濾罐反沖洗系統運行及控制過程的優化

高靜 大慶油田采油四廠

濾罐反沖洗系統運行及控制過程的優化

高靜 大慶油田采油四廠

近年來由于三元、含聚等因素影響導致來水水質不達標，站內處理難度較大，按現有反洗曲線進行反沖洗效果不明顯。分別選擇了1座普通污水站和1座深度污水站進行試驗，在來水水質超過一定范圍后，調整反沖洗參數，在保證濾料不流失的基礎上，加大反沖洗強度并延長反洗時間，使濾罐反沖洗徹底，保證過濾后水質量。從實驗對比中發現：兩種參數調整方式對出水水質都有所改善，但是由于來水含油不穩定對濾料污染較大，所以采用延時反洗的調整方式對污水站的反洗效果較為明顯，反洗后濾后水不達標率明顯降低，下一步還將繼續通過調整參數對反沖洗參數進行優化。

濾罐；反沖洗參數；運行曲線；控制規律；水質

近年來，某油田新建、擴改建大量污水處理站，以處理轉油站、轉油放水站及聯合站產生的污水。污水處理站是油田生產過程中一個十分重要的生產環節，它是將轉油站和聯合站處理后的含油污水經過沉降、過濾后，輸送到注水站。污水處理的主要工藝流程：外站來的含油污水，首先依次進入一次沉降罐和二次沉降罐，經過兩次沉降后進入緩沖罐；然后通過升壓泵加壓后進入濾罐進行過濾，濾后水進入凈化水罐；最后經外輸泵進行外輸。經過一段時間過濾后，濾罐內的濾料就會受污水內雜質的影響而降低過濾效果，因此必須定期對濾罐進行反沖洗。

濾罐反沖洗的主要工藝流程：緩沖罐內的清水通過反沖洗泵進入濾罐，濾后的污水進入回收污水池。油田含油污水處理直接關系到水質是否合格，而濾罐的反沖洗效果則直接影響污水的過濾質量，因此控制好反沖洗的時間和流量是控制好水質質量的關鍵環節[1-2]。

1 反沖洗控制系統現狀

目前，大慶油田某廠已建普通污水站、深度污水站、聚驅污水站、三元污水站處理站共計25座，通過對各站工藝狀況及站內各類工藝運行設備（如泵、變頻器、濾罐）的運行狀況進行調查研究，針對不同的生產狀況應采用不同的工藝設備，在工藝流程方面已經為污水處理站濾罐反沖洗控制系統提供了一個合理的硬件基礎。

油田污水處理站過濾罐反沖洗參數參照《油田采出水處理設計規范》執行，在實際應用過程中，往往以固定的參數設置進行反沖洗，而個性化反沖洗自控系統可根據不同的水質情況來實時地調整反沖洗的周期、時間、強度等技術參數。

目前的反沖洗控制還局限在應用理論控制參數階段，即濾罐反沖洗參數是參照給水處理的技術規范，設計人員根據不同的工藝流程、濾料種類等，經過計算和現場試驗摸索來確定反沖洗的周期、時間、強度等技術參數。而設計人員確定的反沖洗參數為符合油田反洗一般規律特性的參數曲線，隨著油田開發建設的逐步深入，原有曲線與各站實際參數變化存在一定的差異。為保證達到最佳的反沖洗效果，需要根據水質變化情況對反沖洗參數進行調整，找到符合本站反沖洗系統運行的最佳參數。

2 反沖洗方式控制規律

在確保定時反沖洗及足夠的反沖洗時間的基礎上，確保合適的反沖洗強度是至關重要的，強度過高或過低對水質的處理都是不利的。反沖洗強度過高容易將濾罐的濾料沖走，造成“跑料”現象；反沖洗強度過低則不能將過濾時沉積在濾料中的污油清除，從而直接影響過濾效果，使濾后水水質變差。因此，在反沖洗過程中按照設計參數來控制強度是十分重要的。近年來由于三元、含聚等因素影響導致來水水質不達標，站內處理難度較大，按現有反洗曲線進行反沖洗效果不明顯。為此分別選取了1座普通污水站、1座深度污水站進行反洗參數及控制規律跟蹤調整，具體調整方案如下。

