移動車載脫水機組在罐底油泥處理中的應用

李　強

海申機電總廠（象山）（寧波　象山　315718）

化工設備

移動車載脫水機組在罐底油泥處理中的應用

李強

海申機電總廠（象山）（寧波象山315718）

主要介紹了移動車載脫水機組在油田罐底油泥無害化處理中的應用，對油田罐底油泥處理的工藝流程及工作原理，移動車載離心脫水機組的組成、工作原理、技術特點、處理量、處理效果等進行了詳細闡述。

罐底油泥移動車載脫水機組LW430EB離心機絮凝劑分離效果

1　概述

罐底油泥主要來源于油田采油、集輸過程中所產生的含油污泥，其中采油過程中產生的含油污泥主要為試采放噴、酸化、壓裂、維修作業、管線穿孔而產生的落地原油及含油污泥；集輸系統含油污泥主要為接轉站、聯合站的油罐、沉降罐、污水罐等清除出的油沙、油泥。該類污泥的含固率一般在15%～30%之間，其具有黏度大、溫度高、黏結性強、藥劑利用率低、成分復雜、自然沉降慢等特性。

本文從目前罐底油泥處理中比較常見的熱洗工藝入手，詳細介紹了移動車載脫水機組在罐底油泥處理中的應用。

傳統的污泥處理技術由于施工進展慢、占用空間大、需要固定的土建設施、工程投資及運行成本較高、無法在現場移動作業等，不能滿足油田各聯合站需要現場快速脫水處理的特殊要求。而移動車載脫水機組能滿足高速處理、污泥脫水率高、占地面積小、能現場實施、可方便移動等要求,適用于油田罐底泥、打樁污泥和河道清於污泥的脫水處理。該裝置集離心脫水、自動配藥、污泥進料及輸送為一體，避免了對環境的二次污染，同時配備了先進的自動控制系統，操作簡單、維護方便。[1-2]

2　油田罐底油泥處理工作原理及工藝流程

2.1工作原理

油田各收集站收集的罐底油泥通過挖泥斗放入滾動篩中并在80℃下進行熱洗，主要目的是將油泥溶解。油泥溶解后，浮在水面上的油和油泡沫經螺桿泵輸送到儲油罐，下半部分油、泥、水混合物輸送到油、泥、水加熱罐中進行預處理，預處理后的混合物進入油、泥、水分離器中，加入藥劑使油、泥完全分離，分離后的油排放至儲油罐中，泥水則通過進泥泵輸送至離心機進行固液分離。

2.2罐底油泥處理工藝流程

罐底油泥處理工藝流程見圖1。

2.3移動車載脫水機組的技術特點

專門為油田罐底油泥這類流動作業現場設計的移動式流動處理車，外形尺寸為標準集裝箱，安裝方式與集裝箱相同，運輸的便利性和安全性可以得到很好的保障。安裝過程中，用戶只需將整套設備放置在平整的地面上，無需進行設備間的繁瑣連接，只需用快速接頭與儲泥槽、外接自來水管和外接動力柜的動力電源連接即可。油田罐底油泥集中處理時，無需油罐槽車來回運輸；對污泥進行減量化處理，將脫水后的泥干化后外運，減少車輛的運輸次數，節約運輸成本。分離后的液體可循環使用，降低用水費用，不需要專用建筑，降低資金投入。圖2為專門集裝箱式的移動車載脫水機組示意圖。

