CN115259263A - 一种高效节能的新能源海水淡化装置 - Google Patents

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CN115259263A CN202210920616.5A CN202210920616A CN115259263A CN 115259263 A CN115259263 A CN 115259263A CN 202210920616 A CN202210920616 A CN 202210920616A CN 115259263 A CN115259263 A CN 115259263A
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Abstract

本发明公开了一种高效节能的新能源海水淡化装置，包括海水淡化监测***和一组机架，一组所述机架之间设置有加工箱，所述加工箱的内部中间固定有挡板，所述挡板右侧内部贯穿连接有气液分离器，所述挡板的上下方分别设置为冷凝腔和加热腔，所述冷凝腔和加热腔的内部均安装有换热板片，所述加热腔内部的右侧换热板片之间设置有检测腔，所述检测腔包括左隔板和右隔板，所述左隔板和右隔板相邻表面内部两侧均开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有通流板，所述通流板上表面的两侧固定连接有感应弹簧，所述加热腔的内部一侧管道连接有加热水进口，该装置解决了当前海水淡化装置内部硬垢检测的问题。

Description

一种高效节能的新能源海水淡化装置
技术领域
本发明涉及船舶用海水淡化技术领域，具体为一种高效节能的新能源海水淡化装置。
背景技术
海水淡化装置是当今社会水资源开发利用的常用设备，也是当代科技进步的象征，据统计，海水淡化项目已经遍及全球多个国家和地区，海水淡化装置主要用于船舶及沿海缺水城市，将海水转化为淡水，实现水资源的利用，蒸馏法虽然是古老的方法，但由于技术不断改进和发展，该法仍占统治地位，蒸馏淡化过程实质上就是水蒸气的形成过程，有设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等，但使用此类装置是，必不可免会遭遇内部结垢问题，并且当内部出现硫化钙这种硬质水垢时，淡水含盐量将会上升，这种新能源海水淡化装置的淡化效果将大幅降低，同时导致电能的浪费。因此如何智能进行内部结垢检测并且有效解决该问题成为本领域人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效节能的新能源海水淡化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高效节能的新能源海水淡化装置，包括海水淡化监测***和一组机架，一组所述机架之间设置有加工箱，所述加工箱的内部中间固定有挡板，所述挡板右侧内部贯穿连接有气液分离器，所述挡板的上下方分别设置为冷凝腔和加热腔，所述冷凝腔和加热腔的内部均安装有换热板片，所述加热腔内部的右侧换热板片之间设置有检测腔，所述检测腔包括左隔板和右隔板，所述左隔板和右隔板相邻表面内部两侧均开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有通流板，所述通流板上表面的两侧固定连接有感应弹簧。
本发明进一步说明，所述加热腔的内部一侧管道连接有加热水进口，所述加热腔的内部另一侧管道连接有加热水出口，所述冷凝腔的内部一侧连接有海水引进管，所述冷凝腔的内部另一侧连接有淡水排管，所述海水引进管与淡水排管上均安装有水泵，所述淡水排管上的水泵左侧设置有流向控制箱，所述流向控制箱的下侧接通有回流管，所述回流管上安装有管道阀块，所述管道阀块内部设置有挡块，所述挡块的右侧焊接有电动伸缩杆。
本发明进一步说明，所述加工箱的下方管道连接有排水口，所述排水口下端连接有抽水泵，所述抽水泵与淡水排管上连接有真空管，所述冷凝腔与抽水泵之间管道连接，且管道上设置有分水管，所述分水管与加热腔的内部相通，所述回流管与分水管相连接。
