海水淡化系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及从海水中除去盐分而将海水淡化的海水淡化系统(海水淡化设备)。
【背景技术】
[0002]作为将海水淡化的系统，公知一种将海水通入反渗透膜分离装置中来进行脱盐的海水淡化系统。图1是这样的以往的海水淡化设备的从海水制造淡水的系统回路的示意图。在该海水淡化系统中，被取入的海水通过前处理装置I被调整为规定的水质条件后，通过供水栗2并经由海水供给管路向与电动机(M) 3直接连结的高压栗4供给。将被高压栗4加压了的海水向具有反渗透膜(R0膜)的反渗透膜分离装置5加压输送，在反渗透膜分离装置5内，高压海水的一部分克服反渗透压力而从反渗透膜通过，作为除去了或减少了盐分的淡水6被取出。其他的海水以盐分浓度增高且被浓缩的状态，从反渗透膜分离装置5中作为高压浓缩海水(盐水)7而被排出。
[0003]高压浓缩海水(盐水)7依然具有高压力，被引导到能量回收装置8。另外，在能量回收装置8中预先供给有从供水栗2的排出管路分支出的海水，因此，利用高压浓缩海水7的压力来对海水的压力进行升压。
[0004]被能量回收装置8升压了的高压海水以成为与高压栗4的排出压力相同的压力的方式进一步被升压栗9升压，与从高压栗4排出的高压海水合流并被供给到反渗透膜分离装置5。
[0005]在此，由于需要应对因高压栗4的启动/停止而引起的海水的急剧压力变动和流量变动对反渗透膜造成的影响、海水温度的变动、因反渗透膜的经时性能变化而导致的反渗透膜的淡水造水率的变动等，所以高压栗4的电动机3通过变频器200来变换交流电源100的频率，由此来控制电动机3的转速。通过基于变频器200进行的电动机3的转速控制来使高压栗4的启动/停止时的压力变动和流量变动平缓，即使具有海水温度的变动、或因反渗透膜的经时性能变化而导致的反渗透膜的淡水造水率的变动，也会调整向反渗透膜供给的海水量和海水的压力的增减来使淡水的造水量一定。
[0006]然而，反渗透膜分离装置5使被供给的海水中的例如大约四成成为淡水并将剩余的大约六成作为浓缩海水而排出。单纯地说，假设向能量回收装置8供给的六成的浓缩海水全部用于海水的升压，那么向反渗透膜分离装置5供给的海水中的六成是通过能量回收装置8和升压栗9供给的，四成是从高压栗4供给的。并且，四成的淡水从反渗透膜分离装置5得到。
[0007]S卩，能够从反渗透膜分离装置5得到的淡水量与高压栗4的排出流量大致相同。因此，为了得到多的淡水量，必须增大高压栗4的容量，而随着增大高压栗4的容量，则必须增大驱动高压栗4的电动机3的容量。此外，并不是通过一台高压栗4来供给海水淡化设备的所有造水量，多台高压栗构成数万吨/日的独立的系统的情况较多，但在该情况下由于也会谋求每台高压栗的大容量化，所以各电动机的容量需要为数百kW?数千kW的容量。
[0008]而且，虽然当电动机3的容量增大时，变频器200的容量也需要增大，但变频器的价格在超过一定的容量时与电动机的容量增加相比会呈指数函数地上升。因此，当为了得到多的淡水而增大设备规模时，随着构成设备的独立的系统增大，会导致设备的建设费用中的反渗透膜分离装置5、高压栗4等构成机器中的变频器200的成本的比例增大。
[0009]然而，由于变频器200变换交流电源100的频率而向电动机3供给电力，所以在电动机3运转中变频器200内的频率变换电路始终动作。由于在被变频器200使用的电子部件中，包含与栗和电动机相比寿命短的部件，所以变频器200的维护频度与其他机器相比高。另夕卜，由于容量越大则变频器的用途越被限定，且用于该变频器的电子部件也多为无通用性的部件，所以会花费维护所需的成本。
[0010]因此，对于高压栗的运转电源的控制装置，需要降低维护频度而使其长寿命化。
[0011]另一方面，如图2所示，也可以想到不使用变频器而是进行从交流电源100将额定频率的交流电流向高压栗4直接供给的所谓“电源直接启动”，并在高压栗4的排出管路中配置自动阀11，则在启动时在对自动阀11的下游以成为低压的方式进行了节流的状态下起动高压栗4，并一边通过来自控制器的信号逐渐地调整自动阀11的开度一边将其打开，由此减小向反渗透膜施加的压力变化率。
