雙層壓力過濾器底部配水系統反沖洗時的水力分析

劉志宏(大慶油田有限責任公司第八采油廠規劃設計研究所， 黑龍江 大慶 163000)

雙層壓力過濾器底部配水系統反沖洗時的水力分析

劉志宏(大慶油田有限責任公司第八采油廠規劃設計研究所， 黑龍江 大慶 163000)

雙層壓力過濾器底部配水系統篩管中的篩筒縫隙寬度較小，過濾器運行一段時間后，配水系統內部金屬結構會出現腐蝕和結垢的現象，腐蝕產物和污垢便會堵塞縫隙，導致配水系統布水的均勻性變差，并造成反沖洗系統壓力升高，嚴重時會造成配水系統結構損壞。采用拆除篩筒結構，并增加礫石墊料層級配的措施能夠解決上述問題。本文對反沖洗時底部配水系統進行水力計算，分析采取措施前后底部配水系統的水頭損失，以優化反沖洗系統運行參數。

雙層壓力過濾器；底部配水系統；篩管；墊料；水力分析

1 概述

雙層壓力過濾器底部配水系統采用大阻力配水系統，主要作用是保證反沖洗時布水和正常過濾時集水的均勻性，形式多為“豐”字形結構，由干管和支管構成，支管均勻分布于干管兩側，主要決定著布水的均勻性。

支管采用篩管結構，篩管由篩筒、基管和接頭組成，篩筒由繞絲和筋條焊在一起，基管是與篩筒配合使用的帶孔金屬管。

2 存在問題及解決措施

2.1 存在問題

過濾器運行一段時間后，配水系統內部金屬結構會出現腐蝕和結垢的現象，由于篩筒縫隙寬度較小，腐蝕產物和污垢便會堵塞縫隙，當反沖洗進水管道存在固體顆粒時，其隨高速的反沖洗水進入篩管，堵塞篩筒縫隙，加劇了腐蝕產物和垢的沉積和堵塞的程度，導致配水系統布水的均勻性變差，并造成反沖洗系統壓力升高，嚴重時會造成配水系統結構損壞。

2.2 解決措施

配水支管剖開后發現縫隙堵塞超過95%以上，由于基管孔孔徑遠大于篩筒縫隙寬度，腐蝕產物、垢及反沖洗水攜帶的固體顆粒不會造成配水系統的堵塞。依據大阻力配水系統的技術要求，對篩筒結構拆除，只保留基管，同時，為了防止濾料漏入配水系統，根據規范中的墊料填裝規格及厚度，在濾罐底部增加粒徑為32～64mm的礫石墊料層，填裝高度為過濾器底部至配水管管頂以上100mm。

3 水力分析

為了便于分析拆除篩筒結構后的反沖洗水頭損失變化情況，對篩管及墊料層水頭損失分別進行計算。

3.1 配水系統各部分的水頭損失

(1)基管水頭損失

可采用下式計算：

可采用下式計算：

3.2 采取措施前后水頭損失變化分析

以宋一聯含油污水深度處理站的二次雙層壓力過濾器為例，對采取措施前后其反沖洗時底部配水系統進行水力計算。二次雙層壓力過濾器基本參數見表1。

表1 二次雙層壓力過濾器基本參數

利用式(1)～(3)對采取措施前后反沖洗時各部分的水頭損失進行計算，結果見表2。

表2 底部配水系統水頭損失(m)

由表2可知，采取措施后，在反沖洗過程中基管的水頭損失不變，篩筒及篩網的水頭損失由25m減少到0m，礫石墊料層的水頭損失由0．18m增加到0．25m，配水系統的總水頭損失減少了24．93m。

3.3 采取措施前后反沖洗系統運行參數變化分析

我廠某含油污水深度處理站二次雙層壓力過濾器濾料再生時，由反沖洗泵吸凈化水罐中的水升壓，對其進行反沖洗。反沖洗泵的基本運行參數為流量725m3/h，揚程38m，功率132kW。由于采取措施后配水系統的總水頭損失減少24．93m，則反沖洗泵的揚程由38m降為13．07m即可滿足工藝要求，同時電機功率可降低86kW。

(2)篩筒水頭損失

可采用下式計算：

(3)墊料層水頭損失

4 結語

(1)拆除雙層壓力過濾器底部配水系統篩筒結構而保留基管，同時增加底部礫石墊料層級配，能夠解決由于配水系統腐蝕結垢造成的篩管堵塞問題。

(2)采取措施后，可以降低反沖洗泵的揚程及功率，節約能耗。