除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率低原因分析及改進(jìn)措施

朱 青

（中國(guó)石油寧夏石化公司煉油廠，寧夏銀川 750001）

1 裝置概況

煉油廠水汽車間化學(xué)水處理裝置是煉油廠500×104t裝置的配套裝置，主要向鍋爐等重要設(shè)備提供除鹽水，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)量為350 t/h；系統(tǒng)總產(chǎn)水率為78%。系統(tǒng)包括預(yù)處理系統(tǒng)及處理系統(tǒng)。其中預(yù)處理系統(tǒng)包含多介質(zhì)過(guò)濾器、盤濾及超濾；處理系統(tǒng)包含4組一級(jí)反滲透，1組二級(jí)反滲透及3組混合離子交換器。原水除鹽水工藝流程（見(jiàn)圖1）。

注：產(chǎn)水率=除鹽水產(chǎn)量/新鮮水消耗量×100%

圖1 除鹽水工藝流程圖

2 問(wèn)題

在2016年運(yùn)行過(guò)程中，雖然各種設(shè)備參數(shù)及工藝參數(shù)嚴(yán)格按照控制標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，但耗水量特別大，除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率（見(jiàn)表1）。從表1中可以看出，產(chǎn)水率遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 原因分析

3.1 反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水率低，濃水損失嚴(yán)重

反滲透機(jī)組（一級(jí)反滲透、二級(jí)反滲透）是脫鹽率為99.5%的低壓卷式復(fù)合膜，設(shè)計(jì)一級(jí)反滲透每套處理量為100 t/h～125 t/h，回收率為75%，二級(jí)反滲透處理量為75 t/h，回收率為60%，但由于反滲透膜長(zhǎng)期運(yùn)行，膜的過(guò)水水質(zhì)及過(guò)水量均有下降[1]。原先正常運(yùn)行2～3套一級(jí)反滲透即可滿足裝置供水需求，但由于膜通量減少，2～3套一級(jí)反滲透淡水產(chǎn)水量已無(wú)法滿足需求，需長(zhǎng)期開啟第4套反滲透運(yùn)行，運(yùn)行的反滲透越多，產(chǎn)出的濃水越多，而二級(jí)反滲透處理量有限，無(wú)法處理過(guò)多的一級(jí)反滲透濃水，導(dǎo)致一級(jí)反滲透濃水箱經(jīng)常性溢流，造成大量可利用水資源流失。反滲透運(yùn)行情況、濃水流失情況（見(jiàn)表2、表3）。

由表2可知，反滲透電導(dǎo)率明顯偏大，正因?yàn)榉礉B透出水水質(zhì)的惡化，繼而影響后續(xù)混合離子交換器運(yùn)行周期。

3.2 混合離子交換器運(yùn)行周期短，再生頻繁

混合離子交換器是再生式固定床，是除鹽水生產(chǎn)裝置的重要設(shè)備，該設(shè)備周期性運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行一定時(shí)間后，床體內(nèi)的樹脂會(huì)達(dá)到飽和并失去交換能力，此時(shí)設(shè)備需要停車再生。再生過(guò)程由樹脂分層、酸堿再生、置換清洗、樹脂混合、正洗等過(guò)程組成。再生過(guò)程中再生水為除鹽水，根據(jù)混床操作卡計(jì)算，每再生一個(gè)混床，平均消耗除鹽水210 t，按當(dāng)時(shí)除鹽水系統(tǒng)除鹽水產(chǎn)率75%核算，每次再生一個(gè)混床，消耗新鮮水280 t。統(tǒng)計(jì)每月混床運(yùn)行周期及再生混床次數(shù)（見(jiàn)表4）。每月再生用水量、新鮮水水耗（見(jiàn)表5）。

3.3 部分裝置長(zhǎng)流水問(wèn)題

（1）多介質(zhì)過(guò)濾器排空管上閥損壞后，更換為手動(dòng)閘閥，手動(dòng)閘閥長(zhǎng)期處于常開狀態(tài)，導(dǎo)致多介質(zhì)過(guò)濾器在運(yùn)行過(guò)程中排空管處于長(zhǎng)流水狀態(tài)，估算每臺(tái)過(guò)濾器裝置損失10 t/h。基本運(yùn)行中3開3備，則共損失水10×3=30 t/h。

表1 2016年除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率

表2 2016年反滲透運(yùn)行情況

表3 濃水流失情況

表4 2016年混床運(yùn)行周期及再生次數(shù)