3　移動車載脫水機組的組成、技術特點及關鍵設備工作原理

3.1移動車載脫水機組的組成

整套罐底油泥處理系統由LW430EB離心機、JY1000型絮凝劑配制裝置、進料泵、加藥泵、流量計和PLC（可編程邏輯控制器）全自動控制系統構成。

圖1　罐底油泥處理工藝流程（虛線為移動車載脫水機組）

圖2　移動車載脫水機組的主視圖（a）和俯視圖（b）

3.2工藝控制流程

移動車載脫水機組的工藝流程如圖3所示。

3.3各關鍵設備的結構、工作原理、技術特性

3.3.1LW430EB離心機結構、技術參數及工作原理

（1）結構

LW430EB離心機主要由主電機、副電機、差速器、螺旋體、轉鼓、主軸承、機座、機罩及傳動裝置等部件組成。

（2）技術參數

轉鼓內徑：430 mm；長徑比：4.1；設計轉速：3200 r/min；最大設計分離因素：2 466；主電機功率：37 kW；副電機功率：11 kW。

（3）工作原理

泥水與絮凝劑充分混合后,經進料管和螺旋出料口進入轉鼓,在高速旋轉產生的離心力作用下,質量較大的泥渣沉積在轉鼓內壁上，與轉鼓作相對運動的螺旋葉片不斷地將沉積在轉鼓內壁上的泥渣刮下并推出排渣口，分離后的清液經液層調節板開口流出轉鼓。

圖3　移動車載脫水機組的工藝流程

（4）技術特性

a.獨特的渦流式進料口設計

采用渦流式結構（見圖4）可以加快物料進入轉鼓的速度，縮短物料與液池的接觸距離，減少進料對已分離固相的擾動，提高處理能力，避免螺旋內的堵塞和進料管抱死現象。在物料出口處堆焊碳化鎢硬質合金，以延長螺旋體的使用壽命。

圖4　渦流式進料口

b.關鍵部位采用硬質合金和轉鼓防磨技術設計

針對罐底油泥物料特性，在轉鼓出料口及螺旋推力面采用硬質合金鑲塊技術，可將使用壽命提高1.5倍以上，大大提高了機器的穩定性和可靠性；轉鼓筒體內壁采用防磨條結構，可有效防止轉鼓內壁磨損，并有利于渣相的推出。

c.采用大長徑比和變螺距技術

LW430EB離心機采用長徑比為4.1的結構，大的長徑比可增加物料的沉降區域，延長物料在轉鼓內的停留時間，使固形物去除率提高，這也是分離技術行業所追求的目標。同時采用變螺距技術可以增大處理量。

d.采用雙電機雙變頻驅動，節能省電

主、副電機運行采用主、副變頻控制的方式，在螺旋滯后時，副電機工作時處于發電機狀態，其產生的能量被送至副變頻器的直流母線上，由于主、副變頻器的直流母線并聯，該能量就經過主變頻器被主電機利用。該方式比雙電機差速控制節能15%,且啟動平穩。

（5）電氣系統的組成及特性

采用當今工業控制領域應用最為廣泛的PLC為核心，以界面友好的彩色液晶觸摸屏為人機操作界面，二者與節能優良的雙電機、雙變頻、恒扭矩控制等組成了穩定可靠的離心機電器控制系統。采用一鍵式操作，初始運行參數自動設定，整個流程按照編制好的程序自動運行，無需人為干預，真正實現全自動操作。在進料運行過程中，通過恒力矩與恒差速兩種控制方式來檢測物料濃度、流量的變化并自動調節，以提高離心機對生產工藝的適應性，保證良好的分離效果和穩定的運行狀態。該控制系統操作簡便、功能完備。[3]

3.3.2高分子有機絮凝劑配投裝置

整套加藥裝置配制能力為2 m3/h,配比質量分數為1‰～3‰，裝置包括三個部分：干粉投放裝置、攪拌裝置及管路系統。其工作原理為：清水由進水管進入混合器，在此與由螺旋輸送器送入的絮凝劑干粉初步混合；初步配制的絮凝劑進入配制箱，由第一分箱至第三分箱進行充分攪拌，整個過程大概需要1～1.5 h；最后是配制和加藥同時進行的過程。

4　離心機處理量及處理效果分析

4.1處理量的各項參數

進料含固率在5%～10%之間時，離心機處理量為8～10 m3/h，分離后渣相含水率≤65%（見圖5），清液含固率≤0.2%,每噸絕干污泥耗藥量約2.5 kg。處理量隨進料濃度的變化而變化，物料濃度高時處理量相應減小，進料濃度控制在5%時，處理量可達10 m3/h?？梢?，運行中進料濃度的控制對于離心機分離效果的穩定性與絮凝劑用量影響顯著。

