除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率低原因分析及改進措施

朱 青

（中國石油寧夏石化公司煉油廠，寧夏銀川 750001）

1 裝置概況

煉油廠水汽車間化學(xué)水處理裝置是煉油廠500×104t裝置的配套裝置，主要向鍋爐等重要設(shè)備提供除鹽水，該系統(tǒng)設(shè)計產(chǎn)量為350 t/h；系統(tǒng)總產(chǎn)水率為78%。系統(tǒng)包括預(yù)處理系統(tǒng)及處理系統(tǒng)。其中預(yù)處理系統(tǒng)包含多介質(zhì)過濾器、盤濾及超濾；處理系統(tǒng)包含4組一級反滲透，1組二級反滲透及3組混合離子交換器。原水除鹽水工藝流程（見圖1）。

注：產(chǎn)水率=除鹽水產(chǎn)量/新鮮水消耗量×100%

圖1 除鹽水工藝流程圖

2 問題

在2016年運行過程中，雖然各種設(shè)備參數(shù)及工藝參數(shù)嚴格按照控制標(biāo)準(zhǔn)運行，但耗水量特別大，除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率（見表1）。從表1中可以看出，產(chǎn)水率遠沒有達到設(shè)計要求。

3 原因分析

3.1 反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水率低，濃水損失嚴重

反滲透機組（一級反滲透、二級反滲透）是脫鹽率為99.5%的低壓卷式復(fù)合膜，設(shè)計一級反滲透每套處理量為100 t/h～125 t/h，回收率為75%，二級反滲透處理量為75 t/h，回收率為60%，但由于反滲透膜長期運行，膜的過水水質(zhì)及過水量均有下降[1]。原先正常運行2～3套一級反滲透即可滿足裝置供水需求，但由于膜通量減少，2～3套一級反滲透淡水產(chǎn)水量已無法滿足需求，需長期開啟第4套反滲透運行，運行的反滲透越多，產(chǎn)出的濃水越多，而二級反滲透處理量有限，無法處理過多的一級反滲透濃水，導(dǎo)致一級反滲透濃水箱經(jīng)常性溢流，造成大量可利用水資源流失。反滲透運行情況、濃水流失情況（見表2、表3）。

由表2可知，反滲透電導(dǎo)率明顯偏大，正因為反滲透出水水質(zhì)的惡化，繼而影響后續(xù)混合離子交換器運行周期。

3.2 混合離子交換器運行周期短，再生頻繁

混合離子交換器是再生式固定床，是除鹽水生產(chǎn)裝置的重要設(shè)備，該設(shè)備周期性運轉(zhuǎn)，運行一定時間后，床體內(nèi)的樹脂會達到飽和并失去交換能力，此時設(shè)備需要停車再生。再生過程由樹脂分層、酸堿再生、置換清洗、樹脂混合、正洗等過程組成。再生過程中再生水為除鹽水，根據(jù)混床操作卡計算，每再生一個混床，平均消耗除鹽水210 t，按當(dāng)時除鹽水系統(tǒng)除鹽水產(chǎn)率75%核算，每次再生一個混床，消耗新鮮水280 t。統(tǒng)計每月混床運行周期及再生混床次數(shù)（見表4）。每月再生用水量、新鮮水水耗（見表5）。

3.3 部分裝置長流水問題

（1）多介質(zhì)過濾器排空管上閥損壞后，更換為手動閘閥，手動閘閥長期處于常開狀態(tài)，導(dǎo)致多介質(zhì)過濾器在運行過程中排空管處于長流水狀態(tài)，估算每臺過濾器裝置損失10 t/h。基本運行中3開3備，則共損失水10×3=30 t/h。

表1 2016年除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率

表2 2016年反滲透運行情況

表3 濃水流失情況

表4 2016年混床運行周期及再生次數(shù)

表5 2016年再生混床用水量及新鮮水水耗

（2）閥門內(nèi)漏導(dǎo)致設(shè)備長流水。反滲透裝置清洗氣動閥門內(nèi)漏，反滲透即使是在停運狀態(tài)下，依然有8 t/h～10 t/h濃水產(chǎn)生。

