滤罐反冲洗系统运行及控制过程的优化

2015-02-09高静大庆油田采油四厂

油气田地面工程 2015年3期

高静大庆油田采油四厂

滤罐反冲洗系统运行及控制过程的优化

高静大庆油田采油四厂

近年来由于三元、含聚等因素影响导致来水水质不达标，站内处理难度较大，按现有反洗曲线进行反冲洗效果不明显。分别选择了1座普通污水站和1座深度污水站进行试验，在来水水质超过一定范围后，调整反冲洗参数，在保证滤料不流失的基础上，加大反冲洗强度并延长反洗时间，使滤罐反冲洗彻底，保证过滤后水质量。从实验对比中发现：两种参数调整方式对出水水质都有所改善，但是由于来水含油不稳定对滤料污染较大，所以采用延时反洗的调整方式对污水站的反洗效果较为明显，反洗后滤后水不达标率明显降低，下一步还将继续通过调整参数对反冲洗参数进行优化。

滤罐；反冲洗参数；运行曲线；控制规律；水质

近年来，某油田新建、扩改建大量污水处理站，以处理转油站、转油放水站及联合站产生的污水。污水处理站是油田生产过程中一个十分重要的生产环节，它是将转油站和联合站处理后的含油污水经过沉降、过滤后，输送到注水站。污水处理的主要工艺流程：外站来的含油污水，首先依次进入一次沉降罐和二次沉降罐，经过两次沉降后进入缓冲罐；然后通过升压泵加压后进入滤罐进行过滤，滤后水进入净化水罐；最后经外输泵进行外输。经过一段时间过滤后，滤罐内的滤料就会受污水内杂质的影响而降低过滤效果，因此必须定期对滤罐进行反冲洗。

滤罐反冲洗的主要工艺流程：缓冲罐内的清水通过反冲洗泵进入滤罐，滤后的污水进入回收污水池。油田含油污水处理直接关系到水质是否合格，而滤罐的反冲洗效果则直接影响污水的过滤质量，因此控制好反冲洗的时间和流量是控制好水质质量的关键环节[1-2]。

1 反冲洗控制系统现状

目前，大庆油田某厂已建普通污水站、深度污水站、聚驱污水站、三元污水站处理站共计25座，通过对各站工艺状况及站内各类工艺运行设备（如泵、变频器、滤罐）的运行状况进行调查研究，针对不同的生产状况应采用不同的工艺设备，在工艺流程方面已经为污水处理站滤罐反冲洗控制系统提供了一个合理的硬件基础。

油田污水处理站过滤罐反冲洗参数参照《油田采出水处理设计规范》执行，在实际应用过程中，往往以固定的参数设置进行反冲洗，而个性化反冲洗自控系统可根据不同的水质情况来实时地调整反冲洗的周期、时间、强度等技术参数。

目前的反冲洗控制还局限在应用理论控制参数阶段，即滤罐反冲洗参数是参照给水处理的技术规范，设计人员根据不同的工艺流程、滤料种类等，经过计算和现场试验摸索来确定反冲洗的周期、时间、强度等技术参数。而设计人员确定的反冲洗参数为符合油田反洗一般规律特性的参数曲线，随着油田开发建设的逐步深入，原有曲线与各站实际参数变化存在一定的差异。为保证达到最佳的反冲洗效果，需要根据水质变化情况对反冲洗参数进行调整，找到符合本站反冲洗系统运行的最佳参数。

2 反冲洗方式控制规律

在确保定时反冲洗及足够的反冲洗时间的基础上，确保合适的反冲洗强度是至关重要的，强度过高或过低对水质的处理都是不利的。反冲洗强度过高容易将滤罐的滤料冲走，造成“跑料”现象；反冲洗强度过低则不能将过滤时沉积在滤料中的污油清除，从而直接影响过滤效果，使滤后水水质变差。因此，在反冲洗过程中按照设计参数来控制强度是十分重要的。近年来由于三元、含聚等因素影响导致来水水质不达标，站内处理难度较大，按现有反洗曲线进行反冲洗效果不明显。为此分别选取了1座普通污水站、1座深度污水站进行反洗参数及控制规律跟踪调整，具体调整方案如下。

2.1 根据滤前水水质调整当天反冲洗参数

针对来水水质波动大问题，制定由来水水质调整反冲洗曲线方案，在原有反冲洗曲线基础上，根据来水含油划分两个区间。在来水水质超过一定范围后，调整反冲洗参数，在保证滤料不流失的基础上，加大反冲洗强度及延长反洗时间，使滤罐反冲洗彻底，保证过滤后水质量。

某联合站来水含油在200～600mg/L波动，根据来水含油指标确定反冲洗方案如下：当来水含油量在400mg/L以下时，按现有反洗曲线进行反冲洗；当来水含油量在400mg/L以上时，增大反冲洗强度到200m3/h，反洗时间调整为30min。

某联合站来水含油量在10～40mg/L波动，根据来水含油指标确定反冲洗方案如下：当来水含油量在20mg/L以下时，按现有反洗曲线增加反洗强度，进行反冲洗；当来水含油量在20mg/L以上时，增大反冲洗强度，使第1阶段反冲洗泵流量稳定在140m3/h保持8min，第2阶段反冲洗泵流量稳定在280m3/h保持4min，第3阶段反冲洗泵流量稳定在360m3/h保持8min。

实验效果：在应用动态调整反冲洗参数后，普通污和深度污水站滤后水不达标率分别从每月35%、32%降至每月22%、18%。

2.2 根据前一天来水指标调整两天反冲洗参数

通过与站内结合发现目前反冲洗系统存在“滞后性”，即前一天来水水质差，导致滤罐内附着的杂质比较多，将滤罐污染，当天调整反洗参数后第二天按现有反冲洗参数进行反洗，不能彻底地将滤罐反洗干净，影响滤罐过滤效果。针对这一问题，将反冲洗强度及时间进行调整，由前一天来水水质确定当天及第二天反洗参数。

某联合站来水含油量在200～600mg/L波动，根据来水含油指标确定反冲洗方案：当来水含油量在400mg/L以下时，按现有反洗曲线，进行反冲洗；当来水含油在400mg/L以上时，增大反冲洗强度到200m3/h，反洗时间调整为30min，并将此反洗曲线保持一天。

某联合站来水含油量在10～40mg/L波动，根据来水含油指标确定反冲洗方案：当来水含油量在20mg/L以下时，按现有反洗曲线增加反洗强度，进行反冲洗；当来水含油在20mg/L以上时，增大反冲洗强度，使第1阶段反冲洗泵流量稳定在140m3/h保持8min，第2阶段反冲洗泵流量稳定在280m3/h保持4min，第3阶段反冲洗泵流量稳定在360m3/h保持8min，并将此反洗曲线保持一天。

实验效果：通过对两个污水站进行一个月的水质跟踪后，普通污和深度污水站的滤后水不达标率分别从每月的35%、32%下降至每月20%、17%。

从实验对比中发现：两种参数调整方式对出水水质都有所改善，但是由于来水含油不稳定对滤料污染较大，所以采用延时反洗的调整方式对污水站的反洗效果较为明显，反洗后滤后水不达标率明显降低，下一步还将继续通过调整参数对反冲洗参数进行优化。