过滤袋检测设备的节能技术改造

杨艳芹（大庆油田技术监督中心）

大庆油田需大量使用过滤袋对三次采油用助剂进行过滤，过滤袋质量的好坏将直接影响三次采油的效果[1-2]。目前用于检定过滤袋性能的试验装置是大庆石油管理局技术监督中心2003年自主研发的，相应的检测标准和检测手段也均为大庆独有，国内外公司没有相应的仪器设备。随着国家对节能环保要求的逐步提高，原有装置的耗水、耗电及噪音污染等问题日益突出，需对其进行改造，从而达到节能减排的效果。

1 检测装置存在问题

过滤袋检测装置主要用于检测滤袋的耐压强度。检测时将试样平整的放于专用卡具上，卡具两侧通过泵送系统控制压差稳定在0.45～0.55 MPa，并保持30 min。如试样无破损，则判断为合格，如试样出现破损则认为该样品不合格。原过滤袋检测装置存在的主要问题：

1）由于设计年代较早，当时可用于检验的泵类产品种类较少，所以选择的用于提供压力的卧式离心泵，功率为36 kW。运转过程中耗电量大，且噪音污染严重，在检定样品过程中，大部分电能用于做无用的水循环。

2）与离心泵配套的水箱储水量为12 m3，每批次检测后均需换水，水资源消耗严重，且采用浆叶式搅拌桨搅拌效率低。

3）原检测装置由于设计年代较早，材质耐腐蚀性较差，水箱箱体、阀门、管线等长期在工作液循环冲刷下腐蚀较为严重，导致计量准确度下降，需经常进行维护和清理，浪费人力物力。

2 节能技术改造

1）检测台架的整体结构设计。新检测装置是在原有装置基础上改良设计的。检测台架用来支撑整体结构，提供稳定的检测压力和水源。图1为检测装置示意图，主要由水源部分、泵送部分、夹持部分和管路操作装置4个部分组成，采用体积最小化设计[3-4]。

图1 检测装置结构示意图

新设计的检测装置，长度为3000 mm，整体采用304不锈钢结构。在满足检测标准的前提下，最大限度的减少装置的体积和占地面积，同时简化机械结构使其易于安装和维护。

2）针对电能源浪费进行改造。原有36 kW卧式离心泵耗电量大，且震动和噪音问题突出，需对其进行更换。按照标准《聚丙烯酰胺溶液过滤器过滤袋验收条件》中需要的工作条件，选用的泵体应该具有如下特点：对污染物不敏感、耐腐蚀、泵送过程中对实验样品的颗粒分布影响较小、压力稳定。综合调研了目前常用的离心泵、旋涡泵和活塞泵的应用范围和技术规格，选择了一款功率为0.75 kW的计量泵，该泵在满足设计要求的压力条件的同时，耐腐蚀、体积小、噪音低，可大幅度降低耗电量[5-6]。

3）针对水资源浪费进行改造。将原来与大功率离心泵配套的12 m3（长4 m、宽1.5 m、高2 m）铁质蓄水池替换为1.02 m3（长1.5m、宽0.8 m、高0.85 m）的小型304不锈钢蓄水池，在降低单次检测用水量的同时减少工作液对设备的腐蚀。并在蓄水池的入水口处加装40目不锈钢过滤网，避免意外落入的杂物对检测产生干扰[7]。

将原有锚式搅拌更换为螺带式搅拌，使检测用树脂的分散更均匀，启动搅拌浆后5 min即可完全分散，比原搅拌桨分散时间减少了10 min。

4）提高检测效率的改造。原有螺旋式卡具为普通铸铁材质，易腐蚀且更换试样相对麻烦。这次改造过程中，将其替换为304不锈钢材质的卡扣式卡具，进一步提高了检测效率。

3 效益分析

通过对过滤袋检测装置的技术改造，降低了检测过程中的水电消耗，达到了改造的预期效果。

1）用水量。原有滤袋性能检测装置单次检测用水量15 m3；改造后装置的检测用水量1.02 m3，新装置的用水量仅为原有装置的1/15，节水达到90%以上。

2）用电量。原有装置的卧式离心泵使用36 kW电动机，新装置更换为计量泵，电动机功率为0.75kW，用电量为原装置的2%左右，节电97%以上。

3）经济效益。该设备年完成300组过滤袋的检验工作，应用三年来累计节电约1.8×105kWh，以工业用电单价0.6381元/kWh计算，节约电费约11.49万元。减少用水约1.26×104m3，以工业用水单价6.85元/m3计算，节约水费约8.63万元。

4 结束语

通过对过滤袋检测设备的节能技术改造，解决了原装置耗水耗电量大、噪音污染、设备及管线腐蚀造成的维护保养频繁等一系列问题，并通过卡具的改造，提高了检测效率。应用三年来装置在保障检测任务的同时，累计节电约1.8×105kW，节水约1.26×104m3，为其他装置的节能改造提供了技术思路，具有良好的社会经济效益。

[1]张学佳，纪巍，康志军.聚丙烯酰胺应用进展[J].化工中间体，2008（5）：34-39.

[2]吴栋，关淑霞，邰永娜，等.聚丙烯酰胺母液过滤袋更换周期的影响因素[J].化学研究，2011（4）：84-88.

[3]曲文海.压力容器与化工设备实用手册[M].北京：化学工业出版社，2000：38-44.

[4]叶海，魏学孟.过滤器结构对过滤生能的影响[J].通风除尘，1998（2）：10-13.

[5]冯玉君.基于泵选型及系统设计的节能降耗措施探讨[J].机械工程与自动化，2017（3）：178-180.

[6]曹勤.计量泵的发展和应用[J].石油化工设备，2003，30（5）：13-16.

[7]芦建芬.水流量标准装置的节能技术改造[J].石油石化节能，2015（5）：49-50.

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