4.2影響分離效果的因素[4]

4.2.1絮凝劑的選型、加藥點與進料部位距離

離心機分離前應根據罐底泥物料特性進行絮凝劑、物料小試，經過多次小試最終選擇絮凝速度較快、抱團緊且不易打散、比較經濟實用的高分子絮凝劑。選擇加藥點時，一定要根據物料與絮凝劑小試情況進行加藥點的定位，如果物料與絮凝劑反應速度較快、絮團較大、液較清，但經燒杯來回傾倒8次左右后絮團出現破碎，這時加藥點應定位至距離離心機進料部位0.8 m左右處，以避免因加藥點偏后而造成物料與絮凝劑提前絮凝且在進離心機分離前絮團被打碎，從而直接影響離心機的分離效果。

圖5　分離出的渣相

4.2.2分離因數

從理論上來說，離心機轉速越高，分離因數也就越大，分離效果也就越好。但是，當分離因數提高到某一值后，再增加轉速不但沒有意義，反而會明顯增加離心機的功率損耗。因此，轉速的調整會直接影響離心機在單位時間內的處理量和處理效果。

4.2.3差轉速

差轉速大，螺旋排料速度快，但固相中的含水率隨之升高；差轉速小，螺旋排料速度慢，分離后的固相含水率降低。離心機差轉速的調節比較簡單，只需降低或升高副變頻器的頻率即可。

4.2.4液層深度

液層調節板（片）的開口越接近轉鼓中心，液層越深，反之越淺；加深液層會降低液相的含固率并增加固相的含水率，降低液層深度則結果相反。

4.2.5前期熱洗工藝

前期熱洗工段中油、泥、水分離器中溫度的控制和藥劑的配比對后段離心機分離后渣相的含水率、液相的含固率、液相的含油率有至關重要的影響，需要長期探索實踐并進行總結。

4.2.6進料泵的流量配置

罐底油泥中含泥沙量較大，若進料泵配置不合理，極易在短時間內造成進料泵轉子與定子的磨損，因此在進料泵選型過程中應在實際處理量的基礎上將其型號規格放大一倍。

5　結語

根據《國家危險廢物名錄》（新2008）中廢物類別HW08，油田含油污泥（含罐底油泥）屬于危險廢物范圍。《中華人民共和國清潔生產促進法》要求必須對含油污泥進行無害化處理。含油污泥的污染治理技術已引起國家環保部門的重視。

在吐哈油田、冀東油田、定邊油田、中國石油鎮海煉油化工股份有限公司等進行的罐底油泥分離實踐表明，無論從環境保護、能源回收、清潔生產的角度，還是從經濟性、有效性等方面考量，采用移動車載脫水機組進行罐底油泥的處理是一種經濟有效的含油污泥無害化處理技術。

[1]水工業市場雜志.“十一五”水處理關鍵技術與工程應用案例大全[M].北京：中國環境科學出版社,2010.

[2]李強.離心機在藍藻處理領域中的應用[J].水工業市場, 2012(5)：54-57.

[3]李振威.新型一體化臥螺離心式污泥脫水機組[J].中國給水排水,2003,19(4)：105-106.

[4]施震榮.工業離心機選用手冊[M].北京：化學工業出版社,2003.

Application of Mobile Vehicle-borne Dewatering Unit in Disposing Oily-sludge of Tank Bottom

Li Qiang

The application of mobile vehicle-borne dewatering unit in the harmless disposal of tank bottom oilysludge from oil field is introduced.The technological process and working principal of tank bottom oily-sludge disposal,as well as the components,working principal,technical characteristics,treatment capacity and treatment effect of mobile vehicle-borne centrifugal dewatering unit are described in detail.

Oily-sludge of tank bottom;Mobile vehicle-borne dewatering unit;LW430EB centrifuge;Flocculant; Separating effect

TE 992.3

李強男1973年生本科工程師主要從事離心機的設計、制造及售后服務工作

2015年11月