旋流除砂罐用于联合站污水处理系统

河南油田采油一厂

旋流除砂罐用于联合站污水处理系统

郭永涛河南油田采油一厂

旋流除砂罐由旋流沉降室、筛板、“人”字形挡流板、集砂坑组成。污水在进入除砂罐时由于延长了滤料在容器内的水利沿程，增加了沉降时间，污水通过筛板进入二级精细过滤罐，而下落的滤料则沉积在集砂坑内，通过排污口泻出，起到了很好的除砂作用。旋流除砂罐较好地解决了一级过滤罐跑料导致二级精细过滤罐进口含砂量大、反洗压力上升、过滤罐受损、维修费用高的难题，在取得较好经济效益的同时也使二级精细过滤罐进口悬浮物大大降低，去除率达到了47%。

联合站；除砂罐；精细过滤罐；污水处理；悬浮物

双河联合站于1977年建成投产，已安全运行近40年，承担着双河油田含水原油的处理任务。原油处理系统设计规模为总处理液量1 095×104t/a（30 000 t/d）。在日常的生产管理中，暴露出了二级精细过滤罐故障停运次数多的问题，不仅维修费用高，而且对双河油区的注水工作也产生了影响。究其原因是前端一级过滤罐跑料进入二级精细过滤罐，堵塞了二级精细过滤罐的滤水通道，造成过滤罐压力上升、过滤罐受损、水质变差，平均半年需要维修一次。针对此现状，于2013年4月对污水处理流程进行了改造，并利用旧罐改造成一具旋流除砂罐，日处理量为23 000m3。自建成以来，未对二级精细过滤罐进行过维修，达到了预期目的。

1 旋流除砂罐的研制

（1）工艺流程。一级过滤罐跑料后，石英砂和卵石随污水一起进入旋流除砂罐，处理后，进入二级精细过滤罐。由于旋流除砂罐采用离心沉降和密度差的原理，可以有效地对含油污水中的石英砂进行水、砂分离，处理后的污水悬浮物大大减少，降低了后端设备对水质的处理难度。

（2）工艺原理。当一级过滤罐来水从中下部呈切线进入除砂罐后，产生强烈的旋转运动，由于砂水密度不同，在离心力、向心浮力、流体曳力的作用下，实现了滤料和污水的快速初步分离，携带滤料的污水向上通过“人”字形挡流板时，大部分滤料被阻挡下来；污水通过“人”字形挡流板之间的间隙流向筛板，滤料再次被阻挡；污水通过筛板后经过出水管进入二级过滤罐，这样就延长了滤料在容器内的水利沿程，增加了沉降时间，下落的滤料沉积在集砂坑内进行收集，最后通过排污口泻出，起到了很好的除砂作用。

（3）结构设计。旋流除砂罐进出口流程采用低进高出、切线方向进入的方式运行，内部结构由旋流沉降室、筛板、“人”字形挡流板、集砂坑组成。“人”字形挡流板设计为三层，安装在人孔上部，便于作业人员进行施工和维修；由于原有过滤罐底部为水泥浇筑而成，为了提高粘结力，此次集砂坑制作采用台阶状的浇筑方式，便于砂砾自上而下进入集砂坑进行收集、排出。

（4）技术参数。第一、三层“人”字形挡流板为10个，第二层人字形挡流板为9个；“人”字形挡流板的两端直接焊接在罐壁上；“人”字形挡流板使用∠100mm×100mm×8mm的角钢；挡板之间相距300 mm，第一层挡板与第二层挡板相距80mm，第二层与第三层挡板相距100mm。

（5）技术特点。结构简单、成本低廉，易于安装和操作；与其他设备相比，具有体积小、处理能力大、节省现场空间；除污效率高、过流量大、清污方便、运行可靠；纯物理方法除砂，避免了其他除砂方式存在水质二次污染的现象。

2 现场应用及效果

（1）能够起到很好的除砂作用。改造前，旋流除砂罐每天底部排砂1次，每周的排砂总量约在0.1m3，同时二级过滤罐和脱硫塔存在压力（从0.20MPa上升至0.25MPa）升高的现象，说明跑料已对正常的过滤系统造成了影响。改造后，能够将前端一级过滤罐的漏砂进行最大限度的收集，每天排砂1～2次，每周的排砂总量约在0.2m3，二级过滤罐未出现压力升高的现象，说明旋流除砂罐的改造取得了成功。

（2）悬浮物的去除率可达到47%。改造前，二级过滤罐的进口悬浮固体含量平均为23mg/L，改造后对除砂罐除杂效果进行了连续跟踪检测，悬浮物的去除率可达到47%，取得了较好效果。

（3）经济效益。运行至今，二级过滤罐未进行过维修，提高了二级过滤罐的运行时率，延长了脱硫塔填料使用周期，提高了注水水质。年可减少二级核桃壳滤料的更换费用及清装料的劳务费用61.125万元。

3 建议

（1）为了提高旋流除砂罐对石英砂的收集作用，可将除砂坑的设计由台阶状改为漏斗形，效果会更好。

（2）在进水管线上安装直径为1吋的蒸汽管线，这样可以在旋流除砂罐排空的情况下，通过蒸汽的高温熏蒸，去除筛网上的板结物，提高过滤效果。

（3）可就近在二级精细过滤罐旁边，利用一级石英砂过滤罐进行改造，成本更低。

13598239846、gyt9846@163.com

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.037

郭永涛：采油工程师，2007年毕业于中国石油大学石油工程专业。