提高除鹽水纖維過濾器產(chǎn)水效率

王 璞

國家能源集團寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司煤制油儀表管理中心 寧夏 銀川 750411

1 系統(tǒng)概述

國家能源集團寧煤有限責(zé)任公司煤制油分公司除鹽水及凝液精制站分為預(yù)脫鹽水站和除鹽水站二個獨立的站房,其中除鹽水裝置包括氣動閥門595臺,常規(guī)儀表370臺;預(yù)除鹽水裝置包括氣動閥門304臺,常規(guī)儀表314臺。纖維過濾器共16套,設(shè)計規(guī)模為4858t/h。裝置供水水源為鴨子蕩水庫,經(jīng)寧東凈水廠凈化處理后通過供水管道配送給CTL項目廠外供水加壓泵站,然后由CTL項目作為生產(chǎn)給水通過管道配送給動力站,作為除鹽水及凝液精制站的主要補充水源。來自主體裝置的優(yōu)質(zhì)再生水(1400～2828t/h)是除鹽水及凝液精制站的第二補充水源;另外,動力站鍋爐的排污降溫水(約280t/h)也是除鹽水及凝液精制站的補充水源之一。三類原水進入原水箱,通過原水泵送至纖維過濾器,對原水進行粗濾,送至超濾裝置。纖維過濾器是以旋翼式纖維濾料為技術(shù)核心的系列過濾,由纖維結(jié)扎而成的纖維球濾料與傳統(tǒng)的剛性顆粒濾料不同,它是彈性濾料,它的空隙率大,在過濾過程中,濾層空隙率沿水流方向逐漸變小,比較符合理想濾料上大下小的空隙分布,與傳統(tǒng)濾料相比,纖維球濾料具有濾速高(20-40 m/h),截泥量大,工作周期長等優(yōu)點。當進水懸浮物在70 mg/l左右時,出水可保證在5 mg/l以下.纖維過濾器單元,DN250對夾式蝶閥共80臺,DN200對夾式蝶閥共16臺,DN80法蘭式球閥共16臺。

2 運行情況分析

除鹽水纖維過濾器投用以來,頻繁由于閥門卡澀而造成設(shè)備整套退備,影響制水。后經(jīng)過設(shè)計變更,閥門損壞情況有所改善,但仍不能滿足生產(chǎn)要求。目前16套纖維過濾器自裝置投用以來,已更換閥門兩百余臺,極大的浪費了勞力和資金,且影響正常生產(chǎn)。裝置產(chǎn)水產(chǎn)生僅在2000t/h左右,遠遠低于設(shè)計水平。針對此問題,通過現(xiàn)場調(diào)查分析,大量數(shù)據(jù)比對,總結(jié)出四條主要原因：

2.1 除鹽水纖維過濾器生產(chǎn)期間振動大,前后壓差大,尤其在進水瞬間管線劇烈抖動,經(jīng)常出現(xiàn)閥門閥桿彎曲、閥板斷裂的情況;

2.2 除鹽水正常運行差壓超過設(shè)計壓力,管道內(nèi)帶氣,運行中“水錘”現(xiàn)象和憋壓現(xiàn)象時常發(fā)生;

2.3 原水泵出口壓力高達0.8 MPa,而閥門最大耐壓16公斤,進水瞬間壓力嚴重超過閥門承受壓力、流量超量,加之管線里有氣,更容易打壞閥門。

2.4 設(shè)計缺陷,管道設(shè)計不滿足實際生產(chǎn)需求。

綜上原因,纖維過濾器產(chǎn)水效率低得直接原因為閥門頻繁損壞,造成多套纖維過濾器無法正常投用,從而造成產(chǎn)水效率低下。因此提高除鹽水纖維過濾器產(chǎn)水效率的根本方法在于解決閥門損壞問題。

