CN210764674U - 一种全自动控制的反渗透海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动控制的反渗透海水淡化装置，涉及反渗透海水淡化技术领域，包括设备系统和控制系统；其中，设备系统包括海水泵、多介质过滤器、精密滤器、保安过滤器、一级高压泵、一级反渗透膜筒、二级高压泵和二级反渗透膜筒；海水泵、多介质过滤器、精密滤器、保安过滤器、一级高压泵、一级反渗透膜筒、二级高压泵与二级反渗透膜筒依次相连；控制系统包括调节阀、含盐度检测装置、流体超压保护装置、流体欠压保护装置、声光报警装置、电动三通球阀、压力传感器、温度传感器和流量传感器。本实用新型装置实现全自动操作，节省了人力，简化了装置的操作流程，降低能耗。

Description

一种全自动控制的反渗透海水淡化装置

技术领域

本实用新型涉及反渗透海水淡化技术领域，尤其涉及一种全自动控制的反渗透海水淡化装置。

背景技术

现代舰艇执行远洋战斗任务，设备、人员需消耗大量淡水，舰艇用淡水补充量与舰船的吨位、动力装置类型和人员编制等因素有关。而单靠舰艇携带的淡水是远不能满足需求的，为此，大中型舰艇都装备有海水淡化装置，目前各厂家掌握的海水淡化技术有反渗透法、多级闪蒸、压气蒸馏、电透析法、冷冻法几种。在实际的运行试验中，反渗透法成为了海水淡化工程的首选技术，在实际产水容量、运行效率、维修性、启动时间性能等指标方面，反渗透装置均优于其它装置。随着反渗透技术的发展，反渗透海水淡化在舰船上的应用已经越来越广泛。

目前，传统舰船上普遍配备单级反渗透海水淡化装置或分体式两级反渗透海水淡化装置，单级反渗透海水淡化装置产水电导率一般为小于700mg/L，按照新型谱要求，现在一级产水水质为小于500mg/L，所以原来使用的单级反渗透已经不能满足新型谱的技术要求，而分体式的两级反渗透海水淡化装置将一级和二级反渗透分开，分别需要不同的安装底座和进、出口管路。多级反渗透不直接连接，消耗较大；使用过程中需要手动调节，操作复杂。最好是二级一体机。对于自动控制系统，目前多个组件需要进口，投资成本大，产生的淡水量少，能耗高，装置操作复杂，维修难度高。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种全自动控制的反渗透海水淡化装置，增大产生的淡水量，降低能耗；海水淡化过程全自动化。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何对二级反渗透海水淡化过程实现全自动控制。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种全自动控制的反渗透海水淡化装置，包括设备系统和控制系统；其中，所述设备系统包括海水泵、多介质过滤器、精密滤器、保安过滤器、一级高压泵、一级反渗透膜筒、二级高压泵和二级反渗透膜筒；所述海水泵、所述多介质过滤器、所述精密滤器、所述保安过滤器、所述一级高压泵、所述一级反渗透膜筒、所述二级高压泵与所述二级反渗透膜筒依次相连；所述控制系统包括调节阀、含盐度检测装置、流体超压保护装置、流体欠压保护装置、声光报警装置、电动三通球阀、压力传感器、温度传感器和流量传感器。

进一步地，所述一级反渗透膜筒包括一级反渗透膜壳和一级反渗透膜芯；所述二级反渗透膜筒包括二级反渗透膜壳和二级反渗透膜芯；所述一级反渗透膜壳和所述二级反渗透壳采用玻璃钢压力容器；所述二级反渗透膜芯采用苦咸水膜LcLE-4040膜。

进一步地，所述反渗透海水淡化装置还包括清洗水箱，清洗所述一级反渗透膜筒和所述二级反渗透膜筒的酸碱性清洗液在所述清洗水箱中配置，所述清洗水箱与所述一级反渗透膜筒、所述保安过滤器相连；当反渗透膜两侧压差超过设定值时，自动启动清洗工作。

