KR20050007712A - Pump control apparatus in seawater desalination system using reverse osmosis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해수 담수화 시스템에 관한 것으로, 특히 역삼투압법(Reverse Osmosis)을 이용한 해수 담수화 시스템에서, 주제어부에서 현장에 설치된 다수 개의 스위치로부터 다수 개의 펌프의 운전상태, 알람발생 등의 정보를 수신한 후, 펌프선택명령을 전송하여 상기 다수 개의 펌프를 선택적으로 제어하는 역삼투압법을 이용한 해수 담수화 시스템에서의 펌프 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a seawater desalination system, and more particularly, in a seawater desalination system using reverse osmosis, receiving information such as operation states and alarm occurrences of a plurality of pumps from a plurality of switches installed at a site in a main control part. Then, the present invention relates to a pump control apparatus in a seawater desalination system using a reverse osmosis method for selectively controlling a plurality of pumps by transmitting a pump selection command.
일반적으로, 해수로부터 담수를 제조하는 방법으로 증발법, 역삼투압법, 냉동법 등이 사용되는데, 증발법은 해수에 열원을 공급한 후 압력을 낮추어 낮은 온도에서 증발하는 저압증발에 의해 담수를 제조하는 방법이고, 역삼투압법은 역삼투막의 고압측에 55∼60kgf/㎤의 해수를 가압하여 담수를 제조하는 방법이다.Generally, evaporation, reverse osmosis, and freezing are used to prepare fresh water from seawater. The evaporation method uses fresh water by low pressure evaporation at low temperature by lowering the pressure after supplying heat source to seawater. The reverse osmosis method is a method of producing fresh water by pressing 55 to 60 kgf / cm 3 of seawater on the high pressure side of the reverse osmosis membrane.
그리고, 냉동법은 해수를 빙점(-1.8℃)이하로 냉각시키면 해수 중의 염분은 얼음의 성장계면에서 배제되면서 얼음의 결정체가 석출되고 얼음 결정이 결정표면과 결정 사이에 있는 농축된 해수 중의 염분을 분리세정해서 해수를 담수화하는 방법이다.In the freezing method, when the seawater is cooled below the freezing point (-1.8 ° C), salts in the seawater are excluded from the ice growth phase, and crystals of ice are precipitated, and the ice crystals separate the salts in the concentrated seawater between the crystal surface and the crystals. It is a method of desalination by washing.
상기의 방법 중에서, 시스템의 구조가 간단하고 견고하며 비교적 적은 비용으로 담수를 다량 생산할 수 있기 때문에 증발법을 많이 사용하고 있는데, 증발법을 이용한 담수화 시스템은 다중효용법(Multi-Effect)과 다단플래쉬 증발법(Multi-stage Flash Distillation)으로 나뉘며, 상기 다단플래쉬 증발법이 가장 널리 이용되고 있다.Among the above methods, the structure of the system is simple, robust, and can produce a large amount of fresh water at a relatively low cost. Therefore, the evaporation method is used a lot, and the desalination system using the evaporation method is multi-effect and multi-stage flash. It is divided into multi-stage flash distillation, and the multi-stage flash evaporation method is most widely used.
일반적으로, 용액과 용매를 접촉시키면 열역학적으로 안정된 희박상태를 이루려고 하기 때문에, 용매가 반투막을 투과해 용액측으로 이동하려고 한다.In general, when the solution and the solvent are in contact with each other and try to achieve a thermodynamically stable lean state, the solvent tries to move through the semipermeable membrane to the solution side.
이때, 용액측에 적절한 압력을 가하여 용매의 이동을 막을 수 있는데, 이때의 압력을 삼투압 현상이라고 하고, 역으로 이러한 현상을 이용하여 해수에 압력을 가하여 청수를 만드는 기술이 역삼투압법을 이용한 해수 담수화 기술이다.At this time, it is possible to prevent the movement of the solvent by applying an appropriate pressure to the solution side, the pressure is called the osmotic phenomenon, and conversely using this phenomenon to create a fresh water by applying pressure to the seawater desalination using reverse osmosis Technology.
따라서, 역삼투압법은 증발식 담수화기술과는 달리 해수로부터 담수를 분리하는데, 액체와 기체 사이의 상변화를 수반하지 않기 때문에 소요 에너지가 적고, 막모듈의 증가에 의해 담수시설용량을 증가시킬 수 있어 최근들어 많은 관심의 대상이 되고 있다.Therefore, reverse osmosis, unlike evaporative desalination, separates freshwater from seawater, which does not involve a phase change between liquid and gas, which requires less energy and can increase freshwater capacity by increasing membrane modules. Recently, it has been a subject of much interest.
