老循环水场节能改造

老循环水场节能改造

林辉

大庆石化公司水气厂水处理车间

简介： 老循环水场设计落后、设施简陋、运行能耗高，经过技术改造，将槽式配水改管式配水、更换新型喷头，对旁滤设施进行改造及加装池底锥度排泥管，将会使浓缩倍数上升，装置能耗明显降低。

关键字：节能改造 管式配水 旁滤 锥度排泥管

　　水处理车间第四循环水场9000m³/h循环水冷却塔为钢结构机械通风横流式玻璃钢冷却塔，于1995年10月投产，至今已使用27年。由于年代久远，设计思想落后、设备材料落后，一直存在着运行能耗高、降温效果差的问题，已不能适应目前的生产形势。为提高装置能力、降低运行成本，应对装置进行技术改造，改造后装置综合能耗将会显著下降、降温效果大为改善。

1.槽式配水改管式配水、更换新型喷头

拆除池上消能盒，将现横流塔的上水立管由塔配水池处下引至塔内，同时将池底部原淋水孔玻璃钢树脂封死不再淋水。将第四层原填料全部拆除，其顶部加装机械强度高、内壁光滑、水压沿程损失小、抗腐蚀、自重轻的玻璃钢（FRP）材质配水系统干管2 根，支管4根，每支管均布配置带稳压结构的蜗牛式淋水喷头。FRP干管、支管均为法兰式不锈钢螺栓联接，并用专用不锈钢吊装件固定在塔顶钢梁上。WN型蜗壳式喷头为ABS材质，口径大，喷头内部无狭窄腔道，不堵塞；喷洒水滴呈实心圆面，喷水均匀，无中空现象；水呈雾滴状喷出，比水膜喷溅方式风阻小，不影响配风的均匀度；喷头带有防止松脱的锁紧机件，适用水力负荷范围宽（0.4mH₂O～10mH₂O），即使系统运行负荷有较大的波动，亦能保证全塔均匀配水。喷头出水口平面处于整个配水系统的最低点，因此配水系统具有自排功能，当系统停车时不会出现管道积水和泥垢积淀问题。因管式配水在原填料区顶部，该区域径深方向，外有百叶窗进风，内有收水器阻水，因此必须将外边百叶窗进风口用FRP板封堵，内部收水器与填料间做钢支架并用FRP板封堵，以防止风从喷淋雨区通过，造成短路。

将原水池玻璃钢底板开孔穿管后，其周边用玻璃钢树脂封堵，不得漏水，同时原钢结构遮阳棚拆除，清理干净。

2.旁滤设施改造

旁滤系统原来采用的是重力式无阀过滤器。每组两台，共三组。每组处理水量为120m³/h。由于该重力式无阀过滤器设在室外，冬季无阀过滤器的虹吸部分很容易结冰，使设备不能正常运行。重力式无阀过滤器反冲洗时进水不停，进水也被反冲洗水带走、排放掉，造成水源浪费。同时重力式无阀过滤器不适用于高寒地区，低温时细径管组往往被冻住，为了防冻冬季旁滤罐只能停运。2007年技措项目，将重力式无阀过滤器改造为QZD-2X60全自动过滤器，QZD-2X60全自动过滤器是借助流体力学原理，依据自身过滤状态，控制反洗及运行，自动反冲洗时，自动停止进水，克服了重力式无阀过滤器的缺点，每台过滤器年节约水资源21600吨（按8小时反洗计算）。达到节水和冬季运行的目的。下一步考虑采用稀土瓷砂单层滤料，该滤料不会板结，运行周期可达168小时以上，反洗排水呈黑色，选用稀土瓷砂，不仅节水，而且较好地控制循环水浊度、系统中的生物粘泥，降低杀菌力度节约杀菌剂。

3.增设集水池并安装锥度排泥管

　　四循9000m³/h循环水塔池深度2.3米，塔池底部无集水池，3间连通平面尺寸为(17m×34m)，平时运行水深控制在2.1米左右，排污口在塔池北侧底部（共计3个）。由于塔池表面积大、排污管高于池底10cm左右，排污效果很差，池底粘泥难以及时排除，造成不断在系统内恶性循环的后果，严重影响水质。应引进负压排泥技术，在排污口处设置集水池并在池底铺设排泥管，采用内部带有扩散角的锥度管嘴，由于锥度管内部有一定的扩散角，在排泥时，随着管径的变化，水流速度和水压会不断地发生变化，并在管嘴处形成负压，产生吸力，将远离管嘴的污泥吸入管内排出，锥度管均匀分布在水池底部，支管、干管管径逐级放大，由于水流速度较大，会反过来强化锥度管的抽吸作用，改善排泥效果。锥度管简图如下：

锥度管安装说明：

　　锥度管安装在排泥管下腹部（左右两侧），其轴线与管道水平和竖直两个方向都呈45°；锥度管间隔500mm，左右两侧均匀错开；锥度管管口安装高度为离地面10mm。

改造前后经济技术对比：

1. 冷却效果

池式配水改成管式配水后，塔的配水均匀性及冷却能力将会得到提高；布水池不用清理，避免了池式配水高昂的年维修费用；利用管式配水可节省运行与药剂的投入费用；操作人员可在塔下完成各塔水量的调整工作，大大减小了工人的劳动强度，又增加了安全系数。池式配水改为管式配水系统的单塔费用：约15万元。

2. 改善水质，降低运行成本

2007年11月12日改造后的旁滤设施正式投用。新型重力式自动过滤器是通过电动阀的自动开关来实现过滤器的运行和反冲洗过程的，可根据进、出水水质情况选择压差/时间（自动控制）和手动等控制方式实现过滤器反冲洗过程。经过试运摸索，采用人工反洗能够达到更好的节水效果。按每组旁滤量120m

³/h；每次反冲洗15分钟；每天反冲洗2次；每吨新鲜水3.05元；那么，三组每年节水效益为：120×2×15×360×3.05×3/60=19.764（万元）。

塔池增设集水池并安装锥度排泥管将会大大降低系统浊度，由于浊度下降、粘泥量减少，菌藻滋生问题也有所减少，杀生剂用量也会减少，药剂单耗就会有所降低,节约了化工料费用。

结束语：

对建成时间较长的老循环水场进行技术改造，可有效提升装置能力，实现资源优化。而循环水系统的高效运行对整个生产系统的安稳长满优运行是十分必要的，希望在恰当的时机对老循环水场进行继续改造完善。