濾罐反沖洗系統(tǒng)運(yùn)行及控制過(guò)程的優(yōu)化

高靜 大慶油田采油四廠(chǎng)

濾罐反沖洗系統(tǒng)運(yùn)行及控制過(guò)程的優(yōu)化

高靜 大慶油田采油四廠(chǎng)

近年來(lái)由于三元、含聚等因素影響導(dǎo)致來(lái)水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，站內(nèi)處理難度較大，按現(xiàn)有反洗曲線(xiàn)進(jìn)行反沖洗效果不明顯。分別選擇了1座普通污水站和1座深度污水站進(jìn)行試驗(yàn)，在來(lái)水水質(zhì)超過(guò)一定范圍后，調(diào)整反沖洗參數(shù)，在保證濾料不流失的基礎(chǔ)上，加大反沖洗強(qiáng)度并延長(zhǎng)反洗時(shí)間，使濾罐反沖洗徹底，保證過(guò)濾后水質(zhì)量。從實(shí)驗(yàn)對(duì)比中發(fā)現(xiàn)：兩種參數(shù)調(diào)整方式對(duì)出水水質(zhì)都有所改善，但是由于來(lái)水含油不穩(wěn)定對(duì)濾料污染較大，所以采用延時(shí)反洗的調(diào)整方式對(duì)污水站的反洗效果較為明顯，反洗后濾后水不達(dá)標(biāo)率明顯降低，下一步還將繼續(xù)通過(guò)調(diào)整參數(shù)對(duì)反沖洗參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

濾罐；反沖洗參數(shù)；運(yùn)行曲線(xiàn)；控制規(guī)律；水質(zhì)

近年來(lái)，某油田新建、擴(kuò)改建大量污水處理站，以處理轉(zhuǎn)油站、轉(zhuǎn)油放水站及聯(lián)合站產(chǎn)生的污水。污水處理站是油田生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)十分重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，它是將轉(zhuǎn)油站和聯(lián)合站處理后的含油污水經(jīng)過(guò)沉降、過(guò)濾后，輸送到注水站。污水處理的主要工藝流程：外站來(lái)的含油污水，首先依次進(jìn)入一次沉降罐和二次沉降罐，經(jīng)過(guò)兩次沉降后進(jìn)入緩沖罐；然后通過(guò)升壓泵加壓后進(jìn)入濾罐進(jìn)行過(guò)濾，濾后水進(jìn)入凈化水罐；最后經(jīng)外輸泵進(jìn)行外輸。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間過(guò)濾后，濾罐內(nèi)的濾料就會(huì)受污水內(nèi)雜質(zhì)的影響而降低過(guò)濾效果，因此必須定期對(duì)濾罐進(jìn)行反沖洗。

濾罐反沖洗的主要工藝流程：緩沖罐內(nèi)的清水通過(guò)反沖洗泵進(jìn)入濾罐，濾后的污水進(jìn)入回收污水池。油田含油污水處理直接關(guān)系到水質(zhì)是否合格，而濾罐的反沖洗效果則直接影響污水的過(guò)濾質(zhì)量，因此控制好反沖洗的時(shí)間和流量是控制好水質(zhì)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1-2]。

1 反沖洗控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前，大慶油田某廠(chǎng)已建普通污水站、深度污水站、聚驅(qū)污水站、三元污水站處理站共計(jì)25座，通過(guò)對(duì)各站工藝狀況及站內(nèi)各類(lèi)工藝運(yùn)行設(shè)備（如泵、變頻器、濾罐）的運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)查研究，針對(duì)不同的生產(chǎn)狀況應(yīng)采用不同的工藝設(shè)備，在工藝流程方面已經(jīng)為污水處理站濾罐反沖洗控制系統(tǒng)提供了一個(gè)合理的硬件基礎(chǔ)。

油田污水處理站過(guò)濾罐反沖洗參數(shù)參照《油田采出水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，往往以固定的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行反沖洗，而個(gè)性化反沖洗自控系統(tǒng)可根據(jù)不同的水質(zhì)情況來(lái)實(shí)時(shí)地調(diào)整反沖洗的周期、時(shí)間、強(qiáng)度等技術(shù)參數(shù)。

