煉油廠化學水處理裝置運行分析及解決措施

曹萍，馮曉濱，陳利維，曹江營

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

煉油廠化學水處理裝置運行分析及解決措施

曹萍，馮曉濱，陳利維，曹江營

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

介紹了煉油廠化學水處理裝置目前運行存在的問題，分析了由于原水的水質變化，造成化水裝置設備污堵、產水量低，實施了有效的技術改進措施，提高了生產效率、保證了鍋爐水質的穩定并降低了水耗。

煉油裝置；化學水處理；超濾；地下水；黃河水

寧夏石化公司煉油廠化學水處理除鹽水裝置于2011年7月正式投入使用，設計處理量350 m3/h。采用預處理+反滲透+混床除鹽系統，將地下水送來的原水經預處理（濁度＜3NTU）與凝結水二次換熱，經雙流式機械過濾器、盤式過濾器、超濾后，過濾掉水中懸浮物及部分有機物；經一級反滲透裝置脫鹽淡化，到中間水箱，濃水進入二級反滲透進一步處理，最后經混合離子交換器處理，水中陰陽離子被樹脂吸附，最終達到高中壓鍋爐的供水水質要求。2014年8月進行停工大檢修，9月5日投入運行。

1　裝置運行中出現的問題及原因分析

1.1開工后運行狀況

2014年8月化學水處理裝置大檢修中，對兩臺SR-101雙流過濾器濾料進行了更換，重新鋪設石英砂、錳砂、礫石，解決了停工前由于新鮮水罐壁面腐蝕造成鐵含量上升（由0.12 mg/L變為0.51 mg/L）的問題，加大了對細小顆粒截污能力，有效攔阻細菌及代謝物。同時各更換一組超濾、反滲透膜組件，解決了超濾膜和反滲透膜污堵的問題，于9月7日開工制水。裝置投運后各項指標正常，滿足煉油裝置鍋爐用水需求。

1.2開工半個月后運行狀況

9月26日超濾進口壓力上升到0.22 MPa（投運初期超濾進口壓力0.14 MPa），這期間加強雙流過濾器清洗力度。29日壓力上升到0.28 MPa。30日由專業清洗廠家對超濾進行清洗，同時對盤濾進行了清洗（清洗時可看出盤濾較干凈）。壓力下降了0.02 MPa，但很快進水壓力又迅速躥升到0.33 MPa。現狀主要表現在：

（1）超濾膜污堵嚴重，進水壓力較高，化學清洗頻繁；

（2）超濾膜PVC管件泄漏嚴重，造成浪費；

（3）跨膜壓差達到極限或超過極限，嚴重損壞超濾膜組件，加速更換頻率；

（4）產水量不夠，由此前的單臺90 m3/h降至40 m3/h，嚴重制約煉油裝置鍋爐用水。

1.3原因分析

1.3.1工藝運行參數對比分析化學水處理裝置自投入運行以來原水一直采用地下水，自2014年9月10日開始，水源地深井供水量逐漸降低，滿足不了煉油供水需求，9月24日供水由深井改為黃河水。

通過以上數據分析，24日供水由深井改為黃河水后，發現新鮮水的濁度、氨氮、鐵離子、氯離子等指標超高，觀察水質顏色呈黃色。水中的二價鐵離子極易污染離子交換樹脂，造成樹脂鐵中毒而降低交換能力；氯化物不僅能破壞水中的有機物和殺死病原微生物，還能破壞離子交換樹脂的結構，使其強度變差，容易破碎。

1.3.2分析說明不同水源水中雜質的成分和含量不盡相同，不同水源的水質特點對水處理系統的設計有不同的要求。

表1　深井水質分析

表2　黃河水質分析

表3　化水裝置原水分析

表4　超濾運行參數

表4　超濾運行參數（續表）

（1）地下水是由雨水和地表水經過地層的滲流而形成的。水在地層滲流過程中，通過土壤和砂礫的過濾作用，去除了大部分懸浮雜質和菌類，由于與大氣和外界環境隔絕，所以不易受外界污染和氣溫影響。地下水的特點有：①水質懸浮雜質、膠體雜質及細菌較少；②水質和水溫穩定；③溶解氧少而游離二氧化碳含量高；④含鹽量和硬度較高，普遍含有Fe2+、Mn2+等離子。