本发明进一步说明，所述流向控制箱上设置有盐度计，左侧所述机架上安装有控制箱，所述控制箱上设置有若干控制按钮和显示屏。
本发明进一步说明，所述海水淡化监测***包括实时监测模块、数据分析模块和后处理模块，所述实时监测模块包括数据预设模块、温度检测模块和承压检测模块，所述数据分析模块包括数据采集模块、污垢判断模块和综合比较模块，所述后处理模块包括调节模块和报警模块；
所述海水淡化监测***与控制箱电连接，所述实时监测模块通过数据分析模块与后处理模块信号连接，所述温度检测模块安装于通流板的下表面，所述承压检测模块与感应弹簧电连接，所述报警模块与显示屏电连接。
本发明进一步说明，所述海水淡化监测***的运行步骤如下：
S1：海水淡化装置试运行期间，在给水倍率
Figure 563241DEST_PATH_IMAGE002
，排出淡水的含盐量不高于
Figure 472291DEST_PATH_IMAGE004
的要求下，淡水装置进行正常运行
Figure 21718DEST_PATH_IMAGE006
时，温度检测模块获取加热腔内的平均温度值，并记为初始温度值
Figure 556922DEST_PATH_IMAGE008
，并且承压检测模块记录下平均承压值，并记为初始承压值
Figure 793661DEST_PATH_IMAGE010
，数据预设模块对
Figure 354272DEST_PATH_IMAGE008
以及
Figure 743982DEST_PATH_IMAGE010
进行存储；
S2：在海水淡化装置投入使用运行时，温度检测模块与承压检测模块同时运行，并对内部温度以及承压数据进行实时监测，分别将监测数据以
Figure 470947DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 151644DEST_PATH_IMAGE014
形式传输至数据采集模块，
Figure 763071DEST_PATH_IMAGE016
为时间；
S3：污垢判断模块获取数据采集模块中的承压数据判断内部污垢的堵塞程度；
S4：综合比较模块用于结合温度以及内部堵塞情况进行堵塞原因判断，并根据堵塞原因智能调节加热水量、真空度和给水倍率；
S5：根据S4得出的结论，调节模块和报警模块分别做出相应指令。
本发明进一步说明，所述堵塞系数
Figure 344542DEST_PATH_IMAGE018
用于表示内部的堵塞程度，且
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 512535DEST_PATH_IMAGE021
，污垢判断模块对
Figure 384993DEST_PATH_IMAGE018
值从小到大分为三个级别，依次为I、II、III级，当级别越高时，说明堵塞越严重。
本发明进一步说明，所述综合判断模块获取堵塞等级数据的同时，进行内部温度增值计算，并将增值标记为
Figure 952241DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 719339DEST_PATH_IMAGE025
，结合
Figure 741839DEST_PATH_IMAGE023
判断堵塞原因。
本发明进一步说明，所述调节模块用于根据堵塞原因进行加热水量、真空度以及给水倍率的调整，所述报警模块用于直接在显示屏处进行报警。
本发明进一步说明，所述实时监测模块还包括淡水检测模块，所述后处理模块还包括伸缩模块，所述淡水检测模块与盐度计电连接，所述伸缩模块与电动伸缩杆电连接，所述淡水检测模块与伸缩模块之间信号连接，所述淡水检测模块与伸缩模块均用于实时检测淡水含盐量，并根据含盐量确定产出的淡水是否回流。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，采用海水淡化监测***，智能进行内部结垢检测，并结合内部温度，进行堵塞原因判断。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体正面结构示意图；
图2是本发明的整体背面示意图；
图3是本发明的加工箱内部原理示意图；
图4是本发明的检测腔内部结构示意图；
