一种PX能量回收设备的在线监测装置的制作方法

一种px能量回收设备的在线监测装置
技术领域
1.本实用新型涉及一种px能量回收设备的在线监测装置，具体是利用振动传感器测量px能量回收设备的振动情况，依靠振动烈度的变化来判断px能量回收装置的运行状况，并配备计算机在线监测系统和远程停机控制系统。


背景技术：

2.px能量回收设备，主要应用于海水淡化系统中的能量回收。它是将经过纳滤/反渗透膜的高压浓盐水的水压力传递给即将进入纳滤/反渗透膜的低压海水，通过这种方式使得高压力得以循环利用，降低海水淡化中的能耗。px能量回收设备可以将压力回收利用率提高到98%以上，是海水淡化系统克服高成本形成工业化产业的关键设备。
3.px能量回收设备结构简单，具有良好的自适用性。 通常情况下px能量回收设备正常运转不需要额外的维护与监测装置，但当进水水质发生变化时，系统内部发生汽蚀或掺入杂质就会造成转子转动失稳，严重时甚至发生停转。目前工业应用的海水淡化系统中对px能量回收设备是否正常运行的判断方式是通过人工贴在px能量回收设备的筒套上听内部转子旋转，根据声音来判断运行状况。这种判断方式具有以下几个方面的问题：1时效性差，2.无法预判，3.对人工经验要求高。
4.中国实用新型专利“cn209910919u”公开了“一种px能量回收装置故障监测系统”，阐述了一种通过测定px能量回收装置分管液体的电导率来监测系统是否发生故障的方法。该方法存在的问题是当px能量回收装置内的转子旋转失稳时，系统各个分管内液体的电导率不一定会发生显著变化，因此在监测上存在滞后性，且在实施过程中需要从支管取水测量电导率，具有一定的复杂性。另外，该发明只提供了一种监测手段，没有实现故障时系统停机的自动控制，其滞后性可能会给膜带来污染。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种简单、时效性好，实现故障时系统停机的自动控制，降低设备故障时带来的设备损失的px能量回收设备的在线监测装置。本实用新型还可以并可实现故障时不完全停机，以改善px能量回收设备故障时造成效率大幅下降以及膜污染的问题。
6.为决上述技术问题，本实用新型包括通过管线连接的纳滤/反渗透系统、px能量回收设备，其结构特点是低压海水进水的主管路上设有主管道电磁开关阀、海水泵，海水泵后一路经纳滤/反渗透系统进水通道连接到纳滤/反渗透系统，纳滤/反渗透系统盐水通道经高压盐水进水管连接到px能量回收设备高压盐水进水口，px能量回收设备高压海水出水口经高压海水出水管汇入纳滤/反渗透系统进水通道上；海水泵后另一路由低压海水进水管路经低压海水进水管连接到px能量回收设备低压海水进水口；所述px能量回收设备侧壁上设有振动传感器，所述高压盐水进水管上设有高压盐水进水阀，所述低压海水进水管上设有低压海水进水阀；所述主管道电磁开关阀、振动传感器、高压盐水进水阀及低压海水进水
阀的工作由计算机控制系统控制。
7.所述px能量回收设备为并联设置的两支。
8.所述纳滤/反渗透系统进水通道上设有第一分路开关阀、高压泵；高压海水出水管上设有增压泵；所述低压海水进水管路上设有第二分路开关阀。所述纳滤/反渗透系统进水通道上还设有纳滤/反渗透进水压力表、纳滤/反渗透进水流量计；纳滤/反渗透系统盐水通道上设有高压盐水压力表、高压盐水流量计；高压海水出水管上还设有高压海水压力表；所述低压海水进水管路上还设有低压海水压力表、低压海水流量计。
9.所述px能量回收设备与振动传感器的连接方式为胶粘。
10.所述计算机控制系统包括信号传输系统、计算机在线监测系统、远程停机控制系统。
11.所述计算机在线监测系统包括在线信号监测系统、报警系统。
