专利名称：一种海水淡化系统中过滤预处理最佳清洗周期确定方法
技术领域：
本发明属于信息技术领域，涉及到工业过程优化与控制等自动化技术，尤其涉及一种海水淡化系统中过滤预处理最佳清洗周期确定方法。
背景技术：
过滤是确保反渗透海水淡化装置可靠运行必不可少的一个前期环节，作用是防止胶体物质及悬浮固体、有机物、微生物对反渗透膜的污堵。机械过滤器也称为压力过滤器，是指过滤器在一定的压力下进行过滤。水中含有的悬浮物、凝聚的片状物、泥沙、铁质、锰、以及用沉淀方法所不能去除的粘结胶质颗粒等，可通过压力滤器内所装的滤层，使水达到透明。通常采用水泵将待处理水输入过滤器，过滤后，借助剩余的压力将过滤水送到其后的用水装置。过滤器广泛应用在水处理工艺中，主要用于水处理除浊、软化水、电渗析、反渗透的前级预处理，也可用于地表水、地下水的除泥沙等。随着过滤的进行，杂质在滤层内逐渐增加，滤层孔隙率降低，使得过滤能力下降，出力减少，不得不增加滤层两端的压降以达到一定的流速，从而使得过滤单位体积水的电能耗增加。因此在过滤达到一定时间后，就需要清洗机械过滤器，使得滤层孔隙率达到初始值，或者接近初始值。以往工业上都是单纯采用人工经验选择过滤器的清洗周期，依靠操作人员的经验，这往往存在很大的不确定性和性能冗余。即没有最大限度的利用过滤器的性能参数，也没有达到降低过滤器运行成本的目的。为此本发明根据流体动力学模型，在建立清洗费用目标函数的基础上，提出了一种确定最佳清洗周期的策略，实现操作运行费用最低的目标。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，根据流体动力学模型，在建立清洗费用目标函数的基础上，提出了一种海水淡化系统中过滤预处理最佳清洗周期确定方法，实现操作运行费用最低的目标。在恒压操作下，建立过滤运行的优化命题，包括流体动力学约束模型和设备约束，以及总的运行费用目标函数。然后采用SQP算法进行优化求解，得到最佳清洗周期以及此时的费用。本发明首先建立压力过滤的流体动力学约束模型，建立滤饼孔隙率与过滤流量之间的关系，以及随着时间的变化，过滤器的滤层体积比、沉淀量、滤出液浓度以及过滤系数的变化情况。然后建立过滤运行过程的费用目标函数，费用目标函数包括在过滤过程中所损耗的电能耗以及过滤装置清洗过程中，所消耗的基本费用(包括人工费、冲洗泵电耗、冲洗耗水量、滤料费)。在此基础上，采用SQP算法求解最佳以上优化命题，获得最佳操作周期值。本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下
步骤(I).恒压情况下建立滤饼孔隙率与过滤流量之间的关系模型。通过对过滤理论的研究，得到过滤流速、滤层压降、滤饼孔隙率之间的关系式
权利要求
1.一种海水淡化系统中过滤预处理最佳清洗周期确定方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 步骤(I).恒压情况下建立滤饼孔隙率与过滤流量之间的关系模型； 通过对过滤理论的研究，得到过滤流速、滤层压降、滤饼孔隙率之间的关系式:
全文摘要
本发明公开了一种海水淡化系统中过滤预处理最佳清洗周期确定方法。本发明首先建立机械过滤的流体动力学约束模型，建立滤饼孔隙率与滤饼流量之间的关系，以及随着时间的变化，过滤器的滤层体积比、沉淀量、滤出液浓度以及过滤系数的变化情况。然后建立机械过滤运行过程的费用目标函数，目标函数包括机械过滤在过滤过程中所损耗的电能耗以及机械过滤装置清洗过程中所消耗的基本费用，采用SQP算法求解最佳以上优化命题，获得最佳操作周期值。本发明可以快速的得到机械过滤器的最佳清洗周期，用以代替原先人工经验得出的清洗周期。不仅计算方便、可靠，而且降低生产成本。
文档编号G06F19/00GK103077319SQ201310018120
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者王剑, 姜周曙, 江爱朋, 黄国辉 申请人:杭州电子科技大学