图5是本发明的管道阀块内部结构示意图；
图6是本发明的控制***示意图；
图中：1、机架；2、抽水泵；3、控制箱；5、加工箱；6、排水口； 8、加热水出口；9、加热水进口；10、显示屏；11、海水引进管；12、淡水排管；13、盐度计；15、气液分离器；16、挡板；17、换热板片；18、冷凝腔；19、加热腔；20、流向控制箱；21、管道阀块；22、检测腔；23、左隔板；24、右隔板；25、感应弹簧；26、通流板；27、回流管；28、挡块；29、电动伸缩杆。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供技术方案：一种高效节能的新能源海水淡化装置，包括海水淡化监测***和一组机架1，其特征在于：一组机架1之间设置有加工箱5，加工箱5的内部中间固定有挡板16，挡板16右侧内部贯穿连接有气液分离器15，挡板16的上下方分别设置为冷凝腔18和加热腔19，冷凝腔18和加热腔19的内部均安装有换热板片17，加热腔19内部的右侧换热板片17之间设置有检测腔22，检测腔22包括左隔板23和右隔板24，左隔板23和右隔板24相邻表面内部两侧均开设有滑槽，滑槽的内部滑动连接有通流板26，通流板26上表面的两侧固定连接有感应弹簧25。
海水淡化监测***用于在海水淡化装置运行时，进行内部的温度和结垢堵塞程度进行智能检测，冷凝腔18先对海水进行初步冷凝，析出盐体颗粒，盐水经换热板片17以及分水管进入加热腔19的内部，加热腔19的内部通过不断置换热水，对内部海水进行加热蒸馏，实现后续中的蒸馏液化，其中检测腔22用于检测内部的结垢堵塞情况，当盐水中无大颗粒堵塞物时，盐水从下穿过通流板26，通流板26在流体作用下对感应弹簧25施加向上压力，并且沿滑槽内部向上移动一段距离，当通流板26内正常穿过盐水时，感应弹簧25与通流板26趋于平衡状态，当盐水中出现硬质大颗粒时，将对通流板26造成堵塞，由此导致盐水无法通过通流板26内部，而对通流板26施加更大的向上压力，感应弹簧25承受的压力也将增大，通过感应弹簧25的受压程度直接判断内部的结垢堵塞程度。
加热腔19的内部一侧管道连接有加热水进口9，加热腔19的内部另一侧管道连接有加热水出口8，冷凝腔18的内部一侧连接有海水引进管11，冷凝腔18的内部另一侧连接有淡水排管12，海水引进管11与淡水排管12上均安装有水泵，淡水排管12上的水泵左侧设置有流向控制箱20，流向控制箱20的下侧接通有回流管27，回流管27上安装有管道阀块21，管道阀块21内部设置有挡块28，挡块28的右侧焊接有电动伸缩杆29。
当蒸馏物经气液分离器15时，气体进入上侧的冷凝腔18，冷凝腔18内的淡化水气体液化，并经淡水排管12排出，实现淡水收集，流向控制箱20用于控制淡水排出后的进一步流向，当淡水中的含盐量达不到设定标准时，电动伸缩杆29启动，并拉动挡块28右移，回流管27通淡水，并经分水管将淡水重新引进加热腔19，进行二次蒸馏。
加工箱5的下方管道连接有排水口6，排水口6下端连接有抽水泵2，抽水泵2与淡水排管12上连接有真空管，冷凝腔18与抽水泵2之间管道连接，且管道上设置有分水管，分水管与加热腔19的内部相通，回流管27与分水管相连接。
排水口6用于排放盐体颗粒以及多余盐水，将其排回大海中，真空管用于调节内部真空度，进而改变内部压力，当压力小时，沸点将降低，盐的溶解度将增大，减小水垢的产生。
流向控制箱20上设置有盐度计13，左侧机架1上安装有控制箱3，控制箱3上设置有若干控制按钮和显示屏10。
盐度计13用于检测淡水中的含盐量，并将数据进行传输，显示屏10能够实时显示内部的运行状态，且能够进行报警提醒。
海水淡化监测***包括实时监测模块、数据分析模块和后处理模块，实时监测模块包括数据预设模块、温度检测模块和承压检测模块，数据分析模块包括数据采集模块、污垢判断模块和综合比较模块，后处理模块包括调节模块和报警模块；
海水淡化监测***与控制箱3电连接，实时监测模块通过数据分析模块与后处理模块信号连接，温度检测模块安装于通流板26的下表面，承压检测模块与感应弹簧25电连接，报警模块与显示屏10电连接。
海水淡化监测***的运行步骤如下：
S1：海水淡化装置试运行期间，在给水倍率
