馮勝利，張?zhí)祢?，馮月琳

1.勝利油田勝利采油廠(chǎng) ，山東 東營(yíng) 257051；2.中國(guó)石油大學(xué)，山東 青島 266555

油田稠油熱采主要依靠濕蒸汽發(fā)生器將高溫、高壓濕蒸汽的熱能傳遞到稠油層,熱能傳遞介質(zhì)為軟化水，一般單口井注汽量在1 500～3 000t。由于蒸汽用量較大,降低水處理過(guò)程中的廢水量，可以降低稠油熱采開(kāi)發(fā)成本。采油廠(chǎng)現(xiàn)有3座濕蒸汽發(fā)生器，原有的噸汽耗水比為1.40，即每產(chǎn)生1t蒸汽需消耗1.4t原水，噸汽耗水高導(dǎo)致注汽成本較高。為降低設(shè)備運(yùn)行成本，降低設(shè)備能耗，通過(guò)對(duì)濕蒸汽發(fā)生器給水系統(tǒng)存在的問(wèn)題及相關(guān)因素進(jìn)行分析，實(shí)施了技術(shù)改造，使廢水量降到較合理水平。

一、濕蒸汽發(fā)生器軟化水處理流程

天然水中含有各種雜質(zhì)，其中Ca2+、Mg2+的存在將導(dǎo)致濕蒸汽發(fā)生器結(jié)垢，結(jié)垢后不僅降低熱效率，而且危及濕蒸汽發(fā)生器的安全運(yùn)行。所以處理后的水質(zhì)指標(biāo)需要達(dá)到如表1所示的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 軟化水處理工藝流程

表1 濕蒸汽發(fā)生器水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

軟化水處理工作流程見(jiàn)圖1。

二、濕蒸汽發(fā)生器噸汽耗水過(guò)高的原因

1.生水泵供水能力過(guò)剩，導(dǎo)致在工作過(guò)程中水量及電量的浪費(fèi)

原有的生水泵供水能力為34m3/h，根據(jù)濕蒸汽發(fā)生器運(yùn)行能力計(jì)算，生水泵供水能力為30m3/h時(shí)，即可滿(mǎn)足需求，現(xiàn)供水能力超量11%。由于供水能力過(guò)大，導(dǎo)致水量及電能的浪費(fèi)。

2.再生鹽溶液雜質(zhì)過(guò)高，導(dǎo)致離子交換器工作時(shí)間縮短

水處理使用的離子交換器作為軟化水處理設(shè)備，在進(jìn)行水處理后需要用5%～8%的食用鹽溶液進(jìn)行再生處理，鹽溶液的清潔度對(duì)離子交換器的再生非常關(guān)鍵。目前原有融鹽池為整體貫通式，其長(zhǎng)期形成的沉淀物導(dǎo)致鹽溶液雜質(zhì)含量較高，易對(duì)鈉離子交換器造成污染，導(dǎo)致對(duì)離子交換器進(jìn)行反沖洗時(shí)用水量過(guò)大。

3.離子交換器正反洗設(shè)置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致用水量過(guò)大

離子交換器在使用一段時(shí)間后需進(jìn)行再生處理，再生處理后再對(duì)離子交換器進(jìn)行正反沖洗，沖洗后的水由于硬度高一般作廢水處理。原有的離子交換器的正反洗流程設(shè)置沖洗總時(shí)間約為160min，沖洗過(guò)長(zhǎng)，造成用水量過(guò)大。

4.交換樹(shù)脂置換能力減弱

交換樹(shù)脂主要作用是將水中的重離子進(jìn)行交換，使水的硬度降低。交換樹(shù)脂在使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)損壞、中毒、能力下降等情況，在此情況下，會(huì)導(dǎo)致置換能力下降，置換時(shí)間較長(zhǎng)。應(yīng)加強(qiáng)交換樹(shù)脂置換能力性能檢測(cè)，對(duì)交換樹(shù)脂進(jìn)行及時(shí)更換。原來(lái)為節(jié)約成本，采用部分更換的方式，性能改善不理想。

三、改進(jìn)方案與措施

1.對(duì)生水泵葉輪進(jìn)行車(chē)削，降低生水泵供水能力

對(duì)生水泵葉輪由?200mm車(chē)削至?175mm，使生水泵供水能力由原來(lái)的34m3/h降低到目前的30m3/h流量，生水供給能力降低11.76%，同時(shí)泵的耗電量降低49.3%。

2.對(duì)融鹽池進(jìn)行改造，提高鹽溶液的供液質(zhì)量

設(shè)計(jì)制作了鹽池不銹鋼支架，上表面是?15mm的不銹鋼過(guò)濾孔板，使鹽中的雜質(zhì)沉淀到鹽池底部，并將鹽溶液出口提高200mm，使到離子交換器的鹽溶液質(zhì)量明顯提高，水處理置換能力明顯增強(qiáng)。

3.優(yōu)化水處理正反洗流程和再生程序，降低正反沖洗用水量

對(duì)沖洗后的水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)跟蹤，把沖洗流程縮短：把一級(jí)正洗時(shí)間控制在60min以?xún)?nèi)，一級(jí)反洗時(shí)間控制在30min以?xún)?nèi)，二級(jí)正洗時(shí)間控制在50min以?xún)?nèi)。改進(jìn)后正反洗流程縮短時(shí)間30min，可減少用水10m3左右。

4.對(duì)交換樹(shù)脂進(jìn)行定期檢測(cè)與更換

加強(qiáng)入水硬度、PH值、礦化度、機(jī)雜、含鐵量、含硅量檢測(cè)。交換樹(shù)脂的更新方式改為定期檢測(cè)全部換新，對(duì)新鍋爐交換樹(shù)脂交換能力進(jìn)行定期檢測(cè)。

四、改造效果

經(jīng)過(guò)以上綜合改造，采油廠(chǎng)濕蒸汽發(fā)生器平均噸汽耗水率由1.40降至1.21，產(chǎn)生了較大經(jīng)濟(jì)效益。

1.電機(jī)有功功率下降

改進(jìn)后，3臺(tái)生水泵年節(jié)電約為1.6萬(wàn)kW·h，年節(jié)電費(fèi)為1.05萬(wàn)元。

2.減低生水消耗量

年平均注汽量為11萬(wàn)t，噸汽耗水率降低后可減少用水2.1萬(wàn)t，按工業(yè)用水4.8元/t計(jì)算，減少水費(fèi)10.08萬(wàn)元。

3.減少?gòu)U水外運(yùn)費(fèi)用

原有廢水靠罐車(chē)外運(yùn)，減少的2.1萬(wàn)t廢水可減少外運(yùn)車(chē)次1 900車(chē)次，按400元/車(chē)次計(jì)算，每年可減少運(yùn)費(fèi)76萬(wàn)元。

[1]武占.油田注汽鍋爐[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2008.