓行程中能回提升泵變頻器的頻率Fn;

在副水壓缸活塞低壓行程中,此時,主水壓缸活塞處于高壓行程,當副水壓缸活塞運行
到低壓行程終點時,可編程邏輯控制器獲取副水壓缸活塞實測位置P;

比較所述實測位置P和副水壓缸活塞的目標位置PLP-F,若實測位置P大于或等于目標位
置PLP-F,減小能回提升泵變頻器的頻率調節值Δf;若實測位置P小于目標位置PLP-F,增加能
回提升泵變頻器的頻率節值Δf;所述頻率調節值Δf=(目標位置PLP-F-實測位置P)/運行周期
TSD*副水壓缸缸體內截面積S*頻率與流量系數α*主水壓缸活塞在高壓行程中能回提升泵變
頻器的頻率Fn。

作為優選方案之一,所述感應裝置包括主水壓缸活塞位置感應器A和副水壓缸活塞位置
感應器B,其中,所述位置感應器A設置在所述主水壓缸外部預先設定的P0處,調節所述位
置感應器A,使所述位置感應器A采集到信號的范圍為以P0為中心自臨界位置P1至臨界位置
P2;所述位置感應器B設置在所述副水壓缸外部預先設定的位置P5處,調節所述位置感應器
B,使所述位置感應器B采集到信號的范圍為以P5為中心自臨界位置P3至臨界位置P4。

優選地,所述獲取所述主水壓缸活塞高壓行程實測周期T之前還包括:

可編程邏輯控制器利用高壓出水流量計累計計算主水壓缸活塞開始運行起的位置理論
值PH;

自主水壓缸活塞開始運行起至到達臨界位置P2時,將PH的當前值校正為P2;自臨界位置
P2起,繼續利用高壓出水流量計累計計算主水壓缸活塞位置的理論值PH。

進一步優選地,所述獲取所述主水壓缸活塞高壓行程實測周期T的步驟包括:

在主水壓缸活塞高壓行程中,當主水壓缸活塞運行到高壓行程的高位置切換點PHP-Z時,
立即調節切換器活塞向副水壓缸側運行,完成切換器換向動作;并且,可編程邏輯控制器記
錄從主水壓缸活塞開始運行至主水壓缸活塞到達PHP-Z位置的時間,以該時間作為所述實測周
期T。

優選地,所述可編程邏輯控制器獲取副水壓缸活塞實測位置P之前還包括:

在副水壓缸活塞的高壓行程中,當副水壓缸活塞的運行時間達到預先設定的運行周期TSD
時,調節切換器活塞向主水壓缸側運行,實現切換器的換向。

進一步優選地,所述可編程邏輯控制器獲取副水壓缸活塞實測位置P之前還包括:

可編程邏輯控制器利用低壓出水流量計累計計算副水壓缸活塞的低壓行程位置P;

當副水壓缸活塞運行至位置感應器B可采集到信號的臨界位置P4時,比較P與P4;

若P大于或等于P4,可編程邏輯控制器將P校正為P4,之后,利用新的P值繼續進行累
計副水壓缸活塞運行的理論位置值;

若P小于P4,可編程邏輯控制器將P校正為P4,之后,利用新的P值繼續進行累計副水
壓缸活塞運行的理論位置值。

進一步優選地,所述可編程邏輯控制器獲取所述副水壓缸活塞實測位置P的步驟包括:

在副水壓缸活塞低壓行程中,自副水壓缸活塞開始運行起,可編程邏輯控制器利用低壓
進水流量計統計的流量,累計計算副水壓缸活塞的低壓行程的理論運行位置P,將低壓行程
終止時的副水壓缸活塞的位置做為副水壓缸活塞的實測位置P。

由以上技術方案可知,根據長時間的觀察和分析,雖然主水壓缸和副水壓缸的長度、
內徑相同,但是由于受切換器結構、供液管路等因素的影響,兩個水壓缸內水壓缸活塞
在高壓行程中和低壓行程中存在運行差異。采用單變量的PID調節方法,控制效果不佳,
系統運行不穩定。

