過濾袋檢測設備的節能技術改造

楊艷芹（大慶油田技術監督中心）

大慶油田需大量使用過濾袋對三次采油用助劑進行過濾，過濾袋質量的好壞將直接影響三次采油的效果[1-2]。目前用于檢定過濾袋性能的試驗裝置是大慶石油管理局技術監督中心2003年自主研發的，相應的檢測標準和檢測手段也均為大慶獨有，國內外公司沒有相應的儀器設備。隨著國家對節能環保要求的逐步提高，原有裝置的耗水、耗電及噪音污染等問題日益突出，需對其進行改造，從而達到節能減排的效果。

1 檢測裝置存在問題

過濾袋檢測裝置主要用于檢測濾袋的耐壓強度。檢測時將試樣平整的放于專用卡具上，卡具兩側通過泵送系統控制壓差穩定在0.45～0.55 MPa，并保持30 min。如試樣無破損，則判斷為合格，如試樣出現破損則認為該樣品不合格。原過濾袋檢測裝置存在的主要問題：

1）由于設計年代較早，當時可用于檢驗的泵類產品種類較少，所以選擇的用于提供壓力的臥式離心泵，功率為36 kW。運轉過程中耗電量大，且噪音污染嚴重，在檢定樣品過程中，大部分電能用于做無用的水循環。

2）與離心泵配套的水箱儲水量為12 m3，每批次檢測后均需換水，水資源消耗嚴重，且采用漿葉式攪拌槳攪拌效率低。

3）原檢測裝置由于設計年代較早，材質耐腐蝕性較差，水箱箱體、閥門、管線等長期在工作液循環沖刷下腐蝕較為嚴重，導致計量準確度下降，需經常進行維護和清理，浪費人力物力。

2 節能技術改造

1）檢測臺架的整體結構設計。新檢測裝置是在原有裝置基礎上改良設計的。檢測臺架用來支撐整體結構，提供穩定的檢測壓力和水源。圖1為檢測裝置示意圖，主要由水源部分、泵送部分、夾持部分和管路操作裝置4個部分組成，采用體積最小化設計[3-4]。

圖1 檢測裝置結構示意圖

新設計的檢測裝置，長度為3000 mm，整體采用304不銹鋼結構。在滿足檢測標準的前提下，最大限度的減少裝置的體積和占地面積，同時簡化機械結構使其易于安裝和維護。

2）針對電能源浪費進行改造。原有36 kW臥式離心泵耗電量大，且震動和噪音問題突出，需對其進行更換。按照標準《聚丙烯酰胺溶液過濾器過濾袋驗收條件》中需要的工作條件，選用的泵體應該具有如下特點：對污染物不敏感、耐腐蝕、泵送過程中對實驗樣品的顆粒分布影響較小、壓力穩定。綜合調研了目前常用的離心泵、旋渦泵和活塞泵的應用范圍和技術規格，選擇了一款功率為0.75 kW的計量泵，該泵在滿足設計要求的壓力條件的同時，耐腐蝕、體積小、噪音低，可大幅度降低耗電量[5-6]。

3）針對水資源浪費進行改造。將原來與大功率離心泵配套的12 m3（長4 m、寬1.5 m、高2 m）鐵質蓄水池替換為1.02 m3（長1.5m、寬0.8 m、高0.85 m）的小型304不銹鋼蓄水池，在降低單次檢測用水量的同時減少工作液對設備的腐蝕。并在蓄水池的入水口處加裝40目不銹鋼過濾網，避免意外落入的雜物對檢測產生干擾[7]。

將原有錨式攪拌更換為螺帶式攪拌，使檢測用樹脂的分散更均勻，啟動攪拌漿后5 min即可完全分散，比原攪拌槳分散時間減少了10 min。

4）提高檢測效率的改造。原有螺旋式卡具為普通鑄鐵材質，易腐蝕且更換試樣相對麻煩。這次改造過程中，將其替換為304不銹鋼材質的卡扣式卡具，進一步提高了檢測效率。

3 效益分析

通過對過濾袋檢測裝置的技術改造，降低了檢測過程中的水電消耗，達到了改造的預期效果。

1）用水量。原有濾袋性能檢測裝置單次檢測用水量15 m3；改造后裝置的檢測用水量1.02 m3，新裝置的用水量僅為原有裝置的1/15，節水達到90%以上。

2）用電量。原有裝置的臥式離心泵使用36 kW電動機，新裝置更換為計量泵，電動機功率為0.75kW，用電量為原裝置的2%左右，節電97%以上。

3）經濟效益。該設備年完成300組過濾袋的檢驗工作，應用三年來累計節電約1.8×105kWh，以工業用電單價0.6381元/kWh計算，節約電費約11.49萬元。減少用水約1.26×104m3，以工業用水單價6.85元/m3計算，節約水費約8.63萬元。

4 結束語

通過對過濾袋檢測設備的節能技術改造，解決了原裝置耗水耗電量大、噪音污染、設備及管線腐蝕造成的維護保養頻繁等一系列問題，并通過卡具的改造，提高了檢測效率。應用三年來裝置在保障檢測任務的同時，累計節電約1.8×105kW，節水約1.26×104m3，為其他裝置的節能改造提供了技術思路，具有良好的社會經濟效益。

[1]張學佳，紀巍，康志軍.聚丙烯酰胺應用進展[J].化工中間體，2008（5）：34-39.

[2]吳棟，關淑霞，邰永娜，等.聚丙烯酰胺母液過濾袋更換周期的影響因素[J].化學研究，2011（4）：84-88.

[3]曲文海.壓力容器與化工設備實用手冊[M].北京：化學工業出版社，2000：38-44.

[4]葉海，魏學孟.過濾器結構對過濾生能的影響[J].通風除塵，1998（2）：10-13.

[5]馮玉君.基于泵選型及系統設計的節能降耗措施探討[J].機械工程與自動化，2017（3）：178-180.

[6]曹勤.計量泵的發展和應用[J].石油化工設備，2003，30（5）：13-16.

[7]蘆建芬.水流量標準裝置的節能技術改造[J].石油石化節能，2015（5）：49-50.

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