表5 2016年再生混床用水量及新鮮水水耗

（2）閥門內(nèi)漏導(dǎo)致設(shè)備長(zhǎng)流水。反滲透裝置清洗氣動(dòng)閥門內(nèi)漏，反滲透即使是在停運(yùn)狀態(tài)下，依然有8 t/h～10 t/h濃水產(chǎn)生。

（3）操作不當(dāng)導(dǎo)致盤濾過(guò)濾器頻繁反洗。盤濾過(guò)濾器為壓差達(dá)到一定數(shù)值時(shí)自動(dòng)反洗，但發(fā)現(xiàn)在超流量運(yùn)行時(shí)同樣會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)反洗，自動(dòng)反洗時(shí)，每臺(tái)反洗時(shí)間為2 min～3 min，用水量約10 t/h，這也是水流失原因之一。

4 整改措施

4.1 更換反滲透膜元件

為了提高反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水水質(zhì)及回收率，定期對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗，但當(dāng)膜使用至一定年限時(shí)，也要定期更換反滲透膜元件。2017年7月煉油廠大檢修時(shí)，對(duì)化學(xué)水系統(tǒng)反滲透膜進(jìn)行了更換，更換后，產(chǎn)水量及產(chǎn)水水質(zhì)均有顯著提高，目前運(yùn)行時(shí)，兩組反滲透即可滿足上游對(duì)除鹽水的需求量，大大降低了濃水的水量，濃水箱再無(wú)出現(xiàn)過(guò)溢流現(xiàn)象。目前反滲透運(yùn)行狀況（見(jiàn)表6）。

4.2 提高混合離子交換器運(yùn)行周期，減少再生頻次

（1）混合離子交換器進(jìn)水由兩部分組成，汽輪機(jī)冷凝液及反滲透機(jī)組出水。加強(qiáng)關(guān)注汽輪機(jī)冷凝液水質(zhì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況妥善處理。

（2）針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)再生操作卡進(jìn)行進(jìn)一步修訂和完善，準(zhǔn)確合理把握控制好混床酸堿同步再生操作的工藝條件，嚴(yán)格控制混床再生過(guò)程中酸堿用量，同時(shí)控制樹脂反洗分層時(shí)間、進(jìn)酸進(jìn)堿時(shí)間及置換時(shí)間，在保證再生質(zhì)量的前提下，減少對(duì)除鹽水的浪費(fèi)。

（3）混合離子交換器中的樹脂數(shù)量和周期產(chǎn)水量在一定范圍內(nèi)成正比關(guān)系，但由于長(zhǎng)期使用會(huì)有樹脂流失，導(dǎo)致周期產(chǎn)水量下降，即運(yùn)行周期縮短。所以需要定期對(duì)樹脂進(jìn)行補(bǔ)充。

經(jīng)過(guò)以上措施，混床運(yùn)行周期有了顯著的提高，混合離子交換器再生頻次也大大減少。目前混合離子交換器運(yùn)行周期及再生次數(shù)（見(jiàn)表7），每月再生用水量、新鮮水水耗（見(jiàn)表8）。

表6 2017年反滲透運(yùn)行情況

表7 2017年混床運(yùn)行周期及再生次數(shù)

表8 2017年再生混床用水量及新鮮水水耗

4.3 規(guī)范工藝操作，整改低標(biāo)準(zhǔn)“跑、冒、滴、漏”

（1）要求操作人員嚴(yán)格執(zhí)行操作卡，類似多介質(zhì)過(guò)濾器排空閥該關(guān)閉的及時(shí)關(guān)閉，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備反洗的監(jiān)控，避免過(guò)濾器不是因?yàn)榕K污而引起的反洗。

（2）設(shè)備人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)低標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整改，杜絕“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)裝置現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的閥門內(nèi)漏進(jìn)行修復(fù)，無(wú)法修復(fù)的氣動(dòng)閥、電動(dòng)閥，改為用手動(dòng)閥進(jìn)行控制。

5 效果

目前除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率（見(jiàn)表9）。由表9可知目前除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率已有顯著提高，自10月起，產(chǎn)水率已經(jīng)能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)78%。操作人員操作管理水平及水處理系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)，對(duì)化學(xué)水處理系統(tǒng)如何高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，都具有非常重要的意義。

表9 2017年除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率

6 結(jié)論

影響除鹽水系統(tǒng)的產(chǎn)水率因素有很多，主要原因是反滲透系統(tǒng)運(yùn)行及混合離子交換器運(yùn)行質(zhì)量。在如今水資源嚴(yán)重緊缺的情況下，從強(qiáng)化節(jié)水意識(shí)到提高

［1］楊春，王光.除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率低的原因分析與改進(jìn)［J］.電站系統(tǒng)工程，2008，24（5）：56-57.