本發明采用通過對能回提升泵變頻器頻率的調節,避免了系統運行不穩定問題,延
長了裝置的使用壽命,使得切換器換向動作與主水壓缸活塞和副水壓缸活塞運行更協調,
系統運行更穩定可靠。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例中所需
要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施
例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附
圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種海水淡化能量回收裝置的控制方法的流程圖;

圖2為本發明實施例采用的反滲透海水淡化系統的典型結構示意圖;

圖3為本發明實施例提供的開機啟動前示意圖;

圖4、圖5為本發明實施例提供的主水壓缸活塞9第一次走高壓行程示意圖;

圖6、圖7為本發明實施例提供的副水壓缸活塞10第一次走高壓行程示意圖;

圖8、圖9為本發明實施例提供的主水壓缸活塞9第二次走高壓行程示意圖;

圖10、圖7為本發明實施例提供的副水壓缸活塞10第二次走高壓行程示意圖。

上述附圖中的標號說明:

增壓泵1、高壓泵2、反滲透膜堆3、能回提升泵4、切換器5、副水壓缸6、主水壓缸
7、切換器活塞8、主水壓缸活塞9、副水壓缸活塞10、感應裝置11、高壓出水流量計12、
低壓進水流量計13、可編程邏輯控制器14、能量回收裝置15、第一支管101、第二支管102、
主壓缸進水支管1021、副水壓缸進水支管1022、高壓原海水管103、反滲透膜堆高壓進水管
104、淡水產出管105、高壓濃鹽水管106、單向閥a、單向閥b、單向閥c、單向閥d。單向
閥a、單向閥b、單向閥c、單向閥d即為本文所述的止回閥。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整
的描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基
于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有
其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

首先參考附圖2,附圖2為本發明實施例采用的反滲透海水淡化系統的典型結構示意
圖。圖2所示的海水淡化系統包括能量回收裝置15,其中,所述能量回收裝置15包括切換
器5,以及設置于切換器5內的切換器活塞8、主水壓缸7和副水壓缸6,以及設置于主水壓
缸7內的主水壓缸活塞9、設置于副水壓缸6內的副水壓缸活塞10、設置于主水壓缸7和副
水壓缸6外部的感應裝置11、單向閥a、單向閥b、單向閥c、單向閥d,以及可編程邏輯控
制器14。

感應裝置11包括主水壓缸活塞9位置感應器A和副水壓缸活塞10位置感應器B,其中,
位置感應器A設置在主水壓缸7外部預先設定的位置P0處,調節所述位置感應器A,使位置
感應器A采集到信號的范圍為以P0為中心自臨界位置P1至臨界位置P2,位置感應器B設置在
副水壓缸6外部預先設定位置P5處,調節所述位置感應器B,使位置感應器B采集到信號的
范圍為以P5為中心自臨界位置P3至臨界位置P4。

海水淡化系統還包括:增壓泵1、高壓泵2、能回提升泵4、反滲透膜堆3,其中,增壓
泵1的下游分別連接高壓泵2和低壓進水流量計13,高壓泵2的下游分別連接能回提升泵4
和反滲透膜堆3,反滲透膜堆3的下游連接切換器5,接切換器5的另一端分別連接主水壓缸
7和副水壓缸6,主水壓缸7的另一端分別連接單向閥c和單向閥d,副水壓缸6的另一端分
別連接單向閥a和單向閥b,單向閥a和單向閥d的另一端分別與低壓進水流量計13的下游
連接,單向閥b和單向閥c的另一端分別與高壓出水流量計12的上游連接,高壓出水流量計
12的另一端與能回提升泵4的上游連接。

設定切換器5側為“低位置”側,止回閥側為“高位置”側。對于主水壓缸7或副
水壓缸6,其活塞從高位置側向低位置側運行定義為“低壓行程”,其活塞從低位置側向
高位置側運行定義為“高壓行程”。高位置切換點PHP-Z為主水壓缸活塞9在高壓行程中,
切換器5換向時,主水壓缸活塞9的位置。目標位置PLP-F為副水壓缸活塞在低壓行程中
的最終預期位置。S為副水壓缸缸體內截面積,α為頻率與流量系數,單位是:Hz/m3/h。

為了更加清楚地了解本發明實施例提供的海水淡化能量回收裝置的控制方法的工作
機理,現在結合附圖2對本發明實施例提供的海水淡化能量回收裝置的控制方法所應用的
反滲透海水淡化能量回收裝置的工作機理進行介紹如下。

