旋流除砂罐用于聯合站污水處理系統

河南油田采油一廠

旋流除砂罐用于聯合站污水處理系統

郭永濤河南油田采油一廠

旋流除砂罐由旋流沉降室、篩板、“人”字形擋流板、集砂坑組成。污水在進入除砂罐時由于延長了濾料在容器內的水利沿程，增加了沉降時間，污水通過篩板進入二級精細過濾罐，而下落的濾料則沉積在集砂坑內，通過排污口瀉出，起到了很好的除砂作用。旋流除砂罐較好地解決了一級過濾罐跑料導致二級精細過濾罐進口含砂量大、反洗壓力上升、過濾罐受損、維修費用高的難題，在取得較好經濟效益的同時也使二級精細過濾罐進口懸浮物大大降低，去除率達到了47%。

聯合站；除砂罐；精細過濾罐；污水處理；懸浮物

雙河聯合站于1977年建成投產，已安全運行近40年，承擔著雙河油田含水原油的處理任務。原油處理系統設計規模為總處理液量1 095×104t/a（30 000 t/d）。在日常的生產管理中，暴露出了二級精細過濾罐故障停運次數多的問題，不僅維修費用高，而且對雙河油區的注水工作也產生了影響。究其原因是前端一級過濾罐跑料進入二級精細過濾罐，堵塞了二級精細過濾罐的濾水通道，造成過濾罐壓力上升、過濾罐受損、水質變差，平均半年需要維修一次。針對此現狀，于2013年4月對污水處理流程進行了改造，并利用舊罐改造成一具旋流除砂罐，日處理量為23 000m3。自建成以來，未對二級精細過濾罐進行過維修，達到了預期目的。

1 旋流除砂罐的研制

（1）工藝流程。一級過濾罐跑料后，石英砂和卵石隨污水一起進入旋流除砂罐，處理后，進入二級精細過濾罐。由于旋流除砂罐采用離心沉降和密度差的原理，可以有效地對含油污水中的石英砂進行水、砂分離，處理后的污水懸浮物大大減少，降低了后端設備對水質的處理難度。

（2）工藝原理。當一級過濾罐來水從中下部呈切線進入除砂罐后，產生強烈的旋轉運動，由于砂水密度不同，在離心力、向心浮力、流體曳力的作用下，實現了濾料和污水的快速初步分離，攜帶濾料的污水向上通過“人”字形擋流板時，大部分濾料被阻擋下來；污水通過“人”字形擋流板之間的間隙流向篩板，濾料再次被阻擋；污水通過篩板后經過出水管進入二級過濾罐，這樣就延長了濾料在容器內的水利沿程，增加了沉降時間，下落的濾料沉積在集砂坑內進行收集，最后通過排污口瀉出，起到了很好的除砂作用。

（3）結構設計。旋流除砂罐進出口流程采用低進高出、切線方向進入的方式運行，內部結構由旋流沉降室、篩板、“人”字形擋流板、集砂坑組成。“人”字形擋流板設計為三層，安裝在人孔上部，便于作業人員進行施工和維修；由于原有過濾罐底部為水泥澆筑而成，為了提高粘結力，此次集砂坑制作采用臺階狀的澆筑方式，便于砂礫自上而下進入集砂坑進行收集、排出。

（4）技術參數。第一、三層“人”字形擋流板為10個，第二層人字形擋流板為9個；“人”字形擋流板的兩端直接焊接在罐壁上；“人”字形擋流板使用∠100mm×100mm×8mm的角鋼；擋板之間相距300 mm，第一層擋板與第二層擋板相距80mm，第二層與第三層擋板相距100mm。

（5）技術特點。結構簡單、成本低廉，易于安裝和操作；與其他設備相比，具有體積小、處理能力大、節省現場空間；除污效率高、過流量大、清污方便、運行可靠；純物理方法除砂，避免了其他除砂方式存在水質二次污染的現象。

2 現場應用及效果

（1）能夠起到很好的除砂作用。改造前，旋流除砂罐每天底部排砂1次，每周的排砂總量約在0.1m3，同時二級過濾罐和脫硫塔存在壓力（從0.20MPa上升至0.25MPa）升高的現象，說明跑料已對正常的過濾系統造成了影響。改造后，能夠將前端一級過濾罐的漏砂進行最大限度的收集，每天排砂1～2次，每周的排砂總量約在0.2m3，二級過濾罐未出現壓力升高的現象，說明旋流除砂罐的改造取得了成功。

（2）懸浮物的去除率可達到47%。改造前，二級過濾罐的進口懸浮固體含量平均為23mg/L，改造后對除砂罐除雜效果進行了連續跟蹤檢測，懸浮物的去除率可達到47%，取得了較好效果。

（3）經濟效益。運行至今，二級過濾罐未進行過維修，提高了二級過濾罐的運行時率，延長了脫硫塔填料使用周期，提高了注水水質。年可減少二級核桃殼濾料的更換費用及清裝料的勞務費用61.125萬元。

3 建議

（1）為了提高旋流除砂罐對石英砂的收集作用，可將除砂坑的設計由臺階狀改為漏斗形，效果會更好。

（2）在進水管線上安裝直徑為1吋的蒸汽管線，這樣可以在旋流除砂罐排空的情況下，通過蒸汽的高溫熏蒸，去除篩網上的板結物，提高過濾效果。

（3）可就近在二級精細過濾罐旁邊，利用一級石英砂過濾罐進行改造，成本更低。

13598239846、gyt9846@163.com

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.037

郭永濤：采油工程師，2007年畢業于中國石油大學石油工程專業。