旋流气浮一体化水处理设备工程样机第一阶段放大海上试验获得圆满成功
8月16日-9月4日,我校机械工程学院多相流高效分离技术与设备研究所自主研制开发的旋流气浮一体化水处理设备工程样机前往中海油天津分公司锦州25-1油田中心平台(JZ25-1 CEP)成功进行了海上现场试验。
试验由“旋流气浮一体化采油污水处理技术”研发负责人陈家庆教授会同中海油研究总院技术研发中心工艺总师、中海油边际油田技术重点实验室常务副主任王春升教授级高工组织策划,旨在前期BIPTCFU-III-4型旋流气浮一体化水处理工程样机取得圆满成功的基础上,针对处理量20 m3/h工程样机的工作性能进行系统测试和现场试验评估,进而为2014年第四季度处理量120 m3/h工程样机的设计研制提供指导性数据和阶段性验证。机械工程学院教师姬宜朋博士、中海油研究总院工程师尚超以及研究生蔡小垒、陈涛涛等参加了海试工作。
现场试验具体包括参数筛选正交试验、单因素变化影响试验以及不少于10 h的连续稳定运行试验。
试验结果表明,BIPTCFU-III-20型旋流气浮一体化水处理工程样机在无回流、不添加任何浮选剂、最优操作参数下两级串联连续运行,当入口污水含油量为150-250 ppm时,出水含油量可降至10-27 ppm,平均含油率为12.5 ppm,除油率达85%-95%,平均除油率为93.2%;处理流量这一单因素变化影响的测试表明,虽然设备的额定设计处理量为20 m3/h、设计水力停留时间为4 min,但实际处理量接近30 m3/h时的除油能力仍然较高;在高效除油的同时,该设备还对固体悬浮物(SS)也有较好的去除能力,平均去除率为74.6%。试验充分展示了BIPTCFU-III-20型旋流气浮一体化水处理工程样机具有分离效率高、运行稳定、水力停留时间短等特点,对含油量和固态悬浮物的去除率均远高于在相同海域运行的同类进口设备。此外,由于JZ 25-1油田油井采出液中溶解气的含量较高,现场试验结果还表明,当处理一级分离器出水口的污水时,BIPTCFU-III-20型旋流气浮一体化水处理工程样机具有较好的脱气功能,完全可以利用溶解气的释放产生微细气泡来实现气浮净化效应,而不需要另外补充注入微细气泡。
试验结果得到了JZ 25-1 CEP现场相关负责人的高度评价,并希望能够有机会尽快投入生产实际应用,解决该油田现用除油设备体积大、效率低、除油工艺流程复杂等问题,为油田的扩能增效提供技术支持。试验的成功标志着我校联合中海油研究总院研制开发的旋流气浮一体化水处理技术实际上已经进入了产品系列化开发阶段,不仅为下一步BIPTCFU-III-120型旋流气浮一体化水处理工程样机的设计研制提供了有效参考借鉴和重点关注环节,而且填补了以往油田现场试验缺乏高采出液溶解气含量工况的空白。
JZ 25-1油田位于渤海辽东湾中北部海域,油田范围内水深约22 m。该油田是目前渤海海域发现的最大轻质油气田,原油为比重0.85左右的典型高含蜡轻质原油,生产过程中极易乳化。
(机械工程学院)