原海水在增壓泵1的作用下升壓進入到第一支管101和第二支管102中,其中,第一支
管101中的原海水通過設置在第一支管101上的高壓泵2增壓后變成高壓海水進入到反滲透
膜堆高壓進水管104,同時第二支管102中的原海水經過能量回收裝置升壓后再經過高壓原
海水管103上的能回提升泵4進一步升壓后成為高壓海水進入反滲透膜堆高壓進水管104。
之后,高壓海水通過反滲透堆3形成淡水并最終通過淡水產出管105輸出,實現了淡水的生
產。同時,反滲透膜堆3生成的高壓濃鹽水通過高壓濃鹽水管106進入到切換器5中。

進入到第二支管102中的原海水通過副水壓缸進水支管1022或主水壓缸進水支管1021
進入到副水壓缸6或主水壓缸7中,切換器5中的活塞8通過位置切換,實現從高壓濃鹽水
管106輸送的高壓濃鹽水交替進入到副水壓缸6或主水壓缸7中,高壓濃鹽水推動水壓缸活
塞運行進而實現低壓原海水的壓力提升。

下面結合附圖1、圖3~圖10對本發明實施例提供的海水淡化能量回收裝置的控制
方法的具體實施步驟進行說明。

開機啟動前:如圖3所示,主水壓缸活塞9與副水壓缸活塞10均處于切換器5側,
切換器活塞8起始位置處于副水壓缸6側。

主水壓缸活塞9在第一次高壓行程中:如圖4所示,切換器活塞8向主水壓缸7側
運行,使得主水壓缸7內進入高壓濃鹽水,高壓濃鹽水進而推動主水壓缸活塞9向止回
閥側運行。由于副水壓缸6內副水壓缸活塞10停靠于切換器5側,進而阻止低壓原海水
的進入,此時副水壓缸6內水流速度為0m/s。此過程中,設定能回提升泵4的頻率為F1,
設定運行周期為TSD。

可編程邏輯控制器14利用高壓出水流量計12統計的流量進行累計計算主水壓缸活塞9
的高壓行程位置PH,設切換器5側主水壓缸活塞9的起始位置點為0米。

當主水壓缸活塞9運行位置至P2處時,通過位置信號感應器A,可編程邏輯控制器14
獲知主水壓缸活塞9已經運行至P2處的信號。

自主水壓缸活塞9開始運行起至到達臨界位置P2時,可編程邏輯控制器14將PH校正為
P2,即,使PH=P2;自臨界位置P2起,利用新的PH值繼續進行累計主水壓缸活塞9運行的理論
位置值PH。

在步驟S1,記錄從主水壓缸活塞9開始運動至第一次運行至PHP-Z的時間,即為主水壓缸
活塞9第一次高壓行程的實測周期,記為T1。

在步驟S2,比較T1與TSD,判斷T1是否大于或等于TSD,

若T1大于或等于TSD,轉步驟S3,主水壓缸活塞9在下一次的高壓行程中,將增加能回
提升泵4變頻器的頻率調節值ΔF;

若T1小于TSD,轉步驟S4,主水壓缸活塞9在下一次的高壓行程中,將減小能回提升泵
4變頻器的頻率調節值ΔF。

在步驟S3和S4中,ΔF=(T1-TSD)/TSD*F1。

主水壓缸活塞9在下一次高壓行程中,將采用的頻率F2為:

F 2 = F 1 + Δ F = F 1 + T 1 - T S D T S D * F 1 = T 1 T S D * F 1 ]]>

當主缸水壓缸活塞9達到PHP-Z處,立即調節切換器活塞8向副水壓缸6側運行。

主水壓缸活塞9的高壓行程按照位置控制法進行控制,即:主水壓缸活塞9在高壓行程
中,如圖5所示,當主水壓缸活塞9運行至高壓行程的高位置切換點PHP-Z時,啟動切換器換
向動作,調節切換器活塞8向副水壓缸6側運行,在切換器換向完成后,此行程結束,開始
下一個行程,主水壓缸活塞9、副水壓缸活塞10改變運行方向。

