[发明专利]一种多级闪蒸海水淡化系统结垢清洗装置及方法

说明书

本发明涉及一种多级闪蒸海水淡化系统结垢清洗装置及方法，通过人机交互模块给定多级闪蒸海水淡化系统的结构参数、必要系数和数据采集周期；利用数据采集模块采集、通过A/D和D/A转换模块将上述参数发送给中央处理模块；中央处理模块根据内部存储的问题模型，调用模拟计算模块，将上述计算后参数发送到参数决策模块。参数决策模块估算得出当前系统的结垢程度以及系统下次清洗时间，并且模拟计算模块和参数决策模块将其计算数据发送至中央处理模块，中央处理模块将数据进行整理发送至显示模块。进行实时数据采集，并由模型进行计算，得出系统结垢系数从而判断系统的结垢情况，指导工厂能够及时进行相应的结垢处理，保持系统的优良性能。

技术领域

本发明属于化工生产过程控制技术领域，尤其涉及一种多级闪蒸海水淡化系统结垢清洗装置及方法。

背景技术

多级闪蒸是海水淡化工业中最成熟，运行安全性最高，弹性大，适合于大型和超大型淡化装置的一项技术。在未来的海水淡化领域中仍将继续发挥重要的作用。

MSF海水淡化装置有两种经典结构，分别为直通式多级闪蒸(One ThroughMultistage Flash,OT-MSF)海水淡化装置和盐水循环式多级闪蒸(Brine RecirculationMultistage Flash,BR-MSF)海水淡化装置。其中OT-MSF装置结构较简单，而BR-MSF因为其具有更好的综合效果而得到更加普遍的应用。BR-MSF装置由盐水加热器、热回收段、热排放段以及混合分离模块四大部分组成。多级闪蒸海水淡化系统经典结构流程如图1所示。原海水首先进入热排放段，自身被预热的同时冷凝闪蒸室中产生的蒸汽。进料海水经过热排放段的预热后，被分流为两部分，一部分返回大海，一部分与循环盐水混合在一起，然后被泵入热回收段的末端，当它从右到左流过一系列的热交换器时，自身被逐渐加热，同时闪蒸室中闪蒸出来的蒸汽得到冷凝。最后，海水从热回收段的第一级闪蒸室内的换热器内出来，流入盐水加热器被进一步加热，并以热盐水的形式流入第一级闪蒸室。由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸气压，故热盐水进入闪蒸室后即成为过热水而急速地部分气化，所产生的蒸汽遇到冷凝管，被冷凝后滴入淡水托盘。如此重复，直到最后一级，浓盐水被排放，淡水被抽出。

多级闪蒸过程中的循环盐水经过预热器加热，由于海水中的盐度、硬度、总固溶物及其他杂质的含量均较高,某些组分的溶解度可能达到过饱和，导致在多级闪蒸海水淡化装置的换热面上易结垢，这已成为热法海水淡化面临的主要问题之一。污垢的存在不仅增大流体阻力，增加能量消耗，降低传热效率，严重时还会堵塞管路，使设备瘫痪。但多级闪蒸海水淡化系统性能在运行过程中不仅受到污垢参数影响，还受到进料海水流量、盐度、循环浓盐水量、盐水最高温度、盐水加热器参数等影响，导致产水性能多变。系统在运行过程中，其结垢特性无法直接测量，其清洗保养一般都是基于经验而进行操作，缺乏科学依据。

本发明可根据系统实时运行的输入输出运行数据，通过模型计算出当前系统的结垢系数的大小，从而得出系统结垢程度，并给出相应的系统维护和结垢处理方法。

发明内容

本发明的目的是通过在线估测结垢特征的结垢系数，给出清洗操作指导。

传统的多级闪蒸海水淡化装置的除垢依据，是产水量和造水比远低于标准值或系统性能出现严重问题，其对装置寿命周期可能会产生不可逆的危害，对设备再次投入生产也会产生考验。本发明对热法海水淡化系统结垢特性参数的估计和维保决策，涉及在数理结合建模下通过对传热系数和产水性能的计算，对结垢参数进行软测量并指导系统清洗操作。进行实时数据采集，并由模型进行计算，得出系统结垢系数从而判断系统的结垢情况，指导工厂能够及时进行相应的结垢处理，保持系统的优良性能。