移動(dòng)式含油污泥處理裝置管道設(shè)計(jì)——離心處理裝置

袁 雪 李瑞萍

（華油惠博普科技股份有限公司設(shè)計(jì)研究院，北京 100088）

1 概述

在油田生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、煉制及含油污水處理過程中，都會(huì)產(chǎn)生大量的含油污泥。將會(huì)對(duì)生產(chǎn)區(qū)域和周邊環(huán)境造成不同程度的影響，國家已頒布實(shí)施了《中華人民共和國固體廢物環(huán)境污染防治法》、《排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例》，含油污泥已被列為危險(xiǎn)固體廢棄物。采用一定的回收處理技術(shù)，可將含油污泥中相當(dāng)量的污油回收，在實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理和防止污染的同時(shí)，具備一定的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會(huì)效益。

根據(jù)邊遠(yuǎn)油田、煉油廠、油品儲(chǔ)藏區(qū)等含油污泥產(chǎn)量低、區(qū)塊分散、地面環(huán)境條件差的特點(diǎn)，以簡單、適用、安全、可靠、滿足生產(chǎn)為設(shè)計(jì)原則，我公司專門研制出模塊式橇裝移動(dòng)含油污泥處理裝置，采用化學(xué)熱洗、離心分離、重力沉降的工藝處理含油污泥。模塊式橇裝移動(dòng)含油污泥處理裝置的設(shè)備復(fù)雜多樣，結(jié)構(gòu)要求緊湊。裝置內(nèi)各設(shè)備的合理布置成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。離心處理裝置的布置可歸結(jié)為：露天化、流程化、模塊化、集中化。

2 離心處理裝置設(shè)備選型

離心處理裝置為該套裝置的核心裝置，包括臥螺離心機(jī)、換熱器、螺旋輸送器、中間罐、提升泵以及控制系統(tǒng)組成，具有自動(dòng)沖洗、報(bào)警等功能，自動(dòng)化程度高。流程如下：從調(diào)質(zhì)污泥提升泵來的含油污泥首先經(jīng)過過濾器去除殘留的較大顆粒，經(jīng)換熱器加熱，與化學(xué)藥劑混合后送至兩相離心機(jī)；進(jìn)入兩相離心機(jī)的污泥在離心力作用下實(shí)現(xiàn)固液分離，分離出的固體污泥通過螺旋輸送機(jī)排出；液相進(jìn)入中間緩沖罐，由油水混合物提升泵外輸。

2.1 泵的選擇。根據(jù)工藝流程中，泵輸送物料的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、物料組成，結(jié)合不同類型泵的工作原理，綜合考慮泵的選擇類型。初步選定一臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸較小且能滿足工藝要求的離心泵用于輸送清水，一臺(tái)螺桿泵輸送含泥污油。

2.2 換熱器的選擇。受裝置空間的限制，換熱器不能過于龐大，考慮到設(shè)備一般用于較偏遠(yuǎn)地區(qū)，所選設(shè)備要結(jié)構(gòu)簡單，維修更換方便。根據(jù)工藝要求，選用板式換熱器。

2.3 閥門的選擇。閥門籠統(tǒng)的劃分為通用閥門、特殊閥門。離心處理裝置中只涉及到通用閥門，即：球閥、閘閥、蝶閥、截止閥等。

3 總布置圖設(shè)計(jì)

總布置圖設(shè)計(jì)包括設(shè)備布置、管道布置設(shè)計(jì)。根據(jù)工藝流程要求，該裝置設(shè)計(jì)成二層橇裝式設(shè)備，既節(jié)省了空間，又使管道整齊美觀，在經(jīng)過離心裝置處理后，固液物料可以直接進(jìn)入下游裝置。

3.1 設(shè)備布置設(shè)計(jì)

3.1.1 設(shè)備布置。設(shè)備布置的一般要求：（1）要滿足工藝流程要求，按照物流順序布置設(shè)備；（2）設(shè)備布置要符合安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)要求；（3）應(yīng)考慮管道布置安裝經(jīng)濟(jì)合理和整齊美觀，節(jié)省材料，便于施工、操作、維修；（4）離心處理裝置，設(shè)備的布置根據(jù)工藝流程，分為二層布置，充分考慮安全生產(chǎn)、外形美觀的要求。

3.1.2 泵布置設(shè)計(jì)。離心處理裝置中采用了露天布置、半露天布置，主要與工藝要求保持一致。泵底座采用型鋼焊接而成，跟設(shè)備主框架采用螺栓活連接，既能固定設(shè)備，又便于泵的維檢修。

