CN117225826A - 一种px能量回收装置在线自动维护性清洗系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统及方法，包括清洗水箱与增压泵；清洗水箱的出口与增压泵出水口和第二手动球阀入口相连，第二手动球阀出口分为两路，每路均与手动球阀入口相连，手动球阀出口一路与PX能量回收装置低压进口相连，另一路与海水淡化系统的低压原海水出口相连，PX能量回收装置高压出口与增压泵以及海水淡化系统的高压海水出口相连；增压泵出水口分别与第七手动球阀入口、清洗水箱、PX能量回收装置高压与海水淡化系统的高压浓海水出口相连。本发明为自动化清洗，具有可控性、维修效率高、工作量小及降低运行成本的特点。

Description

一种PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统及方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，更具体地说，涉及一种PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统及方法。

背景技术

PX能量回收装置也称正位移旋转式能量回收装置，是目前回收效率最高，工况适应性最好的能量回收装置，效率可达到98％以上，主要应用于海水反渗透系统。PX能量回收装置属于结构精密的设备，在长期的使用过程中，其内部构件会出现结垢、污泥淤积，均会导致其转子转速降低，甚至出现停转的故障。故障发生后，一般通过人工拆解PX能量回收装置的方式对内部转子及壳体进行检查和维修，具有滞后性，维修效率低、工作量大及运行成本高的弊端，严重影响系统的长期稳定运行。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统及方法，该系统可对PX能量回收装置在正常的运行过程中，定期对其进行在线自动维护性清洗，将PX能量回收装置中淤积的结垢物、污泥及时清洗出来，防患于未然，长期维持PX能量回收装置高效稳定运行，杜绝发生其转子转速降低及停转的故障，实现系统连续安全稳定运行，此在线维护性清洗为自动化运行，具有可控性、维修效率高、工作量小及降低运行成本的特点，具有极大的经济效益。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，包括清洗水箱、增压泵、第一电动球阀、第二手动球阀、第七手动球阀与控制系统；

其中，清洗水箱的出口分为两路，一路与第一电动球阀入口相连，第一电动球阀与增压泵出水口相连，另一路与第二手动球阀入口相连，第二手动球阀出口分为两路，每路与手动球阀入口相连，手动球阀出口一路与每个PX能量回收装置低压进口相连，另一路与海水淡化系统的低压原海水出口相连，PX能量回收装置高压出口分为两路，一路和增压泵相连，另一路与海水淡化系统的高压海水出口相连；

增压泵出水口分为四路，一路与第七手动球阀入口相连，一路与清洗水箱入口相连，第三路与PX能量回收装置高压入口相连，海水淡化系统的高压浓海水出口与PX能量回收装置高压入口相连；PX能量回收装置低压出口分为两路，一路与清洗水箱的入口相连，另一路与海水淡化系统的低压浓海水出口相连；

增压泵、第一电动球阀与控制系统相连。

进一步的，清洗水箱的出口与第一电动球阀入口之间管路上设置有第三手动球阀、第二过滤器、高压柱塞泵、第四手动球阀与第二压力表，高压柱塞泵与控制系统相连。

进一步的，清洗水箱的出口另一路与第二手动球阀之间设置有第一手动球阀、第一过滤器与给水泵，给水泵与控制系统相连。

进一步的，第二手动球阀出口的管路上设置有流量计和第一压力表，流量计与控制系统相连。

进一步的，PX能量回收装置高压出口一路经第十二手动球阀与第五手动球阀和增压泵相连，另一路经第十一手动球阀与海水淡化系统的高压海水出口，PX能量回收装置低压出口管路上设置压力变送器，压力变送器和控制系统相连。

