旋流除砂罐用于聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)

河南油田采油一廠

旋流除砂罐用于聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)

郭永濤河南油田采油一廠

旋流除砂罐由旋流沉降室、篩板、“人”字形擋流板、集砂坑組成。污水在進(jìn)入除砂罐時(shí)由于延長(zhǎng)了濾料在容器內(nèi)的水利沿程，增加了沉降時(shí)間，污水通過(guò)篩板進(jìn)入二級(jí)精細(xì)過(guò)濾罐，而下落的濾料則沉積在集砂坑內(nèi)，通過(guò)排污口瀉出，起到了很好的除砂作用。旋流除砂罐較好地解決了一級(jí)過(guò)濾罐跑料導(dǎo)致二級(jí)精細(xì)過(guò)濾罐進(jìn)口含砂量大、反洗壓力上升、過(guò)濾罐受損、維修費(fèi)用高的難題，在取得較好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也使二級(jí)精細(xì)過(guò)濾罐進(jìn)口懸浮物大大降低，去除率達(dá)到了47%。

聯(lián)合站；除砂罐；精細(xì)過(guò)濾罐；污水處理；懸浮物

雙河聯(lián)合站于1977年建成投產(chǎn)，已安全運(yùn)行近40年，承擔(dān)著雙河油田含水原油的處理任務(wù)。原油處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為總處理液量1 095×104t/a（30 000 t/d）。在日常的生產(chǎn)管理中，暴露出了二級(jí)精細(xì)過(guò)濾罐故障停運(yùn)次數(shù)多的問(wèn)題，不僅維修費(fèi)用高，而且對(duì)雙河油區(qū)的注水工作也產(chǎn)生了影響。究其原因是前端一級(jí)過(guò)濾罐跑料進(jìn)入二級(jí)精細(xì)過(guò)濾罐，堵塞了二級(jí)精細(xì)過(guò)濾罐的濾水通道，造成過(guò)濾罐壓力上升、過(guò)濾罐受損、水質(zhì)變差，平均半年需要維修一次。針對(duì)此現(xiàn)狀，于2013年4月對(duì)污水處理流程進(jìn)行了改造，并利用舊罐改造成一具旋流除砂罐，日處理量為23 000m3。自建成以來(lái)，未對(duì)二級(jí)精細(xì)過(guò)濾罐進(jìn)行過(guò)維修，達(dá)到了預(yù)期目的。

1 旋流除砂罐的研制

（1）工藝流程。一級(jí)過(guò)濾罐跑料后，石英砂和卵石隨污水一起進(jìn)入旋流除砂罐，處理后，進(jìn)入二級(jí)精細(xì)過(guò)濾罐。由于旋流除砂罐采用離心沉降和密度差的原理，可以有效地對(duì)含油污水中的石英砂進(jìn)行水、砂分離，處理后的污水懸浮物大大減少，降低了后端設(shè)備對(duì)水質(zhì)的處理難度。

（2）工藝原理。當(dāng)一級(jí)過(guò)濾罐來(lái)水從中下部呈切線進(jìn)入除砂罐后，產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于砂水密度不同，在離心力、向心浮力、流體曳力的作用下，實(shí)現(xiàn)了濾料和污水的快速初步分離，攜帶濾料的污水向上通過(guò)“人”字形擋流板時(shí)，大部分濾料被阻擋下來(lái)；污水通過(guò)“人”字形擋流板之間的間隙流向篩板，濾料再次被阻擋；污水通過(guò)篩板后經(jīng)過(guò)出水管進(jìn)入二級(jí)過(guò)濾罐，這樣就延長(zhǎng)了濾料在容器內(nèi)的水利沿程，增加了沉降時(shí)間，下落的濾料沉積在集砂坑內(nèi)進(jìn)行收集，最后通過(guò)排污口瀉出，起到了很好的除砂作用。

（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。旋流除砂罐進(jìn)出口流程采用低進(jìn)高出、切線方向進(jìn)入的方式運(yùn)行，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由旋流沉降室、篩板、“人”字形擋流板、集砂坑組成。“人”字形擋流板設(shè)計(jì)為三層，安裝在人孔上部，便于作業(yè)人員進(jìn)行施工和維修；由于原有過(guò)濾罐底部為水泥澆筑而成，為了提高粘結(jié)力，此次集砂坑制作采用臺(tái)階狀的澆筑方式，便于砂礫自上而下進(jìn)入集砂坑進(jìn)行收集、排出。

（4）技術(shù)參數(shù)。第一、三層“人”字形擋流板為10個(gè)，第二層人字形擋流板為9個(gè)；“人”字形擋流板的兩端直接焊接在罐壁上；“人”字形擋流板使用∠100mm×100mm×8mm的角鋼；擋板之間相距300 mm，第一層擋板與第二層擋板相距80mm，第二層與第三層擋板相距100mm。

（5）技術(shù)特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，易于安裝和操作；與其他設(shè)備相比，具有體積小、處理能力大、節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)空間；除污效率高、過(guò)流量大、清污方便、運(yùn)行可靠；純物理方法除砂，避免了其他除砂方式存在水質(zhì)二次污染的現(xiàn)象。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果

（1）能夠起到很好的除砂作用。改造前，旋流除砂罐每天底部排砂1次，每周的排砂總量約在0.1m3，同時(shí)二級(jí)過(guò)濾罐和脫硫塔存在壓力（從0.20MPa上升至0.25MPa）升高的現(xiàn)象，說(shuō)明跑料已對(duì)正常的過(guò)濾系統(tǒng)造成了影響。改造后，能夠?qū)⑶岸艘患?jí)過(guò)濾罐的漏砂進(jìn)行最大限度的收集，每天排砂1～2次，每周的排砂總量約在0.2m3，二級(jí)過(guò)濾罐未出現(xiàn)壓力升高的現(xiàn)象，說(shuō)明旋流除砂罐的改造取得了成功。

（2）懸浮物的去除率可達(dá)到47%。改造前，二級(jí)過(guò)濾罐的進(jìn)口懸浮固體含量平均為23mg/L，改造后對(duì)除砂罐除雜效果進(jìn)行了連續(xù)跟蹤檢測(cè)，懸浮物的去除率可達(dá)到47%，取得了較好效果。

（3）經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)行至今，二級(jí)過(guò)濾罐未進(jìn)行過(guò)維修，提高了二級(jí)過(guò)濾罐的運(yùn)行時(shí)率，延長(zhǎng)了脫硫塔填料使用周期，提高了注水水質(zhì)。年可減少二級(jí)核桃殼濾料的更換費(fèi)用及清裝料的勞務(wù)費(fèi)用61.125萬(wàn)元。

3 建議

（1）為了提高旋流除砂罐對(duì)石英砂的收集作用，可將除砂坑的設(shè)計(jì)由臺(tái)階狀改為漏斗形，效果會(huì)更好。

（2）在進(jìn)水管線上安裝直徑為1吋的蒸汽管線，這樣可以在旋流除砂罐排空的情況下，通過(guò)蒸汽的高溫熏蒸，去除篩網(wǎng)上的板結(jié)物，提高過(guò)濾效果。

（3）可就近在二級(jí)精細(xì)過(guò)濾罐旁邊，利用一級(jí)石英砂過(guò)濾罐進(jìn)行改造，成本更低。

13598239846、gyt9846@163.com

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.037

郭永濤：采油工程師，2007年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)石油工程專業(yè)。