縫隙式金屬過濾器和全自動(dòng)砂濾器在煉油廠循環(huán)水場(chǎng)的應(yīng)用
1.概述
在工業(yè)循環(huán)水處理中,循環(huán)水水質(zhì)的好壞直接關(guān)系到裝置動(dòng)力熱力設(shè)備安全運(yùn)行,而旁濾系統(tǒng)是循環(huán)水處理至關(guān)重要的一部分。在石油化工企業(yè)中,一般旁濾系統(tǒng)采用的是重力無(wú)閥濾池。大慶石化公司煉油廠供水車間第五循環(huán)水場(chǎng)于1991年建成投產(chǎn),設(shè)計(jì)處理能力R=6000 t /h,實(shí)際處理量為5100 t/h。 2003年,考慮到裝置擴(kuò)建改造循環(huán)水水量的增加及水質(zhì)要求的提高,原有的重力無(wú)閥濾池?zé)o法滿足生產(chǎn)需求。經(jīng)過調(diào)研和充分論證決定對(duì)原有的旁濾系統(tǒng)進(jìn)行更新,循環(huán)水經(jīng)金屬過濾器處理后,再經(jīng)全自動(dòng)砂濾器過濾,不僅滿足了循環(huán)水旁慮系統(tǒng)出水水質(zhì)要求,而且降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。
2.循環(huán)水旁濾系統(tǒng)工藝現(xiàn)狀及問題
原循環(huán)水旁濾系統(tǒng)采用的是重力無(wú)閥濾池,采用顆粒狀石英砂為濾料,利用虹吸原理設(shè)計(jì)的一種等流速快濾池,流速為6~10m/h。為了保證處理水量,系統(tǒng)采用兩個(gè)濾池并聯(lián),處理量80t/h×2=160 t/h。通過長(zhǎng)期運(yùn)行觀察,存在以下三個(gè)方面的問題:
2.1無(wú)閥濾池反洗時(shí),需要帶走大量的循環(huán)水,造成反洗自用水消耗量大。
2.2無(wú)閥濾池采用顆粒狀濾料石英砂進(jìn)行過濾,其過濾精度受濾料粒徑限制,再者,顆粒狀石英砂易造成亂層及分布不均,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)偏流而影響了出水水質(zhì),導(dǎo)致其出水濁度達(dá)不到要求(規(guī)范要求的循環(huán)水旁濾池出水濁度≤5 mg/l)。而且,大慶石化公司煉油廠有其特殊性,于1963年建廠,設(shè)備陳舊,裝置頻繁泄漏,造成循環(huán)水濁度、含油和COD嚴(yán)重超標(biāo),影響循環(huán)水水質(zhì),而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),有的長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月之久。
2.3受地理環(huán)境影響,我國(guó)北方地區(qū)冬季寒冷漫長(zhǎng),氣溫多在-30~-20℃左右,給無(wú)閥濾池的保溫提出了嚴(yán)格的條件。為了保證其正常運(yùn)行,一直采用蒸汽伴熱。
3.縫隙式金屬過濾器的工作原理與工作過程
全自動(dòng)縫隙式過濾器正常過濾是由濾元來(lái)完成的,廢水從進(jìn)水管進(jìn)入過濾器的下殼體后進(jìn)入殼體的濾元過濾,在濾元中將懸浮物留后,將濾后水送往用戶或下道處理工序。
過濾器的反沖洗是由一套旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來(lái)完成的,旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是由差壓傳感器及電腦來(lái)控制的。
濾元橫斷面為圓形或多邊形過濾柱,它是由V 形不銹鋼絲纏繞在不銹鋼骨架上焊制成的網(wǎng)筒,這種過濾網(wǎng)具有強(qiáng)度高,有效過濾面積大,易反沖洗,長(zhǎng)期工作不糊網(wǎng),過濾精度高等特點(diǎn)。它的精度可以截留O.08mm 的固體顆粒,同時(shí),截留V 過濾區(qū)的顆粒雜質(zhì)易于在反洗時(shí)沖洗排除。它的強(qiáng)度可以承受由于反沖時(shí)沖洗壓力與正常工作壓力的交替變化所形成的交變應(yīng)力與正常工作壓力的交替變化所形成的沖擊,因而可以保持長(zhǎng)期自動(dòng)運(yùn)行工作。
縫隙式金屬過濾器的工作過程如下(如圖) :需要處理的水經(jīng)進(jìn)口11 流入配水區(qū)I 配給每個(gè)濾元3 ,水經(jīng)濾元3 處理后流入過濾區(qū)Ⅱ,過濾后的水由出口4 流出。當(dāng)濾元截留一定數(shù)量的雜質(zhì)后,阻力的大小通過傳感器傳遞給電腦系統(tǒng),電腦系統(tǒng)有一套程序,這個(gè)程序能夠把從傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)編譯整理,根據(jù)壓力大小把處理后的數(shù)據(jù)再傳遞出去,當(dāng)阻力增加到程序中設(shè)定的值時(shí),就發(fā)出啟動(dòng)指令,使系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)傳動(dòng)裝置1 ,反沖洗閥9 自動(dòng)打開,傳動(dòng)軸帶動(dòng)反沖洗管6 旋轉(zhuǎn),靠處理后的水與大氣的壓差對(duì)濾元逐個(gè)進(jìn)行清洗,反沖洗排水經(jīng)排水管排出,由于自動(dòng)反沖洗濾元內(nèi)外的壓差逐漸減小,傳感器這時(shí)又把已減小了的阻力數(shù)據(jù)傳遞給電腦,當(dāng)阻力小到設(shè)定值時(shí),則發(fā)出停機(jī)指令,反沖洗結(jié)束,反沖洗結(jié)束后,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1 自動(dòng)停機(jī),反洗閥9 自動(dòng)關(guān)閉。同時(shí),還設(shè)置了時(shí)間和受動(dòng)程序。