进一步的，第十二手动球阀与第五手动球阀之间的管路上设置第三压力表和第二电动球阀，第二电动球阀与控制系统相连。

进一步的，PX能量回收装置低压出口管路上设置有用于排空的第八手动球阀，清洗水箱底部设置有用于排空的第二十五手动球阀；清洗水箱内设置液位计，液位计与控制系统相连。

进一步的，给水泵、增压泵及高压柱塞泵为变频泵。

一种如上所述的系统的PX能量回收装置在线自动维护性清洗方法，包括以下步骤：

首先进行排气，然后打开给水泵，根据PX能量回收装置投运个数确定低压进水流量，给水泵自动调频与第一流量计连锁，自动调频恒定流量运行；

待第一电动球阀出清洗液后启动增压泵与第二流量计连锁，流量参数与给水泵出口低压进水流量一致，自动调频恒定流量运行，并进行排气；

同时，待第一电动球阀出清洗液后启动高压柱塞泵，关闭第一电动球阀，开启第二电动球阀，排气完成；

高压柱塞泵升频至设定值，运行稳定后使PX能量回收装置低压进口流量、PX能量回收装置高压出口流量、PX能量回收装置高压入口流量与PX能量回收装置低压出口流量在正常运行范围内运行且保持一致，并且PX能量回收装置低压出口管路中压力大于设定压力，实现对PX能量回收装置的清洗。

进一步的，设定值为40Hz，设定压力为0.12MPa。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明解决了传统PX能量回收装置故障滞后性的弊端，完全实现自主可控性，PX能量回收装置内部构件因出现结垢、污泥淤积导致的转子转速降低或停转的故障后，反渗透系统也相继保护停机，发生此类非停事件具有随机性、不确定性、完全无规律可循，随时可能发生系统停运风险。此在线清洗系统的运用，定期维护可完全杜绝此类事故的发生，做到人为可控。

本发明解决了PX能量回收装置维修效率低、工作量大的弊端，在PX能量回收装置内部构件因出现结垢、污泥淤积导致的转子转速降低或停转的故障后，都是需厂家专业售后人员对其进行人工拆解，清理完成后再组装，PX能量回收装置重量大且精密度高，拆解过程复杂且费时费力外，专业人员来厂时效也不一定随叫随到。此在线清洗系统为全自动PLC控制，仅厂内维保人员定期操作运行，无需厂家售后人员指导，一键启动，具有维护效率高、工作量小的特点。

本发明解决了PX能量回收装置运行成本高的问题，此在线清洗系统的运用，定期维护可完全杜绝此类事故的发生，一是海水淡化反渗透系统连续稳定运行，不影响企业正常生产活动。二是维护效率高、工作量小且不需厂家专业售后人员来厂，节省大部分维保费用，降低运行成本，具有极大的经济效益。

本发明可随水处理项目建设时配套建设，配套设备管道、仪表、阀门、控制系统等一次性投入完成，后续调试完成后直接使用，无需单独设置其他任何临时措施，快速便捷。

本发明根据系统实际的运行情况，定期对PX能量回收装置进行在线维护性清洗，基本上可以避免因PX能量回收装置内部构件出现结垢、污泥淤积导致的转子转速降低或停转的风险，杜绝此类原因导致的海水淡化反渗透系统非停。

附图说明

图1为本发明的系统的结构示意图。

图中，1为清洗水箱、2为第一过滤器、3为第二过滤器、4为给水泵、5为增压泵、6为高压柱塞泵、7为第一流量计、8为第二流量计、9为第三流量计、10为第四流量计、11为液位计，12为第一压力表、13为第二压力表、14为第三压力表、15为第四压力表、16为压力变送器、17为第一电动球阀、18为第二电动球阀、19为第一手动球阀、20为第二手动球阀、21为第三手动球阀、22为第四手动球阀、23为第五手动球阀、24为第六手动球阀、25为第七手动球阀、26为第八手动球阀、27为第九手动球阀、28为第十手动球阀、29为第十一手动球阀、30为第十二手动球阀、31为第十三手动球阀、32为第十四手动球阀、33为第十五手动球阀、34为第十六手动球阀、35为第十七手动球阀、36为第十八手动球阀、37为第十九手动球阀、38为第二十手动球阀、39为第二十一手动球阀、40为第二十二手动球阀、41为第二十三手动球阀、42为第二十四手动球阀、43为第二十五手动球阀、44为手动隔膜阀、45为第一PX能量回收装置、46为第N PX能量回收装置、47为控制系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明的应用领域。

