膜法海水淡化系统故障诊断技术的研究

摘要

随着城市的发展和人民生活水平的提高，以及日常生产的需求，人们对水资源的需求量和品质日益提高。进入21世纪以来，水资源问题引起了社会各界的关注，已然成为了世界性的问题。为了解决这一关系到民生的重大问题，海水淡化工程迅速地发展起来。膜法海水淡化技术因制膜成本降低，且工程能耗低、效率高的优势而成为海水淡化主流技术。膜法海水淡化工程系统规模庞大、过程复杂，若出现故障将对系统造成巨大损失。因此，对系统进行故障分析和故障诊断，以保障其正常、安全、高效的运作非常重要。
　　以舟山六横岛日产十万吨级膜法海水淡化系统为研究背景，以反渗透膜组件这一系统核心部件为主要研究对象，研究了膜法海水淡化系统的工作原理以及核心部件的故障机理。膜法海水淡化作为一类复杂系统，对系统的故障诊断要求准确可靠，单一的故障诊断方法无法满足这一需求。对此，提出了利用故障树分析和粗糙集理论进行混合诊断的方法。论述了海水淡化系统底层故障的产生机理、表征形式和参数变化规律。分析了膜组件的各个故障类型，研究了故障树的构建与算法。用故障树分析法对“脱盐率下降”这一主要的故障现象进行了定性和定量分析。对粗糙集理论进行了深入研究，在知识约简、知识获取方法的理论基础之上，详细阐述了采用粗糙集理论方法对系统进行故障诊断的具体实现过程。
　　文末对故障诊断专家系统的知识库和推理机的建立进行了分析阐释，基于故障树分析法和粗糙集理论，利用C＃语言在.NET平台上开发了一套应用于膜法海水淡化工程的故障诊断专家系统，为大规模膜法海水淡化故障智能诊断的研究奠定了基础。

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第一章 绪论

1.1论文研究背景

1.2海水淡化工程故障诊断的发展与研究现状

1.3课题研究的目的和意义

1.4研究工作的主要内容

第二章 反渗透海水淡化系统研究与故障分析

2.1反渗透基本原理

2.2反渗透系统的故障研究

2.3反渗透膜组件的故障研究

2.4其他对膜性能产生影响的因素

2.5本章小结

第三章 基于故障树的系统故障诊断

3.1故障树分析方法研究

3.2反渗透膜故障树建立方法

3.3故障树的定性与定量分析

3.4反渗透海水淡化故障树模型

3.6本章小结

第四章 基于粗糙集的系统故障诊断

4.1粗糙集的基本概念

4.2决策表与决策规则

4.3基于粗糙集构建逻辑故障树

4.4本章小节

第五章 故障诊断专家系统的设计

5.1系统开发环境

5.2系统设计与功能

5.3软件实现

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录