또한, 역삼투장치에서의 염류 투과량은 농도차에 비례하고 압력차와는 관계가 없으며, 막을 통한 물의 투과량은 압력차에 비례하기 때문에 역삼투압법에 의한 해수 담수장치는 해수측에 작용하는 압력이 높을수록 장치의 효율이 높아진다.In addition, since the amount of salt permeation in the reverse osmosis system is proportional to the concentration difference and not the pressure difference, the amount of water permeation through the membrane is proportional to the pressure difference. The higher, the higher the efficiency of the device.
실제로, 역삼투압법을 이용한 해수 담수화 시스템에서는 해수에 56-80kg/cm2 정도의 압력을 연속적으로 가하여서 담수가 제조되고 있으며, 동력의 대부분이 압력을 가하는데 이용되는 고압펌프에 소요되고 있으며, 최근에는 막모듈에서 배출되는 브라인의 고압에너지를 재활용 하기 위해 에너지 회수장치를 설치하는 기술도 개발되고 있다.In fact, in the seawater desalination system using the reverse osmosis method, fresh water is manufactured by continuously applying pressure of about 56-80kg / cm2 to the seawater, and most of the power is required for the high pressure pump used to apply the pressure. In order to recycle the high-pressure energy of the brine discharged from the membrane module, a technology for installing an energy recovery device is also being developed.
한편, 역삼투압법을 이용한 해수 담수화 시스템은, 시스템 운용자가 주제어부에서 각종 담수화 설비를 감시하면서, 알람이 발생하는 경우 이를 제어하는 방식으로 동작한다.On the other hand, the seawater desalination system using the reverse osmosis method, while the system operator monitors the various desalination equipment in the main control unit, and operates in a manner that controls the alarm occurs.
이때, 상기 각종 담수화 설비에는 해수 및 담수를 운반하기 위한 다수 개의 펌프 혹은 모터가 사용되는데, 상기 펌프 혹은 모터는 현장에서만 작동 및 제어가 가능하여 시스템 운용자가 위치한 주제어부로는 그 운전상태만을 보고하도록 되어 있어, 상기 펌프 혹은 모터로부터 알람이 발생하는 경우 시스템 운용자는 현장까지 직접 이동하여 문제를 해결하여야 하므로, 시스템 운영에 있어 시간 및 비용이 증가하고, 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.In this case, a plurality of pumps or motors are used in the various desalination facilities for transporting seawater and freshwater, and the pumps or motors can be operated and controlled only in the field so that only the operation status is reported to the main control unit where the system operator is located. Therefore, when an alarm occurs from the pump or motor, the system operator has to move directly to the site to solve the problem, thus increasing the time and cost in the system operation, there is a problem of low efficiency.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 역삼투압법(Reverse Osmosis)을 이용한 해수 담수화 시스템에서, 주제어부에서 현장에 설치된 다수 개의 스위치로부터 다수 개의 펌프의 운전상태, 알람발생 등의 정보를 수신한 후, 펌프선택명령을 전송하여 상기 다수 개의 펌프를 선택적으로 제어하도록 하는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, in the seawater desalination system using Reverse Osmosis, the operation status of the plurality of pumps from the plurality of switches installed in the field at the main control part, the alarm It is an object of the present invention to provide a device for selectively controlling the plurality of pumps by transmitting a pump selection command after receiving information such as occurrence.
도1은 본 발명 역삼투압법을 이용한 해수 담수화 시스템에서의 펌프 제어 장치의 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a pump control apparatus in a seawater desalination system using the reverse osmosis method of the present invention.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
10 : 제1 펌프 11 : 1차 여과기10: first pump 11: primary filter
12 : 2차 여과기 13 : 급수 조절기12: secondary filter 13: water regulator
14 : 제2 펌프 15 : 역삼투 모듈14 second pump 15 reverse osmosis module
16 : 저장탱크 17 : 주제어부16: storage tank 17: main fisherman
18 : 제1 스위치 19 : 제2 스위치18: first switch 19: second switch
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수 개의 펌프를 통해 해수 및 담수를 운반하면서 역삼투압법을 이용하여 해수를 담수화하는 시스템에 있어서, 상기 다수 개의 펌프에서 발생된 운전상태 정보를 전달함과 아울러, 수신된 펌프선택명령에 따라 상기 다수 개의 펌프의 동작을 선택적으로 제어하는 다수 개의 스위치와; 상기 다수 개의 스위치로부터 상기 다수 개의 펌프에 대한 운전상태 정보를 전달받아, 그에 따른 펌프선택명령을 상기 다수 개의 스위치로 송신하는 주제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a system for desalination of seawater using reverse osmosis while transporting seawater and freshwater through a plurality of pumps, and transmitting operation state information generated by the plurality of pumps. In addition, a plurality of switches for selectively controlling the operation of the plurality of pumps in accordance with the received pump selection command; And a main control unit receiving operation state information on the plurality of pumps from the plurality of switches, and transmitting a pump selection command to the plurality of switches.
