張衍梅，高小鍵，馬鵬飛，李 萍，吳自亮，寇明耀

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

采出水系統(tǒng)中甲醇回收裝置主要用于回收含醇?xì)馓锊沙鏊械募状?，而屏蔽電泵是甲醇回收裝置的主要?jiǎng)釉O(shè)備之一，由于采出水處理需加藥升溫等原因，造成屏蔽電泵籃式過濾器經(jīng)常堵塞故障，嚴(yán)重影響整個(gè)甲醇回收裝置的正常運(yùn)行。

1 甲醇回收裝置屏蔽電泵運(yùn)行現(xiàn)狀

目前甲醇回收裝置進(jìn)料采用的機(jī)泵均為屏蔽電泵，泵進(jìn)口設(shè)有普通籃式過濾器。由于含醇采出水成分復(fù)雜，礦化度高，甲醇回收處理過程中需加入一定比例的藥劑，隨著處理過程中溫度的升高（20 ℃升至105 ℃），打破了水系統(tǒng)多項(xiàng)離子的溶解平衡，大量的礦物結(jié)晶雜質(zhì)析出，導(dǎo)致過濾器堵塞。進(jìn)口過濾器堵塞首先會(huì)造成機(jī)泵上量不足、冷卻不夠，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)泵軸承燒結(jié)而損壞，堵塞嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)泵電機(jī)報(bào)廢。為保證裝置運(yùn)行正常，日常管理時(shí)需對(duì)機(jī)泵進(jìn)口過濾器進(jìn)行及時(shí)清理，一般每班次需清理1 次。目前使用的籃式過濾器主要存在問題：（1）在清理濾網(wǎng)時(shí)需拆開頂部壓蓋全部螺栓（8 條），人工清除濾籃底部的沉積物，拆卸、清理過程需2 人配合完成，員工勞動(dòng)強(qiáng)度較大；（2）每清理1 次需要約30 min，清理期間甲醇回收裝置需停運(yùn)，無法連續(xù)運(yùn)行；（3）甲醇回收裝置塔底液介質(zhì)溫度在105 ℃左右，員工作業(yè)時(shí)存在燙傷風(fēng)險(xiǎn)。為此，提出了一種快速清洗籃式過濾器，用以解決上述問題。

2 改進(jìn)思路及方案實(shí)施

2.1 改進(jìn)思路的提出

針對(duì)現(xiàn)有市場上售賣的普通籃式過濾器（見圖1）存在清理工作量大、過濾器清洗時(shí)間長和安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)高的問題，開展大量的現(xiàn)場調(diào)研工作，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際使用情況，提出了一種解決思路，即設(shè)計(jì)一種新式籃式過濾器，巧妙利用水力沖刷原理沖刷濾片上過濾積攢的雜質(zhì)、利用漏斗形底袋收集、利用快開式球閥快速排出過濾雜質(zhì)的方式，對(duì)內(nèi)部濾網(wǎng)及過濾留存的殘?jiān)M(jìn)行清理排出。清理操作只需打開底部快速排污閥，無需打開過濾器頂部壓蓋，實(shí)現(xiàn)了不停裝置即可在線進(jìn)行過濾器清理的目的，較大的減輕崗位員工勞動(dòng)強(qiáng)度、降低安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)省機(jī)泵維修費(fèi)用。

圖1 傳統(tǒng)籃式過濾器

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)的籃式過濾器進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)濾網(wǎng)的安裝位置進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)增加了底部排渣裝置。該快速清洗籃式過濾器設(shè)有漏斗狀筒體，筒體的側(cè)壁對(duì)稱設(shè)置進(jìn)液管和出液管，底部設(shè)置雜質(zhì)排放口，頂部為螺栓壓緊密封的頂蓋，頂蓋底部設(shè)置有濾網(wǎng)壓緊裝置。筒體內(nèi)壁焊接固定傾斜45°O 型濾網(wǎng)支架，濾網(wǎng)放置在支架上。當(dāng)頂蓋緊固后，濾網(wǎng)被固定在支架上，確保流體全部經(jīng)濾網(wǎng)過濾后到達(dá)出口。濾網(wǎng)至底部排渣口空間較大，確保過濾器使用有著較大的有效過濾體積。通過定期開啟底部排渣控制閥，利用流體壓力和自身重力將濾渣排出筒體?？焖偾逑椿@式過濾器（見圖2）。