12.采用上述结构后，由于主管路上设有主管道电磁开关阀、px能量回收设备侧壁上设有振动传感器、高压盐水进水管上设有高压盐水进水阀、低压海水进水管上设有低压海水进水阀，而主管道电磁开关阀、振动传感器、高压盐水进水阀及低压海水进水阀的工作均由计算机控制系统控制，可以准确的检测出px能量回收设备的运行状态，具有时效性好、实现简单、不需要额外的管线改造等优点，实现故障时系统停机的自动控制，降低设备故障时带来的设备损失。px能量回收设备采用并联设置的两支，可在不完全停机状态下进行设备维修，降低设备故障时带来的效率损失，改善因故障造成的膜污染问题。
附图说明
13.下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的说明：
14.图1是本实用新型装置结构示意图。
15.图中：1、主管道电磁开关阀，2、海水泵，3、第一分路开关阀，4、第二分路开关阀，5、高压泵，6、低压海水压力表，7、低压海水流量计，8、高压海水压力表，9、增压泵，10、纳滤/反渗透进水压力表，11、纳滤/反渗透进水流量计，12、纳滤/反渗透系统，13、高压盐水压力表，14、高压盐水流量计，15、第一px能量回收设备，15
‑ⅰ
、第一px能量回收设备高压海水出水口，15
‑ⅱ
、第一px能量回收设备高压盐水进水口，15
‑ⅲ
、第一px能量回收设备低压海水进水口，15
‑ⅳ
、第一px能量回收设备低压盐水出水口，16、第二px能量回收设备，16
‑ⅰ
、第二px能量回收设备高压海水出水口，16
‑ⅱ
、第二px能量回收设备高压盐水进水口，16
‑ⅲ
、第二px能量回收设备低压海水进水口，16
‑ⅳ
、第二px能量回收设备低压盐水出水口，17、第一低压海水进水阀，18、第二低压海水进水阀，19、第一高压盐水进水阀，20、第二高压盐水进水阀，21、第一振动传感器，22、第二振动传感器，23、接口转换器，24、计算机在线监测系统，25、远程停机控制系统，26、低压盐水压力表，101、低压海水进水管，102、低压盐水出水管，103、高压海水出水管，104、高压盐水进水管，201、信号传输光缆，301、纳滤/反渗透系统进水通道，302、纳滤/反渗透系统产水通道，303、纳滤/反渗透系统盐水通道。
具体实施方式
16.实施例1
17.参照附图，该px能量回收设备的在线监测装置，包括以管线连接的纳滤/反渗透系
统12和px能量回收设备，还包括振动传感器、计算机控制系统，计算机控制系统包括信号传输系统、计算机在线监测系统24、远程停机控制系统25。纳滤/反渗透系统12具有三个连接通道，分别为：纳滤/反渗透系统进水通道301、纳滤/反渗透系统产水通道302、纳滤/反渗透系统盐水通道303。px能量回收设备包括第一px能量回收设备15、第二px能量回收设备16，第一px能量回收设备15与第二px能量回收设备16可以分别单独使用，也可以并联使用，第一px能量回收设备15具有四个连接口，分别是：第一px能量回收设备高压海水出水口15
‑ⅰ
、第一px能量回收设备高压盐水进水口15
‑ⅱ
、第一px能量回收设备低压海水进水口15
‑ⅲ
、第一px能量回收设备低压盐水出水口15
‑ⅳ
；第二px能量回收设备16亦有四个连接口，分别是：第二px能量回收设备高压海水出水口16
‑ⅰ
、第二px能量回收设备高压盐水进水口16
‑ⅱ
、第二px能量回收设备低压海水进水口16
‑ⅲ
、第二px能量回收设备低压盐水出水口16
‑ⅳ
