过滤袋检测设备节能技术改造

杨艳芹（大庆石油管理局技术监督中心）

大庆油田需要大量使用过滤袋对三次采油使用的助剂进行过滤，过滤袋的质量将直接影响三次采油的效果[1-2]。目前用于检定过滤袋性能的试验装置是大庆石油管理局技术监督中心2003年自主研发的，相应的检测标准和检测手段也均为大庆独有，国内外公司没有相应的仪器设备。随着国家对节能环保要求的逐步提高，原有装置的耗水、耗电及噪声污染等问题日益突出，需对其进行改造，从而达到节能减排的效果。

1 检测原理

过滤袋检测装置主要用于检测滤袋的耐压强度。检测时将试样平整地放于专用卡具上，卡具两侧通过泵送系统控制压差稳定在0.45～0.55 MPa之间，并保持30 min。如试样无破损，则判断为合格；如试样出现破损，则认为该样品不合格[3]。

2 问题分析

原过滤袋检测装置存在的主要问题如下：

1）由于设计年代较早，当时可用于检验的泵类产品种类较少，所以，选择用于提供压力的卧式离心泵，其功率为36 kW。运转过程中耗电量大，且噪声污染严重，在检定样品过程中，大部分电能用于无用的水循环。

2）与离心泵配套的水箱储水量为12 m3，每批次检测后均需换水，水资源消耗严重，且采用浆叶式搅拌桨，其搅拌效率低。

3）原检测装置由于设计年代较早，材质耐腐蚀性较差，水箱箱体、阀门、管线等长期在工作液循环冲刷下腐蚀较为严重，导致计量准确度下降，需经常进行维护和清理，浪费人力物力。

3 节能技术改造

3.1 检测台架整体结构设计

新检测装置是在原有装置基础上改良设计的。检测台架用来支撑整体结构，提供稳定的检测压力和水源。图1为检测装置结构示意图。它由水源部分、泵送部分、夹持部分和管路操作装置组成，采用体积最小化设计[4-5]。

图1 检测装置结构示意图

新设计的检测装置长度为3000 mm，整体采用304不锈钢结构。在满足检测标准的前提下，最大限度地减少装置的体积和占地面积，同时简化机械结构，使其易于安装和维护。

3.2 针对电能浪费进行改造

原有36 kW卧式离心泵耗电量大，且震动和噪声问题突出，需要对其进行更换。按照《聚丙烯酰胺溶液过滤器过滤袋验收条件》标准中需要的工作条件，选用的泵体应该具有对污染物不敏感、耐腐蚀，泵送过程中对实验样品的颗粒分布影响较小、压力稳定的特点。综合调研了目前常用的离心泵、旋涡泵和活塞泵的应用范围和技术规格，选择了一款功率为0.75 kW的计量泵。该泵满足设计要求的压力条件，耐腐蚀、体积小、噪声低，可大幅度降低耗电量[6-7]。

3.3 针对水资源浪费进行改造

将原来与大功率离心泵配套的12 m3（长4 m、宽1.5 m、高2 m）铁质蓄水池替换为1.02 m3（长1.5 m、宽0.8 m、高0.85 m）的小型304不锈钢蓄水池，在降低单次检测用水量的同时，减少工作液对设备的腐蚀；并在蓄水池的入水口处加装40目不锈钢过滤网，避免意外落入的杂物对检测产生干扰。

将原有锚式搅拌更换为螺带式搅拌，使检测用树脂的分散更均匀，启动搅拌浆后5 min即可完全分散，比原搅拌桨分散时间减少了10 min。

3.4 针对检测效率进行改造

原有螺旋式卡具为普通铸铁材质，易腐蚀且更换试样相对麻烦。本次改造过程中，将其替换为304不锈钢材质的卡扣式卡具，进一步提高了检测效率。

4 效益分析

通过对过滤袋检测装置的技术改造，降低了检测过程中的水、电消耗，达到了改造的预期效果[8]。

4.1 用水量

原有滤袋性能检测装置单次检测用水量为15 m3；改造后装置的检测用水量为1.02 m3，新装置的用水量仅为原有装置的1/15，节水超过90%。

4.2 用电量

原有装置的卧式离心泵使用36 kW电动机，新装置更换为计量泵，电动机功率为0.75 kW，用电量为原装置的2%左右，节电超过97%。

大庆炼化球罐

4.3 经济效益

该设备每年完成300组过滤袋的检验工作。应用3年以来，累计节电约18×104kWh，按工业用电单价0.638 1元/kWh计算，节约电费约11.49万元；减少用水量约1.26×104m3，按工业用水单价6.85元/m3计算，节约水费约8.63万元。

5 结论

通过对过滤袋检测设备的节能技术改造，解决了原装置耗水耗电量大、噪声污染、设备及管线腐蚀造成的维护保养频繁等一系列问题，并通过对卡具的改造，提高了检测效率。应用3年以来，该装置在保障检测任务的同时，累计节电约18×104kWh，节水约1.26×104m3，为其他装置的节能改造提供了技术思路，具有良好的社会及经济效益。