进一步地，所述一级高压泵后设出水超压保护装置，所述一级高压泵前设进水欠压保护装置。

进一步地，所述二级高压泵后设出水超压保护装置，所述二级高压泵前设进水欠压保护装置。

进一步地，在所述一级反渗透膜浓水出口处设有调节阀。

进一步地，在所述二级反渗透膜浓水出口处设有调节阀。

进一步地，所述一级反渗透膜浓水出口处和所述二级反渗透膜浓水出口处的调节阀是全自动式的比例针阀。

进一步地，所述一级反渗透膜后端的管路与所述二级反渗透膜后端的管路上均设有电动三通球阀。

进一步地，所述调节阀、所述含盐度检测装置、所述流体超压保护装置、所述流体欠压保护装置、所述声光报警装置、所述电动三通球阀、所述压力传感器、所述温度传感器和所述流量传感器通过PLC控制，由系统控制软件控制。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益技术效果：

1、本装置由一级反渗透和二级反渗透直连而成，一、二级反渗透之间不设过渡水箱，减少了运行过程中的损耗及装置所占用的空间；

2、在装置运行开始前可以通过设置调节阀来调节二级浓水的压力值，当设置完成后在装置运行的过程中便不再需要手动调节，节省了人力，简化了装置的操作流程。

3、在装置膜组浓水出口端设全自动式的比例针阀，针阀通过PLC控制，装置本体设压力、温度、流量传感器，实现装置产水全自动控制，简化了装置的操作流程。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的全自动控制的反渗透海水淡化装置流程图；

图2是本实用新型的一个较佳实施例的全自动控制的反渗透海水淡化装置的正面立体示意图；

图3是本实用新型的一个较佳实施例的全自动控制的反渗透海水淡化装置的左侧立体示意图；

其中，1-一级反渗透膜筒，2-二级反渗透膜筒，3-电器仪表，4-电控柜，5-多介质过滤器，6-一级高压泵，7-保安过滤器，8-精密滤器，9-二级高压泵，10-海水泵。11-调节阀。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1、图2和图3所示，本实用新型提供了一种全自动控制的反渗透海水淡化装置，包括设备系统和控制系统；其中，设备系统包括海水泵10、多介质过滤器5、精密滤器8、保安过滤器7、一级高压泵6、一级反渗透膜筒1、二级高压泵9和二级反渗透膜筒2。海水泵10、多介质过滤器5、精密滤器8、保安过滤器7、一级高压泵6、一级反渗透膜筒1、二级高压泵9与二级反渗透膜筒2依次相连。控制系统包括调节阀11、含盐度检测装置、流体超压保护装置、流体欠压保护装置、声光报警装置、电动三通球阀、压力传感器、温度传感器和流量传感器。一级反渗透膜筒1包括一级反渗透膜壳和一级反渗透膜芯；二级反渗透膜筒2包括二级反渗透膜壳和二级反渗透膜芯。多介质过滤器5主要是对原水进行前期处理，改善供水水质，使之达到要求，减少、延缓膜的污染、延长其寿命，它处理的对象主要是进水中的微生物、细菌、胶体、有机物和固体颗粒，多介质过滤器5内装精选酸洗石英砂。精密过滤器8将原水中可能含有前处理流失的滤料或经砂滤滤器未过滤除掉的大于5μm的污染物颗粒除去。保安过滤器7是海水进一级反渗透膜筒1前的最后一道保护屏障，所以称之为保安过滤器，它用于滤除大于3μm的污染物颗粒。海水泵10主要完成海水淡化装置取水，为海水进入一级高压泵6提供压力和流量。一级高压泵6为一级反渗透提供足够的进水压力，保证一级反渗透运行；二级高压泵9为二级反渗透提供足够的进水压力，保证二级反渗透运行。

海水淡化的处理过程，海水通过海水泵10增压后进入多介质过滤器5，海水在多介质过滤器5内滤除海水中的微生物、胶状体以及一些较大颗粒的杂质，然后进入精密滤器8，精密滤器8为5μm折叠式滤芯，用于滤除大于5μm以上颗粒物，其中也包括由多介质过滤器5带过来的一些砂砾，经过精密滤器8过滤后海水进入保安过滤器7，保安过滤器7由3μm折叠式滤芯组成，进一步滤除海水中携带的颗粒和杂质。从保安过滤器7出来的水经一级高压泵6升压进入一级反渗透膜筒1，一级反渗透膜筒1的浓水出口处设调压电动阀，这里用比例针阀，用于缓慢提高反渗透膜的工作压力，防止一级高压泵6起动瞬间给一级反渗透膜芯带来的水锤冲击击穿反渗透膜，在一级高压泵6出口处设压力传感器，用于监测一级反渗透的工作压力，一级反渗透膜后设6.5MPa压力报警。水经过一级反渗透膜筒1后分成两路，一路为低压淡水，一路为高压浓水，高压浓水直接通过浓水管路排出，另一路低压淡水，管路设电动三通球阀，用于切换合格和不合格淡水，合格淡水将由二级高压泵9升压进入二级反渗透膜筒2。不合格淡水将送回到一级高压泵6前端，与从保安过滤器7出来的水汇合，经一级高压泵6送入一级反渗透膜筒1。经过一级反渗透膜芯过滤后的产水含盐度＜500mg/L，经过二级高压泵9后进入二级反渗透膜筒2，二级反渗透膜筒2工作压力较低，一般小于1.6MPa，经过二级反渗透膜芯渗透后，在二级反渗透膜筒2后端分成二级产水和二级浓水，二级产水经过电导率仪检测后分为合格淡水和不合格淡水(含盐度≥150mg/L)，管路上设电动三通球阀，用于切换合格和不合格淡水，合格水经过后处理装置后进入淡水舱，不合格水则可以进入洗涤水仓。而二级浓水进行浓水回流，二级浓水分别回流一级高压泵6入口和二级高压泵9入口，二级浓水不外排，全部回流利用。