圖2 快速清洗籃式過濾器

2.3 工作原理

在正常工作時(shí)，液體經(jīng)進(jìn)口進(jìn)入筒體內(nèi)，液相經(jīng)濾網(wǎng)由出口排出，固體雜質(zhì)不能穿過濾網(wǎng)的過濾孔，被阻隔下來，由于重力作用，沉淀在底部，開啟過濾器底部排渣控制閥，即可將濾渣排出。該快速清洗籃式過濾器可以在運(yùn)行過程中進(jìn)行排渣作業(yè)，無需停運(yùn)過濾器，較原傳統(tǒng)籃式過濾器工作效率大幅度提升，同時(shí)較大的減輕崗位員工勞動(dòng)強(qiáng)度、降低安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)省機(jī)泵維修費(fèi)用[1]。

2.4 現(xiàn)場安裝應(yīng)用

根據(jù)上述設(shè)計(jì)參數(shù)，制造了多個(gè)快速清洗籃式過濾器，并進(jìn)行現(xiàn)場性能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明：影響快速清洗籃式過濾器過濾效果的主要因素有：（1）濾網(wǎng)孔徑的大小，濾網(wǎng)孔徑越小過濾效果越好，但相應(yīng)的阻力越大；（2）濾網(wǎng)和支架的密封情況；（3）機(jī)械零件的加工精度問題。因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，只做了符合目前本廠現(xiàn)場生產(chǎn)需求的快速清洗籃式過濾器，該過濾器的筒體采用壁厚為3 mm 的不銹鋼鐵板焊接，總體承壓等級(jí)為2.5 MPa，濾網(wǎng)選用的材質(zhì)為不銹鋼，孔徑為3 mm，濾網(wǎng)與支撐架之間采用O 型圈密封。該快速清洗籃式過濾器進(jìn)出口設(shè)有DN50 的法蘭片，通過法蘭連接到原工藝管路中，安裝簡便，目前應(yīng)用于第二采氣廠榆林天然氣處理廠甲醇回收裝置4 臺(tái)塔底廢液泵進(jìn)口處（見圖3）。

圖3 現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例

2.5 維護(hù)保養(yǎng)

過濾器的核心部位是過濾器濾網(wǎng)，濾網(wǎng)的材質(zhì)是不銹鋼鋼絲網(wǎng)，不銹鋼鋼絲網(wǎng)屬易損件，需特別保護(hù)；當(dāng)過濾器工作一段時(shí)間后，過濾器筒體底部沉淀了一定的雜質(zhì)，這時(shí)壓力降增大，流速會(huì)下降，需及時(shí)開啟底部排渣控制閥排出雜質(zhì)；如發(fā)現(xiàn)不銹鋼鋼絲網(wǎng)變形或損壞，需馬上更換；定期檢查密封圈是否完好，如果發(fā)生破損及時(shí)進(jìn)行更換。

2.6 安全事項(xiàng)

日常使用工作中的籃式過濾器過濾系統(tǒng)需經(jīng)常檢查進(jìn)出口的壓力差，當(dāng)壓力差達(dá)到0.05～0.1 MPa 時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換濾袋，以免壓差過大使濾袋破裂和支撐網(wǎng)損壞；進(jìn)行排渣作業(yè)時(shí)，應(yīng)緩慢開啟控制閥，操作人員應(yīng)處于排渣口側(cè)面，防止液體飛濺造成人員傷害；更換濾網(wǎng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉進(jìn)出口控制閥，打開底部排渣控制閥對(duì)筒體進(jìn)行泄壓；不要在籃式過濾器內(nèi)有壓力的情況下開蓋，否則剩留液體可能噴出，并造成液體流失和人員傷害。

3 應(yīng)用效果及評(píng)價(jià)

改造后的清洗新式過濾器節(jié)約清洗時(shí)間0.5 小時(shí)/次，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度；降低機(jī)泵的損壞頻次，節(jié)約更換費(fèi)用約6 萬元/年，達(dá)到節(jié)能降耗的目的；4 臺(tái)機(jī)泵由每月維修一次減至一個(gè)季度維修一次，節(jié)約維修費(fèi)用（4×12-4×4）×2 000=6.4 萬元/年，節(jié)約了維護(hù)成本。

4 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

該創(chuàng)新成果首次利用斜45°濾網(wǎng)片、底部排渣設(shè)計(jì)，可將濾渣迅速排出。巧妙的應(yīng)用了重力學(xué)、水力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，與現(xiàn)有普通籃式過濾器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，維護(hù)維修方便、制造成本低，可有效降低現(xiàn)場員工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。