副水壓缸活塞10在第一次高壓行程中:如圖6所示,

當切換器活塞8運行至副水壓缸6側后,主水壓缸活塞9受到來自主水壓缸進水支
管1021內低壓原海水水流的推動,向切換器5側運行。在此過程中,能回提升泵頻率為
f1,設定f1=F1;設定高壓行程的運行時間為TSD。

副水壓缸活塞10受到來自切換器5內的高壓濃鹽水的推動,向止回閥側運行。

可編程邏輯控制器14依舊時時記錄高壓出水流量計12的流量數據,進行時時累計
計算副水壓缸活塞10的位置P,設定切換器5側副水壓缸活塞10的起始位置點為0米;

可編程邏輯控制器14利用高壓出水流量計12的出水量累計計算副水壓缸活塞10
的位置P,當副水壓缸活塞運行至位置感應器B可以采集到信號的臨界位置P4時,比較P
與P4;

若P大于或等于P4,可編程邏輯控制器14將P校正為P4,之后,利用新的P值繼續
進行累計副水壓缸活塞10的位置P;

若P小于P4,可編程邏輯控制器14將P校正為為P4,之后,利用新的P值繼續進行
累計副水壓缸活塞10的位置P;直到當副水壓缸活塞10的運行時間達到預先設定的TSD
時,調節切換器活塞8向主水壓缸7側運行。

副水壓缸活塞10的高壓行程按照時間控制法進行控制,即:副水壓缸活塞10在高
壓行程中,如圖6及圖7所示,自副水壓缸活塞10開始運行起,直到當副水壓缸活塞10
的運行時間達到預先設定的TSD時,啟動切換器換向動作,調節切換器活塞8向主水壓缸7
側運行,在切換器換向完成后,此行程結束,開始下一個行程,副水壓缸活塞10,主水壓缸
活塞9改變運行方向。

主水壓缸活塞第二次走高壓行程:如圖8所示,

切換器活塞8運行至主水壓缸7側后,主水壓缸活塞9按照位置控制法進行控制。

對于主水壓缸活塞9,在高壓運行過程中,能回提升泵頻率為F2:

F 2 = T 1 T S D * F 1 ]]>

自主水壓缸活塞9開始運行起至到達臨界位置P2時,可編程邏輯控制器14將PH校正為
P2,即,使PH=P2;自臨界位置P2起,利用新的PH值繼續進行累計主水壓缸活塞9運行的理論
位置值PH。

在主水壓缸活塞第二次運行至PHP-Z的過程中:

在步驟S1,記錄主水壓缸活塞9第二次運行至PHP-Z的時間,即為主水壓缸活塞9第二次
高壓行程的實測周期,記為T2。

在步驟S2,比較T2與TSD,判斷T2是否大于或等于TSD,

若T2大于或等于TSD,轉步驟S3,主水壓缸活塞9在下一次的高壓行程中,將增加能回
提升泵4變頻器的頻率調節值ΔF;

若T2小于TSD,轉步驟S4,主水壓缸活塞9在下一次的高壓行程中,將減小能回提升泵
4變頻器的頻率調節值ΔF。

在步驟S3和S4中,ΔF=(T2-TSD)/TSD*F2。

主水壓缸活塞9在下一次高壓運行過程中,將采用的頻率F3變更為:

F 3 = F 2 + Δ F = F 2 + T 2 - T S D T S D * F 2 = T 2 T S D * F 2 ]]>

副水壓缸活塞10在第一次低壓行程中:如圖8所示,此時主水壓缸活塞9在如上
所述的第二次高壓行程過程中;

當副水壓缸活塞10向切換器5側運行至臨界位置P4處時,可編程邏輯控制器14通過位
置信號感應器B獲知主副水壓缸活塞10已經運行至P4處的信號,可編程邏輯控制器14利用
P4對副水壓缸活塞10的理論運行位置P進行校正,使P=P4,之后,利用新的P繼續累計計算
副水壓缸活塞10低壓行程的理論運行位置P。

此時,在步驟S5,可編程邏輯控制器14利用低壓進水流量計13統計的流量,累計計
算副水壓缸活塞10的位置P,將低壓行程終止時的水壓缸活塞10的位置P做為副水壓缸
活塞10的實測位置P。

