910煉廠污水處理工程中加藥系統(tǒng)及加藥間的設(shè)計探討

煉廠污水處理工程中加藥系統(tǒng)及加藥間的設(shè)計探討孫德勝（中國石油集團(tuán)工程設(shè)計有限責(zé)任公司大連分公司給排水室）摘要：本文結(jié)合具體工程實(shí)例，對石化煉廠含油污水處理工程中的加藥系統(tǒng)及加藥間的相關(guān)工程設(shè)計，主要從加藥計量泵的系統(tǒng)配置、加藥計量泵及管材的選型、加藥計量泵管路系統(tǒng)的配管、加藥管線的敷設(shè)方式及加藥間的布局設(shè)計等幾個方面進(jìn)行了初步探討。關(guān)鍵詞：加藥系統(tǒng)；加藥間；配管設(shè)計；布局設(shè)計在石化煉廠的含油污水處理工程中，涉及到諸多種藥劑的投加。雖然國內(nèi)目前尚無公開發(fā)行的與污水處理加藥系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計規(guī)范可供參考，但加藥系統(tǒng)及加藥間的設(shè)計，還是有其自身內(nèi)在的規(guī)律性及共性，現(xiàn)以中石油廣西石化1000萬噸/年煉油工程含油污水處理場（以下簡稱廣西煉廠項目）的加藥系統(tǒng)及加藥間設(shè)計為實(shí)例，主要從加藥計量泵系統(tǒng)的典型配置加藥計量泵及管材的選型加藥計量泵管路系統(tǒng)的配管管線的敷設(shè)方式加藥間的布局設(shè)計等五個方面對加藥系統(tǒng)及加藥間的工程設(shè)計進(jìn)行初步探討。加藥計量泵系統(tǒng)的典型配置圖1為加藥計量泵系統(tǒng)的典型配置，其常用附件主要有：安全閥、背壓閥、脈沖阻尼器、流量校準(zhǔn)柱、隔膜壓力表、注射閥、沖洗接口、Y型過濾器等。隔膜壓力表、注射閥、沖洗接口、Y型過濾器等。圖1加藥計量泵系統(tǒng)典型配置對于安全閥、流量校準(zhǔn)柱、Y型過濾器等常規(guī)附件，本文不再繁瑣介紹。以下僅側(cè)重介紹加藥計量泵系統(tǒng)中較為重要的脈沖阻尼器、背壓閥等。脈沖阻尼器：常用的脈沖阻尼器為隔膜式，即脈沖阻尼器內(nèi)通過一個彈性橡膠膜片，將容器分隔為上下兩個腔體。下腔體通過被輸送液體，上腔體充有氮?dú)?。從計量泵出來的脈動流體進(jìn)入阻尼器后，由于氣體的可壓縮性，脈沖瞬間被吸收，系統(tǒng)可獲得穩(wěn)定的液流和壓力，從而緩解了管路的振動，降低了噪聲，提高了管路的安全性。同時，脈沖阻尼器應(yīng)盡可能安裝在靠近泵出口的管道上，以避免管路產(chǎn)生震動。背壓閥：一般和脈沖阻尼器配合使用，主要是用來在泵出口管路中產(chǎn)生恒定背壓的。沒有脈沖阻尼器時，背壓閥將隨著每次泵沖程的進(jìn)行而快速打開和關(guān)閉，有脈沖阻尼器時，背壓閥將在半開和半閉的位置上振蕩，通過脈沖阻尼器吸收泵和背壓閥之間的流量峰值。以上僅為工程中加藥計量泵的典型配置，而實(shí)際的設(shè)計過程中，可以在滿足工藝條件的前提下，''具體問題，具體分析〃，可根據(jù)不同情況進(jìn)行合理的取舍。例如，如果選用的是小流量低壓力的電磁計量泵，由于泵的流量小，泵的流量校準(zhǔn)可以通過量筒等方式測定，故在泵系統(tǒng)設(shè)計中，流量校準(zhǔn)柱完全可以取消。加藥計量泵及管材的選型2.1加藥計量泵選型加藥計量泵的選型，主要根據(jù)被計量液體的投加量、系統(tǒng)的背壓、被計量液體的化學(xué)腐蝕性、溫度及粘度等特性進(jìn)行選擇。