目前的反沖洗控制還局限在應(yīng)用理論控制參數(shù)階段，即濾罐反沖洗參數(shù)是參照給水處理的技術(shù)規(guī)范，設(shè)計(jì)人員根據(jù)不同的工藝流程、濾料種類(lèi)等，經(jīng)過(guò)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)摸索來(lái)確定反沖洗的周期、時(shí)間、強(qiáng)度等技術(shù)參數(shù)。而設(shè)計(jì)人員確定的反沖洗參數(shù)為符合油田反洗一般規(guī)律特性的參數(shù)曲線(xiàn)，隨著油田開(kāi)發(fā)建設(shè)的逐步深入，原有曲線(xiàn)與各站實(shí)際參數(shù)變化存在一定的差異。為保證達(dá)到最佳的反沖洗效果，需要根據(jù)水質(zhì)變化情況對(duì)反沖洗參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，找到符合本站反沖洗系統(tǒng)運(yùn)行的最佳參數(shù)。

2 反沖洗方式控制規(guī)律

在確保定時(shí)反沖洗及足夠的反沖洗時(shí)間的基礎(chǔ)上，確保合適的反沖洗強(qiáng)度是至關(guān)重要的，強(qiáng)度過(guò)高或過(guò)低對(duì)水質(zhì)的處理都是不利的。反沖洗強(qiáng)度過(guò)高容易將濾罐的濾料沖走，造成“跑料”現(xiàn)象；反沖洗強(qiáng)度過(guò)低則不能將過(guò)濾時(shí)沉積在濾料中的污油清除，從而直接影響過(guò)濾效果，使濾后水水質(zhì)變差。因此，在反沖洗過(guò)程中按照設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)控制強(qiáng)度是十分重要的。近年來(lái)由于三元、含聚等因素影響導(dǎo)致來(lái)水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，站內(nèi)處理難度較大，按現(xiàn)有反洗曲線(xiàn)進(jìn)行反沖洗效果不明顯。為此分別選取了1座普通污水站、1座深度污水站進(jìn)行反洗參數(shù)及控制規(guī)律跟蹤調(diào)整，具體調(diào)整方案如下。

2.1 根據(jù)濾前水水質(zhì)調(diào)整當(dāng)天反沖洗參數(shù)

針對(duì)來(lái)水水質(zhì)波動(dòng)大問(wèn)題，制定由來(lái)水水質(zhì)調(diào)整反沖洗曲線(xiàn)方案，在原有反沖洗曲線(xiàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)來(lái)水含油劃分兩個(gè)區(qū)間。在來(lái)水水質(zhì)超過(guò)一定范圍后，調(diào)整反沖洗參數(shù)，在保證濾料不流失的基礎(chǔ)上，加大反沖洗強(qiáng)度及延長(zhǎng)反洗時(shí)間，使濾罐反沖洗徹底，保證過(guò)濾后水質(zhì)量。

某聯(lián)合站來(lái)水含油在200～600mg/L波動(dòng)，根據(jù)來(lái)水含油指標(biāo)確定反沖洗方案如下：當(dāng)來(lái)水含油量在400mg/L以下時(shí)，按現(xiàn)有反洗曲線(xiàn)進(jìn)行反沖洗；當(dāng)來(lái)水含油量在400mg/L以上時(shí)，增大反沖洗強(qiáng)度到200m3/h，反洗時(shí)間調(diào)整為30min。

某聯(lián)合站來(lái)水含油量在10～40mg/L波動(dòng)，根據(jù)來(lái)水含油指標(biāo)確定反沖洗方案如下：當(dāng)來(lái)水含油量在20mg/L以下時(shí)，按現(xiàn)有反洗曲線(xiàn)增加反洗強(qiáng)度，進(jìn)行反沖洗；當(dāng)來(lái)水含油量在20mg/L以上時(shí)，增大反沖洗強(qiáng)度，使第1階段反沖洗泵流量穩(wěn)定在140m3/h保持8min，第2階段反沖洗泵流量穩(wěn)定在280m3/h保持4min，第3階段反沖洗泵流量穩(wěn)定在360m3/h保持8min。

實(shí)驗(yàn)效果：在應(yīng)用動(dòng)態(tài)調(diào)整反沖洗參數(shù)后，普通污和深度污水站濾后水不達(dá)標(biāo)率分別從每月35%、32%降至每月22%、18%。