；信号传输系统包括信号传输光缆201、接口转换器23；计算机在线监测系统24包括在线信号监测系统、报警系统、软件升级系统；远程停机控制系统25包括控制系统及其通过光缆控制的低压海水的主管道电磁开关阀1，连接到px能量回收设备的第一低压海水进水阀17、第二低压海水进水阀18、第一高压盐水进水阀19、第二高压盐水进水阀20；振动传感器包括第一振动传感器21、第二振动传感器22，第一振动传感器21与第二振动传感器22分别以凝胶分别固接于第一px能量回收设备15与第二px能量回收设备16的侧壁上，通过信号传输光缆201、接口转换器23依次连接计算机在线监测系统24和远程停机控制系统25。主管道电磁开关阀1、第一低压海水进水阀17、第二低压海水进水阀18、第一高压盐水进水阀19、第二高压盐水进水阀20、第一振动传感器21、第二振动传感器22的工作由计算机控制系统。
18.本实施例中，纳滤/反渗透系统和px能量回收设备的整体连接方式为：以低压海水进水口开始的主管路上依次设有主管道电磁开关阀1、海水泵2；随后分为两路，一路经纳滤/反渗透系统进水通道301连接到纳滤/反渗透系统12，纳滤/反渗透系统进水通道301上依次设有第一分路开关阀3、高压泵5、纳滤/反渗透进水压力表10、纳滤/反渗透进水流量计11；纳滤产水经纳滤/反渗透系统产水通道302进入下一工艺，高压盐水由纳滤/反渗透系统盐水通道303经高压盐水进水管104连接到px能量回收设备高压盐水进水口，纳滤/反渗透系统盐水通道303上依次设有高压盐水压力表13、高压盐水流量计14，后经并联的高压盐水进水管104分别连接到第一px能量回收设备高压盐水进水口15
‑ⅱ
、第二px能量回收设备高压盐水进水口16
‑ⅱ
，并联的高压盐水进水管104上分别设有第一高压盐水进水阀19、第二高压盐水进水阀20，高压盐水在px能量回收设备中经能量交换后高压海水分别由第一px能量回收设备高压海水出水口15
‑ⅰ
、第二px能量回收设备高压海水出水口16
‑ⅰ
经高压海水出水管103汇入纳滤/反渗透系统进水通道301上，汇入点位于高压泵5与纳滤/反渗透进水压力表10之间，高压海水出水管103上设有高压海水压力表8、增压泵9。另一路经低压海水进水管路连接到px能量回收设备低压海水进水口，低压海水进水管路依次设有第二分路开关阀4、低压海水压力表6、低压海水流量计7，其后经并联的低压海水进水管101分别连接到第一px能量回收设备低压海水进水口15
‑ⅲ
、第二px能量回收设备低压海水进水口16
‑ⅲ
，并联的低压海水进水管101上分别设有第一低压海水进水阀17、第二低压海水进水阀18，低压海水在px能量回收设备中进行能量交换后，分别由第一px能量回收设备低压盐水出水口15
‑ⅳ
、第二px能量回收设备低压盐水出水口16
‑ⅳ
经低压盐水出水管102排出，低压盐水出水管102上设有低压盐水压力表26。
19.本实施例中采用px能量回收设备为px-260，最低保证效率为96.8%，振动监测传感器为rs485，量程为0.01-199.99mm/s。px能量回收设备由三部分组成，分别是转子、筒套以及两边的端盖，材质主要为氧化铝陶瓷。电磁开关阀为可控制进水流量及开关的电磁阀，其它的阀为气动阀。振动传感器输出信号为振动烈度包括振动位移、振动速度、振动加速度；振动传感器固定于px能量回收设备筒套靠近底部的侧面。信号传输系统包括信号传输光缆201和接口转换器，信号传输光缆接于振动传感器用于输出振动信号，接口转换器23为485转usb转换器。计算机在线监测系统24基础监测信号为振动速度，通过设定振动速度的上下限来判断px能量回收设备是否正常运转。除此之外还可以通过监测振动位移、振动加速度、转子旋转频率的变化来判断系统运行状况。在线监测系统可以实现动态监测、运行状态预测、简单故障分析、数据存储与调用等功能。计算机在线监测系统中的报警系统，根据所接收的监测信号进行工作，当监测信号超出设定阈值系统进行报警。软件升级系统根据振动器升级而升级，并可实现动态监测、运行状态预测、简单故障分析、数据存储与调用等功能的升级。
