6) Расход энергии на нагнетание морской воды в опреснительную установку

P ∙W₀ 5,5 ∙10⁶∙ 262

N _нагн = ───── = ──────── = 615 ∙ 10³ вт = 615 квт

η_нач 0,65∙3600

Возможная рекуперация энергии:

Р_вых W_k 5,0 ∙10⁶ ∙162

N_рек = ───── = ─────── = 300 ∙ 10³ вт = 300 квт

η_рек 0,75∙ 3600

Удельный расход энергии без рекуперации –

N_нагн 615

N_уд = ─── = ── = 6,15 квт/м³;

W_п 100

Удельный расход энергии с рекуперацией –

N_нагн - N_рек

N_уд = ──────── = 3,15 квт/м³.

W_п

Конструктивно рекуператоры выполнены или в виде турбины, вырабатывающей электроэнергию, или совмещены с плунжерным нагнетательным насосом.

1. Контроль, управление и автоматизация

Мембранные установки относятся к тем устройствам, в которых не требуется очень сложная система управления и автоматизации. Рассмотрим, какие параметры необходимо контролировать:

1 – давление в мембранных аппаратах. Это главный параметр, он характеризует движущую силу, а также гидравлические потери в трубопроводах и аппаратах. Создается давление насосами, поддерживается и регулируется с помощью дроссельных вентилей, измеряется манометрами;

2 – расход жидкости. Параметр связан с производительностью установки, а также с условиями снижения концентрационной поляризации. Создается подача жидкости насосами, регулируется байпасами, измеряется расходомерами. Производным параметром от расхода является линейная скорость жидкости, которая при постоянном расходе абсолютно зависит от условного прохода, т.е. легко регулируется;

3 – температура жидкости. Параметр определяет вязкость жидкости, а через нее – удельную производительность мембран. Из уравнения Пуазейля можно вывести такую закономерность: G∙ μ =const. Температура устанавливается и поддерживается с помощью теплообменников различных конструкций, измеряется термометрами;

4 – концентрация основных компонентов в жидкости. В конце концов именно этот параметр определяет качество процесса разделения. В зависимости от природы компонентов используются различные методы измерения – по электропроводности, по оптической плотности, по вязкости, по коэффициенту преломления и т.п.;

5 – кислотность среды. От этого параметра зависит вероятность выпадения осадков на мембране, задерживающая способность мембран по компонентам (диссоциация и ассоциация), химическая стойкость мембран. Параметр контролируется рН-метрами.

Автоматизация мембранных установок направлена на поддержание оптимальных условий их работы при возникновении каких-либо возмущающих воздействий на системы. Она направлена также на предоставление разрушающих и опасных для персонала последствий этих воздействий. Поэтому система автоматизации строится как управляющая при работе установки в допустимых интервалах изменения параметров и как блокирующая работу установки при выходе параметров из допустимого интервала. Современные системы управления позволяют также диагностировать неполадки и прогнозировать работу установки.

Общий вид одной из мембранных установок представлен на рисунке 5.20. Установка содержит 10 мембранных аппаратов с трубчатыми керамическими мембранами, емкости, предварительные фильтры, подпитывающий и циркуляционный насосы, теплообменник, щит контроля и управления. Все оборудование изготовлено из нержавеющей стали.

Рис.5.20. Общий вид мембранной установки

На рисунке 5.21 представлен общий вид завода по получению питьевой воды методом обратного осмоса производительностью 560 м³/ч, работающий в г. Санибел Айленд, штат Флорида, США.

Рис.5.21. Общий вид типового завода по опреснению воды