螺杆泵范文10篇

时间:2023-03-16 04:26:28

螺杆泵范文篇1

论文摘要:介绍了螺杆泵的结构、工作原理和特点。对其在古城油矿使用过程中出现的问题进行分析,并提出相应的对策

一、螺杆泵采油工艺简介

螺杆泵作为一种油田采输工艺技术,是一种行之有效的采输手段,广泛应用于采油生产,而且被广泛应用于油田地面油气集输系统。这一切均取决于其对于输送介质物性有着优越的适应性,尤其是对于气液混合物的输送,能很好的解决普通容积泵所面临的气蚀、气锁、砂卡问题,达到很高的效率。

二、螺杆泵采油装置结构及其工作原理

螺杆泵采油装置是由井下螺杆泵和地面驱动装置两部分组成。二者由加强级抽油杆作为绕轴,把井口驱动装置的动力通过抽油杆的旋转运动传递到井下,从而驱动螺杆泵的转子工作。螺杆泵结构如图1所示:井下螺杆泵是由一个单头转子和一个双头定子组成,在两件之间形成一个个密闭的空腔,当转子在定子内转动时,这些空腔沿轴向由吸入端向排出端方向运动,密封腔在排出端消失,同时在吸入端形成新的密封腔,其中被吸入的液体也随着运动由吸入端被推挤到排出端。最终这些封闭腔随转子旋转,从泵入口向出口方向移动,并将液体由进口端推向出口端,排入到管线,举升到地面。

三、螺杆泵性能特点

1、螺杆泵属于容积式泵,液体沿输液元件的轴向均匀、低速流动,是螺杆泵具有独特的优点。

2、液体的种类多,粘度范围大,可抽稠油和高含蜡原油。

3、适应产量方面,从几立方米到高产的几百立方米均可顺利举升。

4、携砂能力强,衬套材料对砂粒等固体杂物有容让性,可抽含砂原油。还具备高气液比处理能力,不发生气锁。

5、运动部件少,没有阀件和复杂流道,油流扰动小,水力损失低,泵效达70%,系统效率达60%

6、流量调节容易,改变地面驱动装置的转速就可实现。

7、整套设备易损件少,井口驱动头仅有1套需润滑的驱动头,井下设备也只有1个移动件,维护方便,运行费用低。

8、螺杆泵采油系统的主要缺点是扬程较低。目前,最大清水扬程仅为2600米,不能满足深井开采要求。

四、螺杆泵采油故障原因分析

应用螺杆泵采油工艺技术,目的是通过螺杆泵采油工艺解决稠油在油井井筒中的流动问题、地层疏松引起的出砂问题,自从在B125区使用螺杆采油工艺以来,这一新工艺、措施的引进及应用取得了良好的效果。但是在使用过程中出现一些问题值得讨论。

1、井口回压高、负荷重造成烧皮带频繁、电机烧毁

原因:

a、因为混合物流体的粘度过高,根据B125区原油粘度为348~7092mPa.s,胶质和沥青质的含量为21.95~44.4%,含蜡量为7.42~15.58%.原油胶质和沥青质的含量较高。原油在井下泵的强烈搅拌作用下,原油和水形成乳化程度很高的油包水型乳状液,乳状液的粘度随着乳化程度的升高(水滴颗粒被搅拌得很细)而大幅度提高,远远超出了螺杆泵负荷能力。

b、驱动装置故障引起机械负荷增大,主要有中间滚轴轴承磨损造成受力不均引起负荷增大,上下两端的定位扶正滚珠轴承磨损、输入轴齿面和主锥体齿面啮合间隙过大造成受力不均引起负荷增大

c、因为原油在举升过程粘度会升高,所以一些螺杆泵井一旦回压过高则必须洗井才能恢复生产,同时地面输油管线需要扫线。因为乳状液的粘度对于温度的敏感性低,加温对于降粘效果不明显,通常将转子提出泵筒后采用反洗井。

1、抽油杆、转子及油管脱扣

原因:

a、由于螺杆泵井采用φ25mm高强度抽油杆和φ36mm空心抽油杆,由于扭矩大,很容易造成杆断和防脱器碎裂和过载停机,断脱位置在上、中、下均有。主要是停机时因为扭力卸载,抽油杆高速反转,其反转速度远远高于正常开抽时的正转速度,此时抽油杆非常容易脱扣,甚至造成油管脱扣。

b、目前使用的油管锚为机械式座封,在座封时主要靠给油管加压使其坐封。加压使油管在井内严重弯曲,抽油杆在油管内工况恶化,坐封力不好控制,故易导致油管脱扣。

3.驱动装置的密封性差

现有地面驱动装置密封有两处:一是减速器油封密封,二是井口盘根盒密封。尤其井口盘根密封漏油严重,因为现在采用的盘根为“O”型聚乙烯四氟,对光杆磨损较大,造成光杆外径变细,新加盘根后,光杆与盘根之间密封由于盘根的可塑性差造成间隙过大,导致从盘根处漏油。

4、井下工况判断不精确

目前尚无有效的螺杆泵工况监测手段,对螺杆泵井的泵况诊断仅有2种方法。一是观察运行电流,看电流是否在正常范围之内;二是井口憋压测试压降,通过观察油、套压的变化,绘制变化曲线进行分析,对出现的复杂情况难以准确诊断。

5、泵最佳实际排量与油井产能不匹配

五、对策

1、对反向乳化严重的油井,采用环空加破乳剂的方式生产,降低产出液粘度,并可提高螺杆泵的吸入能力。

2、采用电动潜油螺杆泵,减少由于抽油杆搅动引起的粘度增加,并可提高油井的流通面积,井下机组运转产生的热量还可加热原油降低井筒流体的入泵粘度。

3、采用传递高扭矩的抽油杆,解决抽油杆本体、连接丝扣的抗扭问题,防止抽油杆断脱。

4、用旋转式油管锚替代在用的油管锚,减小因为管、杆弯曲造成的管、杆脱扣

5、对盘根密封的泄漏一是采用高塑性盘根,二是使用带锥度的盘根盒。

6、螺杆泵系统优化设计

螺杆泵范文篇2

关键字:螺杆泵污水处理

螺杆泵因其有可变量输送、自吸能力强、可逆转、能输送含固体颗粒的液体等特点,在污水处理厂中,广泛地被使用在输送水、湿污泥和絮凝剂药液方面。螺杆泵选用应遵循经济、合理、可靠的原则。如果在设计选型方面考虑不周,会给以后的使用、管理、维修带来麻烦,所以选用一台按生产实际需要,合理可靠的螺杆泵既能保证生产顺利进行,又可降低修理成本。现将我们在应用螺杆泵的一些体会介绍如下:

一、螺杆泵的转速选用

螺杆泵的流量与转速成线性关系,相对于低转速的螺杆泵,高转速的螺杆泵虽能增加了流量和扬程,但功率明显增大,高转速加速了转子与定子间的磨耗,必定使螺杆泵过早失效,而且高转速螺杆泵的定转子长度很短,极易磨损,因而缩短了螺杆泵的使用寿命。