纖維過濾器閥座采用EPDM(三元乙丙橡膠〕,EPDM 可抗30%的鹽酸和40%的堿,材料內(nèi)獨有含尼龍.過流部分的閥.部件能達到一定抗腐蝕能力。閥門前期修復(fù)質(zhì)量不高,閥板中間加鉚釘,閥桿由原來整體修復(fù)后變成分體,很大程度破壞閥板及閥桿強度,另外上下閥桿處、兩側(cè)法蘭處密封面受損,導(dǎo)致大多數(shù)修復(fù)的閥門外漏。

3 問題解決

3.1 對閥門重新選型 除鹽水纖維過濾器閥門共計有DN250、DN200、DN150和DN125四種工程通徑,EPC總承包商萬邦達設(shè)計全部采用工程壓力PN1.0。原水泵設(shè)計出口壓力可達0.8 MPa,也就是纖維過濾器系統(tǒng)壓力可達0.8 MPa,超過閥門耐壓等級。中線式蝶閥重新選型,提高耐壓等級,采用工程壓力PN1.6。避免閥門超壓損壞。

3.2 調(diào)整工藝參數(shù) 除鹽水纖維過濾器設(shè)計系統(tǒng)差壓0.55 MPa、流量在300-400 m3/h,而實際運行期間系統(tǒng)差壓在0.8 MPa、流量瞬間可達800 m3/h,從除鹽水調(diào)試試車就存在此問題,長期的超壓超流量運行,產(chǎn)生水擊和憋壓導(dǎo)致閥門頻發(fā)故障。增加反洗水泵降低系統(tǒng)差壓控制0.55 MPa,進水管線增加手動截止閥控制流量在300-400 m3/h,通過調(diào)整工藝參數(shù),大大降低了水擊和憋壓現(xiàn)象,給閥門運行提供良好的運行工況。出口板式換熱器處,由于管道質(zhì)量存在問題,管道內(nèi)襯膠脫落堵至板式換熱器處,造成管線堵塞,管線內(nèi)壓力過高。

3.3 優(yōu)化順控程序 通過增加反洗水泵,并將產(chǎn)水接入反洗水系統(tǒng),過濾器的運行采用以時間信號控制為主,過濾器控制各步序時間根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果確定,過濾器制水時間到轉(zhuǎn)入反洗步序。系統(tǒng)設(shè)置多臺過濾器,反洗應(yīng)分別進行,不允許2臺過濾器同時反洗。當出現(xiàn)同時反洗的情況時,另一臺過濾器進入制水延時狀態(tài)。避免系統(tǒng)管線內(nèi)超壓現(xiàn)象發(fā)生,為閥門提供良好運行條件。

排水：先開排氣閥、進水閥;

正洗：先開正洗排水閥,后關(guān)排氣閥;

過濾制水：先開產(chǎn)水閥后關(guān)正洗排水閥;

停運：纖維過濾器有一臺運行,原水泵不停,過濾器全部停運后,停原水泵;

空氣擦洗：先關(guān)正洗排水閥,再開進氣閥。

4 效果檢查

纖維過濾器改造后,除鹽水纖維過濾器穩(wěn)定運行,閥門未見損壞情況,達到預(yù)定使用周期;除鹽水纖維過濾器順控運行達到最優(yōu)化;16套纖維過濾器可以達到滿負荷運行;除鹽水纖維過濾器入口流量、系統(tǒng)壓力在設(shè)計范圍之內(nèi),滿足設(shè)計要求。

總結(jié)

通過對除鹽水纖維過濾器的技術(shù)改造,極大提高了纖維過濾器產(chǎn)水效率,滿足設(shè)計要求,為全廠穩(wěn)定生產(chǎn),安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運行提供了可靠保障。通過提高除鹽水生產(chǎn)效率,產(chǎn)生的直接效益：每年保守估計更換100臺閥門,每臺閥門按5000元計算,100*5000＝500000元。另外,由于除鹽水生產(chǎn)效率提高,產(chǎn)生的間接效益也是巨大的,避免設(shè)備因閥門卡澀退備,影響制水,導(dǎo)致氣化、動力無除鹽水而降負荷或停爐,繼而影響整體生產(chǎn)試車,節(jié)省費用100萬元/次。