이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명 역삼투압법을 이용한 해수 담수화 시스템에서의 펌프 제어 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이, 다수 개의 펌프(10,14)를 통해 해수 및 담수를 운반하면서 역삼투압법(Reverse Osmosis)을 이용하여 해수를 담수화하는 시스템에 있어서, 상기 다수 개의 펌프(10,14)에서 발생된 운전상태 정보를 전달함과 아울러, 수신된 펌프선택명령에 따라 상기 다수 개의 펌프(10,14)의 동작을 선택적으로 제어하는 다수 개의 스위치(18,19)와; 상기 다수 개의 스위치(18,19)로부터 상기 다수 개의 펌프(10,14)에 대한 운전상태 정보를 전달받아, 그에 따른 펌프선택명령을 상기 다수 개의 스위치(18,19)로 송신하는 주제어부(17)로 구성한다.Figure 1 is a block diagram showing the configuration of the pump control device in the seawater desalination system using the reverse osmosis method of the present invention, as shown in the reverse osmosis while transporting seawater and fresh water through a plurality of pumps (10,14) In a system for desalination of seawater by using reverse osmosis, the plurality of pumps 10 may be transmitted in accordance with the received pump selection command while also transmitting operating state information generated by the plurality of pumps 10 and 14. A plurality of switches (18, 19) for selectively controlling the operation of (14); Main control unit 17 which receives the operation state information of the plurality of pumps 10 and 14 from the plurality of switches 18 and 19 and transmits a pump selection command accordingly to the plurality of switches 18 and 19. ).
본 발명은 역삼투압법(Reverse Osmosis)을 이용한 해수 담수화 시스템에 적용하는 것으로 가정한다.The present invention is assumed to be applied to a seawater desalination system using Reverse Osmosis.
먼저, 제1 펌프(10)는 흡입력을 발생시켜 고압의 해수를 배관(20)을 통해 1차 여과기(11)로 전달하고, 상기 해수는 1차 및 2차 여과기(11,12)를 거치면서 이물질이 제거된다.First, the first pump 10 generates a suction force to deliver high pressure seawater to the primary filter 11 through the pipe 20, the seawater is passed through the primary and secondary filters (11, 12) Foreign matter is removed.
그리고, 급수 조절기(13)는 상기 2차 여과기(12)에서 여과된 해수를 역삼투 모듈(15)로 공급하기에 앞서, 그 공급되는 해수량을 조절하는 역할을 하며, 제2 펌프(14)는 상기 급수 조절기(13)로부터 배출된 해수를 가압하여 역삼투 모듈(15)로 공급한다.In addition, the water supply regulator 13 controls the amount of seawater supplied before supplying the seawater filtered by the secondary filter 12 to the reverse osmosis module 15, and the second pump 14 The pressurized seawater discharged from the water supply regulator 13 is supplied to the reverse osmosis module 15.
그러면, 상기 역삼투 모듈(15)은 역삼투압 현상을 이용하여 해수로부터 담수를 분리한 후, 탈취, 탈색, pH조절, 살균 등의 소정의 처리를 하여 식수로 사용이 가능한 형태로 가공한 다음, 저장탱크(16)에 저장한 후 생활용수 또는 공업용수로 공급한다.Then, the reverse osmosis module 15 is separated from the fresh water from the seawater using a reverse osmosis phenomenon, and then processed into a form that can be used as drinking water by a predetermined treatment such as deodorization, decolorization, pH control, sterilization, After storage in the storage tank 16, it is supplied to domestic or industrial water.