通过减速机构或无级调速机构来降低转速,使其转速保持在每分三百转以下较为合理的范围内,与高速运转的螺杆泵相比,使用寿命能延长几倍。

二、螺杆泵的品质

现在市场上的螺杆泵的种类较多,相对而言,进口的螺杆泵设计合理,材质精良,但价格较高,服务方面有的不到位,配件价格高,订货周期长,可能影响生产的正常运行。

国内生产的大都仿制进口产品,产品质量良莠不齐,在选用国内生产的产品时,在考虑其性价比的时候,选用低转速,长导程,传动量部件材质优良,额定寿命长的产品。

三、确保杂物不进入泵体

湿污泥中混入的固体杂物会对螺杆泵的橡胶材质定子造成损坏,所以确保杂物不进入泵的腔体是很重要的,很多污水厂在泵前加装了粉碎机,也有的安装格栅装置或滤网,阻挡杂物进入螺杆泵,对于格栅应及时清捞以免造成堵塞。

四、避免断料

螺杆泵决不允许在断料的情形下运转,一经发生,橡胶定子由于干磨擦,瞬间产生高温而烧坏,所以,粉碎机完好,格栅畅通是螺杆泵正常运转的必要条件之一,为此,有些螺杆泵还在泵身上安装了断料停机装置,当发生断料时,由于螺杆泵其有自吸功能的特性,腔体内会产生真空,真空装置会使螺杆泵停止运转。

螺杆泵范文篇3

1.1油藏系统措施效果

萨中开发区为最大限度控制低效无效循环,遵循以“控”为主,“提控”结合的技术对策,精细地质研究成果,深化注采结构调整。以控制聚驱后续水驱和水驱特高含水井无效循环为重点,优化提液方案设计,降低增液含水率,实现控水控液目标。水驱做法:注水井一是推广“7788”细分注水技术、二是推行“双定双轮换”分层注水方法、三是实施浅调剖控制低效无效循环、四是实行注水井重配与细分相结合。采油井一是实施下调参数,控制高含水井液量、二是优化堵水方案,控制高含水层液量。聚驱做法:注入井一是实施深度调剖控制低效无效循环、二是个性化设计聚驱停层不停井方案、三是对空白水驱和后续区块采取单卡突进层、四是对不同区域实施个性化周期注入。采出井应用长胶筒封堵控制后续水驱低效循环。

1.2机采系统措施效果

截止到2013年11月,萨中开发区机采井开井9144口,其中抽油机井7268口,螺杆泵井1513口,电泵井363口。机采井平均有功功率12.96kW,年耗电量达到88000×104kWh,占全区总耗电量的31.5%。机采系统节能措施主要有抽油机节能技术措施:抽油机节能电机按照电机节能原理分3种类型:双速双功率电机、永磁同步电机和双功率电机;抽油机节能配电箱包括自动供、断电节能控制箱、、动态无功补偿节能控制箱、自动跟踪调压节能控制箱、柔性衡功节能控制箱。螺杆泵节能技术措施:螺杆泵驱动控制装置、螺杆泵直驱装置。电泵井变频油井电磁防蜡器。通过强化机采井管理,合理优化机采参数,取得较好效果。

1.3地面工程系统措施效果

截止2013年11月底,萨中开发区共有注水站42座,注水机组155套;注水电机的安装总功率为30.286×104kw•h;目前运行82台注水泵,全年注水耗电量为109637×104kw•h,占全区总耗电量的39.3%。2013年萨中开发区集输系统耗电量为77687×104kwh,耗气量为1.7×108m3,占全区总电量的27.8%,总耗气量的81%。主要耗电设备主要有输油泵316台,掺水泵250台,热洗泵143台,综合耗电为1.12kwh/t;主要耗气设备有掺水炉热洗炉283台、脱水炉34台、采暖炉82台、外输加热炉11台,吨液耗气为1.08m3/t。全区井用高耗能变压器总计2300台,2007年至2009年节能计划更新高耗能变压器300台,年节电61.53×104kWh;2011年-2013年节能计划更新、改造井用高耗能变压器1817台,实际拟将实施2096台,预计年节电429.89×104kWh。截止到2013年底,全区井用高耗能变压器更新改造全部立项完成。

2萨中开发区节能降耗措施未来展望

2.1油藏系统

随着油田进入高含水后期,水驱开发中存在的主要问题即油层间吸水状况差异较大,动用不均衡,存在低效无效循环。近年来通过在油水井开发调整中实施注采结构调整,控制高含水井层的注水量、产液量,达到优化井组间、层段间的注采结构的目的。由于萨中开发区油层发育小层层数多,油层发育复杂,非均质性强的特点,动用不均衡的问题在今后仍然存在一定的调整潜力。聚合物驱具有层段较单一、层系开发时间短的特点,尤其是一类油层进入后续水驱以后,由于发育多为大段厚油层,层内突进严重,不能采用封隔器实施卡分,控水挖潜难度较大。目前这种突出的矛盾主要集中在南一区西东块、断东后续和中区东部、东区等区块,其中含水大于98%井占总开井数的42.4%,含水达到98.3%,是聚驱控水的潜力。

2.2机采系统

螺杆泵范文篇4

油田机械采油主要是指当油层内的能量不足以维护自喷时,采用机械能量的方式将油采出地面就被成为是机械采油。此种采油方式主要是依靠电动机、抽油机以及抽油杆、电控箱、变压器等机械设备组成,由于油田机械采用所用的设备多数为电力设备,所以导致采油过程将会消耗掉大量的电能。有关人员研究调查研究表明,虽然机械采油系统的装机容量仅为油田装机容量的1/3,但是其用电量却达到油田总用电量的一半以上。另外,当前油田机械采用中所使用的抽油机负荷率不足、采油系统的功率因数低以及电网的电能损耗大等因素导致机械采油能耗也大。通过对机械采油能耗大的因素进行分析发现,其不仅与油田生产管理水平和技术水平有很大的关系,同时配电设备容量大于实际需求而形成的“大马拉小车”的现象也普遍存在,因此最终导致油田能耗大的现象。

2油田机械采油中节能降耗技术的应用

2.1间歇采油技术

间歇采油技术是近年来新兴的一种采油技术,此种技术相对比较适用于低产油井,其中间歇式采油技术又被分为提捞采油技术和活动式螺杆间歇采油技术。其中活动式螺杆采油技术为了达到节约成本、降低能耗、优化采油工艺的作用,螺旋杆成为采油中最常用的技术设备,同时扁动扭矩的控制是保证油田采油工作顺利开展的重要环节,因为其直接决定的油井的恢复程度和井的间歇时间。

2.2螺杆泵采油配套节能技术

螺杆泵采油配套节能技术主要是采用容积式转子泵的,依靠螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化而将油液吸入和排出的一种技术。此种技术属于单螺杆水利机械的一种形式,如果其排量越大,则相对转子的转动速度也就越快。螺杆泵采油配套技术在实际运用中不仅投资少、占地面积小、运行效率高,同时对环境的污染也相对较小,另外螺杆泵也能够有效通过地层供液的相应能力实现泵的转速变化,其耗电量大约也比抽油机低30%左右。但是应注意此技术在油田采油实际运用中,想要实现螺杆泵的功能发挥最大的作用,不能将正在运行的机器突然暂停,这样不仅损害机器的使用效率,同时对降低系统的使用寿命也具有非常大的影响,除非是突然停电或者盘根更换因素而造成的,否者都要等到螺杆泵在保持最低运行速度以及井液面稳定情况下才能停止设备。

