梁建斌,么克明,吳 磊,鄭 路,陸 寬
(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津300459)
渤海某平臺(tái)污水系統(tǒng)目前日處理量為27800m3/d,處理介質(zhì)為含聚污水,于2024年平臺(tái)處理的污水量達(dá)到峰值,為 64499m3/d,因此必須保證水系統(tǒng)處理設(shè)備的運(yùn)行能效,確保污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。目前污水系統(tǒng)主要接收原油系統(tǒng)各級(jí)分離器、電脫水器分離出來的生產(chǎn)水以及雙介質(zhì)濾器經(jīng)過反沖洗后的污水,通過斜板除油器、加氣浮選器、雙介質(zhì)濾器處理合格后進(jìn)入注水緩沖罐,處理達(dá)標(biāo)的生產(chǎn)污水全部回注。
雙介質(zhì)濾器作為污水系統(tǒng)最后一級(jí)脫油、除油設(shè)備,通過其內(nèi)部濾料的過濾功能除去污水含油[1],并通過定期反洗保持濾料清潔。雙介質(zhì)濾器使用的濾料包括核桃殼、石英砂、礫石。作為污水處理系統(tǒng)的最后一級(jí)處理設(shè)備,其處理效果的好壞直接影響到注水水質(zhì)指標(biāo)。目前調(diào)查發(fā)現(xiàn)雙介質(zhì)濾器出口含油高于20mg/L,懸浮物含量高于10mg/L的問題。通過分析問題原因,制定優(yōu)化措施,主要涉及雙介質(zhì)濾器收油流程優(yōu)化與內(nèi)部濾料質(zhì)量調(diào)整等方面,最終保證注水水質(zhì)合格達(dá)標(biāo)。
對平臺(tái)雙介質(zhì)濾器運(yùn)行情況進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查,主要觀察以下4個(gè)方面的情況:生產(chǎn)水緩沖罐出口水中含油、懸浮物對雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì)的影響;單臺(tái)雙介質(zhì)濾器頂部收油頻率對雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì)的影響;單臺(tái)雙介質(zhì)濾器處理量對雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì)的影響;雙介質(zhì)濾器反沖洗頻率對雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì)的影響。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查,整理運(yùn)行數(shù)據(jù),進(jìn)而根據(jù)柏拉圖分析方法,判斷每個(gè)因素的影響程度。以此得出如下結(jié)果:增加雙介質(zhì)濾器頂部收油頻率、增加雙介質(zhì)濾器反沖洗頻率可有效改善雙介質(zhì)濾器的出口水水質(zhì)。
運(yùn)用“魚骨圖”分析方法,從人、機(jī)、料、法、環(huán)5個(gè)方面分析雙介質(zhì)濾器出口水含油、懸浮物含量超標(biāo)的原因,如圖1所示。
圖1 雙介質(zhì)濾器出口水水質(zhì)超標(biāo)分析圖Fig.1 Analysis of water quality exceeding standard at outlet of dual media filter
經(jīng)分析確認(rèn),找出影響雙介質(zhì)濾器出口水含油、懸浮物含量超標(biāo)的末端因素:人員未按操作規(guī)程操作;人員未及時(shí)標(biāo)定清水劑下藥量;清水劑 BHQ-14不配伍;濾料過濾效果差;設(shè)備處理量過大,超過設(shè)計(jì)量[2];手動(dòng)收油效果差;設(shè)備清罐周期長,濾料污染;取樣方法不合理。
通過現(xiàn)場調(diào)查、逐項(xiàng)測試、記錄整理分析數(shù)據(jù)開展主因確認(rèn)工作。利用雙介質(zhì)濾器清罐作業(yè)機(jī)會(huì),在濾料回裝期間,改變核桃殼、石英砂、礫石三者的充填比例,在做好新濾料浸泡、反洗準(zhǔn)備工作的前提下,在濾器投用后做好取樣化驗(yàn)工作,并對數(shù)據(jù)做好記錄、對比。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,改善濾料充填質(zhì)量后,雙介質(zhì)濾器出口水中含油、懸浮物有明顯降低,確認(rèn)濾料過濾效果差是主因之一。
