沉降罐自動收油工藝改造試驗

付艷玲（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

1 現狀

污水站沉降罐的收油情況是減輕過濾段處理負荷的關鍵，同時也是制約著油田采出水處理效果的一個重要因素，它的處理效果主要是受沉降罐的收油、排泥、加藥等情況影響。第七采油廠目前雖然各站實施了連續收油工藝改造，但是由于沉降罐所采用的收油結構為固定式，需要在罐頂用調節堰控制液位達到收油槽高度時，才能收到污油，實際生產中無法實現有效收油，易導致罐上部浮油表面出現嚴重老化和結蠟，影響后端電脫水器正常運行。而且沉降罐內表層的污油會在冬季氣溫低的情況下形成油蓋，使罐內污油老化進而形成硬油蓋，使罐內的污油無法回收，油層厚度的不斷增加，罐內污水的有效沉降空間不斷減少，從而使污水的有效沉降時間縮短，對污水處理效果產生較大影響。

目前，油田沉降罐頂部污油的回收方法有沉降罐收油槽收油工藝、浮油收集器收油工藝和浮動連續收油工藝等（表1），傳統的收油工藝均為間歇式運行，冬季罐內污油易老化進而形成硬油蓋，影響處理水質。第七采油廠主要采用的是收油槽收油工藝。為了更好地解決收油槽收油工藝調節堰生銹，使用年限短，沉降罐浮油回收問題，開展自動收油工藝試驗。

2 沉降罐自動收油工藝

2.1 試驗區概況

葡二聯1#污水處理站目前有500 m3污水沉降罐4座，包括：2座一次沉降罐φ7.6 m×13.4 m；2座二次沉降罐φ8 m×11.4 m，均采用調節堰控制液位（常規固定收油工藝）收油工藝，調節堰平均7—8年需維修更換，而且由于容器上部收油進入油系統后，受硫化物影響電脫水器頻繁垮電場，影響油系統平穩運行，所以試驗前沒有實現有效收油。罐內污油高度超過0.7 m，導致出水含油量較高，站內出水平穩達標難度較大，試驗前的收油工藝采用沉降罐收油槽收油工藝，流程見圖1。有收油泵2臺，型號為DY6-25×3、流量為6m3/h、揚程為75m，運一備一。

圖1 試驗前沉降罐收油槽收油工藝

2.2 自動收油工藝原理

自動收油工藝主要是利用PLC系統或二次儀表，對沉降罐內液位和界面進行測定，并與設定的值進行比較，根據差值通過PLC系統程序調節或二次表的報警動作對電動閥或變頻器發出相應的指令，使其動作，從而使液位和界面穩定在一定范圍內，自控原理見圖2。

表1 不同收油工藝介紹及優缺點對比

圖2 液位自控原理

利用一次沉降罐已建的液位計，接入新建的儀表控制箱，用于罐內液位高度的測定，一次沉降罐的出水管安裝電動閥1個，與罐液位高度進行聯鎖，根據設定液位值與罐內測定的液面高度進行對比，通過PID調節，控制沉降罐出口電動閥的動作，確保沉降罐內液位平穩控制在收油高度，保證收油時不至于收水過多[1-2]。

在一次沉降罐內加裝液位界面傳感器1套，用于罐內油水界面高度的測定，通過與一次沉降罐液位的對比，確定油層厚度，收油泵安裝變頻器1臺，液位界面傳感器二次顯示后進入新建變頻柜，與收油泵變頻形成閉環控制。在PLC系統（或智能數字調節儀）設定油水界面的高度范圍（界面傳感器和液位計兩者之間的差值就是油層厚度），并通過數字量輸出點控制收油泵啟、停，油水界面低于設定下限值時自動啟動收油泵，油水界面高于設定上限值時關閉收油泵，這樣油厚始終保持在PLC系統或二次調節儀表設定的較小的范圍內[3-5]，達到自動收油的目的，工藝流程見圖3。

2.3 現場試驗

現場工藝改造完成后，根據一次沉降罐的收油槽高度12.4 m，首次設定上、下限報警液位并試驗運行（表2）。

圖3 自動收油試驗工藝流程

首次運行時，沉降罐油厚數據經測為70.6 cm，收油泵工頻運行，通過泵房看窗觀察，發現收油泵看窗所收均為污油，收油泵運行8.25 h后，觀察收油泵看窗所收污油顏色變淡，上罐頂檢測罐頂油厚不到10 cm。通過持續觀察、檢測罐頂油厚，當液位顯示為12.4 m時收油槽口未露出液面，經過多次調整、試驗，最終確定二次儀表的高低液位報警值（表2）。

表2 二次儀表報警液位設定值 單位：m

2.4 收油泵優化運行試驗

為確保原油脫水系統平穩運行、水質有效提升，對收油泵運行周期及排量等參數進行了優化，摸索總結沉降罐自動收油工藝科學的運行管理方式。根據對沉降罐油層厚度的跟蹤分析發現，沉降罐每天油厚增加5.42 cm（圖4）。

圖4 沉降罐罐頂油厚隨時間變化曲線

3 結論

1）常規收油槽收油工藝費用主要包括罐內清淤、調節堰成本及安裝，費用為10.9萬元，自動收油工藝主要包括變頻器、一次表、二次儀表箱和電動閥等，費用為8.7萬元，節省了2.2萬元。

2）經過運行發現沉降罐自動收油工藝能實現罐頂污油的有效回收，有利于降低污水的含油量，同時自動收油工藝不需要工人上下罐人工操作，減少了工人的勞動強度，解決了調節堰容易生銹，使用年限短的問題。

3）采取沉降罐出口電動閥與液位計聯鎖控制，使沉降罐液位保持在收油與溢流之間的高度范圍內的沉降罐自動收油工藝，可實現根據油層厚度自動啟、停收油泵，達到自動收油的目的，改變了傳統收油工藝依靠人工上罐頂操作調節堰、來液不穩定時液位和油水界面不易控制等問題，具有很好的推廣前景。

4）沉降罐自動收油工藝依賴于一次儀表的測量準確度，靜壓式液位計較磁性浮子液位計測量穩定性更好，但是存在一定誤差，為方便在沉降罐內安裝油水界面儀，建議浮球式油水界面儀的高度宜在2.5 m以內。

5）建議結合沉降罐清淤、罐體維修改造，增設沉降罐出口電動調節閥及油水界面儀；結合節能改造，增設收油泵變頻控制。

經過一年多的運行發現，根據來液含油量的不同，收油泵5天左右自動啟泵一次，泵工頻運行時間為2—3 h，污油厚度適中保持在0.3 m以下。取樣檢測對比收油前后污水水質，含油量由58 mg/L降低至44.6 mg/L；懸浮物由126 mg/L降低至42.7 mg/L。

為了進一步優化收油泵的運行，減少收油泵自動啟動次數，開展按照沉降罐罐頂油層厚度不超過0.8 m運行試驗，經過9—11月試驗，收油泵15天左右自動啟泵一次，泵工頻運行時間為8 h，取樣檢測對比收油前后污水水質，含油量由92 mg/L降低至53.2 mg/L；懸浮物由54 mg/L降低至35.6 mg/L。

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[2]楊博域，王紹斌，高永賢.改造收油流程提高污水處理站的收油效率[J].中國石油和化工，2011（6）：46-48.

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