2.2 根據(jù)前一天來(lái)水指標(biāo)調(diào)整兩天反沖洗參數(shù)

通過(guò)與站內(nèi)結(jié)合發(fā)現(xiàn)目前反沖洗系統(tǒng)存在“滯后性”，即前一天來(lái)水水質(zhì)差，導(dǎo)致濾罐內(nèi)附著的雜質(zhì)比較多，將濾罐污染，當(dāng)天調(diào)整反洗參數(shù)后第二天按現(xiàn)有反沖洗參數(shù)進(jìn)行反洗，不能徹底地將濾罐反洗干凈，影響濾罐過(guò)濾效果。針對(duì)這一問(wèn)題，將反沖洗強(qiáng)度及時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，由前一天來(lái)水水質(zhì)確定當(dāng)天及第二天反洗參數(shù)。

某聯(lián)合站來(lái)水含油量在200～600mg/L波動(dòng)，根據(jù)來(lái)水含油指標(biāo)確定反沖洗方案：當(dāng)來(lái)水含油量在400mg/L以下時(shí)，按現(xiàn)有反洗曲線(xiàn)，進(jìn)行反沖洗；當(dāng)來(lái)水含油在400mg/L以上時(shí)，增大反沖洗強(qiáng)度到200m3/h，反洗時(shí)間調(diào)整為30min，并將此反洗曲線(xiàn)保持一天。

某聯(lián)合站來(lái)水含油量在10～40mg/L波動(dòng)，根據(jù)來(lái)水含油指標(biāo)確定反沖洗方案：當(dāng)來(lái)水含油量在20mg/L以下時(shí)，按現(xiàn)有反洗曲線(xiàn)增加反洗強(qiáng)度，進(jìn)行反沖洗；當(dāng)來(lái)水含油在20mg/L以上時(shí)，增大反沖洗強(qiáng)度，使第1階段反沖洗泵流量穩(wěn)定在140m3/h保持8min，第2階段反沖洗泵流量穩(wěn)定在280m3/h保持4min，第3階段反沖洗泵流量穩(wěn)定在360m3/h保持8min，并將此反洗曲線(xiàn)保持一天。

實(shí)驗(yàn)效果：通過(guò)對(duì)兩個(gè)污水站進(jìn)行一個(gè)月的水質(zhì)跟蹤后，普通污和深度污水站的濾后水不達(dá)標(biāo)率分別從每月的35%、32%下降至每月20%、17%。

從實(shí)驗(yàn)對(duì)比中發(fā)現(xiàn)：兩種參數(shù)調(diào)整方式對(duì)出水水質(zhì)都有所改善，但是由于來(lái)水含油不穩(wěn)定對(duì)濾料污染較大，所以采用延時(shí)反洗的調(diào)整方式對(duì)污水站的反洗效果較為明顯，反洗后濾后水不達(dá)標(biāo)率明顯降低，下一步還將繼續(xù)通過(guò)調(diào)整參數(shù)對(duì)反沖洗參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

3 結(jié)論及建議

反沖洗系統(tǒng)控制及運(yùn)行是一個(gè)在水質(zhì)變化過(guò)程中不斷優(yōu)化參數(shù)的過(guò)程，具體參數(shù)應(yīng)根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)等因素通過(guò)試驗(yàn)確定。需要各站根據(jù)自己的實(shí)際來(lái)水情況，調(diào)節(jié)、優(yōu)化反沖洗參數(shù)，不拘泥于原有反洗參數(shù)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)摸索出一套適合本站的反沖洗控制參數(shù)，根據(jù)來(lái)水水質(zhì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整反沖洗參數(shù)，保證反沖洗效果，使濾后水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

[1]周挺．油田過(guò)濾系統(tǒng)反沖洗工藝存在的問(wèn)題與建議[J]．油氣田地面工程，2010，29（12）：41-42.

[2]向?qū)W會(huì)．污水站過(guò)濾罐反沖洗參數(shù)優(yōu)化[J]．油氣田地面工程，2011，30（4）：51-52.

（0459）4199037、gaojing01@petrochina.com.cn（欄目主持焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.027

高靜：高級(jí)工程師,2000年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電控制及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),現(xiàn)于大慶油田采油四廠(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所從事自控儀表設(shè)計(jì)工作。