2.3抽油机井上的节能技术分析

抽油机是石油开采中常用的一种机器设备,其主要是通过采用加压而促使石油出井,其中抽油机的运动过程为,当抽油机上冲程时,则油管的弹性就会产生收缩同时产生向上的运动,并一同将机械解堵采油器带动,实现撞击换套而产生振动的现象。目前常见的抽油机主要是游梁式抽油机,此种抽油机是目前油田中常见的传统的稠油形式,其主要是通过采用普通的交流异步电动机直接实现拖动,然后由曲柄带以配重的平衡块使抽油杆带动,并促使井下抽油实现固定周期的上下往复运动,从而达到将井下的油送到地面的作用。游梁式抽油机在实际运行的过程中具有维修方便、操作简单以及结构简单和坚固耐用等特点,但是其耗能非常大,由于其在上升的过程电机主要从电网吸收能量实现电动运行,而下降过程为负载性质的位势负载,由于井下负压等导致电动机处于发电的状态,所以其还能够使机械能量转换为电能回馈到电网中。经过将现有的偏论抽油机和双头驴以及低矮型抽油机三者有机的结合在一起,能够有效解决能耗高的问题。

3实例分析某油田机械采油系统节能措施

由于当前机械采油系统现场条件较为复杂,因此抽油机节能控制器以及节能抽油机和节能电动机等设备的运用应根据油田实际情况进行选择。另外,应注意在油田节能系统中,如果没有完备的理论分析以及实测数据作为依据的情况下,可以采用机械采油系统中的节能产品。通过对本油田机械采油系统的能耗情况进行分析得知,提出以下几点方案:第一点:使用新型的抽油机拖动系统,通过对比分析以及油田实际运行发现,在本油田中采用抽油机专用的永磁同步电动机不仅能够达到节能降耗的作用,同时对提高系统功率也具有重要的作用,但是应注意此种技术主要适用于装机功率大以及功率因素低的抽油机井,另外还应该注意在使用此种设备中应注意严格进行选择永磁体和电机的生产厂家,以保证系统的可行性。第二点:采用改进的抽油机,将现有的偏论抽油机和双头驴以及低矮型抽油机三者有机的结合在一起,不仅能够有效解决能耗高的问题,同时对提高工作效率也具有重要的作用。第三点为:针对抽油机不平衡现象,可以在游梁末端加上一个平衡块,这样能够实现其在工作中不断调整抽油机的平衡状态,以达到节约电能的作用。

4结语

螺杆泵范文篇5

[关键词]废水处理系统;故障时间;QCKeywords:wastewatertreatmentstation;faulttime;QC

在金属矿山采选过程中,会不可避免产生大量的采选矿废水,通常包括采矿废水、选矿废水,其水量受生产规模、地下水及降雨量影响。[1]采矿废水主要来源于矿坑、矿井,呈酸性,主要是由废弃的硫化矿石在一定条件下与周围环境通过一系列的化学反应及微生物催化作用下,使矿石中释放的硫氧化成酸而形成的[2]。选矿废水来源于选矿厂,通常呈碱性,含有COD、重金属等污染物,主要由于是在矿石浮选过程中,添加了各种有机、无机的选矿药剂,如,调整剂、捕收剂、起泡剂等。采选过程中产生的废水,需经过特定的工艺进行处理,将废水中的污染物降解至规定值以下,方可排放至自然水体。[3]工业水处理站是德兴铜矿的重要环保单位,承担着矿山采选矿废水处理并实现达标排放的重要任务。部分设施设备始建于20世纪80年代,处理工艺采用HDS(高浓度浆料处理)技术,为矿山达到国家环保要求发挥着重要作用。但是,由于部分设备老化,处理系统故障逐渐频发,正将影响工业废水处理系统正常运行。并且,生产规模在逐渐增加、环保政策将日益严格,急需通过降低处理系统的故障率,保证生产稳定,坚决不跨环保红线。[4]QC小组针对系统故障率高的情况,以降低环保风险、提高经济效益为出发点,用质量管理的方法,对废水处理过程进行检查、分析、控制与处置,以降低废水处理系统的故障时间。

1选择课题

QC小组成员对废水处理系统目前生产工艺流程进行现场调查,并绘制工艺流程图,如图1所示。QC小组调查2016~2018年的废水处理站生产记录本,统计近3年的系统故障时间,如图2所示。如图2所示,2016~2018年的平均故障时间分别为42.6h/月、50.2h/月、62.0h/月,呈逐年上涨趋势,明显高于QC小组调查的行业先进水平33.2h/月。其中,2016年3月、9月、10月故障时间分别为34.8h、33.4h、32.5h;2017年5月、9月故障时间分别为33.6h、34.2h;2018年9月故障时间为36.2h。与行业先进水平持平,因而,QC小组认为,通过一定的技术、管理措施,可以将废水处理系统的故障时间降低至较好水平。对2018年废水处理系统故障时间进行了详细的调查、分析,找到了四条影响因素,如表1所示。如表1所示,2018年故障时间影响因素分析中,辅助设备故障率达70%。在其他因素不波动的情况下,如果解决废水处理系统辅助设备故障问题的80%,则系统总故障时间可减少到:864.1-605×80%=380h,则月平均为31.7h/月。根据废水处理站的实际情况,充分考虑其他因素的波动,QC小组确定了目标值:将废水处理系统故障时间由原平均62h/月降低至35h/月。

2原因分析

QC小组针对现状调查中找到的主要问题-辅助设备故障,由人机料法环[5]五个方面入手,进行了原因分析,绘制树状图如图3所示。

3要因分析

对可能造成辅助设备故障的因素,小组成员通过考核、查阅资料、现场确认等方法,进行逐一排查、分析,以筛选出其中的主要因素。(1)操作人员操作技能低。对全部操作人员随机、多次进行岗位操作技能抽查,各工种实践得分均在95分以上,考核结果合格率100%。同时,查阅了各班组《组织绩效记录本》,统计了各工种操作人员因操作不当造成辅助设备故障的被考核情况,考核次数为0次,对辅助设备故障时间不造成影响。(2)石灰乳自动投加装置气动阀设计不合理。经现场调查,自动投加装置中,通过气动阀阀杆控制石灰乳的投加,如阀杆长时间闭合,将出现阀杆表面结钙、下料口堵塞现象,故障频繁,检修困难。查阅《交接班记录本》、《检修记录本》,统计2018年自动投加系统故障时间,平均为14.8h/月,远大于该装置的故障时间设定值8h/月。(3)螺杆泵进料口堵塞不能及时发现。絮凝剂溶液配制、投加为自动化操作,且该岗位为兼职岗位。絮凝剂粉末在配制过程中常出现结团现象,絮凝剂结团会堵塞螺杆泵进料口,通常不能及时发现,导致转子与定子干磨,造成螺杆泵损坏。查阅《交接班记录本》、《检修记录本》,2018年螺杆泵故障时间平均为11h/月,远大于故障时间设定值6h/月。(4)备品、备件质量不合格。小组成员对备品、备件仓库不同厂家或品牌的各备品、备件质量进行现场抽查检测,并根据《检修记录表》计算各备品备件的使用周期,发现各备品、备件质量合格率、使用周期符合要求。(5)设备维护保养方法不合理。统计辅助设备保养手册中各点检润滑标准,对比说明书维护保养要求,发现保养点的缺陷比例为0%。(6)露天设备运行环境差。小组成员查阅了露天和室内石灰乳搅拌机、输送泵《检修记录本》,分别统计了严寒和高温时,露天和室内辅助设备的故障时间,结果表明同种设备在露天环境与室内环境的故障时间差异性小。QC小组通过逐一的原因排查、分析,确定影响辅助设备故障的要因为:石灰乳自动投加装置气动阀设计不合理、螺杆泵进料口堵塞不能及时发现,其他为非要因。