이때, 각종 담수화 설비(10~16)는 자신의 운전상태 및 알람발생 상태에 대한 정보를 소정의 시간 간격으로 주제어부(17)로 보고하는데, 그에 따라 상기 주제어부(17)는 상기 각종 담수화 설비(10~16)를 제어한다.At this time, the various desalination facilities (10 to 16) reports the information on its operation state and the alarm occurrence state to the main control unit 17 at predetermined time intervals, accordingly, the main control unit 17 is the various desalination facilities Control (10 ~ 16).
한편, 해수 담수화 시스템에는 다수 개의 펌프(10,14) 및 모터(미도시)가 존재하여 해수 및 담수를 운반하는데, 시스템의 운행 중 상기 다수 개의 스위치(18,19)가 다수 개의 펌프(10,14)에서 발생된 정상운전 여부, 알람발생 여부 등의 운전상태 정보를 입력받아 주제어부(17)로 전달하면, 상기 주제어부(17)는 그 운전상태 정보에 따라 펌프선택명령을 생성하여 다시 상기 다수 개의 스위치(18,19)로 출력하게 된다.Meanwhile, in the seawater desalination system, a plurality of pumps 10 and 14 and a motor (not shown) exist to transport the seawater and fresh water, and the plurality of switches 18 and 19 are operated by the plurality of pumps 10, 14. Receiving operation state information, such as whether the normal operation, the occurrence of the alarm occurs in 14) and delivers to the main control unit 17, the main control unit 17 generates a pump selection command according to the operation state information again Outputs to a plurality of switches 18, 19.
여기서, 상기 펌프선택명령은, 이상이 있거나 제어하고자 하는 펌프(10,14)를 선택하기 위한 정보와, 그 선택된 펌프(10,14)에 대해 수행할 제어명령을 포함한다.Here, the pump selection command includes information for selecting pumps 10 and 14 which are abnormal or to be controlled, and control commands to be performed on the selected pumps 10 and 14.
그러면, 상기 다수 개의 스위치(18,19)는 상기 주제어부(17)로부터 수신된 펌프선택명령에 따라 다수 개의 펌프(10,14) 중 제어하고자 하는 특정 또는 다수 개의 펌프(10,14)를 선택한 후, 그 선택된 펌프(10,14)를 연결하여 제어한다.Then, the plurality of switches 18 and 19 select specific or multiple pumps 10 and 14 to be controlled among the plurality of pumps 10 and 14 according to the pump selection command received from the main controller 17. After that, the selected pumps 10 and 14 are connected and controlled.
즉, 주제어부(17)는 정상 운행 중에 다수 개의 스위치(18,19)를 통해 이에 연결된 다수 개의 펌프(10,14)에 대한 운전상태 정보를 전달받은 다음, 펌프선택명령을 상기 다수 개의 스위치(18,19)로 전송하여 제어하기 원하는 다수 개의 스위치(18,19)를 선택적으로 제어한다.That is, the main controller 17 receives the operation state information of the plurality of pumps 10 and 14 connected thereto through the plurality of switches 18 and 19 during normal operation, and then sends a pump selection command to the plurality of switches ( 18, 19 selectively controls a plurality of switches (18, 19) that you want to send to control.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 역삼투압법(Reverse Osmosis)을 이용한 해수 담수화 시스템에서, 주제어부에서 현장에 설치된 다수 개의 스위치로부터 다수 개의 펌프의 운전상태, 알람발생 등의 정보를 수신한 후, 펌프선택명령을 전송하여 상기 다수 개의 펌프를 선택적으로 제어함으로써, 시스템 운용자가 현장에 가지 않고도 전체 시스템의 운전상태를 용이하게 파악하고, 그로 인해 시스템을 안정적으로 운행하는 효과가 있다.As described above, in the seawater desalination system using reverse osmosis (Reverse Osmosis), after receiving the information such as the operation state of the plurality of pumps, alarm occurrence, etc. from a plurality of switches installed on the site in the main control section, By selectively controlling the plurality of pumps by transmitting a pump selection command, the system operator can easily grasp the operating state of the entire system without going to the field, thereby operating the system stably.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007147013A1 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-21 | Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno | Combined membrane-distillation-forward-osmosis systems and methods of use |
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2003
- 2003-07-11 KR KR1020030047285A patent/KR20050007712A/en not_active Application Discontinuation
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WO2007147013A1 (en) * | 2006-06-13 | 2007-12-21 | Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno | Combined membrane-distillation-forward-osmosis systems and methods of use |
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