通常污水處理工程中，小計量加藥時一般采用電磁驅(qū)動隔膜計量泵；相對而言，大計量加藥時一般采用馬達(dá)驅(qū)動機(jī)械隔膜計量泵。需要指出的是，計量泵泵體過流部分的材質(zhì)，需根據(jù)相關(guān)設(shè)計手冊中化學(xué)防腐圖表來確定其與投加的化學(xué)藥品的相容性。2.2管材選型含油污水處理過程中，需投加的化學(xué)藥劑往往是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及FeCl3等具有強(qiáng)腐蝕性的氯化物等，這些藥劑對管道材質(zhì)的要求往往很苛刻。如何合理、經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行管材選型，是加藥系統(tǒng)設(shè)計過程中的關(guān)鍵。根據(jù)大量的工程實(shí)踐及試驗(yàn)，對含油污水處理過程中常用的藥劑適用的管道材質(zhì)歸納如表1進(jìn)行加藥系統(tǒng)配管設(shè)計時，可以據(jù)表1進(jìn)行合理地選型。管材的選型，一般應(yīng)在本著'、滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，盡量選用更為通用、價格更為經(jīng)濟(jì)的材質(zhì)〃的原則。表1加藥管線選型表序號藥劑名稱濃度(%)適用材質(zhì)1氫氧化鈉UPVC、PPR、PE、20號鋼2濃硫酸396%PVDF、20號鋼、316L3磷酸<85%CPVC、PE、316L4三氯化鐵飽和溶液CPVC、PPR、PE5碳酸鈉PE、UPVC、PPR、20號鋼6聚丙烯酰胺UPVC、PPR、PE另外，相對而言，非金屬管材相對于金屬管材，對應(yīng)用介質(zhì)及環(huán)境的溫度要求較為苛刻。例如，UPVC的適用溫度范圍一般為一15?50°C，超出這個溫度范圍，就會加速UPVC管的老化等。故在進(jìn)行管材選擇時，應(yīng)查管材選型手冊或咨詢生產(chǎn)廠家，獲得管材的適用溫度范圍數(shù)據(jù)，然后根據(jù)上表進(jìn)行合理選材。加藥計量泵管路系統(tǒng)的配管加藥計量泵管路系統(tǒng)配管方式主要有兩種：1).常規(guī)配管2).設(shè)置配管建筑墻1).常規(guī)配管常規(guī)配管，又可分為成撬配管方式和設(shè)置泵混凝土基礎(chǔ)配管方式兩種。二者在目前的石化污水處理加藥系統(tǒng)中均較為常見。成撬配管方式即撬裝式結(jié)構(gòu)，具有裝置占地小，安裝、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，是小流量低壓力隔膜計量泵

配管的首選。但大流量高壓力的電機(jī)驅(qū)動柱塞計量泵，如果采用撬裝式結(jié)構(gòu)，設(shè)計時，需要考慮克服泵的振動問題。設(shè)置泵混凝土基礎(chǔ)配管方式，是按石化行業(yè)傳統(tǒng)的化工泵配管思路進(jìn)行設(shè)計的。這里會出現(xiàn)一個問題，即加藥系統(tǒng)多為非金屬小口徑管道，撓度很大。這樣，在配管時，需要設(shè)置管道支架就相對很多。這種配管方法，雖然能也夠滿足工藝及安全要求，但總體上顯得雜亂而無序。2）.設(shè)置配管建筑墻設(shè)置配管建筑墻，是在進(jìn)行加藥間建筑布局設(shè)計時，即在規(guī)劃的加藥系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)，依托周圍建筑物設(shè)置一堵配管建筑墻。