[发明专利]利用非并网风电的膜法海水淡化系统及其海水淡化方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用非并网风电的膜法海水淡化系统及其海水淡化方法。

背景技术：

采用传统能源的反渗透海水淡化系统，往往因为高能耗造成脱盐项目的高成本运行。能耗已经成为制约海水淡化发展的重要因素之一。非并网风电海水淡化系统，是利用新能源从而降低传统能源带来的不利因素，并且沿海建设，可直接利用海水、海风，避免长距离输水管路敷设、长距离输电线路的耗费，有效降低淡化成本。

由于采用非并网风能独立供电，风能具有波动性和间歇性的特性，常规的海水淡化系统需要稳定的电源，对电源的波动性比较敏感，无法适用风力发电变负荷的要求，难以适用于孤岛等没有常规供电的场所，需要综合考虑非并网风电海水淡化系统的影响因素。

发明内容：

本发明的目的是提供一种利用非并网风电的膜法海水淡化系统及其海水淡化方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种利用非并网风电的膜法海水淡化系统，其组成包括：超滤装置，其特征是：所述的超滤装置通过水管连接储水装置，所述的储水装置通过水管连接变频水泵，所述的变频水泵连接主水管，所述的主水管通过两个分水管连接变频高压泵和能量回收装置，所述的变频高压泵和能量回收装置分别通过水管连接反渗透膜堆装置；所述的能量回收装置通过水管连接变频增压泵，所述的变频增压泵与变频高压泵分别通过水管连接所述的反渗透膜堆装置的水管；其中，所述的超滤装置还通过水管连接超滤给水泵，所述的超滤给水泵连接智能平衡用电控制系统，所述的智能平衡用电控制系统连接所述的变频水泵、所述的变频高压泵、所述的增压泵和所述的超滤给水泵。

所述的利用非并网风电的膜法海水淡化系统，所述的超滤装置为中空纤维超滤装置，配置多组超滤。

所述的利用非并网风电的膜法海水淡化系统，所述的智能平衡用电控制系统包括PLC控制器和变频调节装置。

所述的利用非并网风电的膜法海水淡化系统，所述的变频高压泵连接所述的变频调节装置，非并网风电系统输出负荷与所述的变频调节装置联锁。

一种利用上述利用非并网风电的膜法海水淡化系统的海水淡化方法，

第一步：采用超滤装置作为前处理，去除原水中的胶体、悬浮物，使进入反渗透膜堆装置的水SDI_15min<3，所述的超滤装置的过滤流量按照非并网风电系统变负荷联锁控制运行，同时与反渗透膜堆装置的进水需求量实现水量平衡控制；

第二步：所述的反渗透膜堆装置对原水进行脱盐处理，此时所述的反渗透膜堆装置所需的渗透压由变频高压泵、能量回收装置和变频增压泵共同提供；

第三步：所述的能量回收装置将所述的反渗透膜堆装置的高压浓水能量传递给原海水，所述的能量回收装置按照所述的反渗透膜堆装置运行工况的变负荷运行进行联锁控制，并采用横压力横流量的控制方式实现自适应运行；

当非并网风电系统输出为变负荷时，利用智能平衡用电控制系统对组成海水淡化系统的超滤给水泵、变频高压泵、能量回收装置和变频增压泵联动控制，各海水淡化系统的装置自动适应风电输出负荷，所述的智能平衡用电控制系统对海水淡化系统用电负荷与风电变负荷的联锁控制，实现海水淡化脱盐率和产水量随风电变负荷自动调节。

有益效果：

本发明是利用风机独立供电，解决了海水淡化的能量供给问题，降低了系统造水成本，为海水淡化产水作为城市供水提供可能。本发明设计的膜法海水淡化系统包括超滤装置和反渗透膜堆装置，膜法海水淡化系统根据风电变化特点，利用先进的智能平衡用电控制系统进行减负荷和降负荷运行。而智能平衡用电控制系统采用PLC控制器和变频调节装置进行控制和调节，通过对膜法海水淡化系统的实时监控和计算，统计系统的瞬时能耗和下一时刻工艺系统能耗，再通过与风机发电量的对比，高压泵变频调节和能量回收等设备的联动控制，调整和控制下一时刻的工艺方案，使超滤和反渗透膜元件在合理的范围内，保证出水水质。