4制定对策及实施

QC小组成员采用头脑风暴法,对影响辅助设备故障的要因进行对策制定,并进行对策评价,综合考虑各对策的有效性、可实施性、经济性、可靠性、时间性,选取综合评价指标最优的对策,并制定实际的实施方案。最优对策及其实施措施如表2所示。

5效果检查

针对石灰乳自动投加装置气动阀设计不合理的要因,采用变频控制后,石灰投加顺畅,有效地减少了其故障时间,从2018年的月平均故障时间14.8h/月降低至2.8h/月。针对螺杆泵进料口堵塞不能及时发现的要因,采用流量传感器监测流量并反馈控制螺杆泵开停的方法后,絮凝剂螺杆泵未出现干磨现象,月平均故障时间有11h/月降低至1.7h/月。均完成了对策目标。小组成员将2019年月系统平均故障时间与2018年进行对比,如图4所示。措施实施后的2019年3~12月期间,废水处理系统故障时间得到了明显改善,平均值为28.7h/月,达到了目标要求。且石灰乳自动投加装置气动阀设计不合理、螺杆泵进料口堵塞不能及时发现的故障时间分别占系统故障时间的9.8%、5.9%,已不再是系统故障时间的的主要症结。

6总结

通过QC活动,有效解决了废水处理系统故障时间较长的问题,提高了废水处理的效率,降低了环保风险,减轻了工人的劳动强度,兼顾取得了良好的经济和社会效益、环保效益。同时增强了小组成员及相关管理人员的质量意识,提高了大家解决实际质量问题的能力,而且锻炼了队伍[6],为企业今后在解决类似问题和开展QC活动打下良好的基础。

参考文献

[1]李天国,徐晓军,聂蕊,等.有色金属采选废水的来源、特征、危害及净化技术研究进展[J].化工进展,2015,34(10):3769-3778.

[2]白润才,李彬,李三川,等.矿山酸性废水处理技术现状及进展[J].长江科学院院报,2015,32(2):14-19.

[3]闫虎祥,周杰,高宝钗.生物制剂深度处理技术在选矿废水改造工程中的应用[J].广东化工,2019,46(14):147-148.

[4]史丕功.环境法保护视角下企业废水排放的环境责任研究[J].环境科学与管理,2019,44(9):46-49.

[5]王起.企业管理中的人、机、料、法、环[J].企业技术开发,2015,34(4):80-81,96.

螺杆泵范文篇6

关键词:螺杆;数控加工仿真方法;三坐标测量

螺杆作为螺杆泵的关键零部件,工作环境较为复杂,其结构和加工质量将直接影响到整机的性能。因而除了在合理选择和设计螺杆的加工工艺外,采用先进的制造技术,对于进一步提高螺杆的质量和寿命有着重要的意义。在螺杆的制造工艺方面,国内螺杆制造公司制造工艺不先进,螺杆加工制造设备普遍采用普通车床、铣床配以专用成形刀具;部分加工能力较好的企业也只采用了简易数控机床,其加工效率低,加工精度难以保证,很难达到螺杆的设计要求,另外螺杆的造型都比较复杂,现有的加工方法和设备很难适应螺杆高精度的要求。数控加工仿真就是利用计算机软件来模拟数控加工过程,对制造过程中可能出现的问题进行分析与预测,提出改进措施,预测产品性能、产品制造技术、产品的可制造性,实现产品从开发到制造整个过程的优化,达到降低产品生产周期、减少开发风险、提高经济效益的目的。因此,开发螺杆加工新工艺以提高螺杆制造工艺水平是十分必要的。

1螺杆数控仿真加工

1.1数控仿真加工的一般流程。数控加工是指在计算机的CAM系统上,从加载毛坯,定义加工的对象,设定刀具参数,定义加工方式,最后生成相应硬件机床的数控加工程序的过程。仿真加工过程,依据加工程序的内容确立刀具轨迹的生成方式。加工程序的内容主要有:定义刀具的驱动方式和加工对象的几何尺寸以及切削步距、主轴转速、进退刀点、进给量、切削角度的输入,并在模型上定义干涉面及安全平面。待所有的刀具轨迹设计合格,编辑修改相应的刀具轨迹达到机床的要求,进行仿真加工模拟,最后进行程序后处理生成相应数控系统的加工代码,复制到相应的机床上可以进行实际加工(进行DNC传输与数控加工),其具体流程如图1所示。本设计数控设备选定为DST五轴数控铣镗床。1.2螺杆数控加工结果。螺杆数控加工结果如图2所示。

2螺杆加工误差分析

2.1检测项目的选择。根据螺杆泵转子的运动是转子自转和公转两个运动合成行星运动,由于加工误差的存在,会影响螺杆泵的寿命和泵的效率。由于转子型线综合反映转子偏心距和截面直径的加工误差,为了检验螺杆数控加工质量是否符合设计要求,对螺杆型线进行误差检测。螺杆加工精度的评价指标为在某一个纵剖面上型面测量点误差。2.2试验设备与方法。2.2.1试验设备。测量螺杆直线度采用DEA桥式数控三坐标测量机。该仪器的组成包括工作台、移动桥架、中央滑架、Z轴、测头、电子系统等。测量行程范围(x/y/z)460mm×710mm×420mm,显示分辨率测量速度0.001mm,计算机系统分辨率760mm•s-1,电源要求220V±10%,50Hz±2%,气源要求最小压力0.6MPa,耗气量24L•min-1,环境温度使用要求(20±2)℃,环境湿度使用要求60%。2.2.2试验方法。为方便定位对于细长螺杆的测量,一般采用轴截面测量。本实验的测量选择接触式测量方法对螺杆轴截面表面误差进行测量。(1)选择图3所示零件型面黑色曲线位置作为被测特征,测量时测头容易出现跳跃现象,选择转子上的凸缘位置几个关键位置的测量有助于保证测量精度。在一个螺距200mm范围内,选择27个点,并测量点的坐标。(2)在坐标系统内定义工件基准。测量基准采用数控加工基准,以此保证数控加工基准与测量基准的一致。(3)固定转子使轴向垂直于测量平台,以转子的轴向为z轴方向,取向上为正,以测量平台为xoy平面,面对测量平台时,以向右方向为x正方向,向前方向为y正方向。为了获得较高的测量精度,使测头的中心点与测量点的矢量方向与螺杆曲面测量点的法线方向趋于一致。(4)对测头进行标定,然后进行型线坐标点的测量,并记录测量结果。2.3试验结果与分析。按照上面的操作步骤,测量数据点的坐标可以直接读入计算机,得出测量结果,由最后测量结果可以看到,螺杆型线上各测量点的误差值均在允许范围内。即数控加工编程正确合理,加工零件产品合格。