（2）黃河水屬于地表水，由于流域面積十分廣闊，又是敞開流動的水體，水質易受自然條件影響。

綜上所述，由于水源水質變化較大，引起化水裝置設備運行不穩定，超濾膜污堵嚴重，壓力呈逐漸上升趨勢，產水量降低50%。

2　處理措施

2.1近期措施

（1）加強雙流過濾器清洗力度，從兩天一洗改為一天一洗；由以前的開3臺增加到6臺。加強過濾效果和過濾精度，防止帶入二次污染物質的可能性；降低流速，減少污染物進入到盤濾，延長過濾器運行周期，保證出水質量好。

（2）超濾清洗頻率由1小時/次，改為40分鐘/次。采用反洗和氣水合洗的清洗步驟，反洗水與空氣同時投入濾層，更能發揮清洗效果。控制氣水合洗的時間，一般為1 min；控制反洗水流速，防止濾料流失；進氣時不宜過猛，以免損壞設備。

具體操作方式：用反洗水泵將反洗水（超濾水）從膜產水側打入，透過膜后從進水側排出。在清洗時要注意打開給水錯流，防止污染物進入反滲透。

（3）加大殺菌劑投入量，從3 mg/L提高到5 mg/L，每日殺菌1～2次。細菌是造成超濾膜快速污染的另一個原因，細菌在生長過程中分泌出的黏液是膜主要的污堵物之一。因為細菌的滋生速度極快，而且這種黏液在反洗時不易除去，所以增加殺菌量是恢復膜通量的重要措施。

（4）對超濾進行化學清洗，清洗條件：（1 000 mg/L～5 000 mg/L NaClO+0.1%～2%NaOH）×5 h～6 h→水洗→1%～5%酸×1 h～2 h→水洗。

表5　物理清洗

表6　藥洗

表6　藥洗（續表）

操作注意事項：將藥液加溫后進行清洗的效果可能會更好，但若是在低溫過濾后馬上循環過濾加過溫的藥液，會對膜組件產生熱沖擊，所以當兩者溫度相差20℃以上時將溫度的上升速度控制在10℃/min以下。

表7　水洗（漂洗）

操作注意事項：殺菌后一定用清水進行充分的沖洗。膜組件外殼沾有藥液要充分清洗，不要讓藥液殘留。

表8　藥物的選擇

（5）超濾在運行過程要注意運行水溫的變化，一般超濾都是在常溫狀態下運行。過高或過低的水溫會影響產水水量及產水水質。一般超濾運行水溫范圍：5℃～40℃（含清洗過程）。

（6）對原水投加絮凝劑藥劑（3 mg/L～5 mg/L）。防止由于原水帶泥沙較多影響化水裝置正常運行。

（7）從原水著手，查找水源地深井供水量減少的原因。加強深井水管理，防止由于過量抽水、鄰近水井的干擾、集水孔或過濾器的堵塞以及流砂堆積等原因，可能引起水位下降和抽水量降低的危險，采取適當措施加以解決；與黃河水廠溝通，加強水質管理，增加排泥沙裝置，延長新鮮水的沉降時間。

3　結論

通過一系列措施，超濾進口壓力恢復至0.14 MPa，產水量達到85 t/h，延長膜組件的使用周期，保證了化學水裝置的穩定運行，確保除鹽水水質和外送量，滿足鍋爐用水的要求，達到了預期的目標。原水的消耗由平均420 m3/h降至330 m3/h，煉油裝置新鮮水的消耗由平均580 m3/h降至485 m3/h，新鮮水單耗由開工初期的1.47 t/h降至0.67 t/h，為節水和環保做出重要貢獻。

［1］徐興煒，等.工業鍋爐水處理技術［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2008：5.

［2］姚繼賢，等.工業鍋爐水處理及水質分析［M］.北京：勞動人事出版社，1987.

［3］孫本達，楊寶紅.火力發電廠水處理實用技術問答［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［4］旭化成膜MICROZA UNA-620A使用說明書［S］.2011.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.04.032

TE965

A

1673-5285（2015）04-0114-04

2015－02-04

曹萍，女（1975-），大學本科，工程師，現在寧夏石化公司從事煉油裝置的工藝管理工作。