2.1 根據濾前水水質調整當天反沖洗參數

針對來水水質波動大問題，制定由來水水質調整反沖洗曲線方案，在原有反沖洗曲線基礎上，根據來水含油劃分兩個區間。在來水水質超過一定范圍后，調整反沖洗參數，在保證濾料不流失的基礎上，加大反沖洗強度及延長反洗時間，使濾罐反沖洗徹底，保證過濾后水質量。

某聯合站來水含油在200～600mg/L波動，根據來水含油指標確定反沖洗方案如下：當來水含油量在400mg/L以下時，按現有反洗曲線進行反沖洗；當來水含油量在400mg/L以上時，增大反沖洗強度到200m3/h，反洗時間調整為30min。

某聯合站來水含油量在10～40mg/L波動，根據來水含油指標確定反沖洗方案如下：當來水含油量在20mg/L以下時，按現有反洗曲線增加反洗強度，進行反沖洗；當來水含油量在20mg/L以上時，增大反沖洗強度，使第1階段反沖洗泵流量穩定在140m3/h保持8min，第2階段反沖洗泵流量穩定在280m3/h保持4min，第3階段反沖洗泵流量穩定在360m3/h保持8min。

實驗效果：在應用動態調整反沖洗參數后，普通污和深度污水站濾后水不達標率分別從每月35%、32%降至每月22%、18%。

2.2 根據前一天來水指標調整兩天反沖洗參數

通過與站內結合發現目前反沖洗系統存在“滯后性”，即前一天來水水質差，導致濾罐內附著的雜質比較多，將濾罐污染，當天調整反洗參數后第二天按現有反沖洗參數進行反洗，不能徹底地將濾罐反洗干凈，影響濾罐過濾效果。針對這一問題，將反沖洗強度及時間進行調整，由前一天來水水質確定當天及第二天反洗參數。

某聯合站來水含油量在200～600mg/L波動，根據來水含油指標確定反沖洗方案：當來水含油量在400mg/L以下時，按現有反洗曲線，進行反沖洗；當來水含油在400mg/L以上時，增大反沖洗強度到200m3/h，反洗時間調整為30min，并將此反洗曲線保持一天。

某聯合站來水含油量在10～40mg/L波動，根據來水含油指標確定反沖洗方案：當來水含油量在20mg/L以下時，按現有反洗曲線增加反洗強度，進行反沖洗；當來水含油在20mg/L以上時，增大反沖洗強度，使第1階段反沖洗泵流量穩定在140m3/h保持8min，第2階段反沖洗泵流量穩定在280m3/h保持4min，第3階段反沖洗泵流量穩定在360m3/h保持8min，并將此反洗曲線保持一天。

實驗效果：通過對兩個污水站進行一個月的水質跟蹤后，普通污和深度污水站的濾后水不達標率分別從每月的35%、32%下降至每月20%、17%。

從實驗對比中發現：兩種參數調整方式對出水水質都有所改善，但是由于來水含油不穩定對濾料污染較大，所以采用延時反洗的調整方式對污水站的反洗效果較為明顯，反洗后濾后水不達標率明顯降低，下一步還將繼續通過調整參數對反沖洗參數進行優化。

3 結論及建議

反沖洗系統控制及運行是一個在水質變化過程中不斷優化參數的過程，具體參數應根據進出水水質等因素通過試驗確定。需要各站根據自己的實際來水情況，調節、優化反沖洗參數，不拘泥于原有反洗參數；通過實驗摸索出一套適合本站的反沖洗控制參數，根據來水水質，動態調整反沖洗參數，保證反沖洗效果，使濾后水水質達標。

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

[2]向學會．污水站過濾罐反沖洗參數優化[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：高級工程師,2000年畢業于哈爾濱工業大學機電控制及自動化專業,現于大慶油田采油四廠規劃設計研究所從事自控儀表設計工作。