3.1.3 換熱設(shè)備的布置設(shè)計(jì)。在離心處理裝置中有兩臺(tái)換熱器，根據(jù)規(guī)范要求，宜集中布置在一起，便于熱源進(jìn)出管線的設(shè)計(jì)。離心處理裝置中兩臺(tái)換熱設(shè)備集中布置在一層橇座上，靠近上下游設(shè)備，且布置在主框架邊緣位置，便于設(shè)備的操作、維檢修。

3.1.4 閥門的布置設(shè)計(jì)。閥門安裝的總體要求就是要便于操作、維修。離心處理裝置中，經(jīng)常操作的閥門均布置在裝置邊緣處，便于操作，對(duì)于平行管線上的閥門，其閥門中心盡量布置在一條直線上，且管線底標(biāo)高取一直，便于管線支架設(shè)計(jì)。

3.2 管道布置設(shè)計(jì)。管道布置設(shè)計(jì)的一般要求有；（1）管道布置設(shè)計(jì)應(yīng)符合工藝管道及儀表流程圖的要求；（2）管道布置應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、滿足施工、操作、維修等方面的要求，并力求整齊美觀；（3）管道布置不應(yīng)妨礙設(shè)備、機(jī)泵及其內(nèi)部構(gòu)件的安裝、檢修；（4）設(shè)計(jì)輸送固體物料管道時(shí)，應(yīng)使管道盡可能短；（5）布置與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備連接的管道時(shí)，應(yīng)使管系具有足夠的柔性，以滿足設(shè)備管口的允許受力要求；（6）對(duì)于管道表面溫度超過60℃的不保溫管線，在距離面或操作平臺(tái)2.1m以內(nèi)者、距操作面0.75m以內(nèi)者，應(yīng)考慮人員防燙保護(hù)。

離心處理裝置中，管道布置嚴(yán)格按照管道設(shè)計(jì)一般要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體從四個(gè)方面體現(xiàn)：泵管道設(shè)計(jì)、換熱器管道設(shè)計(jì)、管道放凈設(shè)計(jì)、管道人員防燙保護(hù)設(shè)計(jì)、管道支架設(shè)計(jì)。

3.2.1 泵管道設(shè)計(jì)。離心處理裝置中，泵的類型有離心泵、正位移泵，泵吸入管道在滿足熱應(yīng)力的前提下盡量短、少拐彎，裝置中充分考慮了設(shè)備與泵之間的位置關(guān)系，進(jìn)口的減震措施采用改變管道走向，增強(qiáng)自然補(bǔ)償能力，節(jié)約材料，同時(shí)還節(jié)省了空間。

3.2.2 換熱器管道設(shè)計(jì)。換熱管道的布置方便操作，不影響換熱器的維檢修。離心處理裝置中，兩臺(tái)換熱器熱介質(zhì)出口管線在橇內(nèi)合并到一起，共用一臺(tái)疏水閥，管道簡單，布置緊湊。根據(jù)工藝流程，蒸汽進(jìn)換熱器管道、冷介質(zhì)出換熱器管道，其操作溫度均高于60℃，在管線沒有保溫層的情況下，在操作側(cè)的管道，以及經(jīng)常操作的閥門，均考慮了人員防燙措施。

3.2.3 管道低點(diǎn)放凈設(shè)計(jì)。根據(jù)工藝管道輸送介質(zhì)的不同，離心處理裝置中的低點(diǎn)放凈閥選用了兩種類型：輸送含泥介質(zhì)的管線上，低點(diǎn)放凈閥采用球閥，有利于防止泄露；輸送不含泥介質(zhì)的管線上，低點(diǎn)放凈閥采用閘閥。放凈管線的末端均采用管帽擰緊，防止誤操作或者閥門忘關(guān)的情況下，介質(zhì)泄露。

3.2.4 管道支架設(shè)計(jì)。根據(jù)管道的直徑、壁厚、管道上閥門等的重量，初步提出支架的荷載、位置、形式，將相關(guān)資料提供給管道應(yīng)力分析人員，由其核算并最終確認(rèn)支架位置、形式。

結(jié)語

該套裝置在洛陽石化污泥處理中，應(yīng)用效果較好，處理后的污泥已經(jīng)達(dá)到掩埋要求，污泥中的油回收率較高，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益，以及巨大社會(huì)效益。該裝置已經(jīng)推廣到大慶油田、廊坊管道局的污泥處理項(xiàng)目中。

[1]GB50316-2000，工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].