Figure 695069DEST_PATH_IMAGE026
，排出淡水的含盐量不高于
Figure 569484DEST_PATH_IMAGE004
的要求下，淡水装置进行正常运行
Figure 128138DEST_PATH_IMAGE006
时，温度检测模块获取加热腔（19）内的平均温度值，并记为初始温度值
Figure 755429DEST_PATH_IMAGE027
，并且承压检测模块记录下平均承压值，并记为初始承压值
Figure 473166DEST_PATH_IMAGE010
，数据预设模块对
Figure 726610DEST_PATH_IMAGE027
以及
Figure 241905DEST_PATH_IMAGE010
进行存储；
S2：在海水淡化装置投入使用运行时，温度检测模块与承压检测模块同时运行，并对内部温度以及承压数据进行实时监测，分别将监测数据以
Figure 14186DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 172952DEST_PATH_IMAGE014
形式传输至数据采集模块，
Figure 349648DEST_PATH_IMAGE016
为时间；
S3：污垢判断模块获取数据采集模块中的承压数据判断内部污垢的堵塞程度，当内部污垢越硬时，堵塞程度也会越高，其中，堵塞程度采用堵塞系数
Figure 432190DEST_PATH_IMAGE018
进行数据阐述；
S4：综合比较模块用于结合温度以及内部堵塞情况进行堵塞原因判断，并根据堵塞原因智能调节加热水量、真空度和给水倍率，有效解决结垢问题；
S5：根据S4得出的结论，调节模块和报警模块分别做出相应指令，防止内部不断结垢，进而导致无效耗能。
堵塞系数
Figure 394647DEST_PATH_IMAGE028
用于表示内部的堵塞程度，且
Figure 745174DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 98795DEST_PATH_IMAGE029
，污垢判断模块对
Figure 631407DEST_PATH_IMAGE018
值从小到大分为三个级别，依次为I、II、III级，当级别越高时，说明堵塞越严重。
具体的级别分类内容如下：
当
Figure 640132DEST_PATH_IMAGE031
时，设定为堵塞I级，说明内部进行正常气液流通；
当
Figure 164654DEST_PATH_IMAGE033
时，设定为堵塞II级，说明内部出现结垢堵塞现象，易导致海水淡化效果差；
当
Figure 325508DEST_PATH_IMAGE036
时，设定为堵塞III级，说明内部进行严重堵塞现象，应及时进行内部除垢清洁。
综合判断模块获取堵塞等级数据的同时，进行内部温度增值计算，并将增值标记为
Figure 117063DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 788533DEST_PATH_IMAGE025
，结合
Figure 113652DEST_PATH_IMAGE023
判断堵塞原因。
S4中的综合判断过程如下：
A1：当堵塞为I级时，不考虑内部温度增值问题，因为内部产生的颗粒及结垢体并不能妨碍加热腔19内的正常运行，设定为现象A；
A2：当堵塞为II级时，结合
Figure 708899DEST_PATH_IMAGE023
初步判断堵塞原因，判断过程如下：
当
Figure 551270DEST_PATH_IMAGE038
时，说明内部产生高温，析出硫酸钙、氢氧化镁这类硬质泥垢，造成内部堵塞，设定为现象B；
当
Figure 680080DEST_PATH_IMAGE040
时，说明内部并未产生高温，海水中高的含盐量导致了内部堵塞，设定为现象C；
A3：当堵塞为III级时，直接进行终端报警，提示工作人员对海水淡化装置进行内部清洁，设定为现象D。
调节模块用于根据堵塞原因进行加热水量、真空度以及给水倍率的调整，报警模块用于直接在显示屏10处进行报警。
S5的具体指令如下：