3结果与讨论

螺杆泵范文篇7

关键词:节能降耗技术;机械采油;应用;油气产量

机械采油是我国石油开采的主要方式和途径,在我国石油开采工艺技术领域内扮演重要角色。以机械开采为主要方式将地下石油顺利采出地面,在具备高效率优势的同时,也存在高耗能的不足之处,因此加强节能降耗技术在机械采油中的应用则显得极为必要。对此,本文以节能降耗技术在机械采油中的应用为题,对其相关内容做出简要分析与着重探讨。

1机械采油的耗能问题分析

机械采油系统由硬件和软件两部分组成:(1)硬件主要包括抽油机、抽油杆、防护装置等;(2)软件主要包括信息采集软件、工艺管理软件。在实际运作过程中,抽油机运转模式以循环式为主,极易出现“扭矩现象”。机械采油的运作原理是将电能转化为机械能力,绝大多数为电力设备,主要消耗的能源以电能为主。现阶段,机械采油设备约为采油装备总量的1/3,但是用电量超过50%。由此可见,就我国机械采油设备的耗能问题,仍旧面临严峻形势。

2节能降耗技术在机械采油中的应用

2.1螺杆泵采油配套技术。在过去很长一段时间内,油田企业以抽油机为采油作业的主要设备,存在体积大、油耗高、成本高、污染大的不足之处。于是,越来越多的油田企业运用螺杆泵采油配套技术替代抽油机采油作业方式,具有价格低廉、使用便捷、高效率、低污染的优势。螺旋泵属于密封严谨的封闭性腔体,主要有螺旋杆和衬套两部分结构组成,灵活性、可调节性较强。在采油作业环节中,操作人员以地下油层供油能力为依据设计转子速度,在符合开采需求的基础上达到降低用电量的效果。根据实践应用数据显示,在开采同等容量石油的条件下,螺旋泵采油配套技术的耗电量仅有传统抽油机的60%,极大程度上节约了企业的石油开采成本。2.2间歇采油技术。间歇采油技术分为两种,即“活动式螺旋泵间歇采油技术”、“提捞采油技术”,可广泛应用于产量较低的油井当中,在保证开采工作顺利实施的同时,达到节约油气资源的目的。一方面,活动式螺旋杆泵间歇采油技术主要是在井下应用期间,将万向联轴节与螺杆泵井口驱动位置连接在一起,作业人员利用拖拉机动力从井下吸取原油,随后将其传输到油罐车的油罐内部,最后运输至油品处理基站进行后续处理,该技术在简化采油程序、提高采油效率、降低能源消耗等方面具有显著效果。另一方面,提捞采油技术,提捞采油机与抽油机相比具有综合运行成本低的优势,并且不需要配备专门的电力设备、输油管线等,确保投资成本在短时间内得有回收,广泛应用在油田的后期开采当中。2.3小井眼采油技术。小井眼井对井径有着严格要求,满足以下四个条件中的任意一个即可成为小井眼井:(1)井径≤215.9mm;(2)井径<152.4mm;(3)全井90%的井径<177.8mm;(4)井径≤本地区常规井井径。小井眼井具有占地面积小、节约钻井液用量、钢材使用量低的优势,也正是由于小井眼井占地面积小使得采油企业在油田开采中减少了一部分劳务费用支出及实际运输量,这对机械采油工作来说具有良好作用,达到节约采油耗能的目的。2.4抽油机井节能改造在机械采油环节中,给抽油机设备安装节能装置也可达到节能降耗的目的。技术科研人员经过长时间的实践探索开发出“双驴头型抽油机”和“偏轮型抽油机”两种节能型抽油机,在继承游梁式抽油机优势的基础上弥补其在节能降耗方面存在的不足,进一步提高了抽油机设备的使用效率。一方面,双驴头型抽油机,科研人员将游梁后臂设计为圆弧形,增加部件达到衔接游梁与横梁的目的,利用传统抽油机四连杆结构达到节能降耗的目的。另一方面,偏轮型抽油机将四连杆结构转化成六杆结构,极大程度上降低了输出扭矩数值,起到了节能降耗的效果。这两种改造后的机械采油设备弥补了传统采油机在节能降耗方面存在的不足,在高效利用旧资源的基础上提高了抽油机的工作效率,避免企业重新购置新设备。

3结语

综上所述,绿色发展、节能降耗是油田行业发展的必然趋势,在机械采油中利用节能降耗技术在提高油田开采效率的同时,还可以进一步减少石油开采中高耗能的问题,是维护我国能源安全的有效途径。现阶段,螺杆泵采油配套技术、间歇采油技术、小井眼采油技术、抽油机井节能改造技术广泛应用在机械采油领域内,取得显著的节能降耗效果。随着科学研究进程的进一步深化,将会有越来越多的节能降耗技术应用在机械采油当中,为环境友好型、资源节约型社会的构建贡献力量。

参考文献:

[1]张小江,梁虎,席红利,等.油田开发后期的节能降耗技术措施[J].云南化工,2018,45(04):221.

[2]平志波.机械采油系统节能降耗技术措施及应用效果分析[J].化学工程与装备,2017,(07):66-67.

螺杆泵范文篇8

关键词:机械采油技术 ;节能降耗 ;措施建议

于我国油田地质情况以及企业发展现状决定,现阶段我国机械式采油系统的是应用最为普遍的采油系统之一,机械采油系统对技术要求较低,设备工艺组成简单,从操作以及维护角度相比其他采油系统都具有较大的优势,但其弊端也十分明显,大型机械设备的能耗标准较高,同时能耗控制工作存在一定难度,导致采油成本中耗能成本一直居高不限,在采油成本上升原油市场低迷的今天,该问题更为突出。企业需要对投产设备进行全面的节能降耗管理从而全面提高自身经济获取能力以及持续发展能力[1]。

1机械采油系统概述

1.1机械采油系统特征。机械采油系统是现阶段我国油田应用较为普遍的采油系统之一,游梁式抽油机是其代表机械设备之一。机械采油系统种类较多,组成结构较为复杂。但多数系统可以分为硬件系统和软件系统两个组成部分。其中硬件系统包括抽油机主体机械组成部分、抽油光杆、以及辅助采油及安全防护设备。软件系统包括抽油机管理系统、参数检测系统、信息系统以及工艺管理系统等等[2]。在生产过程中由抽油机主体中三相异步电机提供动力,通过减速箱游梁平衡块等设备将电机提供的动能转换为抽油光杆的上限运动,配合地下抽油泵体完成原油开采。机械采油设备一般安置于户外,其工作环境十分复杂,在实际生产过程中难以保证设备按预定参数运行,电机工作温度、机械设备的润滑状态、运转状态、平衡系数等因素,均会造成机械采油系统的能耗波动。1.2机械采油的能耗问题分析。现阶段多数机械采油设备采用电能作为主要的生产能源,一般由三相异步电机提供动力来源,工作中电能消耗较为巨大,以大庆油田为例,根据大庆油田2018年末的能耗统计报告中,油田生产能耗中电能消耗占比54.18%。电机能耗的影响因素较多,与电机自身性能、与机械设备的功率匹配情况、机械设备的运转状态以及机械设备的平衡系数均存在一定联系,因此对机械采油系统的能耗管理应从多角度进行,基于设备自身特定制定差异化的节能降耗防范,避免千篇一律的统一管理方法[3]。

