提高除鹽水纖維過濾器產水效率

王 璞

國家能源集團寧夏煤業有限責任公司煤制油儀表管理中心 寧夏 銀川 750411

1 系統概述

國家能源集團寧煤有限責任公司煤制油分公司除鹽水及凝液精制站分為預脫鹽水站和除鹽水站二個獨立的站房,其中除鹽水裝置包括氣動閥門595臺,常規儀表370臺;預除鹽水裝置包括氣動閥門304臺,常規儀表314臺。纖維過濾器共16套,設計規模為4858t/h。裝置供水水源為鴨子蕩水庫,經寧東凈水廠凈化處理后通過供水管道配送給CTL項目廠外供水加壓泵站,然后由CTL項目作為生產給水通過管道配送給動力站,作為除鹽水及凝液精制站的主要補充水源。來自主體裝置的優質再生水(1400～2828t/h)是除鹽水及凝液精制站的第二補充水源;另外,動力站鍋爐的排污降溫水(約280t/h)也是除鹽水及凝液精制站的補充水源之一。三類原水進入原水箱,通過原水泵送至纖維過濾器,對原水進行粗濾,送至超濾裝置。纖維過濾器是以旋翼式纖維濾料為技術核心的系列過濾,由纖維結扎而成的纖維球濾料與傳統的剛性顆粒濾料不同,它是彈性濾料,它的空隙率大,在過濾過程中,濾層空隙率沿水流方向逐漸變小,比較符合理想濾料上大下小的空隙分布,與傳統濾料相比,纖維球濾料具有濾速高(20-40 m/h),截泥量大,工作周期長等優點。當進水懸浮物在70 mg/l左右時,出水可保證在5 mg/l以下.纖維過濾器單元,DN250對夾式蝶閥共80臺,DN200對夾式蝶閥共16臺,DN80法蘭式球閥共16臺。

2 運行情況分析

除鹽水纖維過濾器投用以來,頻繁由于閥門卡澀而造成設備整套退備,影響制水。后經過設計變更,閥門損壞情況有所改善,但仍不能滿足生產要求。目前16套纖維過濾器自裝置投用以來,已更換閥門兩百余臺,極大的浪費了勞力和資金,且影響正常生產。裝置產水產生僅在2000t/h左右,遠遠低于設計水平。針對此問題,通過現場調查分析,大量數據比對,總結出四條主要原因：

2.1 除鹽水纖維過濾器生產期間振動大,前后壓差大,尤其在進水瞬間管線劇烈抖動,經常出現閥門閥桿彎曲、閥板斷裂的情況;

2.2 除鹽水正常運行差壓超過設計壓力,管道內帶氣,運行中“水錘”現象和憋壓現象時常發生;

2.3 原水泵出口壓力高達0.8 MPa,而閥門最大耐壓16公斤,進水瞬間壓力嚴重超過閥門承受壓力、流量超量,加之管線里有氣,更容易打壞閥門。

2.4 設計缺陷,管道設計不滿足實際生產需求。

綜上原因,纖維過濾器產水效率低得直接原因為閥門頻繁損壞,造成多套纖維過濾器無法正常投用,從而造成產水效率低下。因此提高除鹽水纖維過濾器產水效率的根本方法在于解決閥門損壞問題。

纖維過濾器閥座采用EPDM(三元乙丙橡膠〕,EPDM 可抗30%的鹽酸和40%的堿,材料內獨有含尼龍.過流部分的閥.部件能達到一定抗腐蝕能力。閥門前期修復質量不高,閥板中間加鉚釘,閥桿由原來整體修復后變成分體,很大程度破壞閥板及閥桿強度,另外上下閥桿處、兩側法蘭處密封面受損,導致大多數修復的閥門外漏。

3 問題解決

3.1 對閥門重新選型 除鹽水纖維過濾器閥門共計有DN250、DN200、DN150和DN125四種工程通徑,EPC總承包商萬邦達設計全部采用工程壓力PN1.0。原水泵設計出口壓力可達0.8 MPa,也就是纖維過濾器系統壓力可達0.8 MPa,超過閥門耐壓等級。中線式蝶閥重新選型,提高耐壓等級,采用工程壓力PN1.6。避免閥門超壓損壞。

3.2 調整工藝參數 除鹽水纖維過濾器設計系統差壓0.55 MPa、流量在300-400 m3/h,而實際運行期間系統差壓在0.8 MPa、流量瞬間可達800 m3/h,從除鹽水調試試車就存在此問題,長期的超壓超流量運行,產生水擊和憋壓導致閥門頻發故障。增加反洗水泵降低系統差壓控制0.55 MPa,進水管線增加手動截止閥控制流量在300-400 m3/h,通過調整工藝參數,大大降低了水擊和憋壓現象,給閥門運行提供良好的運行工況。出口板式換熱器處,由于管道質量存在問題,管道內襯膠脫落堵至板式換熱器處,造成管線堵塞,管線內壓力過高。

3.3 優化順控程序 通過增加反洗水泵,并將產水接入反洗水系統,過濾器的運行采用以時間信號控制為主,過濾器控制各步序時間根據現場調試結果確定,過濾器制水時間到轉入反洗步序。系統設置多臺過濾器,反洗應分別進行,不允許2臺過濾器同時反洗。當出現同時反洗的情況時,另一臺過濾器進入制水延時狀態。避免系統管線內超壓現象發生,為閥門提供良好運行條件。

排水：先開排氣閥、進水閥;

正洗：先開正洗排水閥,后關排氣閥;

過濾制水：先開產水閥后關正洗排水閥;

停運：纖維過濾器有一臺運行,原水泵不停,過濾器全部停運后,停原水泵;

空氣擦洗：先關正洗排水閥,再開進氣閥。

4 效果檢查

纖維過濾器改造后,除鹽水纖維過濾器穩定運行,閥門未見損壞情況,達到預定使用周期;除鹽水纖維過濾器順控運行達到最優化;16套纖維過濾器可以達到滿負荷運行;除鹽水纖維過濾器入口流量、系統壓力在設計范圍之內,滿足設計要求。

總結

通過對除鹽水纖維過濾器的技術改造,極大提高了纖維過濾器產水效率,滿足設計要求,為全廠穩定生產,安、穩、長、滿、優運行提供了可靠保障。通過提高除鹽水生產效率,產生的直接效益：每年保守估計更換100臺閥門,每臺閥門按5000元計算,100*5000＝500000元。另外,由于除鹽水生產效率提高,產生的間接效益也是巨大的,避免設備因閥門卡澀退備,影響制水,導致氣化、動力無除鹽水而降負荷或停爐,繼而影響整體生產試車,節省費用100萬元/次。