当得出结果为现象A时，装置正常运行，不做任何调整；
当得出结果为现象B时，调节模块先减小加热水量，若是
Figure 828165DEST_PATH_IMAGE042
分钟后，
Figure 529721DEST_PATH_IMAGE018
仍增大，就提高内部真空度，当真空度越高时，盐水的沸点降低，高温产生的硫酸钙、氢氧化镁的概率降低，若是
Figure 653852DEST_PATH_IMAGE042
分钟后，
Figure 239871DEST_PATH_IMAGE018
依然增大，就增加给水倍率至
Figure 571627DEST_PATH_IMAGE044
，若是上述操作均无效，报警模块启动；
当得出结果为现象C时，调节模块先调节内部真空度，若是
Figure 388590DEST_PATH_IMAGE042
分钟后，
Figure 616626DEST_PATH_IMAGE018
依然增大，就调整给水倍率至
Figure 722082DEST_PATH_IMAGE044
，若是上述操作均无效，报警模块启动；
当得出结果为现象D时，报警模块直接启动，显示屏（10）上显示警报信号，海水淡化装置发出蜂鸣声。
实时监测模块还包括淡水检测模块，后处理模块还包括伸缩模块，淡水检测模块与盐度计13电连接，伸缩模块与电动伸缩杆29电连接，淡水检测模块与伸缩模块之间信号连接，淡水检测模块与伸缩模块均用于实时检测淡水含盐量，并根据含盐量确定产出的淡水是否回流。
具体的判断过程如下：
当盐度计13持续10秒内检测到含盐量高于
Figure 608315DEST_PATH_IMAGE004
时，淡水监测模块控制流向控制箱20左侧管口关闭，同时伸缩模块控制电动伸缩杆29收缩，挡块28在电动伸缩杆29的左端带动下向右移动，回流管27通液，不合格的淡水回到加热腔19中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高效节能的新能源海水淡化装置，包括海水淡化监测***和一组机架（1），其特征在于：一组所述机架（1）之间设置有加工箱（5），所述加工箱（5）的内部中间固定有挡板（16），所述挡板（16）右侧内部贯穿连接有气液分离器（15），所述挡板（16）的上下方分别设置为冷凝腔（18）和加热腔（19），所述冷凝腔（18）和加热腔（19）的内部均安装有换热板片（17），所述加热腔（19）内部的右侧换热板片（17）之间设置有检测腔（22），所述检测腔（22）包括左隔板（23）和右隔板（24），所述左隔板（23）和右隔板（24）相邻表面内部两侧均开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有通流板（26），所述通流板（26）上表面的两侧固定连接有感应弹簧（25）。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能的新能源海水淡化装置，其特征在于：所述加热腔（19）的内部一侧管道连接有加热水进口（9），所述加热腔（19）的内部另一侧管道连接有加热水出口（8），所述冷凝腔（18）的内部一侧连接有海水引进管（11），所述冷凝腔（18）的内部另一侧连接有淡水排管（12），所述海水引进管（11）与淡水排管（12）上均安装有水泵，所述淡水排管（12）上的水泵左侧设置有流向控制箱（20），所述流向控制箱（20）的下侧接通有回流管（27），所述回流管（27）上安装有管道阀块（21），所述管道阀块（21）内部设置有挡块（28），所述挡块（28）的右侧焊接有电动伸缩杆（29）。
3.根据权利要求2所述的一种高效节能的新能源海水淡化装置，其特征在于：所述加工箱（5）的下方管道连接有排水口（6），所述排水口（6）下端连接有抽水泵（2），所述抽水泵（2）与淡水排管（12）上连接有真空管，所述冷凝腔（18）与抽水泵（2）之间管道连接，且管道上设置有分水管，所述分水管与加热腔（19）的内部相通，所述回流管（27）与分水管相连接。
4.根据权利要求3所述的一种高效节能的新能源海水淡化装置，其特征在于：所述流向控制箱（20）上设置有盐度计（13），左侧所述机架（1）上安装有控制箱（3），所述控制箱（3）上设置有若干控制按钮和显示屏（10）。
