除鹽水系統產水率低原因分析及改進措施

朱 青

（中國石油寧夏石化公司煉油廠，寧夏銀川 750001）

1 裝置概況

煉油廠水汽車間化學水處理裝置是煉油廠500×104t裝置的配套裝置，主要向鍋爐等重要設備提供除鹽水，該系統設計產量為350 t/h；系統總產水率為78%。系統包括預處理系統及處理系統。其中預處理系統包含多介質過濾器、盤濾及超濾；處理系統包含4組一級反滲透，1組二級反滲透及3組混合離子交換器。原水除鹽水工藝流程（見圖1）。

注：產水率=除鹽水產量/新鮮水消耗量×100%

圖1 除鹽水工藝流程圖

2 問題

在2016年運行過程中，雖然各種設備參數及工藝參數嚴格按照控制標準運行，但耗水量特別大，除鹽水系統產水率（見表1）。從表1中可以看出，產水率遠沒有達到設計要求。

3 原因分析

3.1 反滲透系統產水率低，濃水損失嚴重

反滲透機組（一級反滲透、二級反滲透）是脫鹽率為99.5%的低壓卷式復合膜，設計一級反滲透每套處理量為100 t/h～125 t/h，回收率為75%，二級反滲透處理量為75 t/h，回收率為60%，但由于反滲透膜長期運行，膜的過水水質及過水量均有下降[1]。原先正常運行2～3套一級反滲透即可滿足裝置供水需求，但由于膜通量減少，2～3套一級反滲透淡水產水量已無法滿足需求，需長期開啟第4套反滲透運行，運行的反滲透越多，產出的濃水越多，而二級反滲透處理量有限，無法處理過多的一級反滲透濃水，導致一級反滲透濃水箱經常性溢流，造成大量可利用水資源流失。反滲透運行情況、濃水流失情況（見表2、表3）。

由表2可知，反滲透電導率明顯偏大，正因為反滲透出水水質的惡化，繼而影響后續混合離子交換器運行周期。

3.2 混合離子交換器運行周期短，再生頻繁

混合離子交換器是再生式固定床，是除鹽水生產裝置的重要設備，該設備周期性運轉，運行一定時間后，床體內的樹脂會達到飽和并失去交換能力，此時設備需要停車再生。再生過程由樹脂分層、酸堿再生、置換清洗、樹脂混合、正洗等過程組成。再生過程中再生水為除鹽水，根據混床操作卡計算，每再生一個混床，平均消耗除鹽水210 t，按當時除鹽水系統除鹽水產率75%核算，每次再生一個混床，消耗新鮮水280 t。統計每月混床運行周期及再生混床次數（見表4）。每月再生用水量、新鮮水水耗（見表5）。

3.3 部分裝置長流水問題

（1）多介質過濾器排空管上閥損壞后，更換為手動閘閥，手動閘閥長期處于常開狀態，導致多介質過濾器在運行過程中排空管處于長流水狀態，估算每臺過濾器裝置損失10 t/h。基本運行中3開3備，則共損失水10×3=30 t/h。

表1 2016年除鹽水系統產水率

表2 2016年反滲透運行情況

表3 濃水流失情況

表4 2016年混床運行周期及再生次數

表5 2016年再生混床用水量及新鮮水水耗

（2）閥門內漏導致設備長流水。反滲透裝置清洗氣動閥門內漏，反滲透即使是在停運狀態下，依然有8 t/h～10 t/h濃水產生。

（3）操作不當導致盤濾過濾器頻繁反洗。盤濾過濾器為壓差達到一定數值時自動反洗，但發現在超流量運行時同樣會導致自動反洗，自動反洗時，每臺反洗時間為2 min～3 min，用水量約10 t/h，這也是水流失原因之一。

4 整改措施

4.1 更換反滲透膜元件

為了提高反滲透系統的產水水質及回收率，定期對膜進行化學清洗，但當膜使用至一定年限時，也要定期更換反滲透膜元件。2017年7月煉油廠大檢修時，對化學水系統反滲透膜進行了更換，更換后，產水量及產水水質均有顯著提高，目前運行時，兩組反滲透即可滿足上游對除鹽水的需求量，大大降低了濃水的水量，濃水箱再無出現過溢流現象。目前反滲透運行狀況（見表6）。

4.2 提高混合離子交換器運行周期，減少再生頻次

（1）混合離子交換器進水由兩部分組成，汽輪機冷凝液及反滲透機組出水。加強關注汽輪機冷凝液水質，及時發現異常情況妥善處理。

（2）針對現場情況對再生操作卡進行進一步修訂和完善，準確合理把握控制好混床酸堿同步再生操作的工藝條件，嚴格控制混床再生過程中酸堿用量，同時控制樹脂反洗分層時間、進酸進堿時間及置換時間，在保證再生質量的前提下，減少對除鹽水的浪費。

（3）混合離子交換器中的樹脂數量和周期產水量在一定范圍內成正比關系，但由于長期使用會有樹脂流失，導致周期產水量下降，即運行周期縮短。所以需要定期對樹脂進行補充。

經過以上措施，混床運行周期有了顯著的提高，混合離子交換器再生頻次也大大減少。目前混合離子交換器運行周期及再生次數（見表7），每月再生用水量、新鮮水水耗（見表8）。

表6 2017年反滲透運行情況

表7 2017年混床運行周期及再生次數

表8 2017年再生混床用水量及新鮮水水耗

4.3 規范工藝操作，整改低標準“跑、冒、滴、漏”

（1）要求操作人員嚴格執行操作卡，類似多介質過濾器排空閥該關閉的及時關閉，加強對設備反洗的監控，避免過濾器不是因為臟污而引起的反洗。

（2）設備人員對現場低標準進行整改，杜絕“跑、冒、滴、漏”現象發生，對裝置現場出現的閥門內漏進行修復，無法修復的氣動閥、電動閥，改為用手動閥進行控制。

5 效果

目前除鹽水系統產水率（見表9）。由表9可知目前除鹽水系統產水率已有顯著提高，自10月起，產水率已經能達到設計指標78%。操作人員操作管理水平及水處理系統的技術改進，對化學水處理系統如何高效經濟運行，都具有非常重要的意義。

表9 2017年除鹽水系統產水率

6 結論

影響除鹽水系統的產水率因素有很多，主要原因是反滲透系統運行及混合離子交換器運行質量。在如今水資源嚴重緊缺的情況下，從強化節水意識到提高

［1］楊春，王光.除鹽水系統產水率低的原因分析與改進［J］.電站系統工程，2008，24（5）：56-57.