將計量泵采用膨脹螺栓或預(yù)埋地腳螺栓固定在墻體上，而管道，則在相應(yīng)需要支承的點(diǎn)，采用角鋼懸臂支架支承，支架生根于墻體。廣西煉廠項目加藥間的聚合物投加泵管道系統(tǒng)即采用這種配管方式，參見圖2。如果藥劑儲存方式是采用鋼筋混凝土儲池而非儲罐，則可以省略配管建筑墻，而是以儲池的一側(cè)池壁替代配管建筑墻，參見圖4。設(shè)置配管建筑墻這種配管方式，能夠有效地利用空間，使加藥計量泵系統(tǒng)的占地面積進(jìn)一步縮小，同時，管道系統(tǒng)處于同一立體平面上，操作方便，且很具有美感。不過，采用這種配管設(shè)計時，特別注意的是，墻體上加藥計量泵的安裝高度，不應(yīng)超過實(shí)際工況下經(jīng)計算獲得的加藥計量泵的安裝高度值。圖2加藥間聚合物投加泵管道系統(tǒng)（局部）立面圖圖3廣西煉廠項目加藥間聚合物投加泵配管安裝現(xiàn)場

4.4.由于加藥間外輸管線多、管徑小，為避免管線顯得雜亂無章，所以在加藥外輸管線設(shè)計時，盡量采用通常所說的''暗裝設(shè)計〃即管線集中在管溝敷設(shè)。加藥外輸管線，大多采用非金屬管，連接方式為粘結(jié)。根據(jù)以往工程實(shí)例，由于種種原因，管線的粘結(jié)處偶爾會發(fā)生泄露現(xiàn)象。如果管溝蓋板選用玻璃鋼柵格板（目前常規(guī)做法），則應(yīng)在加藥間室內(nèi)管溝內(nèi)的加藥管線外套UPVC管，以防止管線發(fā)生泄露，使管線中帶壓的藥劑對操作人員造成傷害。圖2加藥間聚合物投加泵管道系統(tǒng)（局部）立面圖圖3廣西煉廠項目加藥間聚合物投加泵配管安裝現(xiàn)場4.4.由于加藥間外輸管線多、管徑小，為避免管線顯得雜亂無章，所以在加藥外輸管線設(shè)計時，盡量采用通4.2架空敷設(shè)為防止管線泄露造成藥劑噴濺等意外發(fā)生，架空敷設(shè)管線，應(yīng)集中設(shè)置在托盒中。托盒一般用PVC板粘接而成，也有采用玻璃鋼板的。在托盒的適當(dāng)位置應(yīng)設(shè)置觀察口，同時托盤底保持大于0.003的坡度，最低點(diǎn)設(shè)置排放管及閥門。5.加藥間的布局設(shè)計加藥間藥劑儲罐（儲池）應(yīng)本著'、同性狀或兩種藥劑相遇后不發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)相鄰布置〃的原則進(jìn)行總體布局。同時，有嚴(yán)重腐蝕性的藥劑儲罐的周圍應(yīng)設(shè)置防護(hù)圍堰，其容積應(yīng)為藥劑罐最大儲液量。圍堰內(nèi)應(yīng)設(shè)有集液坑，同時圍堰內(nèi)要做防腐處理。需要指出的是，氫氧化鈉對水泥地面有嚴(yán)重的腐蝕性，為安全起見，氫氧化鈉儲池宜設(shè)置為半地下結(jié)構(gòu)，即氫氧化鈉儲池設(shè)在半地下的圍堰內(nèi)，圍堰內(nèi)要做防腐處理，其中圍堰的地下部分的容積不宜小于氫氧化鈉儲池的容積。另外，加藥間還應(yīng)設(shè)置強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)施、沖洗用新鮮水管線、吹掃空氣管線，同時加藥間加藥點(diǎn)應(yīng)設(shè)置洗眼器、加藥泵周圍設(shè)置塑料防護(hù)簾子等。圖5為廣西煉廠項目