淡水系统doc

第9章:崖城13-1气田生活淡水系统-------------------------------------------------------By:AlexXu9．1系统概述崖城13-1气田生活淡水系统主要由两台C’TREAT海水淡化机通过海水淡化除盐的方式向平台的生产作业人员提供生活用水以及为高压水冲洗系统和洗眼站提供所需淡水。同时，也为生产所需的冷却水系统提供备用淡水。海水淡化机所需海水由生活平台的HP海水提升泵提供，海水通过淡化机经过反渗透的方式淡化除盐处理以及相应的PH控制，过滤杂质，溴化杀菌等处理后，合格的生活淡水直接注入到淡水储存罐储存，生活淡水再由淡水増压泵泵到淡水压力罐，再由淡水压力罐将生活淡水分配到下游的所有用户。高压水冲洗系统由一台高压水泵将淡水加压后再分配到平台的各个高压水配水站。见图9-0以下就该系统的相关设备逐一进行介绍：图9-0StorageTankAToWashDownStationsWash-downPumpToUsersFromWaterMakerPressureTankPotableWaterPump9．2系统设备该系统主要由两台C’TREAT海水淡化机，一座淡水储存罐，两台淡水増压泵，一台高压水泵，一座淡水压力罐以及相关的管线组成。9．2．1淡水储存罐（FreshWaterStorageTankD-T-6502）淡水储存罐的作用是储存由海水淡化机淡化后的生活淡水。当淡水储存罐的储量不能满足海水淡化机的产量时,溢出的淡水由一条安装在罐顶部的3”的管线排到平台的开式排放系统。在罐的顶部安装有一个呼吸阀（BugScreen），该阀为淡水储存罐提供过压保护和防止被抽真空的功能。淡水储存罐安装有液位报警系统，分别连接到PCS和FPS系统。以下为该淡水储存罐的工作参数和液位报警设定：1)：工作参数:尺寸：13’ODX22’H容量：500BBL设计压力/温度：0PSIG/150F操作压力/温度：0PSIG/大气温度材料：FRP2）：液位报警设定：243”LIT-6511高液位报警132”LSL-6512高压水冲洗系统LSLUSD(关停高压水泵)36”LIT-6511低液位报警18”LSL-6510超低液位标准USD(关停淡水増压泵)9．2．2淡水压力罐（PotableWaterPressureTankD-V-6505）淡水压力罐的作用是为下游用户储备和提供流量/压力相对稳定的生活淡水。该淡水压力罐在55PSIG/55GPM的恒定压力/流量下工作。为实现这一目的，该罐内部安装有一块膜片，膜片将罐体分为两部分，上部为压缩空气，下部为淡水。正常情况下，上部的充汽压力最大为30PSIG，而当下游用户用水量增加时，淡水増压泵不能及时快速地给水部补充压力，造成水部压力下降，膜片就向下动作进而给水加压，使水部的压力能保持在设定的工作压力下工作；当下游用户用水量降低时，淡水増压泵不段给水部加压，水部压力逐渐高于上部压力，迫使膜片向上动作，同时使上半部压力增加。因而，由于该膜片随着罐内水部的压力的变化而上下动作，从而达到了为下游用户提供压力/流量相对稳定的生活淡水的目的。该淡水压力罐安装有两个压力安全阀，以实现对该容器实现过压保护的目的。一个为PSV-6537，其设定点为105PSIG；另一个为PSV-6536，其设定点为100PSIG。工作参数：尺寸：60”ODX9’7”H容量：1056Gallons设计压力/温度：125PSIG/240F操作压力/温度：55PSIG/大气温度材料：CarbonSteel/RubberBladder充汽压力:30PSIG/最大9．2．3淡水増压泵（D-P-6503A/B）和高压水泵（D-P-6507）A．淡水増压泵（PotableWaterPumpD-P-6503A/B）淡水増压泵的作用是给生活淡水提升压力。Y-13平台共配备有两台15HP电机驱动的离心泵，一台正常工作，另一台备用。正常情况，该泵的出口压力为125PSIG。生活淡水经过泵加压后，直接进入淡水压力罐。淡水压力罐的工作压力为55PSIG，因此，此压力由压力控制阀D-PV-6534来实现。PV-6534的设定点在55PSIG，当压力高于设定点时，压力控制器D-PIC-6534输出信号给PV-6534使其关小，FV-6525开大，生活淡水回流到淡水储存罐；反之，则PV-6534开大，FV-6525关小。B．高压水泵（HPWashDownPumpD-P-6507）高压水泵是用来将淡水增压到大约1300PSIG的压力以达到高压水洗的目的。该泵的正常流量5GPM，可确保2-3个高压水配水站的正常工作。该泵为5HP电机驱动的往复式增压泵，其压力控制和过压保护由D-PVC-6552和D-PSV-6548来实现，其设定点分别为1300PSIG和1480PSIG。9．2．