(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111614145.7 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 杭州哲达科技股份有限公司 地址 310000 浙江省杭州市西湖区教工路 88号立元大厦601室 (72)发明人 王小华　曾璆　潘德茂　赵凯　 何欣辰　 (74)专利代理 机构 杭州裕阳联合专利代理有限 公司 33289 代理人 盛影影 (51)Int.Cl. G01N 15/08(2006.01) G01M 13/00(2019.01) G06F 30/20(2020.01) B01D 65/10(2006.01) (54)发明名称 一种实时监测膜组件运行的监控系统以及 分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种实时监测膜组件运行的 监控系统以及分析方法， 涉及膜组件监测技术领 域， 包括以下步骤： (1)、 测定膜组件进口空气流 量、 膜组件进口瞬时压力、 膜组件出口富氧空气 流量、 膜组件 出口富氮空气流量和膜组件出口富 氮瞬时压力； (2)、 建立膜组件的提取率模型为： 建立不同膜组件 进口空气流量和不同膜组件运行状态与对应的 膜组件的提取率的关系曲线； (3)、 定义膜组件绝 对阻力系数为： 建立膜组件的绝 对阻力系数随膜组件运行时间的变化曲线。 本申 请分析方法， 可以直观分析不同生产以及环境工 况下， 膜组件的实际运行状态以及变化规律， 实 现膜组件运行状态的实时可视化 监测和分析。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 114295527 A 2022.04.08 CN 114295527 A 1.一种膜组件运行状态的监测分析 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)、 测定膜 组件进口空气流量、 膜 组件进口瞬时压力、 膜组件出口富氧空气流量、 膜组 件出口富氮空气流 量和膜组件出口富氮瞬时压力； (2)、 建立膜组件的提取率模型为： 其中， Q1为膜组件进口空气流量， Nm3/min； Q2为膜 组件出口富氮空气流量， Nm3/min； Q3为膜组件出口富氧空气流量， Nm3/min； η为膜组件富氧 提取率， ％； 同时， 采集不同膜组件进口空气流量和不同膜组件运行状态下分别对应的膜 组件的提 取率， 并分别建立不同膜组件进口空气流量和不同膜组件运行状态与对应的膜组件的提取 率的关系曲线； (3)、 定义膜组件绝对阻力系数为： 其中： p1为膜组件进口瞬时压力， MPa； p2为膜组件出口富氮瞬时压力， MPa； Qx为Q2或者Q1， Nm3/min； ε为膜组件绝对阻力系数； 同时， 建立膜组件的绝对阻力系数随膜组件运行时间的变化曲线， 获得对应时间的膜 组件的绝对阻力系数 数据， 并分析获得膜组件 对应的阻力损失率。 2.根据权利要求1所述的膜组件运行状态的监测分析方法， 其特征在于， 还包括定义膜 组件相对阻力系数为： 其中， εF为膜组件使用状态绝对阻力系数， εD为 膜组件初始状态绝对阻力系数， ∈为膜组件在不同状态下的相对阻力系数； 同时， 根据步骤(3)中获得的膜组件在运行时间内的绝对阻力系数数据， 建立相对阻力 系数随膜组件运行时间的变化曲线， 并分析获得膜组件 对应的污染程度。 3.根据权利要求1或2所述的膜组件运行状态的监测分析方法， 其特征在于， 还包括测 定膜组件在运行 过程中的总电耗功率， 建立成品气综合单耗模型为： 其中， N总为膜组件运行过程中的总电耗功率， k W； Q1为膜组件进口空 气流量， Nm3/min； Q2为膜组件出口富氮空气 流量， Nm3/min； Q3为膜组件进口空气流量与膜组 件出口富氮空气流 量之差， Nm3/min； π 为综合单耗指数； 同时， 对连续时间段t内编号 为i的采样点的综合单耗指数 取平均值： 其中， i为连续时间段t内第i个采样点； πi为表示连续时间段t内第i个采样 点对应的综合单耗取值； M为连续时间段t内采样的总个数； 为连续时间段t内整体综合单 耗取值。 4.根据权利要求1所述的膜 组件运行状态的监测分析方法， 其特征在于， 在步骤(1)中， 所述膜组件进口空气流量和瞬时压力分别通过空气流量传感器和空气压力传感器监测获 得。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114295527 A 25.根据权利要求4所述的膜组件运行状态的监测分析方法， 其特征在于， 所述膜组件出 口富氧空气流量、 膜组件出口富氮空气流量和膜组件出口富氮瞬时压力分别通过对应的所 述富氧流量传感器、 富氮流 量传感器和富氮压力传感器监测获得。 6.一种实时监测膜组件运行的监控系统， 其特征在于， 按照权利要求1 ‑5任意一项所述 的膜组件运行状态的监测分析 方法进行实施， 所述 监控系统包括： 膜组件， 所述膜组件具有进气口、 第 一出气口和第 二出气口， 所述进气口处设有空气压 力传感器和空气流量传感器， 所述第一出气口处设有富氧压力 传感器、 富氧流量传感器、 富 氧浓度传感器和露点温度传感器； 所述第二出气口处设有富氮压力传感器和富氮流量传感 器； 控制系统， 所述控制系统分别与所述空气压力传感器、 空气流量传感器、 富氧压力传感 器、 富氧流量传感器、 富氧浓度传感器、 露点温度传感器、 富氮压力传感器和富氮流量传感 器相连接 。 7.根据权利要求6所述的实时监测膜 组件运行的监控系统， 其特征在于， 还包括控制面 板， 所述控制面板与所述控制系统相连接 。 8.根据权利要求6所述的实时监测膜 组件运行的监控系统， 其特征在于， 还包括显示装 置， 所述显示装置与控制系统相连接 。 9.根据权利要求6所述的实时监测膜 组件运行的监控系统， 其特征在于， 还包括电源装 置， 所述电源 装置用于提供电源。 10.根据权利要求6所述的实时监测膜组件运行的监控系统， 其特征在于， 所述膜组件 为中空纤维式、 卷式、 板 框式或管式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114295527 A 3