本发明中的系统应用在海水淡化反渗透系统中，为海水反渗透系统做配套，保证海水淡化反渗透系统稳定运行，也可以应用其他系统中。

参见图1，本发明提供了一种PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，包括清洗水箱1、第一过滤器2、第二过滤器3、给水泵4、增压泵5、高压柱塞泵6、第一流量计7、第二流量计8、第三流量计9、第四流量计10、液位计11，第一压力表12、第二压力表13、第三压力表14、第四压力表15、压力变送器16、第一电动球阀17、第二电动球阀18、第一手动球阀19、第二手动球阀20、第三手动球阀21、第四手动球阀22、第五手动球阀23、第六手动球阀24、第七手动球阀25、第八手动球阀26、第九手动球阀27、第十手动球阀28、第十一手动球阀29、第十二手动球阀30、第十三手动球阀31、第十四手动球阀32、第十五手动球阀33、第十六手动球阀34、第十七手动球阀35、第十八手动球阀36、第十九手动球阀37、第二十手动球阀38、第二十一手动球阀39、第二十二手动球阀40、第二十三手动球阀41、第二十四手动球阀42、第二十五手动球阀43、手动隔膜阀44、第一PX能量回收装置45、第N PX能量回收装置46与控制系统47。

其中，清洗水箱1内设置液位计11，清洗水箱1的出口分为两路，一路经第三手动球阀21、第二过滤器3、高压柱塞泵6、第四手动球阀22、第二压力表13与第一电动球阀17入口相连，第一电动球阀17与增压泵5出水口相连，另一路经第一手动球阀19、第一过滤器2、给水泵4与第二手动球阀20入口相连，构成PX能量回收装置进水母管，PX能量回收装置为N个，包括第一PX能量回收装置45与第N PX能量回收装置46等，PX能量回收装置进水母管出口即第二手动球阀20出口分为两路，一路与第十手动球阀28入口相连，第十手动球阀28出口分为两路，一路与第一PX能量回收装置45低压进口相连，第十手动球阀28出口另一路经第九手动球阀27与原海水淡化系统的低压原海水出口相连，PX能量回收装置进水母管出口另一路与第十八手动球阀36入口相连；第二手动球阀20与第十手动球阀28之间的PX能量回收装置进水母管上设置第一流量计7和第一压力表12，第一PX能量回收装置45高压出口分为两路，一路经第十二手动球阀30与第五手动球阀23后和增压泵5相连，第十二手动球阀30与第五手动球阀23之间的管路上设置第三压力表14和第二流量计8，另一路经第十一手动球阀29与原海水淡化系统的高压海水出口相连。

同理，第十八手动球阀36出口分为两路，一路与第N PX能量回收装置46低压进口相连，另一路经第十七手动球阀35与原海水淡化系统的低压海水出口相连；第N PX能量回收装置46高压出口分为两路，一路经第二十手动球阀38、第五手动球阀23与增压泵5进水口相连，另一路经第十九手动球阀37与原海水淡化系统的高压海水出口相连。

第一PX能量回收装置45还包括高压入口和低压出口，具体的，增压泵5出水口分为四路，一路与第七手动球阀25入口相连，一路与第六手动球阀24入口相连，第三路经第十四手动球阀32与第一PX能量回收装置45高压入口相连，原海水淡化系统的高压浓海水出口经第十三手动球阀31与第一PX能量回收装置45高压入口相连；第一PX能量回收装置45低压出口分为两路，一路经第十六手动球阀34、手动隔膜阀44与清洗水箱1的入口相连；另一路经第十五手动球阀33与原海水淡化系统的低压浓海水出口相连，第十六手动球阀34与手动隔膜阀44之间管路上设置压力变送器16和第四流量计10。

同理，第N PX能量回收装置46还包括高压入口和低压出口，增压泵5出水口第四路经第二十二手动球阀40与第N PX能量回收装置46高压入口相连，原海水淡化系统的高压浓海水出口经第二十一手动球阀39与第N PX能量回收装置46高压入口相连；第N PX能量回收装置46低压出口分为两路，一路经第二十四手动球阀42、手动隔膜阀44与清洗水箱1的入口相连，手动隔膜阀44出口还与第八手动球阀26相连，另一路经第二十三手动球阀41与原海水淡化系统的低压浓海水出口相连。

