發(fā)布時(shí)間：2020-12-01 16:36

　　隨著世界人口數(shù)量快速增加和工業(yè)化的快速發(fā)展,淡水資源短缺日益嚴(yán)重,成為制約社會(huì)發(fā)展的一大關(guān)鍵因素。為了獲得干凈的淡水資源,全世界將眼光瞄向海洋,發(fā)展海水淡化技術(shù)是解決全球水資源短缺的重要途徑,已在全球科技界形成共識(shí)。隨著低成本、高脫鹽率膜工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,以及高效能量回收裝置的進(jìn)步,膜法反滲透(Seawater Reverse Osmosis,SWRO)海水淡化技術(shù)依靠其經(jīng)濟(jì)性和方便性成為最受歡迎和關(guān)注的海水淡化技術(shù)。采用合適的控制策略是保證SWRO系統(tǒng)可靠性、提高產(chǎn)水品質(zhì)、降低運(yùn)行成本的關(guān)鍵。在國(guó)內(nèi)反滲透海水淡化系統(tǒng)大多使用傳統(tǒng)控制方法,然而SWRO系統(tǒng)具有耦合、時(shí)滯、非線性等特點(diǎn),采用傳統(tǒng)控制方案,如PID等難以達(dá)到理想的控制效果。因此,本文根據(jù)反滲透海水淡化的特點(diǎn),分別提出了 PID控制、解耦控制和模型預(yù)測(cè)控制(Model Predictive Control,MPC)三種控制策略,通過(guò)橫向?qū)Ρ?可以發(fā)現(xiàn)采用先進(jìn)控制策略可以明顯提高系統(tǒng)的控制效果。為了在實(shí)際過(guò)程中應(yīng)用先進(jìn)控制策略,本文設(shè)計(jì)了專門的控制軟件,可以同DCS或PLC通過(guò)OPC連接。本文主要工作有以下幾點(diǎn):(1)基于質(zhì)量方... 

【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

a中空纖維膜組件

．ａ．反滲透膜應(yīng)用較多的主要有卷式反滲透膜和中空纖維膜兩種。中空纖維膜組件最早是陶氏化學(xué)公司研制的，如圖１．２ａ所示，它由數(shù)十根乃至成百上千跟中空纖維束構(gòu)成，端的一側(cè)密封，另一端用特殊方式的聚氨酯粘結(jié)在一起。在１９６７年，杜邦公司研制出尼龍一６６為膜材料的中空纖維反滲透組件，并把它推廣到了市場(chǎng)［２６１中空纖維膜在反域使用較為廣泛，主要原因是它：由組，一

得到典型工作點(diǎn)附近的線性模型。這些工作將為后續(xù)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。??２．１反滲透海水淡化原理??本文研究的反滲透海水淡化結(jié)構(gòu)如圖２．１所示。三個(gè)控制指標(biāo)就是滲透?jìng)?cè)水的ｐ／／值、滲??透測(cè)流量ｔ和滲透測(cè)鹽濃度（＾，三個(gè)控制量為泵壓強(qiáng)尸ｙ、加酸閥開(kāi)度Ｇ和濃鹽水側(cè)閥門開(kāi)??度Ｇ，結(jié)合ＳＷＲＯ工藝流程與機(jī)理對(duì)整個(gè)反滲透過(guò)程進(jìn)行建模。??４加酸閥魯一??立式管道泵?濃鹽水側(cè)閥門??圖２．１?ＳＷＲＯ反滲透過(guò)程模型結(jié)構(gòu)??圖２．１中的反滲透膜以高于溶液滲透壓的壓力為推動(dòng)力，通過(guò)反滲透膜將溶液中的其他??物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái)。這種設(shè)備操作簡(jiǎn)單，而且能耗低。反滲透工作原理如圖（２．２）所示：在??半滲透膜兩側(cè)的水和溶質(zhì)液面水位一致時(shí)，根據(jù)溶解擴(kuò)散原理，右側(cè)的水將會(huì)向左側(cè)移動(dòng)，??達(dá)到平衡時(shí)，停止移動(dòng)，形成滲透壓。在液位較高的一側(cè)加壓，當(dāng)壓力高于反滲透壓時(shí)，通??過(guò)半滲透膜的作用，將水和溶質(zhì)分離開(kāi)來(lái)。???Ｉｔ滲?夕卜壓＞????溶質(zhì)＋水水?八透?滲＿壓???Ｉ?Ｉ?ｊ??＾Ｆ１?Ｉ?：＇－門同??圖２．２反滲透原理示意圖??２．２?ＳＷＲＯ?建模??在中空纖維的建模方面

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于OPC通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)以C#編寫客戶端與S7-1200PLC通訊[J]. 萬(wàn)丹,楊國(guó)興.  信息記錄材料. 2018(06)
[2]基于OPC技術(shù)的PLC和MATLAB的水箱液位控制系統(tǒng)[J]. 王美剛.  儀器儀表用戶. 2017(12)
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[5]模型預(yù)測(cè)控制——現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 席裕庚,李德偉,林姝.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]熱膜耦合海水淡化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 伍聯(lián)營(yíng),肖勝楠,胡仰棟,高從堦.  化工學(xué)報(bào). 2012(11)
[7]PID控制算法在反滲透水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 紀(jì)斌義,劉青峰,周江濤.  機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新. 2011(05)
[8]海水淡化過(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展[J]. 夏艷,伍聯(lián)營(yíng),盧彥越,胡仰棟,高從堦.  水處理技術(shù). 2007(11)
[9]減搖鰭電液負(fù)載仿真臺(tái)前饋補(bǔ)償解耦控制研究[J]. 梁利華,劉強(qiáng),趙琳琳.  中國(guó)機(jī)械工程. 2007(04)
[10]海水淡化與反滲透技術(shù)的發(fā)展形勢(shì)[J]. 王世昌,周清,王志.  膜科學(xué)與技術(shù). 2003(04)
[1]先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件的設(shè)計(jì)及在電站鍋爐汽溫預(yù)測(cè)控制中的應(yīng)用[D]. 弓岱偉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[2]反滲透膜法海水淡化過(guò)程最優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究[D]. 盧彥越.中國(guó)海洋大學(xué) 2007

博士論文
[1]基于OPC通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)以C#編寫客戶端與S7-1200PLC通訊[J]. 萬(wàn)丹,楊國(guó)興.  信息記錄材料. 2018(06)
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[9]減搖鰭電液負(fù)載仿真臺(tái)前饋補(bǔ)償解耦控制研究[J]. 梁利華,劉強(qiáng),趙琳琳.  中國(guó)機(jī)械工程. 2007(04)
[10]海水淡化與反滲透技術(shù)的發(fā)展形勢(shì)[J]. 王世昌,周清,王志.  膜科學(xué)與技術(shù). 2003(04)
[1]先進(jìn)控制與優(yōu)化軟件的設(shè)計(jì)及在電站鍋爐汽溫預(yù)測(cè)控制中的應(yīng)用[D]. 弓岱偉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[2]反滲透膜法海水淡化過(guò)程最優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究[D]. 盧彥越.中國(guó)海洋大學(xué) 2007

碩士論文
[1]反滲透海水淡化系統(tǒng)能量分析及優(yōu)化[D]. 王崇武.天津大學(xué) 2008
[2]基于卡爾曼濾波的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)算法研究[D]. 賀覓知.西南交通大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2894934