提高除盐水纤维过滤器产水效率

王 璞

国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油仪表管理中心 宁夏 银川 750411

1 系统概述

国家能源集团宁煤有限责任公司煤制油分公司除盐水及凝液精制站分为预脱盐水站和除盐水站二个独立的站房,其中除盐水装置包括气动阀门595台,常规仪表370台;预除盐水装置包括气动阀门304台,常规仪表314台。纤维过滤器共16套,设计规模为4858t/h。装置供水水源为鸭子荡水库,经宁东净水厂净化处理后通过供水管道配送给CTL项目厂外供水加压泵站,然后由CTL项目作为生产给水通过管道配送给动力站,作为除盐水及凝液精制站的主要补充水源。来自主体装置的优质再生水(1400～2828t/h)是除盐水及凝液精制站的第二补充水源;另外,动力站锅炉的排污降温水(约280t/h)也是除盐水及凝液精制站的补充水源之一。三类原水进入原水箱,通过原水泵送至纤维过滤器,对原水进行粗滤,送至超滤装置。纤维过滤器是以旋翼式纤维滤料为技术核心的系列过滤,由纤维结扎而成的纤维球滤料与传统的刚性颗粒滤料不同,它是弹性滤料,它的空隙率大,在过滤过程中,滤层空隙率沿水流方向逐渐变小,比较符合理想滤料上大下小的空隙分布,与传统滤料相比,纤维球滤料具有滤速高(20-40 m/h),截泥量大,工作周期长等优点。当进水悬浮物在70 mg/l左右时,出水可保证在5 mg/l以下.纤维过滤器单元,DN250对夹式蝶阀共80台,DN200对夹式蝶阀共16台,DN80法兰式球阀共16台。

2 运行情况分析

除盐水纤维过滤器投用以来,频繁由于阀门卡涩而造成设备整套退备,影响制水。后经过设计变更,阀门损坏情况有所改善,但仍不能满足生产要求。目前16套纤维过滤器自装置投用以来,已更换阀门两百余台,极大的浪费了劳力和资金,且影响正常生产。装置产水产生仅在2000t/h左右,远远低于设计水平。针对此问题,通过现场调查分析,大量数据比对,总结出四条主要原因：

2.1 除盐水纤维过滤器生产期间振动大,前后压差大,尤其在进水瞬间管线剧烈抖动,经常出现阀门阀杆弯曲、阀板断裂的情况;

2.2 除盐水正常运行差压超过设计压力,管道内带气,运行中“水锤”现象和憋压现象时常发生;

2.3 原水泵出口压力高达0.8 MPa,而阀门最大耐压16公斤,进水瞬间压力严重超过阀门承受压力、流量超量,加之管线里有气,更容易打坏阀门。

2.4 设计缺陷,管道设计不满足实际生产需求。

综上原因,纤维过滤器产水效率低得直接原因为阀门频繁损坏,造成多套纤维过滤器无法正常投用,从而造成产水效率低下。因此提高除盐水纤维过滤器产水效率的根本方法在于解决阀门损坏问题。

纤维过滤器阀座采用EPDM(三元乙丙橡胶〕,EPDM 可抗30%的盐酸和40%的碱,材料内独有含尼龙.过流部分的阀.部件能达到一定抗腐蚀能力。阀门前期修复质量不高,阀板中间加铆钉,阀杆由原来整体修复后变成分体,很大程度破坏阀板及阀杆强度,另外上下阀杆处、两侧法兰处密封面受损,导致大多数修复的阀门外漏。

3 问题解决

3.1 对阀门重新选型 除盐水纤维过滤器阀门共计有DN250、DN200、DN150和DN125四种工程通径,EPC总承包商万邦达设计全部采用工程压力PN1.0。原水泵设计出口压力可达0.8 MPa,也就是纤维过滤器系统压力可达0.8 MPa,超过阀门耐压等级。中线式蝶阀重新选型,提高耐压等级,采用工程压力PN1.6。避免阀门超压损坏。

3.2 调整工艺参数 除盐水纤维过滤器设计系统差压0.55 MPa、流量在300-400 m3/h,而实际运行期间系统差压在0.8 MPa、流量瞬间可达800 m3/h,从除盐水调试试车就存在此问题,长期的超压超流量运行,产生水击和憋压导致阀门频发故障。增加反洗水泵降低系统差压控制0.55 MPa,进水管线增加手动截止阀控制流量在300-400 m3/h,通过调整工艺参数,大大降低了水击和憋压现象,给阀门运行提供良好的运行工况。出口板式换热器处,由于管道质量存在问题,管道内衬胶脱落堵至板式换热器处,造成管线堵塞,管线内压力过高。

3.3 优化顺控程序 通过增加反洗水泵,并将产水接入反洗水系统,过滤器的运行采用以时间信号控制为主,过滤器控制各步序时间根据现场调试结果确定,过滤器制水时间到转入反洗步序。系统设置多台过滤器,反洗应分别进行,不允许2台过滤器同时反洗。当出现同时反洗的情况时,另一台过滤器进入制水延时状态。避免系统管线内超压现象发生,为阀门提供良好运行条件。

排水：先开排气阀、进水阀;

正洗：先开正洗排水阀,后关排气阀;

过滤制水：先开产水阀后关正洗排水阀;

停运：纤维过滤器有一台运行,原水泵不停,过滤器全部停运后,停原水泵;

空气擦洗：先关正洗排水阀,再开进气阀。

4 效果检查

纤维过滤器改造后,除盐水纤维过滤器稳定运行,阀门未见损坏情况,达到预定使用周期;除盐水纤维过滤器顺控运行达到最优化;16套纤维过滤器可以达到满负荷运行;除盐水纤维过滤器入口流量、系统压力在设计范围之内,满足设计要求。

总结

通过对除盐水纤维过滤器的技术改造,极大提高了纤维过滤器产水效率,满足设计要求,为全厂稳定生产,安、稳、长、满、优运行提供了可靠保障。通过提高除盐水生产效率,产生的直接效益：每年保守估计更换100台阀门,每台阀门按5000元计算,100*5000＝500000元。另外,由于除盐水生产效率提高,产生的间接效益也是巨大的,避免设备因阀门卡涩退备,影响制水,导致气化、动力无除盐水而降负荷或停炉,继而影响整体生产试车,节省费用100万元/次。