第六手动球阀24出口经第二电动球阀18与清洗水箱1入口相连。

第七手动球阀25、第八手动球阀26、清洗水箱1底部第二十五手动球阀43与车间内排水地沟连接，用于排空系统。

给水泵4、增压泵5及高压柱塞泵6为变频控制，设备参数选用可满足多个或不同型号的PX能量回收装置同时清洗。

给水泵4、增压泵5、高压柱塞泵6、第一流量计7、第二流量计8、第三流量计9、第四流量计10、液位计11、压力变送器16、第一电动球阀17及第二电动球阀18，设备及控制仪表与控制系统47相连，参与系统程控及监视。

PX能量回收装置清洗分为酸洗和碱洗，按顺序依次进行，清洗过程相同。本清洗系统初始设置控制系统47程控数据及配制药剂需人工参与外，清洗过程全部为自动化运行，以下为系统首次使用手动控制示例。

根据在线自动维护性清洗设计参数，可选择投运清洗PX能量回收装置的数量N，不得超过清洗系统设计能力，本实施例以第一PX能量回收装置45清洗为例。

运行前检查无误后，所有设备、阀门均处于停机、关闭状态。

清洗水箱1中配制好酸洗清洗液或碱洗清洗液。

开启第一手动球阀19、第二手动球阀20、第三手动球阀21、第四手动球阀22、第五手动球阀23、第十手动球阀28、第十二手动球阀30、第十四手动球阀32及第十六手动球阀34。

开启第六手动球阀24和手动隔膜阀44至合理开度，此处开度调试过程中确定。

开启第一电动球阀17，用于系统内部自动排气。

启动给水泵4，根据PX能量回收装置投运个数N确定低压进水流量，给水泵3自动调频与第一流量计7连锁，自动调频恒定流量运行。

待第一电动球阀17出清洗液后延时60s，启动增压泵5与第二流量计8连锁，流量参数与给水泵4出口低压进水流量一致，自动调频恒定流量运行，系统继续排气。

待第一电动球阀17出清洗液后延时60s，启动高压柱塞泵6，高压柱塞泵6主要用于提供产水流量及PX润滑流量，高压柱塞泵6 20Hz时延时60s，关闭第一电动球阀17，开启第二电动球阀18，排气完成。

高压柱塞泵6继续升频，慢慢间断升频至40Hz，运行稳定后观察，过程中根据第四压力表15、第三流量计9、第四流量计10与压力变送器16，调节第六手动球阀24与手动隔膜阀44，保证第一流量计7、第二流量计8、第三流量计9与第四流量计10的流量按照投运的PX能量回收装置个数N在正常运行范围内且保持一致，压力变送器16的数值＞0.12MPa。

第一PX能量回收装置45转子已旋转运行，其性能慢慢恢复，清洗液返回至清洗水箱1，循环清洗1h，时间可设定。

循环清洗时间完成后，依次停运高压柱塞泵6，停运增压泵5，停运给水泵4，关闭第二电动球阀18，恢复系统至初始状态。

开启第七手动球阀25、第八手动球阀26及清洗水箱1底部第二十五手动球阀43，将系统内清洗液排放，排放完毕后关闭。

重新配制清洗液，准备进行下一次清洗。

待清洗全部完成后，根据需投运的PX能量回收装置个数N，开启第九手动球阀27、第十一手动球阀29、第十三手动球阀31及第十五手动球阀33，关闭第十手动球阀28、第十二手动球阀30、第十四手动球阀32及第十六手动球阀34，海水淡化反渗透系统投运。

清洗过程中，若压力变送器16的数值连续＜0.12MPa，时间200s，系统保护停。

清洗过程中，若清洗水箱1的液位计11数值小于给水泵4及高压柱塞泵6保护停液位，系统保护停。

以上结合附图，详细说明了本发明的工作原理。但是本领域的普通技术人员应当明白，说明书仅是用于解释权利要求书。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，其特征在于，包括清洗水箱(1)、增压泵(5)、第一电动球阀(17)、第二手动球阀(20)、第七手动球阀(25)与控制系统(47)；