20.本实例中将振动传感器用凝胶或其他方式固定在相应的px能量交换装备侧面距底面端盖20cm处，静置8小时；将传感器用光缆连接导出接入485转usb接口转换器23，然后接入计算机在线监测系统24。远程停机控制系统25根据计算机在线监测系统24传递的信号控制停机系统。远程停机控制系统通过光缆传递信号控制主管道电磁开关阀1、高压盐水进水阀和低压海水进水阀。
21.本实例中计算机在线监测系统参数设置方法为：运行调试软件进行信号调试，待信号稳定输出后，启动海水淡化系统记录其平均振动烈度为a；依次开启主管道电磁开关阀1、海水泵2、第一高压盐水进水阀19、第二高压盐水进水阀20、第一低压海水进水阀17、第二低压海水进水阀18对设备进行排气，时间约10min，随后开启高压泵5与增压泵9，使系统流量达到设备标准流量，待系统稳定后记录其平均振动烈度为b；将进水流量调大20%，待系统稳定后记录其平均振动烈度为bmax；将进水流量调低20%，待系统稳定后记录其平均振动烈度为bmin。记录10组px能量回收设备的振动参数，将其值取平均数作为系统判断参数并将得到的参数设入报警系统中；以0.9a-1.1a设置为停机报警，以低于平均bmin或高于平均bmax设置为异常报警。
22.下表为本次实例中所获得的各项监测参数，单位mm/s
23.a0.9a1.1a平均bminb平均bmax0.130.120.142.122.202.52
24.海水淡化系统中px能量回收设备正常运行时，开启主管道电磁开关阀1后低压海水经海水泵2分为两路。一路经纳滤/反渗透系统进水通道301连接到纳滤/反渗透系统12，产出的高压盐水经纳滤/反渗透系统盐水通道303经并联的高压盐水进水管104分别连接到px能量回收设备高压盐水进水口，进行能量交换。另一路通过低压海水进水管路后经并联的低压海水进水管101分别连接到px能量回收设备低压海水进水口，进入相应的px能量回收设备与高压盐水进行能量交换，交换后的高压海水经高压海水出水管103汇入纳滤/反渗透系统进水通道301后进入纳滤/反渗透系统；低压盐水则低压盐水出水管102排出。此时计算机在线监测系统24接收第一振动传感器21、第二振动传感器22信号并记录相关数据。
25.当海水淡化系统中px能量回收设备运行失稳或停止时，计算机在线监测系统24所
监测的振动信号超出阈值。报警系统启动，发出警报提醒px能量回收设备需要维修；同时远程停机控制系统25控制主管道电磁开关阀1调节进水流量，关闭与发生故障的能量回收装置相连的第一高压盐水进水阀19或第二高压盐水进水阀20和与之对应的第一低压海水进水阀17或第二低压海水进水阀18，该工位px能量回收设备停止运行，待故障排除后调节主管道电磁开关阀1并打开相应的第一高压盐水进水阀19或第二高压盐水进水阀20和与之对应的第一低压海水进水阀17或第二低压海水进水阀18，px能量回收设备重新启动运行。
26.本实施例中，只是以1个纳滤/反渗透系统和2个并联的px能量回收设备对本实用新型进行了举例说明，实际生产中，本实用新型还可以参照本实施例采用多个纳滤/反渗透系统和多个并联的px能量回收设备进行生产应用，当然也可以只使用一个px能量回收设备，当px能量回收设备运行失稳或故障时，实现故障时系统停机的自动控制，降低设备故障时带来的设备损失，改善因故障造成的膜污染问题。
27.实施例2