（3）操作不當(dāng)導(dǎo)致盤濾過濾器頻繁反洗。盤濾過濾器為壓差達到一定數(shù)值時自動反洗，但發(fā)現(xiàn)在超流量運行時同樣會導(dǎo)致自動反洗，自動反洗時，每臺反洗時間為2 min～3 min，用水量約10 t/h，這也是水流失原因之一。

4 整改措施

4.1 更換反滲透膜元件

為了提高反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水水質(zhì)及回收率，定期對膜進行化學(xué)清洗，但當(dāng)膜使用至一定年限時，也要定期更換反滲透膜元件。2017年7月煉油廠大檢修時，對化學(xué)水系統(tǒng)反滲透膜進行了更換，更換后，產(chǎn)水量及產(chǎn)水水質(zhì)均有顯著提高，目前運行時，兩組反滲透即可滿足上游對除鹽水的需求量，大大降低了濃水的水量，濃水箱再無出現(xiàn)過溢流現(xiàn)象。目前反滲透運行狀況（見表6）。

4.2 提高混合離子交換器運行周期，減少再生頻次

（1）混合離子交換器進水由兩部分組成，汽輪機冷凝液及反滲透機組出水。加強關(guān)注汽輪機冷凝液水質(zhì)，及時發(fā)現(xiàn)異常情況妥善處理。

（2）針對現(xiàn)場情況對再生操作卡進行進一步修訂和完善，準(zhǔn)確合理把握控制好混床酸堿同步再生操作的工藝條件，嚴格控制混床再生過程中酸堿用量，同時控制樹脂反洗分層時間、進酸進堿時間及置換時間，在保證再生質(zhì)量的前提下，減少對除鹽水的浪費。

（3）混合離子交換器中的樹脂數(shù)量和周期產(chǎn)水量在一定范圍內(nèi)成正比關(guān)系，但由于長期使用會有樹脂流失，導(dǎo)致周期產(chǎn)水量下降，即運行周期縮短。所以需要定期對樹脂進行補充。

經(jīng)過以上措施，混床運行周期有了顯著的提高，混合離子交換器再生頻次也大大減少。目前混合離子交換器運行周期及再生次數(shù)（見表7），每月再生用水量、新鮮水水耗（見表8）。

表6 2017年反滲透運行情況

表7 2017年混床運行周期及再生次數(shù)

表8 2017年再生混床用水量及新鮮水水耗

4.3 規(guī)范工藝操作，整改低標(biāo)準(zhǔn)“跑、冒、滴、漏”

（1）要求操作人員嚴格執(zhí)行操作卡，類似多介質(zhì)過濾器排空閥該關(guān)閉的及時關(guān)閉，加強對設(shè)備反洗的監(jiān)控，避免過濾器不是因為臟污而引起的反洗。

（2）設(shè)備人員對現(xiàn)場低標(biāo)準(zhǔn)進行整改，杜絕“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象發(fā)生，對裝置現(xiàn)場出現(xiàn)的閥門內(nèi)漏進行修復(fù)，無法修復(fù)的氣動閥、電動閥，改為用手動閥進行控制。

5 效果

目前除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率（見表9）。由表9可知目前除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率已有顯著提高，自10月起，產(chǎn)水率已經(jīng)能達到設(shè)計指標(biāo)78%。操作人員操作管理水平及水處理系統(tǒng)的技術(shù)改進，對化學(xué)水處理系統(tǒng)如何高效經(jīng)濟運行，都具有非常重要的意義。

表9 2017年除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率

6 結(jié)論

影響除鹽水系統(tǒng)的產(chǎn)水率因素有很多，主要原因是反滲透系統(tǒng)運行及混合離子交換器運行質(zhì)量。在如今水資源嚴重緊缺的情況下，從強化節(jié)水意識到提高

［1］楊春，王光.除鹽水系統(tǒng)產(chǎn)水率低的原因分析與改進［J］.電站系統(tǒng)工程，2008，24（5）：56-57.