二级反渗透膜采用高产水量低能耗苦咸水膜LcLE-4040，该类型膜相比较其他苦咸水膜而言，具有更低工作压力和更高产水量。

一级反渗透膜筒有7个，并联安装；二级反渗透膜筒有2个，并联安装。一级高压泵6送入的水分7路同时进入7个一级反渗透膜筒1的进水侧，经7个一级反渗透膜筒1的出水口出来的水汇合在1根管经二级高压泵9升压后分2路进入2个二级反渗透膜筒2。

本装置配有清洗水箱，由于反渗透膜在运行一段时间后表面由于长期浓海水集聚会产生结垢现象，对反渗透膜进行定期清洗，按照有关要求按比例配置酸、碱性清洗液，酸碱性清洗液在清洗水箱中配置，配置完成后起动药洗泵对反渗透膜进行清洗。

一级反渗透膜壳：装载RO膜，采用玻璃钢压力容器，一壳一芯，为一级反渗透膜提供容器。

实施例，海水经过海水泵增压到0.2MPa后进入装置本体的多介质过滤器5，海水在多介质过滤器5内滤除海水中的微生物、胶状体以及一些较大颗粒的杂质，多介质过滤器5两端分别设压力表，对多介质过滤器5进行压差监测，一旦多介质过滤器两端压差过大，则需要进行多介质过滤器5的正、反洗。海水经过多介质过滤器5后进入精密滤器8，精密滤器8为5umPP熔喷滤芯，用于滤除大于5um以上颗粒物，其中也包括由多介质过滤器5带过来的一些砂砾，经过精密滤器8过滤后海水进入保安过滤器7，保安过滤器7由3umPP熔喷滤芯组成，进一步滤除海水中携带的颗粒和杂质。水出了保安过滤器7后进入一级高压泵6入口，由于一级高压泵6为柱塞式容积泵，本身并没有自吸能力，所以进入一级高压泵6入口处的水压力在0.2MPa左右，在一级高压泵6入口处设压力传感器和压力表，用于保护一级高压泵6，防止一级高压泵6在吸不到水情况下干磨损坏。一级高压泵6的电机设变频控制，用于缓慢提高一级反渗透膜筒1的工作压力，防止一级高压泵6起动瞬间给一级反渗透膜带来的水锤冲击击穿膜，在一级高压泵6出口处设压力传感器，用于监测一级反渗透膜筒1的工作压力。

水经过一级反渗透膜芯后分成两路，一路为低压淡水，一路为高压浓水，高压浓水经过能量回收装置后变为低压浓水经过浓水排出管路排放掉，另一路低压淡水，管路设淡水流量计用于监测一级淡水产量，设淡水监测电导仪，用于监测淡水含盐度，设淡水压力传感器，用于监测淡水出水压力，该压力一般不能超过0.3MPa，设电动三通球阀，用于切换合格和不合格淡水，合格淡水将由二级高压泵9进入二级反渗透系统。

经过一级反渗透过滤后的产水含盐度已经低于500mg/L，经过二级高压泵9后进入二级反渗透膜筒2，二级反渗透膜筒2工作压力较低，一般小于1.6MPa，经过二级反渗透后，在二级反渗透膜芯后端分成二级产水和二级浓水，二级产水经过电导率仪检测后分为合格淡水和不合格淡水(含盐度≥150mg/L)，管路上设电动三通球阀，用于切换合格和不合格淡水，合格水经过后处理装置后进入淡水舱，不合格水则可以进入洗涤水仓，而二级浓水进行浓水回流，二级浓水分别回流一级高压泵6入口和二级高压泵9入口，二级浓水不外排，全部回流利用，降低能耗。

