稠联改扩建新增设备及土建部分的施工方案

周文伟 张云龙 王卓

稠联改扩建新增设备及土建部分的施工方案

陈杰朋1周文伟1张云龙1王卓1宋卫娟2

1中国石化河南油建工程有限公司2中国石化河南油田分公司地热开发中心

河南油田拟在外排污水处理生化系统的基础上新建两级过滤系统和缓冲池，污水经过系统缓冲后进入活性炭吸附装置进行深度处理。新增超声波活性炭装置2台，并同时运行；污水回收泵1台，单台功率22kW；过滤提升泵1台，单台功率55kW。土建部分的设计内容包括：新建综合设备房1座，建筑面积420m2，主体采用门式钢架结构，围护墙体采用聚苯烯夹芯板，屋面采用压型钢板；新建200m3水池2座，水池采用钢筋混凝土池，现浇混凝土池盖；新建500m3监护罐1座，监护罐基础采用钢筋混凝土环墙式基础。

超声波活性炭装置；生化系统；安装；土建；设计

近几年，河南油田进行了某稠油联合站的改扩建工程。根据该油田稠联外排污水处理运行现状，在生化系统的基础上新建两级过滤系统和缓冲池，污水经过系统缓冲后进入活性炭吸附装置进行深度处理，将处理后的污水排入监护罐，合格水外排，将反洗及再生污水返排入气浮。该污水深度处理工艺是在现有生化处理的工艺后端增加两级过滤和一级活性炭处理装置。流程如下：稠联来污水→冷却塔→隔油池→生物膜水解酸化池→中沉池→生物膜接触氧化池→二沉池→双滤料过滤器→多介质过滤器→超声波活性炭装置→监护罐→达标外排。该处理方法的反洗流程：清水→活性炭再生水罐→反洗泵→活性炭装置。根据活性炭反洗和再生污水水质指标，接入新建的污水池。活性炭反洗和再生污水回收流程：反洗和再生污水→新建的污水池→去注水。

1 主要设备及构筑物选型

（1）超声波活性炭装置。该装置处理量75m3/h，2台2用。活性炭提升泵4台，2用2备，Q=80m3/h，H=0.41MPa；活性炭重量为45t；半年更新一次活性炭。活性炭炭粒直径10～30目；每次再生率为99%～99.3%；活性炭反洗泵4台，2用2备，Q=200m3/h，H=0.49MPa；运行参数：采出液停留时间20～30min；反冲洗频率3～7天，反冲洗时间3～20min，反洗水量40m3，反洗强度12L/(m2·s)。再生周期3～7天，再生时间30～40min。设备尺寸为9m×13m×3m。

（2）双滤料过滤器（3套）。该双滤料过滤器滤料为无烟煤和石英砂。采用水、气混合反冲洗。

（3）多介质过滤器（3套）。该多介质过滤器可去除小粒径的悬浮物，滤料为核桃壳+石英砂+皓英石。

（4）缓冲水池。有效容积为200m3，停留时间1.4h，设在过滤系统后，尺寸为7.0m×9.0m×3.5m。

（5）污水池。有效容积为200m3，停留时间10～20d（足够长的停留时间可将氧化剂通过光化学作用得到充分的自然降解），设在活性炭吸附装置后，尺寸为7.0m×9.0m×3.5m。

（6）监护罐。选用500m3钢制拱顶罐1座，停留时间3.5h，尺寸为8.9m×8.9m。

（7）污水回收泵。Q=165m3/h，H=30m，N=22kW，1台。

（8）过滤提升泵。Q=165m3/h，H=60m，N=55kW，2台，1用1备。

2 电气部分

对本工程新建2台超声波活性炭装置、1台污水回收泵，1台过滤提升泵配电设计及新建综合设备房的照明接地设计系统。稠油联合站污水生化处理站配电室电源由稠油联合站注水岗配电室引接，进线开关为DW15—630/3400A，站内主要负荷有空压机2台，单台功率45kW，1用1备；搅拌机1台，功率20kW；照明等生活用电负荷5kW，安装负荷115kW。具体设计内容包括：

