自动脱水器技术在罐区污水井异味治理项目中的应用

自动脱水器技术在罐区污水井异味治理项目中的应用

张利军 禹华飞 周世军

（信息网络公司炼油仪表，新疆独山子, 833699）

摘要：随着工业的高速发展，挥发性有机物（VOCs）在城市中产生的空气污染日趋严重，造成光化学烟雾、O3浓度升高、灰霾天气次数增加等民众关注度极高的环境问题。因而挥发性有机物气体的排放越来越受到世界各地的普遍重视，罐区污染物排放治理工作已刻不容缓。

关键词: 挥发性;VOCs;罐区;污染物;治理;密闭。

0、引言

2015年起，国家颁布了《石油化学工业污染物排放标准（GB31571-2015）、《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015），对石化行业的污染物排放提出了明确要求。用于集输、储存和处理含挥发性有机物、恶臭的废水设施应密闭，产生的废气应接入有机废气回收或处理装置。

1、我厂罐区污水井现状

目前我厂罐区建有污水缓冲池，将罐区人工切水集中收集后在重力流流入污水处理装置；中间罐区无收集池，人工切水直接排至厂区排水系统，路径长，中间检查井多，污水中含有的挥发性有机物从沿途井中溢出，导致厂内异味，并对大气造成污染。以上各个罐区储罐切水均为人工切水，跑油现象严重，现场产生异味，环境污染比较严重，劳动强度高，脱水速度慢，含油量高，对人体有一定的伤害。

目前新老罐区储罐切水为敞口切水，不符合标准规范中密闭集输的要求。为防止储罐切出的水含油量高，造成地下水井异味，采取源头治理的原则，在储罐切水口处增加自动切水器。

2、脱水器工作原理

在一定温度下，液体介质都有其固定的谐振频率。当水中含油量发生微小的变化时，其谐振频率也会发生变化。传感器工作时，它会检测出某一温度下的液体介质的谐振频率数值，然后控制器会把该数值与原来保存在电路板CPU中对应温度下的谐振频率数值作对比，相差越大，表明水中含油量越高，信号越低。

图1 脱水器结构图

3、脱水器工作过程

当两个检测控制器都检测到水时，输出开阀信号，以一定开度打开脱水阀，开始脱水；任何一个传感器检测到水中油含量超标时，输出关阀信号，关闭脱水阀，停止脱水。脱水器停止脱水后，自动启动回油泵，将脱水器内部的油压回到油罐，油罐底部的水进入到脱水器。两个传感器再次都检测到水时，再开启脱水阀，开始脱水。水器根据水量大小自动调节阀门开度。

图2 脱水器工作过程图

4、控制器与调节阀逻辑关系

图3 主、从控制器和气动调节阀逻辑关系

5、气动回油系统工作过程

进入脱水器的油介质由于密度差经单项浮球后进入气缸内腔，需要回油时，仪表风推动活塞向下运动，浮球被油介质下压封住进油口，油介质只能被压向回油管直接回到油罐，或被压向离罐根阀最近的转接头再回到油罐。

气动回油启动条件是当脱水器停止脱水后，传感器继续检测，检测信号值低于设定的脱水下限并持续3分钟，气动回油开启，开启时间为10秒-15秒（根据气压大小）。气动回油每次能回油6升，回油次数可根据现场使用效果调整，一般每个周期开启2次。每次回油周期结束后，如果传感器信号值达到脱水上限，脱水器继续脱水，如果传感器信号值达不到脱水上限，脱水器将不再进行回油，而是进入休眠状态，回油泵不会一直工作。

图4 气动回油系统结构图

6、温度控制系统和自动冲洗系统工作过程

温度控制系统由脱水器内置程序、蒸汽/热水进口A、气控角座阀B、三通气控角座阀C、开关小球阀C1、加热夹套D、单向阀E、疏水阀F（热水伴热不配备）等组件组成。主传感器检测温度低于设定下限时，单向角座阀开启；双向角座阀通向开关小球阀支路保持打开状态，另一路关闭。这时蒸汽/热水的流向有两路，并同时进行，分别为：

①A→B→D→E→F, ②A→C→C1→F

当主传感器检测温度高于设定上限时，单向角座阀关闭，①路不通，停止脱水器伴热；双向角座阀通向开关小球阀支路保持打开状态，②路保持通路，给回油组件伴热的同时，蒸汽/热水也一直处于流通状态。

自动冲洗系统由脱水器内置程序、蒸汽/热水进口A、双向角座阀C、单向阀C2、脱水器内置喷头等组件组成。自动冲洗开启接在回油系统第一次开启后的第3分钟，开启时间一般设置在5秒以内。自动冲洗开启时，双向角座阀通向单向阀C2支路保持打开状态,另一路暂时关闭，这时蒸汽/热水的流向只有一路，为：①A→C→C2→探头。 考虑到冬季实际天气情况，采取优化电磁阀信号并拆除气控角座阀B 阀芯方式运行，确保伴热常开方式。

图5 温度控制系统和自动冲洗系统结构图

7、脱水过程目视化优化

为了便于观察，在脱水器前端，安装了前视镜，观察水是否已脱完；在脱水器的出口安装了后视镜，观察是否正常脱水。

图6 前视镜及后视镜结构图

8、DCS画面实现脱水器人机界面交换

脱水器的工作状态参数通过RS485通讯上传到了操作室的DCS 上。在操作室就可以看到所有的工作参数，也可以对脱水器进行“允许脱水”和“禁止脱水”。

图7 脱水器人机界面交换

9. 实施效果

自动脱水技术在罐区污水井异味治理项目中实施后，效果非常显著，避免了跑油现象造成的环境污染，同时大大降低了人工切水的劳动强度高的问题，完全实现了自动化密闭切水，将罐区的自动化水平又提升了一个高度。

图8 改造前后对比图

10.结论

罐区自动脱水技术的实现，将罐区污染物的排放彻底清零，满足了《石油化学工业污染物排放标准》、《石油炼制工业污染物排放标准》，同时将生态环境部办公厅2019年6月26日印发的 “重点行业挥发性有机物综合治理方案” 落到实处。产生了很好的社会效益，为炼化企业安全平稳生产打下了坚实的基础。

参考文献

[1]《炼油装置工艺与工程》[M] ：北京：中国石化出版社，2017

[2] 集散控制系统原理及应用第三版[M]. 北京：化学工业出版社，2009（4）

[3] 自动脱水技术操作手册