煉油廠化學(xué)水處理裝置運(yùn)行分析及解決措施

曹萍，馮曉濱，陳利維，曹江營

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

煉油廠化學(xué)水處理裝置運(yùn)行分析及解決措施

曹萍，馮曉濱，陳利維，曹江營

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

介紹了煉油廠化學(xué)水處理裝置目前運(yùn)行存在的問題，分析了由于原水的水質(zhì)變化，造成化水裝置設(shè)備污堵、產(chǎn)水量低，實(shí)施了有效的技術(shù)改進(jìn)措施，提高了生產(chǎn)效率、保證了鍋爐水質(zhì)的穩(wěn)定并降低了水耗。

煉油裝置；化學(xué)水處理；超濾；地下水；黃河水

寧夏石化公司煉油廠化學(xué)水處理除鹽水裝置于2011年7月正式投入使用，設(shè)計(jì)處理量350 m3/h。采用預(yù)處理+反滲透+混床除鹽系統(tǒng)，將地下水送來的原水經(jīng)預(yù)處理（濁度＜3NTU）與凝結(jié)水二次換熱，經(jīng)雙流式機(jī)械過濾器、盤式過濾器、超濾后，過濾掉水中懸浮物及部分有機(jī)物；經(jīng)一級(jí)反滲透裝置脫鹽淡化，到中間水箱，濃水進(jìn)入二級(jí)反滲透進(jìn)一步處理，最后經(jīng)混合離子交換器處理，水中陰陽離子被樹脂吸附，最終達(dá)到高中壓鍋爐的供水水質(zhì)要求。2014年8月進(jìn)行停工大檢修，9月5日投入運(yùn)行。

1　裝置運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及原因分析

1.1開工后運(yùn)行狀況

2014年8月化學(xué)水處理裝置大檢修中，對(duì)兩臺(tái)SR-101雙流過濾器濾料進(jìn)行了更換，重新鋪設(shè)石英砂、錳砂、礫石，解決了停工前由于新鮮水罐壁面腐蝕造成鐵含量上升（由0.12 mg/L變?yōu)?.51 mg/L）的問題，加大了對(duì)細(xì)小顆粒截污能力，有效攔阻細(xì)菌及代謝物。同時(shí)各更換一組超濾、反滲透膜組件，解決了超濾膜和反滲透膜污堵的問題，于9月7日開工制水。裝置投運(yùn)后各項(xiàng)指標(biāo)正常，滿足煉油裝置鍋爐用水需求。

1.2開工半個(gè)月后運(yùn)行狀況

9月26日超濾進(jìn)口壓力上升到0.22 MPa（投運(yùn)初期超濾進(jìn)口壓力0.14 MPa），這期間加強(qiáng)雙流過濾器清洗力度。29日壓力上升到0.28 MPa。30日由專業(yè)清洗廠家對(duì)超濾進(jìn)行清洗，同時(shí)對(duì)盤濾進(jìn)行了清洗（清洗時(shí)可看出盤濾較干凈）。壓力下降了0.02 MPa，但很快進(jìn)水壓力又迅速躥升到0.33 MPa。現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在：

（1）超濾膜污堵嚴(yán)重，進(jìn)水壓力較高，化學(xué)清洗頻繁；

（2）超濾膜PVC管件泄漏嚴(yán)重，造成浪費(fèi)；

（3）跨膜壓差達(dá)到極限或超過極限，嚴(yán)重?fù)p壞超濾膜組件，加速更換頻率；

（4）產(chǎn)水量不夠，由此前的單臺(tái)90 m3/h降至40 m3/h，嚴(yán)重制約煉油裝置鍋爐用水。

1.3原因分析

1.3.1工藝運(yùn)行參數(shù)對(duì)比分析化學(xué)水處理裝置自投入運(yùn)行以來原水一直采用地下水，自2014年9月10日開始，水源地深井供水量逐漸降低，滿足不了煉油供水需求，9月24日供水由深井改為黃河水。

通過以上數(shù)據(jù)分析，24日供水由深井改為黃河水后，發(fā)現(xiàn)新鮮水的濁度、氨氮、鐵離子、氯離子等指標(biāo)超高，觀察水質(zhì)顏色呈黃色。水中的二價(jià)鐵離子極易污染離子交換樹脂，造成樹脂鐵中毒而降低交換能力；氯化物不僅能破壞水中的有機(jī)物和殺死病原微生物，還能破壞離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)，使其強(qiáng)度變差，容易破碎。

1.3.2分析說明不同水源水中雜質(zhì)的成分和含量不盡相同，不同水源的水質(zhì)特點(diǎn)對(duì)水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有不同的要求。

表1　深井水質(zhì)分析

表2　黃河水質(zhì)分析

表3　化水裝置原水分析

表4　超濾運(yùn)行參數(shù)

表4　超濾運(yùn)行參數(shù)（續(xù)表）

（1）地下水是由雨水和地表水經(jīng)過地層的滲流而形成的。水在地層滲流過程中，通過土壤和砂礫的過濾作用，去除了大部分懸浮雜質(zhì)和菌類，由于與大氣和外界環(huán)境隔絕，所以不易受外界污染和氣溫影響。地下水的特點(diǎn)有：①水質(zhì)懸浮雜質(zhì)、膠體雜質(zhì)及細(xì)菌較少；②水質(zhì)和水溫穩(wěn)定；③溶解氧少而游離二氧化碳含量高；④含鹽量和硬度較高，普遍含有Fe2+、Mn2+等離子。