在步驟S6,可編程邏輯控制器14比較P與PLP-F,判斷P是否大于或等于PLP-F;

若P大于或等于PLP-F,轉步驟S7,副水壓缸活塞10在隨后相鄰的高壓行程中,將減
小能回提升泵4變頻器的頻率調節值Δf;

若P小于PLP-F,轉步驟S8,副水壓缸活塞10在隨后相鄰的高壓行程中,將增加能回
提升泵4變頻器的頻率節值Δf。

在步驟S7和S8中,運行周期TSD不變的情況下,Δf=(PLP-F-P)/TSD*S*α*F2。

副水壓缸活塞10在隨后相鄰的高壓運行過程中,運行時間為TSD時能回提升泵將采
用的頻率f2變更為:

f 2 = F 2 + Δ f = F 2 + P L P - F - P T S D * S * α * F 2 ]]>

當主水壓缸活塞第二次運行至PHP-Z處時,如圖9所示,調節切換器活塞8向副水壓
缸6側運行。

副水壓缸活塞10在第二次高壓行程中:如圖10:

切換器活塞8運行至副水壓缸6側后,副水壓缸活塞10按照時間控制法進行控制。

在此過程中,能回提升泵頻率為f2:

f 2 = F 2 + Δ f = F 2 + P L P - F - P T S D * S * α * F 2 ]]>

設定副水壓缸活塞10高壓行程的運行周期為TSD,此時主水壓缸活塞的低壓行程運
行周期也為TSD,仍舊在P4位置對副水壓缸活塞10進行高壓行程的位置校正。

當副水壓缸活塞10的高壓運行時間達到TSD時,如圖7所示,調節切換器活塞8向
主水壓缸7側運行。

主水壓缸活塞在第三次高壓行程中:如圖8所示,

切換器活塞8運行至主水壓缸側7后,主水壓缸活塞9按照位置控制法進行控制。

對于主水壓缸活塞,在高壓行程中,能回提升泵采用的頻率為F3:

F 3 = T 2 T S D * F 2 ]]>

自主水壓缸活塞9開始運行起至到達臨界位置P2時,可編程邏輯控制器14將PH校正
為P2,即,使PH=P2;自臨界位置P2起,利用新的PH值繼續進行累計主水壓缸活塞9運行的理
論位置值PH。

在主水壓缸活塞第三次運行至PHP-Z的過程中:

在步驟S1,記錄主水壓缸活塞9第三次運行至PHP-Z的時間,即為主水壓缸活塞9第三
次高壓行程的實測周期,記為T3。

在步驟S2,比較T3與TSD,判斷T3是否大于或等于TSD;

若T3大于或等于TSD,轉步驟S3,主水壓缸活塞9在下一次的高壓行程中,將增加能回
提升泵4變頻器的頻率調節值ΔF;

若T3小于TSD,轉步驟S4,主水壓缸活塞9在下一次的高壓行程中,將減小能回提升泵
4變頻器的頻率調節值ΔF。

在步驟S3和S4中,ΔF=(T3-TSD)/TSD*F3。

主水壓缸活塞9在下一次高壓運行過程中,將采用的頻率F4變更為:

F 4 = F 3 + Δ F = F 3 + T 3 - T S D T S D * F 3 = T 3 T S D * F 3 ]]>

副水壓缸活塞10在第二次低壓行程中:如圖8所示,此時主水壓缸活塞9在如上
所述的第三次高壓行程過程中;

本次,依舊在P4位置進行副水壓缸活塞低壓行程的位置校正。

此時,在步驟S5,可編程邏輯控制器14利用低壓進水流量計13統計的流量,累計
計算副水壓缸活塞10的位置P,將低壓行程終止時的水壓缸活塞位置P做為副水壓缸活塞
10的實測位置P。

在步驟S6,可編程邏輯控制器14比較P與PLP-F,判斷P是否大于或等于PLP-F;

若P大于或等于PLP-F,轉步驟S7,副水壓缸活塞10在隨后相鄰的高壓行程中,將減
小能回提升泵4變頻器的頻率調節值Δf;