本装置主要功能：

A)将海水转换为符合《水面舰艇反渗透淡化水水质要求》；

B)一级高压泵6出水超压保护，当一级高压泵6出水压力超过了6.5MPa时，设备自动停机并发出声光报警；

C)一级高压泵6进水压力不足时欠压保护，当预处理供水不足引起一级高压泵6进水压力低于0.03MPa时，设备自动停机并发出声光报警；

D)二级高压泵9进水压力不足时欠压保护，当二级高压泵9进水压力低于0.03MPa时，设备自动停机并发出声光报警；

E)二级反渗透膜产水超压保护，当二级反渗透膜产水压力超过0.3MPa时，设备自动停机并发出声光报警；

F)一级反渗透海水淡化装置产水含盐量超过了500mg/L时，自动排放不合格水，二级产水含盐量超过了150mg/L，并持续15分钟，装置停机报警；

G)装置具有故障复位功能；

H)装置具有综合故障报警和运行显示功能，并能接受日用水监控设施发出的启停信号；

I)装置与后面水质调节装置可以进行联动。

在装置膜组浓水端设全自动式的比例针阀，针阀通过PLC控制，装置本体设压力、温度、流量传感器，实现装置产水全自动控制，简化了装置的操作流程。

本装置由一级反渗透和二级反渗透直连而成，一、二级反渗透之间不设过渡水箱，减少了运行过程中的损耗，并且在装置运行开始前可以通过设置调节阀来调节二级浓水的压力值，当设置完成后在装置运行的过程中便不再需要手动调节，节省了人力，简化了装置的操作流程。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，包括设备系统和控制系统；其中，

所述设备系统包括海水泵、多介质过滤器、精密滤器、保安过滤器、一级高压泵、一级反渗透膜筒、二级高压泵和二级反渗透膜筒；

所述海水泵、所述多介质过滤器、所述精密滤器、所述保安过滤器、所述一级高压泵、所述一级反渗透膜筒、所述二级高压泵与所述二级反渗透膜筒依次相连；

所述控制系统包括调节阀、含盐度检测装置、流体超压保护装置、流体欠压保护装置、声光报警装置、电动三通球阀、压力传感器、温度传感器和流量传感器。

2.如权利要求1所述的全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，所述一级反渗透膜筒包括一级反渗透膜壳和一级反渗透膜芯；所述二级反渗透膜筒包括二级反渗透膜壳和二级反渗透膜芯；所述一级反渗透膜壳和所述二级反渗透壳采用玻璃钢压力容器；所述二级反渗透膜芯采用苦咸水膜LcLE-4040膜。

3.如权利要求1所述的全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，所述反渗透海水淡化装置还包括清洗水箱，清洗所述一级反渗透膜筒和所述二级反渗透膜筒的酸碱性清洗液在所述清洗水箱中配置，所述清洗水箱与所述一级反渗透膜筒、所述保安过滤器相连；当反渗透膜两侧压差超过设定值时，自动启动清洗工作。

4.如权利要求1所述的全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，所述一级高压泵后设出水超压保护装置，所述一级高压泵前设进水欠压保护装置。

5.如权利要求1所述的全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，所述二级高压泵后设出水超压保护装置，所述二级高压泵前设进水欠压保护装置。

6.如权利要求1所述的全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，在所述一级反渗透膜浓水出口处设有调节阀。

7.如权利要求1所述的全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，在所述二级反渗透膜浓水出口处设有调节阀。

8.如权利要求6或7所述的全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，所述一级反渗透膜浓水出口处和所述二级反渗透膜浓水出口处的调节阀是全自动式的比例针阀。

9.如权利要求1所述的全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，所述一级反渗透膜后端的管路与所述二级反渗透膜后端的管路上均设有电动三通球阀。

10.如权利要求1所述的全自动控制的反渗透海水淡化装置，其特征在于，所述调节阀、所述含盐度检测装置、所述流体超压保护装置、所述流体欠压保护装置、所述声光报警装置、所述电动三通球阀、所述压力传感器、所述温度传感器和所述流量传感器通过PLC控制，由系统控制软件控制。

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