（2）黃河水屬于地表水，由于流域面積十分廣闊，又是敞開流動(dòng)的水體，水質(zhì)易受自然條件影響。

綜上所述，由于水源水質(zhì)變化較大，引起化水裝置設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，超濾膜污堵嚴(yán)重，壓力呈逐漸上升趨勢，產(chǎn)水量降低50%。

2　處理措施

2.1近期措施

（1）加強(qiáng)雙流過濾器清洗力度，從兩天一洗改為一天一洗；由以前的開3臺(tái)增加到6臺(tái)。加強(qiáng)過濾效果和過濾精度，防止帶入二次污染物質(zhì)的可能性；降低流速，減少污染物進(jìn)入到盤濾，延長過濾器運(yùn)行周期，保證出水質(zhì)量好。

（2）超濾清洗頻率由1小時(shí)/次，改為40分鐘/次。采用反洗和氣水合洗的清洗步驟，反洗水與空氣同時(shí)投入濾層，更能發(fā)揮清洗效果?？刂茪馑舷吹臅r(shí)間，一般為1 min；控制反洗水流速，防止濾料流失；進(jìn)氣時(shí)不宜過猛，以免損壞設(shè)備。

具體操作方式：用反洗水泵將反洗水（超濾水）從膜產(chǎn)水側(cè)打入，透過膜后從進(jìn)水側(cè)排出。在清洗時(shí)要注意打開給水錯(cuò)流，防止污染物進(jìn)入反滲透。

（3）加大殺菌劑投入量，從3 mg/L提高到5 mg/L，每日殺菌1～2次。細(xì)菌是造成超濾膜快速污染的另一個(gè)原因，細(xì)菌在生長過程中分泌出的黏液是膜主要的污堵物之一。因?yàn)榧?xì)菌的滋生速度極快，而且這種黏液在反洗時(shí)不易除去，所以增加殺菌量是恢復(fù)膜通量的重要措施。

（4）對(duì)超濾進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗條件：（1 000 mg/L～5 000 mg/L NaClO+0.1%～2%NaOH）×5 h～6 h→水洗→1%～5%酸×1 h～2 h→水洗。

表5　物理清洗

表6　藥洗

表6　藥洗（續(xù)表）

操作注意事項(xiàng)：將藥液加溫后進(jìn)行清洗的效果可能會(huì)更好，但若是在低溫過濾后馬上循環(huán)過濾加過溫的藥液，會(huì)對(duì)膜組件產(chǎn)生熱沖擊，所以當(dāng)兩者溫度相差20℃以上時(shí)將溫度的上升速度控制在10℃/min以下。

表7　水洗（漂洗）

操作注意事項(xiàng)：殺菌后一定用清水進(jìn)行充分的沖洗。膜組件外殼沾有藥液要充分清洗，不要讓藥液殘留。

表8　藥物的選擇

（5）超濾在運(yùn)行過程要注意運(yùn)行水溫的變化，一般超濾都是在常溫狀態(tài)下運(yùn)行。過高或過低的水溫會(huì)影響產(chǎn)水水量及產(chǎn)水水質(zhì)。一般超濾運(yùn)行水溫范圍：5℃～40℃（含清洗過程）。

（6）對(duì)原水投加絮凝劑藥劑（3 mg/L～5 mg/L）。防止由于原水帶泥沙較多影響化水裝置正常運(yùn)行。

（7）從原水著手，查找水源地深井供水量減少的原因。加強(qiáng)深井水管理，防止由于過量抽水、鄰近水井的干擾、集水孔或過濾器的堵塞以及流砂堆積等原因，可能引起水位下降和抽水量降低的危險(xiǎn)，采取適當(dāng)措施加以解決；與黃河水廠溝通，加強(qiáng)水質(zhì)管理，增加排泥沙裝置，延長新鮮水的沉降時(shí)間。

3　結(jié)論

通過一系列措施，超濾進(jìn)口壓力恢復(fù)至0.14 MPa，產(chǎn)水量達(dá)到85 t/h，延長膜組件的使用周期，保證了化學(xué)水裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，確保除鹽水水質(zhì)和外送量，滿足鍋爐用水的要求，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。原水的消耗由平均420 m3/h降至330 m3/h，煉油裝置新鮮水的消耗由平均580 m3/h降至485 m3/h，新鮮水單耗由開工初期的1.47 t/h降至0.67 t/h，為節(jié)水和環(huán)保做出重要貢獻(xiàn)。

［1］徐興煒，等.工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)［M］.北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2008：5.

［2］姚繼賢，等.工業(yè)鍋爐水處理及水質(zhì)分析［M］.北京：勞動(dòng)人事出版社，1987.

［3］孫本達(dá)，楊寶紅.火力發(fā)電廠水處理實(shí)用技術(shù)問答［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［4］旭化成膜MICROZA UNA-620A使用說明書［S］.2011.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.04.032

TE965

A

1673-5285（2015）04-0114-04

2015－02-04

曹萍，女（1975-），大學(xué)本科，工程師，現(xiàn)在寧夏石化公司從事煉油裝置的工藝管理工作。