（1）供配电系统。根据工艺要求，新增超声波活性炭装置2台，单台设备包括吸附控制装置（45kW）和超声波控制装置（140kW）各1套，2台同时运行，运行时设备负载最大为280kW；污水回收泵1台，单台功率22kW；过滤提升泵1台，单台功率55kW。本次新增设备安装负荷为447kW。生化处理站内总计安装负荷为562kW。计算负荷为342kW，计算电流为650A。无功补偿后，运行功率因数达到0.9以上，并考虑变压器的经济运行，可采用1台500kVA变压器。本次新增负荷按二级负荷考虑。原稠联注水岗配电室由2台800kVA变压器供电，负荷已满，不能满足本次新增负荷的要求，且单台运行不能满足稠联和生化处理站内所有二级负荷供电要求，故采用新建2台500kVA变压器台为生化处理站单独供电（1用1备）。根据现场情况及甲方提供资料，由生化处理站南侧的35kV东干线一直线杆T接，采用LGJ—70/10架空线路敷设至生化处理站外西南侧。新建S11—MR—500kVA/35/0.4kV落地变压器2台套（1用1备），2台变压器均采用电缆2（YJV22—1kV3×240+2×120）直埋地敷设至原配电室。新建变压器场院1座，在每个变台下设变压器出口开关箱1台套。配电室内现有7面PGL柜，柜体老化，预留有1面柜体位置。更换进线柜及电容补偿柜各1面，进线柜采用电缆双回路进线，手动刀闸投切，保证二级负荷的运行。拆除老化陈旧的2面出线柜，在原位置及预留位置新建3面GGD柜，将原有负荷及新增负荷接至柜体中，原有设备电缆利旧。

（2）照明系统。新建综合设备房照明电源由配电室内引接，在泵房内新建防爆配电箱1台套，照明回路由配电箱内引接，光源采用防爆灯，综合设备房照度标准为100lx，采用ZR—BV—750V铜芯导线穿钢管明配线。

（3）接地系统。在新建设备处设接地装置2组，要求接地电阻不大于10Ω，所有正常不带电的金属外壳都应与接地装置可靠连接。接地装置采用-40m×4m热镀锌扁钢作为水平接地，50m×5m× 2500m热镀锌角钢作为垂直接地体构成，垂直接地体间距5m，接地装置埋深不小于1m。施工后进行实测，如不满足要求时，增设接地极降阻。

3 土建部分

土建部分的设计内容包括：新建综合设备房1座，建筑面积420m2。主体采用门式钢架结构，围护墙体采用聚苯烯夹芯板，屋面采用压型钢板。新建200m3水池2座，水池采用钢筋混凝土池，现浇混凝土池盖。新建500m3监护罐1座，监护罐基础采用钢筋混凝土环墙式基础。

4 站场总平面的布置

根据规范划分，原污水生化岗属于五级油气站场。根据工艺流程要求，在总平面布置中，拆除生化岗原有的砖围墙和污水泵房，利用南北向已有的进站道路，依据功能分区，将该区块通行道路及场地划分为东、西两部分，西侧布置1座污水池（9m× 7m）、1座缓冲池（9m×7m），东侧布置4座过滤罐；场地南侧布置综合设备房（35m×12m）和1座500m3监护罐；道路及场地采用水泥混凝土结构，建筑门前及设备检修行人通道采用彩色预制块铺筑。

5 结语

（1）新增设备电源由该稠联污水生化处理站配电室配用回路引接。超声波活性炭装置供电分别采用电缆YJV22—1kV3×185+1×95及VV22—1kV 3×50+1×25直埋地敷设至泵房现场控制柜，控制柜厂家自带。污水回收泵供电采用电缆VV22—1kV3×16+1×10直埋地敷设至新建泵房，过滤提升泵供电采用电缆VV22—1kV3×50+1×25直埋地敷设至新建综合设备房，现场设防爆操作柱，实现泵的现场启停。综合设备房内设室内电缆沟，电缆站内泵房外直埋地-0.7m，室内沿电缆沟敷设，过路、基础、出电缆沟均加穿热镀锌钢管保护。

（2）总图平面布置应考虑该区主导风向、流程顺畅、方便生产操作管理等，满足《石油天然气工程设计防火规范》。

（3）超声波活性炭装置利用超声波技术进行活性炭的再生，利用空化作用以及超声波与氧化剂的协同作用，可破坏细菌原生质的胶体状态，从而导致细菌裂解，抑制细菌的生长。该方法可解决传统的活性炭再生困难，即细菌生长形成生物膜堵塞活性炭的问题。通过再生使用，可降低处理成本，减少废渣排放，同时可以回收有用的活性炭。该技术已在大庆油田和吉林油田小规模应用，污水处理规模较大时一定要考虑风险因素。

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.034