5.根据权利要求4所述的一种高效节能的新能源海水淡化装置，其特征在于：所述海水淡化监测***包括实时监测模块、数据分析模块和后处理模块，所述实时监测模块包括数据预设模块、温度检测模块和承压检测模块，所述数据分析模块包括数据采集模块、污垢判断模块和综合比较模块，所述后处理模块包括调节模块和报警模块；
所述海水淡化监测***与控制箱（3）电连接，所述实时监测模块通过数据分析模块与后处理模块信号连接，所述温度检测模块安装于通流板（26）的下表面，所述承压检测模块与感应弹簧（25）电连接，所述报警模块与显示屏（10）电连接。
6.根据权利要求5所述的一种高效节能的新能源海水淡化装置，其特征在于：所述海水淡化监测***的运行步骤如下：
S1：海水淡化装置试运行期间，在给水倍率
Figure 12499DEST_PATH_IMAGE001
，排出淡水的含盐量不高于
Figure 455113DEST_PATH_IMAGE002
的要求下，淡水装置进行正常运行
Figure 81267DEST_PATH_IMAGE003
时，温度检测模块获取加热腔（19）内的平均温度值，并记为初始温度值
Figure 733965DEST_PATH_IMAGE004
，并且承压检测模块记录下平均承压值，并记为初始承压值
Figure 103766DEST_PATH_IMAGE005
，数据预设模块对
Figure 525520DEST_PATH_IMAGE004
以及
Figure 463520DEST_PATH_IMAGE005
进行存储；
S2：在海水淡化装置投入使用运行时，温度检测模块与承压检测模块同时运行，并对内部温度以及承压数据进行实时监测，分别将监测数据以
Figure 72356DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 511428DEST_PATH_IMAGE007
形式传输至数据采集模块，
Figure 787688DEST_PATH_IMAGE008
为时间；
S3：污垢判断模块获取数据采集模块中的承压数据判断内部污垢的堵塞程度；
S4：综合比较模块用于结合温度以及内部堵塞情况进行堵塞原因判断，并根据堵塞原因智能调节加热水量、真空度和给水倍率；
S5：根据S4得出的结论，调节模块和报警模块分别做出相应指令。
7.根据权利要求6所述的一种高效节能的新能源海水淡化装置，其特征在于：所述堵塞系数
Figure 21224DEST_PATH_IMAGE009
用于表示内部的堵塞程度，且
Figure 117356DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 704326DEST_PATH_IMAGE011
，污垢判断模块对
Figure 100672DEST_PATH_IMAGE009
值从小到大分为三个级别，依次为I、II、III级，当级别越高时，说明堵塞越严重。
8.根据权利要求7所述的一种高效节能的新能源海水淡化装置，其特征在于：所述综合判断模块获取堵塞等级数据的同时，进行内部温度增值计算，并将增值标记为
Figure 239529DEST_PATH_IMAGE012
，
Figure 88537DEST_PATH_IMAGE013
，结合
Figure 603832DEST_PATH_IMAGE012
判断堵塞原因。
9.根据权利要求8所述的一种高效节能的新能源海水淡化装置，其特征在于：所述调节模块用于根据堵塞原因进行加热水量、真空度以及给水倍率的调整，所述报警模块用于直接在显示屏（10）处进行报警。
10.根据权利要求5或9所述的一种高效节能的新能源海水淡化装置，其特征在于：所述实时监测模块还包括淡水检测模块，所述后处理模块还包括伸缩模块，所述淡水检测模块与盐度计（13）电连接，所述伸缩模块与电动伸缩杆（29）电连接，所述淡水检测模块与伸缩模块之间信号连接，所述淡水检测模块与伸缩模块均用于实时检测淡水含盐量，并根据含盐量确定产出的淡水是否回流。
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