2常用节能降耗技术

2.1螺杆泵采油技术。游梁式抽油机受设备机械原理决定,能耗较高,节能降耗措施效果有限,对其机械结构进行升级替换,是彻底解决高能耗问题的最佳方法。螺杆泵采油设备应运而生。与传统游梁抽油机设备相比,螺杆泵的动力结构能源需求量更低,同时设备体积小,在制造成本、维护保养、故障排查等方面均有一定优势[4]。螺杆泵设备通过对应的控制系统可以对转速进行精准调节,结合油层的储量分析结果,设定最佳转速可以有效避免能源的浪费,提高能源利用率。根据相关测试结果显示螺杆泵能耗为传统游梁式抽及设备的三分之二,配合其精准的机械能供给调控机制,理想状态下可以实现二分之一以上的能耗节省,符合油田企业的发展需求。2.2间歇采油技术。间歇采油技术是近年来问世的全新节能技术之一,我国油田进入开采末期以后,多数油田储量下降,在该地区采用间歇式采油技术采保障产量的同时也可以有效的解决能源消耗问题,这点在低渗透油田也同样使用。间歇采油技术是一种生产控制技术,通过在采油作业中对扁动扭矩的合理控制,时间停机与开采间隔进行的全新生产模式,有效实现能耗的控制。通过实施井间歇采油后,产液结构进一步优化,水淹水窜得到明显抑制,油井产水率下降明显,低液低效油井检泵周期明显延长,油井吨油成本明显降低,综合效益大幅提升。一是产液结构进一步优化。通过强化低产低效井合理间开、周期采油、注采耦合等措施,优化产液结构调整;二是油井综合效益大幅度提升。2.3抽油机井上的技能技术。前文所述节能降耗措施需要较高的前期成本投入,对于已经投产井数量较多的大型油田节能降耗改造中适用性较低。在抽油机设备中加装节能设备以及技能电机等措施可以有效降低工程成本,适合大面的应用推广具有更高的实用价值。游梁抽油机具有结构简单、性能稳定、技术需求低等诸多优势,但受其体积以及动力结构决定其存在能耗过高的弊端,对此类游梁抽油机可以进行动力结构优化,根据实际地层产量调整期抽油机体积等方式进行结构优化和改造,从而实现采油成本的降低[5]。在游梁抽油机原有动力系统中加装职能变频控制系统,也是实现节能降耗生产的有效途径之一,通过加装对应的变频控制设备能有效实现抽油机能量传递以及能量转换效率的优化。智能变频控制系统与传统的变频控制系统有较大的差异,智能变频控制系统具有更高的输入可控性,可以再次返回到变频器的直接环节,其电能利用率更为高效合理。同时还可以与电网的电源具有同样的交流正玄波与使用滤波,实现电能的循环利用具有更高的节能以及环保价值。此外配合电磁调速电机,可以进一步提升节能效果。

3结束语

我国油田企业进入开发末期,受资源型企业发展特性决定,当石油资源逐渐匮乏时,企业必须面对经济获取能力下降的发展危机,绿色节能环保已经成为我国油田企业的发展主题。生产成本是油田企业运行成本中的主要组成部分,对此类成本的控制有助于企业降低整体生产成本,提高盈利能力以及发展能力。现阶段油田采油设备主要为加密调整井、低渗井和传统抽油机设备,文中提出了三种优化此类设备能耗问题的措施及方法,但均存在一定的限制,需要进一步的开发完善。

参考文献

[1]王青春.杏北油田生产系统节能管理与绩效评价平台的开发与应用[J].油气田地面工程,2019,38(06):96-100.

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[3]任重.油田生产节能管理及绩效评价的研究与实现[D].东北石油大学,2014.

[4]刘李楠.冀东油田节能减排运行管理模式研究[D].北京化工大学,2014.

螺杆泵范文篇9

关键词:核桃肽;萃取;酶解;脱色;浓缩核桃

在我国有悠久的栽培历史。2017年全球核桃产量达764.76万t,我国核桃产量约为384.55万t,位居世界第一。核桃营养丰富,且富含多种维生素和矿物质。我国核桃按壳厚度和取仁难易程度分为泡核桃和铁核桃,泡核桃仁油脂含量为40%~65%[1],蛋白质含量为14%~28%;铁核桃全籽含油13%左右,全籽含蛋白4.3%。核桃蛋白主要由4类蛋白质构成,即清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。分别占核桃蛋白总量的6.81%、17.57%、5.33%、70.11%,可以看出核桃蛋白主要由谷蛋白组成[2]。由于核桃谷蛋白含有较多疏水性氨基酸,导致核桃蛋白溶解性较差,而把酶应用到核桃蛋白提取当中,不仅可改变其物化性质和功能特性,还有助于人体消化吸收。核桃蛋白因其消化率和净蛋白比值较高而成为优质蛋白,人体利用价值较高。核桃蛋白中含有18种氨基酸,人体所需的8种必需氨基酸含量合理,核桃蛋白中还含有较多的健脑物质—天门冬氨酸、谷氨酸、精氨酸等,因其特殊组成,具有一系列营养保健功能[3]。国内大豆蛋白和棉籽蛋白已有工业化的生产,目前大豆蛋白主要用于食品,棉籽蛋白主要用于饲料。核桃蛋白仍停留在大专院校、科研机构实验室研究层面,尚未有工业化生产的报道。核桃蛋白主要用于发酵酸奶、饮料、食品添加剂,可添加于奶粉或作为咖啡伴侣;核桃肽在食品、医药、保健品、化妆品等领域具有广泛的开发和利用前景。核桃蛋白以它独特的氨基酸组成和功能而受到人们对他的关注,核桃蛋白的工业化生产将会有良好的发展前景。