[0012]但是，在该情况下，由于在自动阀11成为全开之前的期间，基于高压栗4排出的排出流体被自动阀11节流，所以在高压栗4内滞留的海水逐渐变得高温化，而有可能损害栗的稳定运转。另外，自动阀11由于需要具有耐高压性来供大流量流动，所以随着流量增大而大型化，而且，将对于海水的腐蚀性具有耐腐蚀性的材料施加于自动阀11的接液部分，因此自动阀11变得大型化并且变得昂贵。
[0013]而且，在进行“电源直接启动”的情况下，由于在电源接通时额定电力的大约6倍的电力被瞬间消耗，所以作为电源设备需要为能够容许6倍的额定电力的设备，该电源设备和自动阀11 一起导致空间的大型化和成本上升。
【发明内容】
[0014]本发明是鉴于上述的以往例的问题而研发的，本发明的第I目的在于，在海水淡化系统中能够使向反渗透压力分离装置供给海水的高压栗的启动/停止时的、海水向反渗透膜的压力变化率和流量变化率与反渗透膜的特性相匹配，并且使系统长寿命化及稳定化。
[0015]本发明的第2目的在于，在海水淡化系统中无论因海水温度的变化而导致的反渗透膜的淡水造水率的变化、反渗透膜的经时变化等如何，均能够使淡水的制造量稳定化。
[0016]为了实现上述的第I目的，本发明是从海水中除去盐分而将其淡化的海水淡化系统，其特征在于，具有:
[0017]高压栗，其对要淡化的海水的压力进行升压；
[0018]分离装置，其具有反渗透膜，并通过该反渗透膜将来自高压栗的海水分离成盐度低的淡水和盐度高的浓缩海水；
[0019]电动机，其驱动高压栗；以及
[0020]驱动电源控制装置，其连接在电动机与交流电源之间，且由以下部分构成:
[0021]启动/停止调整器，其在电动机的启动调整期间使向电动机供给的交流电压连续地增加，且在电动机的停止调整期间使向电动机供给的交流电压连续地减少;和
[0022]开闭器，其与启动/停止调整器并联连接，并在经由该启动/停止调整器供给到电动机的交流电压值与交流电源的交流电压相等时闭合，而将来自交流电源的交流电压向电动机直接供给。
[0023]在上述的本发明的海水淡化系统的一个实施方式中，启动/停止调整器构成为，使向电动机供给的交流电压在启动调整期间不是呈线性而是沿着向上凸的单调递增函数增大，在停止调整期间不是呈线性而是沿着向上凸的单调递减函数减少，向上凸的单调递增函数增大至交流电源的交流电压，向上凸的单调递减函数从交流电源的交流电压减少至零电压。另外，启动调整期间及停止调整期间的时间幅度被设定为由分离装置的反渗透膜所需的每单位时间所容许的最大上升斜率及常用运转压力确定的时间幅度以上、启动/停止调整器能够设定的最大时间以下。
[0024]在具有上述的结构的海水淡化系统中，优选进一步具有以如下方式进行控制的控制机构:基于从分离装置得到的淡水的流量及温度、以及分离装置的吸入口处的海水的压力，对驱动配置在高压栗的前级且将海水向高压栗输送的供水栗的电动机进行控制，而调整从供水栗输出的海水量，从而使从分离装置得到的淡水的流量稳定化。另外，在该海水淡化系统中，优选进一步具有对能量回收装置的来自供水栗的海水吸入流量或从该回收装置向外部排出的浓缩水的流量进行调整的自动阀，并具有以如下方式进行控制的控制机构:基于从供水栗向能量回收装置供给的海水吸入流量、及从能量回收装置向分离装置供给的流量来控制该自动阀的开度，而使从能量回收装置向分离装置供给的海水量稳定化。由此，能够在第I目的基础之上实现第2目的。
[0025]另外，为了实现上述的第2目的，本发明是从海水中除去盐分而将其淡化的海水淡化系统，其特征在于，具有:
[0026]供水栗，其提供要淡化的海水；
[0027]高压栗，其对从供水栗提供的海水的压力进行升压；
[0028]分离装置，其具有反渗透膜，并通过该反渗透膜将来自高压栗的海水分离成盐度低的淡水和盐度高的浓缩海水；
[0029]第I电动机及第2电动机，其驱动供水栗及高压栗;和
[0030]第I控制机构，其以如下方式进行控制:基于从分离装置得到的淡水的流量及温度、以及分离装置的吸入口处的海水的压力来控制第I电动机，由此调整从供水栗输出的海水量，而使从分离装置得到的淡水的流量稳定化。
[0031]该海水淡化系统优选进一步具有调整能量回收装置的来自供水栗的海水吸入流量或从该回收装置向外部排出的浓缩水的流量的自动阀，并以如下方式进行控制:基于从供水栗向能量回收装置供给的海水吸入流量、及从能量回收装置向分离装置供给的流量来控制该自动阀的开度，由此使从能量回收装置向分离装置供给的海水量稳定化。
【附图说明】