4.優(yōu)化運(yùn)行,節(jié)能降耗
4.1高效的懸浮物去除率
循環(huán)水經(jīng)縫隙式金屬過濾器處理后,再經(jīng)全自動(dòng)砂濾器過濾排入塔池,基本達(dá)到了旁濾出水濁度≤5 mg/L。由表一可以看出濁度合格率在2003年11月后有了一定的提高,從2003年5月到2003年10月,合格率平均值90.8% ,2003年11月到2004年4月,合格率平均值95.8%,提升了5個(gè)百分點(diǎn)。
表一: 單位mg/L
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注:更新后的旁濾系統(tǒng)在2003年11月正式投用。濁度控制指標(biāo)≤ 30 mg/L。
重力無(wú)閥濾池在反洗時(shí),虹吸流量為進(jìn)水流量的6倍,按進(jìn)水流量80 t/h,24小時(shí)反洗一次,一次5分鐘計(jì)算,平均每小時(shí)反洗排水(80×2×6)/(12×24)=3.33 t。在水質(zhì)惡劣時(shí)期,為了保證水質(zhì),有時(shí)24小時(shí)強(qiáng)制反洗達(dá)2次,平均每小時(shí)反洗排水3.33×2=6.66 t,造成水量的極大浪費(fèi)。而采用金屬過濾器和全自動(dòng)砂濾器后,金屬過濾器的反洗水量不大于過濾水量的0.3~0.5%,按24小時(shí)反洗一次計(jì)算,平均每小時(shí)反洗排水200×0.5%= 1t。而全自動(dòng)砂濾器在反洗過程中,反洗水自給,反洗時(shí)進(jìn)水不會(huì)流失,按24小時(shí)反洗一次計(jì)算,平均每小時(shí)反洗排水(80×2)/(12×24)=0.56t。旁濾系統(tǒng)反洗平均每小時(shí)反洗排水1+0.56=1.56 t。全年可節(jié)約水量(3.33-1.56)×24×365=15505.2t,1t污水處理費(fèi)按4.5元計(jì)算,全年可節(jié)約排污費(fèi)15505.2×4.5=69773.4元。
4.3不需要保溫,降低了能耗
重力無(wú)閥濾池在使用過程中,需要防凍。北方冬季漫長(zhǎng),從頭年10月份到第二年4月份,無(wú)閥濾池一直采用蒸汽伴熱。而縫隙式金屬過濾器和全自動(dòng)砂濾器具備依靠自身過濾水防凍功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),每年可以節(jié)省一筆可觀的伴熱費(fèi)用。
4.4不需要更換濾芯
重力無(wú)閥濾池的濾料石英砂在使用過程中容易板結(jié),為了保證其處理效果,需要定期清洗,嚴(yán)重的必須更換。由于裝置換熱器頻繁泄漏,濾料2年需要更換一次。而金屬過濾器則不同,濾芯被污染后,可以隨時(shí)單獨(dú)拆卸,進(jìn)行人工檢查或清洗,恢復(fù)其過濾性能。濾芯5-10年不需要更換,每年可節(jié)約材料費(fèi)和人工費(fèi)約3萬(wàn)元。
4.5自動(dòng)化程度強(qiáng)
濾池控制系統(tǒng)采用PLC一體化統(tǒng)一控制方式?刂品绞綖“壓差/時(shí)間”自動(dòng)控制及手動(dòng)控制(由切換開關(guān)選擇)。“壓差”控制方式為:當(dāng)過濾器過濾時(shí)隨過濾層阻力增加,壓差達(dá)到1.5米水柱時(shí),控制器控制輸出,關(guān)閉進(jìn)水電動(dòng)閥,同時(shí)緩開排水閥,沖洗5分鐘,關(guān)閉排水閥,開進(jìn)水閥,進(jìn)行下一周期過濾。“時(shí)間” 控制方式為:當(dāng)過濾器過濾時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí),控制器控制輸出,關(guān)閉進(jìn)水電動(dòng)閥,同時(shí)緩開排水閥,沖洗5分鐘,關(guān)閉排水閥,開進(jìn)水閥,進(jìn)行下一周期過濾。
5.結(jié)論
縫隙式金屬過濾器以其高速過濾、處理水量大、全自動(dòng)、占地面積小等特點(diǎn)在工業(yè)水處理中取得了理想的處理效果,如果它能與全自動(dòng)砂濾器配合起來(lái)使用,效果更加明顯。應(yīng)用實(shí)踐表明, 兩者結(jié)合起來(lái)不僅在冶金、石油化工、電力等水處理技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景,而且在紡織、輕工、食品、市政等行業(yè)的固液分離濃縮、凈化等工藝過程中,也具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng),在以后應(yīng)該成為一種發(fā)展趨勢(shì)。
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