1核桃肽生产工艺

1.1工艺流程。核桃肽生产工艺流程见图1。1.2工艺流程说明。1.2.1萃取。粉碎后的核桃低温粕和软水按一定的料液比加入一萃罐中。进行第一次萃取,一次萃取完成后,进行固液分离。液相去酸沉罐,固相加入二萃罐进行二次萃取。二次萃取完成后,进行固液分离。液相去酸沉罐,固相去烘干。经检测一萃渣中含蛋白(干基)30.7%~32.85%,含水89.0%~90.5%;二萃渣中含蛋白(干基)12.9%~21.9%,含水92.4%~93.4%。1.2.2酸沉一萃、二萃的萃取液再经酸沉罐→螺杆泵→卧螺分离机→酸沉罐,进一步分离萃取液中的渣。分出的固相渣一并加入真空干燥箱烘干,液相在酸沉罐中加酸酸沉。酸沉完毕用螺杆泵泵入卧螺分离。分离过程是:酸沉罐→螺杆泵→卧螺分离机→酸沉罐,这样的循环直到液相澄清为止,可将澄清的液相排入乳清罐。分出的蛋白凝胶加入到酶解罐进行第一次水洗。1.2.3水洗。在酶解罐中用酸液进行第一次水洗。酸沉分离后的蛋白凝胶很粘,与酸水很难混匀,采用泵打自循环的搅拌方式解决了蛋白凝胶稀释不匀的难题。水洗完后用泵打入卧螺分离。混浊的液相返回酸沉罐,经酸沉罐→螺杆泵→卧螺分离机→酸沉罐,打循环直到排出的液相澄清为止,可将澄清的液相排入乳清罐。蛋白凝胶加入水洗中和罐进行第二次水洗,步骤同一次水洗。二次水洗后得到的蛋白凝胶加入酶解罐。1.2.4酶解在酶解罐中,加软水将蛋白凝胶调配成一定浓度的溶液,加酶进行酶解,酶解完成后泵入卧螺分离机。固相酶解渣经检测,其中含蛋白(干基)66.3%~67.3%,含水80%,去调配中和→灭菌→浓缩→均质→喷粉。液相(核桃肽液)流入酸沉罐。1.2.5脱色。液相由酸沉罐打入酶解罐,在酶解罐中加入脱色剂进行脱色。脱色完成后,再泵入压滤机过滤,滤液进入调配罐,滤饼(废脱色剂)排掉。1.2.6中和、灭菌浓缩、均质、喷粉、包装。过滤后的滤液(核桃肽液)流入调配罐,在调配罐中进行中和调配。调配完成后,再去灭菌浓缩、均质、喷粉、包装。核桃肽呈白色粉状。1.3主要设备配置。(1)原料粉碎,选配带除尘的万能粉碎机。(2)萃取、酸沉,选配500L一萃罐、300L二萃罐、500L酸沉罐,夹层锅加热,变频调节转速,现场和显示屏自动显示pH值和温度,操作方便。(3)水洗、中和、酶解、调配,水洗中和罐、酶解罐、调配罐均选配300L夹层锅,夹层加热,变频调节转速,现场和显示屏自动显示pH值和温度,操作方便。(4)离心分离选用卧螺离心机,触摸屏操作,自动显示频率转速,操作方便。(5)灭菌选用高温瞬时灭菌机;浓缩选用外循环蒸发器,设备自带真空系统。(6)均质选用均质机;喷粉选用离心喷雾干燥成套设备,触摸屏操作,自动显示频率、温度,操作方便。喷粉后粉状物料中的大小颗粒分离选用旋振筛。(7)渣的烘干选配真空干燥箱,设备自带真空系统。(8)液态物料的输送选配凸轮泵和螺杆泵。(9)设备清洗选配CIP清洗系统。1.4原料制取。泡核桃仁经立式液压榨油机一次常温压榨后,圆饼含油22%~37%,圆饼经粗碎机(用φ3mm筛板)粉碎后,饼粉再经立式液压榨油机常温二次压榨;二次压榨后圆饼含油大约18.5%,含水5.7%,含蛋白45%。经粗碎机(用φ3mm筛板)粉碎后,饼粉再经亚临界4次逆流丁烷萃取。可保证萃取效果达到粕残油4.5%以下。核桃低温粕含油4.5%,含蛋白55.5%,含水7.5%再经万能粉碎机(用80目/英吋筛板)粉碎后,得到提取核桃蛋白的原料。1.5技术与质量指标。核桃肽中试生产线生产指标见表1。核桃肽呈白色粉状,吸湿性强,产品需真空包装。经检测,粗蛋白含量78.85%,酸溶性蛋白含量76.18%,核桃肽分子质量小于3000的占98%,游离氨基酸3%,水分含量2.63%。1.6技术特点。碱溶酸沉酶解制肽工艺是生产蛋白多肽常用的方法。大豆肽的生产也是采用碱溶酸沉酶解工艺。该核桃肽中试生产线所用原料是核桃榨油、萃取后的饼粕,其蛋白含量55%左右,核桃蛋白人体利用价值有很高。核桃饼粕生产核桃肽,是对核桃饼粕的综合利用,实现核桃饼粕的价值增值,开辟了核桃饼粕的应用途径,是核桃加工新的利润增长点。对促进核桃产业发展意义重大。1.6.1脱色。碱溶酸沉酶解制肽工艺生产的肽液、肽粉颜色较深,该中试生产线在调试过程中经实验室小试、结合中试线调试,对酶解分离后的肽液进行了脱色,解决了核桃肽脱色难题,生产的核桃肽是白色粉状。1.6.2降。低核桃肽生产成本该中试生产线经生产调试,在产出核桃肽的同时,可产出核桃分离蛋白和乳清粉。尽管核桃肽的得率低,但产出的核桃分离蛋白和乳清粉所产生的价值,可以弥补核桃肽得率低的不足。

2结果及展望

核桃肽中试线项目,经过2个月的调试,生产出的核桃肽,经检测,粗蛋白含量78.85%,酸溶性蛋白含量76.18%,核桃肽分子质量小于3000的占98%,游离氨基酸3%,水分含量2.63%。经过生产调试,完善了核桃肽工业化生产工艺流程,解决了核桃肽脱色难题,找到了降低核桃肽生产成本的一条路径。该中试线的建成,为核桃饼粕综合利用产业化、规模化发展奠定了基础;为核桃深加工开辟了新的途径,对于促进我国核桃产业的发展具有十分重要的意义。核桃产业的发展,是农民增收的一个渠道,能有效促进边远山区农民脱贫致富,顺应了国家产业扶贫开发的号召,核桃的深加工有广阔的发展前景。

参考文献

[1]毛晓英,吴庆智,田洪磊,等.核桃仁抗氧化作用研究进展[J].中国油脂,2017,42(8):82-85.

[2]沈敏江,刘红芝,刘丽,等.核桃蛋白的组成、制备及功能特性研究进展[J].中国粮油学报,2014,29(1)123-129.

螺杆泵范文篇10

[关键词]甲醇行业;污水处理站;污泥处理;分离效率;改造;工艺优化

甲醇行业污水处理站主要处理来自气化、合成装置的废水,废水中主要污染物为BOD、COD、NH3-N、SS等有害物质。根据甲醇行业废水中有害物质的特点,陕西神木化学工业有限公司选择序批式活性污泥处理法(SBR)对废水进行处理,但在系统运行过程中,浓密池、SBR池等产生的污泥含水量大,污水与污泥分离效果差,压滤机压出的泥饼不成形,污水与污泥又回到前系统,前系统又将污泥带入SBR池,造成SBR池中污泥沉降比增大,减缓了活性污泥中微生物的繁殖生长,造成污水处理效果较差。因此,如何将污水与污泥有效分离,并经压滤机压榨后形成泥饼予以回收处理,成为亟需解决的难点。

1污水处理站的主要任务

污水处理站主要接收气化、合成装置产生的工艺废水及生活污水,污水经过混凝及均衡调节等工序,送入SBR池进行生化处理,完成脱除COD、NH3-N的过程,达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)二级标准后进行排放。污水处理站年运行时间按8000h设计,处理能力为52t/h(包括工艺废水42t/h和生活污水10t/h)。