若P小于PLP-F,轉步驟S8,副水壓缸活塞10在隨后相鄰的高壓行程中,將增加能回
提升泵4變頻器的頻率節值Δf。

在步驟S7和S8中,運行周期TSD不變的情況下,Δf=(PLP-F-P)/TSD*S*α*F3。

副水壓缸活塞10在隨后相鄰的高壓運行過程中,運行周期為TSD時能回提升泵將采
用的頻率f3變更為:

f 3 = F 3 + Δ f = F 3 + P L P - F - P T S D * S * α * F 3 ]]>

當主水壓缸活塞第三次運行至PHP-Z處時,如圖9所示,調節切換器活塞8向副水壓
缸7側運行。

隨后,主水壓缸活塞9進入第三次的低壓行程,副水壓缸活塞10進入第三次的高
壓行程。

以此類推……

主水壓缸活塞9在第n次高壓行程中,在步驟S1,可編程邏輯控制器14記錄主水
壓缸活塞9的高壓行程運行時間T,即為實測周期T。

在步驟S2,比較T與TSD,判斷T是否大于或等于TSD,

若實測周期T大于或等于運行周期TSD,轉步驟S3,主水壓缸活塞9在下一次的高壓行
程中,將增加能回提升泵4變頻器的頻率調節值ΔF;

若實測周期T小于運行周期TSD,轉步驟S4,主水壓缸活塞9在下一次的高壓行程中,
將減小能回提升泵4變頻器的頻率調節值ΔF。

在步驟S3和S4中,ΔF=(實測周期T-運行周期TSD)/運行周期TSD*主水壓缸活塞9
在本次高壓行程中能回提升泵4變頻器的頻率Fn。

主水壓缸活塞9在下一次高壓運行過程中,將采用的頻率F變更為:

F = F n + Δ F = F n + T - T S D T S D * F n = T T S D * F n ]]>

在主水壓缸活塞9第n次的高壓行程中,副水壓缸活塞10處于低壓行程中,在步
驟S5,可編程邏輯控制器14獲取副水壓缸活塞10的實測位置P,

在步驟S6,比較P與PLP-F,判斷P是否大于或等于PLP-F;

若P大于或等于PLP-F,轉步驟S7,副水壓缸活塞10在隨后相鄰的高壓行程中,將減
小能回提升泵4變頻器的頻率調節值Δf;

若P小于PLP-F,轉步驟S8,副水壓缸活塞10在隨后相鄰的高壓行程中,將增加能回
提升泵4變頻器的頻率節值Δf。

在步驟S7和S8中,運行周期TSD不變的情況下,Δf=(目標位置PLP-F-實測位置P)/
運行周期TSD*缸體內截面積S*頻率與流量系數α*主水壓缸活塞9在高壓行程中能回提升泵4
變頻器的頻率Fn。

副水壓缸活塞10在隨后相鄰的高壓運行過程中,將采用的頻率f變更為:

缸體內截面積S*頻率與流量系數α*Fn

由此,在隨后的控制程序中,利用上述控制原理控制著主水壓缸活塞9和副水壓
缸活塞10的穩定運行。這里副水壓缸活塞10處于高壓行程時的能回提升泵4變頻器的頻率
調節是以主水壓缸活塞9處于高壓行程時(此時副水壓缸活塞10處于低壓行程時)的能回提升
泵4變頻器的頻率調節為基礎,體現了能量回收裝置15中主水壓缸活塞和副水壓缸活塞在運
行上相互關聯的關系。

由以上技術方案可知本發明的目的在于提供一種海水淡化能量回收裝置的控制方
法,該方法通過對能回提升泵變頻器頻率的調節,避免了系統運行不穩定問題,延長了裝
置的使用壽命,使得切換器換向動作與水壓缸活塞運行更加協調性,系統運行更加穩定
可靠,為國產海水淡化能量回收裝置替代進口裝置打下技術基礎。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的發明后,將容易想到本發明的其
它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化,這些變型、用
途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本發明未公開的本技術領域中的公知
常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的,本發明的真正范圍和精神由
下面的權利要求指出。

應當理解的是,本發明并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構,并
且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發明的范圍僅由所附的權利要求來限制。

關 鍵 詞:
一種 海水 淡化 能量 回收 裝置 控制 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種海水淡化能量回收裝置的控制方法.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6337790.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大