通過分析雙介質(zhì)濾器內(nèi)部結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)雙介質(zhì)濾器頂部收油裝置篩管致密,在使用過程中容易堵塞,會(huì)導(dǎo)致收油不徹底,從而會(huì)影響雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì)。決定在一臺(tái)雙介質(zhì)濾器罐頂安全閥流程上加裝手動(dòng)收油軟管,在手動(dòng)收油后取樣化驗(yàn),并與之前的數(shù)據(jù)對比,確認(rèn)增加手動(dòng)收油流程后,雙介質(zhì)濾器含油降低,有助于保證雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì)。
利用雙介質(zhì)濾器清罐作業(yè)窗口期,在濾料回填時(shí),改變核桃殼、石英砂、礫石三者的比例,同時(shí)按照單一變量的原則對濾料的粒徑做出調(diào)整,待雙介質(zhì)濾器正常投用以后,按時(shí)取樣,分析化驗(yàn)數(shù)據(jù),找出合理的濾料比例。在測試過程中,平臺(tái)總處理水量介于27100~28070m3/d之間,雙介質(zhì)濾器9臺(tái)運(yùn)行1臺(tái)備用,雙介質(zhì)濾器處理量為130m3/h,在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。
通過對雙介質(zhì)濾器濾料充填比例進(jìn)行調(diào)整[3],在實(shí)施的 7個(gè)方案中,對數(shù)據(jù)整理成圖并比較,可以發(fā)現(xiàn)表 1所示方案的濾料充填比例有助于改善雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì)。
表1 濾料充填調(diào)整方案Tab.1 Filter material filling adjustment scheme
針對雙介質(zhì)濾器收油效果不理想的問題開展集體討論對策,通過現(xiàn)場摸爬流程,發(fā)現(xiàn)可以在雙介質(zhì)濾器頂部安全閥流程上加裝手動(dòng)收油管線。增加手動(dòng)收油管線后,對收油效果進(jìn)行測試,在不同的收油頻率下,跟蹤雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì)情況。通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),收油頻率越高,雙介質(zhì)濾器出口水含油越低,但是考慮到流程實(shí)際運(yùn)行狀況(如注水緩沖罐、污油罐液位)與工作效率等因素,確定收油頻率為2次/h。
經(jīng)過改善雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì) PDCA循環(huán),成功實(shí)施一系列的對策,取得了一些成果。通過一系列的測試與試驗(yàn),優(yōu)化核桃殼、石英砂、礫石 3種濾料的充填比例,按時(shí)對雙介質(zhì)濾器手動(dòng)收油,雙介質(zhì)濾器出口水水質(zhì)有明顯改善,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo):含油量≤20mg/L,懸浮物含量≤10mg/L。延長了雙介質(zhì)濾器在線運(yùn)行的時(shí)間,減少了清罐次數(shù),降低清罐作業(yè)費(fèi)用15萬元,降低垃圾箱費(fèi)用0.5萬元。
為了鞏固此次成果,編寫了平臺(tái)《雙介質(zhì)濾器操作規(guī)程》,在公司進(jìn)行宣貫和交流,并將操作規(guī)程在現(xiàn)場進(jìn)行張貼,同時(shí)建議在生產(chǎn)流程允許的情況下,盡可能地加強(qiáng)對雙介質(zhì)濾器的反沖洗作業(yè)。
目前渤海油田雙介質(zhì)過濾器應(yīng)用較為廣泛,出口水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問題時(shí)常出現(xiàn)。本文采用魚骨圖分析方法,找出末端影響因素,并對各因素逐一進(jìn)行甄別,制定出整改策略,通過增加手動(dòng)收油管線,改變充填礫石粒徑,調(diào)整核桃殼、石英砂、礫石三者的充填比例,雙介質(zhì)濾器出口水質(zhì)含油量明顯改觀,達(dá)到了降本增效的目的。制定了操作規(guī)范文件進(jìn)一步鞏固措施,為后期雙介質(zhì)濾器相似問題的處理提供了參考借鑒。