其中，清洗水箱(1)的出口分为两路，一路与第一电动球阀(17)入口相连，第一电动球阀(17)与增压泵(5)出水口相连，另一路与第二手动球阀(20)入口相连，第二手动球阀(20)出口分为两路，每路与手动球阀入口相连，手动球阀出口一路与每个PX能量回收装置低压进口相连，另一路与海水淡化系统的低压原海水出口相连，PX能量回收装置高压出口分为两路，一路和增压泵(5)相连，另一路与海水淡化系统的高压海水出口相连；

增压泵(5)出水口分为四路，一路与第七手动球阀(25)入口相连，一路与清洗水箱(1)入口相连，第三路与PX能量回收装置高压入口相连，海水淡化系统的高压浓海水出口与PX能量回收装置高压入口相连；PX能量回收装置低压出口分为两路，一路与清洗水箱(1)的入口相连，另一路与海水淡化系统的低压浓海水出口相连；

增压泵(5)、第一电动球阀(17)与控制系统(47)相连。

2.根据权利要求1所述的PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，其特征在于，清洗水箱(1)的出口与第一电动球阀(17)入口之间管路上设置有第三手动球阀(21)、第二过滤器(3)、高压柱塞泵(6)、第四手动球阀(22)与第二压力表(13)，高压柱塞泵(6)与控制系统(47)相连。

3.根据权利要求1所述的PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，其特征在于，清洗水箱(1)的出口另一路与第二手动球阀(20)之间设置有第一手动球阀(19)、第一过滤器(2)与给水泵(4)，给水泵(4)与控制系统(47)相连。

4.根据权利要求1所述的PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，其特征在于，第二手动球阀(20)出口的管路上设置有流量计和第一压力表(12)，流量计与控制系统(47)相连。

5.根据权利要求1所述的PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，其特征在于，PX能量回收装置高压出口一路经第十二手动球阀(30)与第五手动球阀(23)和增压泵(5)相连，另一路经第十一手动球阀(29)与海水淡化系统的高压海水出口，PX能量回收装置低压出口管路上设置压力变送器(16)，压力变送器(16)和控制系统(47)相连。

6.根据权利要求5所述的PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，其特征在于，第十二手动球阀(30)与第五手动球阀(23)之间的管路上设置第三压力表(14)和第二电动球阀(18)，第二电动球阀(18)与控制系统(47)相连。

7.根据权利要求6所述的PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，其特征在于，PX能量回收装置低压出口管路上设置有用于排空的第八手动球阀(26)，清洗水箱(1)底部设置有用于排空的第二十五手动球阀(43)；清洗水箱(1)内设置液位计(11)，液位计(11)与控制系统(47)相连。

8.根据权利要求1所述的PX能量回收装置在线自动维护性清洗系统，其特征在于，给水泵(4)、增压泵(5)及高压柱塞泵(6)为变频泵。

9.一种如权利要求7所述的系统的PX能量回收装置在线自动维护性清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先进行排气，然后打开给水泵(4)，根据PX能量回收装置投运个数确定低压进水流量，给水泵(3)自动调频与第一流量计(7)连锁，自动调频恒定流量运行；

待第一电动球阀(17)出清洗液后启动增压泵(5)与第二流量计(8)连锁，流量参数与给水泵(4)出口低压进水流量一致，自动调频恒定流量运行，并进行排气；

同时，待第一电动球阀(17)出清洗液后启动高压柱塞泵(6)，关闭第一电动球阀(17)，开启第二电动球阀(18)，排气完成；

高压柱塞泵(6)升频至设定值，运行稳定后使PX能量回收装置低压进口流量、PX能量回收装置高压出口流量、PX能量回收装置高压入口流量与PX能量回收装置低压出口流量在正常运行范围内运行且保持一致，并且PX能量回收装置低压出口管路中压力大于设定压力，实现对PX能量回收装置的清洗。

10.根据权利要求9所述的PX能量回收装置在线自动维护性清洗方法，其特征在于，设定值为40Hz，设定压力为0.12MPa。