28.本实例与实例1相似，所不同的是采用更新型号的px能量回收设备应用在二期项目上，新型px能量回收设备具有更高能量回收率与更低的振动烈度。本实施例中采用px能量回收设备为px-300，最低保证效率为97.2%，振动监测传感器为rs485，量程为0.01-199.99mm/s。
29.本实施例中的实施方式与实施例1相同，具体参照实施例1。
30.下表为本次实例中所获得的各项监测参数，单位mm/s
31.a0.9a1.1a平均bminb平均bmax0.130.120.141.891.942.17
32.本实施例中的监测系统与系统故障时控制停机的方式与实施例1相同，具体参照实施例1。

技术特征：
1.一种px能量回收设备的在线监测装置，包括通过管线连接的纳滤/反渗透系统、px能量回收设备，其特征在于低压海水进水的主管路上设有主管道电磁开关阀、海水泵，海水泵后一路经纳滤/反渗透系统进水通道连接到纳滤/反渗透系统，纳滤/反渗透系统盐水通道经高压盐水进水管连接到px能量回收设备高压盐水进水口，px能量回收设备高压海水出水口经高压海水出水管汇入纳滤/反渗透系统进水通道上；海水泵后另一路由低压海水进水管路经低压海水进水管连接到px能量回收设备低压海水进水口；所述px能量回收设备侧壁上设有振动传感器，所述高压盐水进水管上设有高压盐水进水阀，所述低压海水进水管上设有低压海水进水阀；所述主管道电磁开关阀、振动传感器、高压盐水进水阀及低压海水进水阀的工作由计算机控制系统控制。2.根据权利要求1所述的px能量回收设备的在线监测装置，其特征在于所述px能量回收设备为并联设置的两支。3.根据权利要求1或2所述的px能量回收设备的在线监测装置，其特征在于所述纳滤/反渗透系统进水通道上设有第一分路开关阀、高压泵；高压海水出水管上设有增压泵；所述低压海水进水管路上设有第二分路开关阀。4.根据权利要求3所述的px能量回收设备的在线监测装置，其特征在于所述纳滤/反渗透系统进水通道上还设有纳滤/反渗透进水压力表、纳滤/反渗透进水流量计；纳滤/反渗透系统盐水通道上设有高压盐水压力表、高压盐水流量计；高压海水出水管上还设有高压海水压力表；所述低压海水进水管路上还设有低压海水压力表、低压海水流量计。5.根据权利要求1或2所述的px能量回收设备的在线监测装置，其特征在于所述px能量回收设备与振动传感器的连接方式为胶粘。6.根据权利要求1或2所述的px能量回收设备的在线监测装置，其特征在于所述计算机控制系统包括信号传输系统、计算机在线监测系统、远程停机控制系统。7.根据权利要求6所述的px能量回收设备的在线监测装置，其特征在于所述计算机在线监测系统包括在线信号监测系统、报警系统。

技术总结
本实用新型公开了一种PX能量回收设备的在线监测装置，包括通过管线连接的纳滤/反渗透系统、PX能量回收设备，海水进水的主管路上设有主管道电磁开关阀，PX能量回收设备侧壁上设有振动传感器，PX能量回收设备的高压盐水进水管上设有高压盐水进水阀、低压海水进水管上设有低压海水进水阀；所述主管道电磁开关阀、振动传感器、高压盐水进水阀及低压海水进水阀的工作由计算机控制系统控制。本实用新型可以解决传统监测方式中人力浪费、检测设备复杂、时效性差等缺点，实现海水淡化系统的无人化、智慧化工业建设，其结构简单、时效性好，成本低廉，可减少效率损失和膜污染的产生，具有较高的工业价值。的工业价值。的工业价值。


技术研发人员：张大山 张涛 袁翠然 江修林 刘建路 孟凡祥 凌立国 李熠豪 王宗瑞 陈晓宇 李阳
受保护的技术使用者：山东海化集团有限公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/5/25