2污水处理工艺

污水处理主体工艺采用序批式活性污泥法(SBR),主要工艺步序为:进水曝气—好氧曝气搅拌—厌氧搅拌—静置沉淀—排放。其去除BOD、NH3-N等有机物的基本原理是:好氧曝气时,在好氧微生物及亚硝酸菌、硝酸菌的作用下对有机物进行分解;厌氧搅拌时,进行反硝化反应。序批式活性污泥法(SBR)由两组SBR生化反应池组成,交替工作,一个工作周期为8h(进水曝气2h、厌氧搅拌2h、沉淀3h、排水1h,工作周期及各阶段用时可根据运行情况适当调整)。进水阶段同时进行曝气;每组池内设置4台碟式射流曝气器和2台剩余污泥导出泵(反应池内剩余污泥由污泥导出泵排至污泥贮池)。出水由滗水器将上层清液排出。调节池、高效浓密池等单元用于稳定水量和水质,去除水中大部分悬浮物及影响生化处理的Ca2+等。

2.1预处理

气化废水通过厂区管道进入废水调节池,在调节池中实现水质、水量的均化;同时,在废水调节池中设置穿孔管路进行曝气搅拌,防止悬浮固体和颗粒在池底沉积。调节池废水由提升泵(一用一备)打入一级搅拌反应槽内,在搅拌反应槽内投加磷酸和氢氧化钠,用于去除水中影响生化处理的Ca2+,充分搅拌混合反应后流入二级搅拌反应槽,并投加混凝剂和絮凝剂进行充分混合。出水流入浓密池,在混凝剂和絮凝剂的作用下,水与固体悬浮物分离,上部的上清液溢流至均衡池,底部的沉淀物通过污泥泵送至污泥贮池。均衡池接收两路来水,一路为工艺废水,另一路为生活污水,两路水在均衡池中通过其底部鼓入的空气搅拌后,由二级提升泵(一用一备)送至SBR反应池。

2.2生化处理

SBR反应池中,在曝气阶段,循环水泵(四用一备)、鼓风机(一用一备)启动,补充水中的溶解氧,水中COD、NH3-N等在微生物的作用下得到氧化,产物为CO2、H2O和硝酸盐(NO-3);在厌氧搅拌阶段,循环水泵(四用一备)运行,加入适量甲醇补充碳源,水中的硝酸盐(NO-3)在反硝化细菌的作用下还原为N2而从水中逸出。经沉淀阶段后,由安装于反应池末端的滗水器将上层的清液排至清水池,在清水池中取样分析,各项指标达标后清液排出厂外。

2.3污泥处理

污水处理站产生的污泥主要包括浓密池的化学污泥和SBR池产生的剩余活性污泥。上述污泥通过各自的污泥泵排入污泥贮池,再由污泥处理系统的污泥螺杆泵抽到过滤机进行脱水处理,将污水与污泥分离,污水继续回到生活污水井,再次循环处理,污泥则压成泥饼,按照危险固体废物的程序处理。但实际运行过程中,由于污泥螺杆泵抽出的污泥浓度低、含水量大、污泥量少,在过滤机滤布上流动性大,难以压成泥饼。

3污水与污泥分离效果差的解决办法

3.1污泥处理系统工艺改造

经分析,污泥压榨过滤机为间歇式工作,当污泥贮池的液位达到80%~90%时,污泥压榨系统启动,此过程中池内上层为清液,下层为污泥浓度较大的污泥,启动螺杆污泥泵后,由于螺杆污泥泵打量较大,而污泥贮池上部清液黏度小、流动性好,下部污泥黏度大、流动性差,故在螺杆污泥泵启动的前几分钟,抽出的污泥浓度低、含水量大、污泥量少,造成压榨效果差。为此,对原有污泥处理系统进行工艺改造,即在污泥贮池中上层加装1条污泥贮池上清液排水管线,每次启动污泥压榨系统前,先打开上清液排水阀,使污泥贮池上层的清液自流至生活污水井再次循环处理,剩下的下层污泥再用污泥螺杆泵送至污泥压榨机进行压榨处理,从而提高污泥的处理率。

3.2污泥处理系统加药工艺优化

为使水与污泥得到更好分离,一般采用投加聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)的方式对污水中的悬浮物粒子进行吸附、絮凝。为比较PAC和PAM的吸附、絮凝效果,从加药量、加药时间、加药位置、经济投入等方面多次进行试验与对比,得出如下结论。聚合氯化铝(PAC)是一种高分子混凝剂,通过压缩双层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等作用,使水中细微悬浮物粒子和胶体离子脱稳,继而聚集、絮凝、混凝、沉淀,从而达到净化处理效果。PAC的投加方法:将固体PAC按照1∶3的比例加水溶解为液体,然后加15~20倍清水稀释配制成浓度为12%~16%的药剂。一般1000t污水需投加50~75kg的PAC,成本在130~195元。聚丙烯酰胺(PAM)分子能与分散于溶液中的悬浮物粒子架桥吸附,有着极强的絮凝作用。PAM的投加方法:先将PAM固体颗粒溶解成浓度为0.1‰~0.3‰的水溶液(应在搪瓷、镀锌、铝制或塑料桶内配制,不可在铁制容器内配制和储存),再加水稀释至所需浓度后投加入污水中,以便迅速发挥药效。PAM溶液配制时,应慢慢地加入带搅拌和加热措施(PAM固体颗粒在30~40℃更易溶解)的溶解器中,并采用渐次加药的方式,将PAM固体颗粒慢慢地投入水中,以便其均匀地在水中溶解,避免结块。一般1000t污水需投加1.5~3.5kg的PAM,成本在63~147元。需注意的是:PAM水溶液应做到现配现用,因为溶解液长时间放置后,其性能会逐渐降低;同时,配制好的溶解液必须进行搅拌,搅拌速度一般为60~200r/min,否则会导致PAM降解,影响使用效果。通过试验比对,投加PAM,污泥的絮凝效果、净水速度提高20%,人员的劳动强度较投加PAC小很多,且投加费用也较投加PAC有所减少。为此,在带式压榨过滤机前增加1个PAM加药混合器,增加药剂与污水充分混合的时间,提高污泥的絮凝效果。

3.3污泥处理系统工艺优化

污泥处理的关键装置———过滤机,其选型为带式压榨过滤机,处理能力为3~6m3/h,有效带宽为1000mm,电机功率为0.75kW,而配备的螺杆污泥泵流量为20m3/h,污泥在过滤机滤布上没有足够的停留时间,造成污泥顺着滤布从两边流下,达不到顺利压榨的目的。另外,因污泥压榨过滤机为间歇式工作,每次在重启设备时,总会出现螺杆污泥泵打不上量或污泥堵塞管道的问题。为此,对工艺操作进行以下优化:通过调节阀门开度、调整过滤机转速并在过滤机顶上增加1层滤布等手段,找出污泥压榨过程水量平衡点,实现污泥顺利压榨;对于管道堵塞问题,增加1台冲洗水泵,在每次污泥压榨完毕后,及时对污泥管道及PAM加药混合器、带式压榨过滤机等设备进行冲洗。

4结束语