1.4 主要技术参数
进料温度:80~90 ℃;蒸发量:9.7 t/h;新蒸汽用量:0.712 t/h,158 ℃;闪蒸二次蒸汽温度:101 ℃;压缩后二次蒸汽温度:111 ℃;离心机滤饼附液率:5%;冷却水用量:8 m3/h,水温≤20 ℃。
2 装置运行与分析
2.1 MVR运行情况
① 不同含盐量浓缩水的处理情况
为分析MVR运行情况,考察了含盐量分别为15%、20%及25%的浓缩水处理情况。其中循环流化床锅炉排放高含盐水(原液)、MVR浓缩水及MVR冷凝水分别呈现棕黄色、黑色、透明。水质分析结果表明,MVR浓缩水是高碱度、高氯根、高COD、高二氧化硅及高矿化度水型,具有较强腐蚀性,含油量>15 mg/L、COD>14 000 mg/L,超过国家二级排放标准不能外排;MVR冷凝水是离子含量较低的弱酸性纯净水,满足《稠油注汽系统设计规范》(SY/T 0027—2007)中规定的热采锅炉给水的水质指标,对于《工业锅炉水质》(GB/T 1576—2008)只有pH值指标需要微调,另外COD指标接近国家二级排放指标,可能是水中易挥发有机物冷凝所致。
② 运行指标及成本
产生不同含盐量的浓缩液运行电耗见表2。
表2 不同含盐浓水的电耗分析
从表2可看出,随着浓缩液含盐量的升高,浓缩液沸点升高,蒸汽压缩机的能耗随之上升。实际运行电耗高于设计值25 kW˙h/m3,一方面是由于处理装置规模小,仅为10 m3/h,吨水能耗高;另一方面是由于选择了高温升的罗茨压缩机,增加了能耗。另验证了单效MVR蒸发的运行费用比双效MVR蒸发低29.2%,能耗低42.2%。
③ 降膜蒸发板结垢情况
运行3个月后停机检修,MVR浓缩液中二氧化硅含量较高,蒸发浓缩后达到2 400 mg/L左右。打开人孔观察,钛材降膜板光洁如新,未发生结垢现象。分析MVR浓缩水pH值为10~12,此时二氧化硅以H3SiO4-形式存在,NaH3SiO4为溶解状态。
2.2 强制循环蒸发结晶运行情况
前段MVR工艺经过近10天的连续运行后,试验后段强制循环结晶工艺,由于饱和盐液输送系统设计及部分设备选择问题,不能正常运行。
① 设备选择问题:工艺连续运行时的进料量仅为0.2 t/h,市面上最小卧式活塞推料离心机处理量为2 t/h,因产出的盐太少,在未被推出前就干结在推料器上。
② 系统盐堵问题:a.分离器圆锥段出盐缺少缓冲设备,致使分离器出盐不均匀,造成管线堵塞。b.分离器与离心机距离太远,盐浆管线太长易发生盐堵。c.饱和盐液输送管线管径细、存在90°弯头,易发生盐堵。
③ 改进措施:a.增设饱和盐液存储罐,满足卧式活塞推料离心机2 h运行量。b.饱和盐液输送管线重新调整,确保有15°坡度及不大于45°的弯头。
2.3 处理成本及效益分析
① 处理成本
单级蒸汽机械再压缩只按耗电运行成本分析,按风城油田电价为0.6 元/(kW˙h)计,吨水运行成本为18.36元。强制循环蒸发结晶按前段回收率为92%考虑,产生浓缩盐水为0.8 m3/h,可蒸出约0.6 m3/h的冷凝水,消耗蒸汽量为产出水量的1.1倍,即消耗蒸汽0.66 t/h。蒸汽成本按90元/t计,成本为7.42元/m3水。
② 效益分析
锅炉排放高含盐水温度为98 ℃,吨水回收节约能耗为4.3 元/m3;节约了清水资源,节省清水资源及处理费为4.5元/m3。同时节约了处理达标外排费为5.5元/m3。吨水产出2 kg盐,以价值为300元/t计;吨水产生效益为0.6元/t。合计产生效益为14.9元/m3;除去处理达标外排费间接费用也有9.4元/m3。