4海水淡化机（WaterMakerD-M-6501/6502）A．概述海水淡化机是崖城13-1气田生活淡水系统中的核心部分，该设备运行状况的好坏将直接影响到整个系统的工作，以及生活淡水的质量和数量。Y-13平台共安装有两台相同的造淡机，每台造淡机为用户提供230Gallons/Hour的生活淡水。该设备通过反渗透除盐的方式淡化海水，并在此前经过了四步的过滤除杂质的过程。B．工作原理该造淡机主要包括三部分：FSM过滤；DSL除盐；MSU半透膜(Membrane)淡化装置。在FSM过滤过程中，由生活平台HP海水提升泵(HPSeawaterPump)提供的170PSIG的海水经过造淡机进口的PCV减压至40PSIG后，流经媒介过滤器(MediaFilter)，之后再流过袋子过滤器(BagFilter)，第一级和第二级过滤器(FirstStage&2ndStageFilter)，在这一过程之中，海水中的氯离子和杂质就已除完了。然后，经过过滤后的半成品经过反渗透RO高压泵将压力提升到大约1000PSIG后再流经第一级（型号：200-SW）和第二级（型号：200-BW）半透膜进行除盐，至此，就已得到尚没控制PH值和溴化杀菌的成品淡水。之后，成品流过内装方解石（Calcite）的化学药剂罐，将淡水的PH值控制在6.5-8.5之间；最后，成品流过溴桶进行溴化杀菌处理后，就可得到合格的淡水产品。在造淡机系统中，FSM过滤和DSL除盐的流程是相对独立的，FSM过滤流程给DSL除盐流程提供预处理的半成品，而DSL除盐流程给FSM过滤流程中的媒介过滤器提供浓缩液以供媒介过滤器的反洗之用。此外，在旧的造淡机（D-M-6501）中，还有第三级半透膜，该半透膜对合格的淡水进一步作更为精细的处理，为透瓶发电机和压缩机提供水洗用水。C．反渗透的原理(RO----ReverseOsmosis)在本章中多次提到反渗透一词，何为反渗透？反渗透是水处理工艺中膜分离方法的一种。既在大于渗透压的压力下，使含盐水中的水分子通过渗透膜进入淡水使盐水增浓而达到分离的目的。由于它与自然渗透时的方向相反，故称为反渗透。反渗透在本除盐淡化处理过程系统之中起着非常重要的作用，是核心。其基本过程为将水加压后流经半透膜，其中的一部分水流过半透膜之后除掉了绝大部分的盐份，由于盐份是不能穿过半透膜的，所以，这一部分透晰出来的盐和少量的水的混合物是含盐很高的，称之为浓缩液，浓缩液最后用于媒介过滤器的反洗之用；而水经过半透膜之后，已经淡化了，称之为产品水。应用来实现反渗透的原理的设备称之为反渗透系统。D．TDS（TotalDissolvedSolids）和PPM(PartsPerMillion)以及TDS穿透率的概念TDS称之为液体中可溶性固体的总数；PPM为TDS的单位，为百万份之一。半透膜是由一种特殊材料制造的特殊设备，它只能通过仅仅非常少的一部分盐份或矿物质，而这一部分通过半透膜的盐份或矿物质，称之为半透膜的TDS穿透率。这是决定产品质量的一个关键参数。知道TDS穿透率，就可以根据海水原料中所含的盐份或矿物质的PPM而知道产品水中的PPM了。例如，TDS穿透率为1%，而海水原料中所含TDS为40000PPM，那么，产品的TDS就是400PPM。了解了TDS和PPM以及TDS穿透率的概念，在日常的检测之中，才能很好地把握和控制淡化水的质量。E．主要部件及其功能在整个造淡机之中，其核心部件包括：过滤部件，除盐部件，加压部件。过滤部件包括媒介过滤器(MediaFilter)，袋子过滤器(BagFilter)，第一级和第二级过滤器(FirstStage&2ndStageFilter)；除盐部件包括第一级（型号：200-SW）和第二级（型号：200-BW）半透膜；加压部件包括RO高压泵和增压泵(BoosterPump)。以下就逐一进行介绍其主要作用和功能：1．媒介过滤器(MediaFilter)媒介过滤器是设计用来减低下游过滤器的工作负荷以延长下游过滤器的寿命，从而减少下游过滤器的更换频率。由于流经反渗透（RO）系统的水是绝对不能含有氯离子的，所以媒介过滤器中的活性碳很好地实现了这一功能。经过媒介过滤器中的活性碳吸附后，到下游的水中的氯离子的含量可以为零，一旦氯离子的含量不零，那么，就应该添加或更换活性碳。如图9-1所示，媒介过滤器之中共包括三部分，最底部装有1/2包的粗沙石，中层装有1/2包的细沙，最上层为2包活性碳，活性碳之上有大约18”左右的自由空间。活性碳的液位需要定期检查，建议每六个月必需检查一次，同时，也可通过检测其出口的氯离子的含量来决定是否需要添加活性碳。如果添加或更换了活性碳后，必需让媒介过滤器沉淀至少12小时以上再重新启动此设备。底层和中层的粗沙石和细沙石，如无特殊需要，则无须更换和添加。图9-1流经媒介过滤器的流体有两部分，一是原料---海水，另一为从RO反渗透系统（既从第一级和第二级半透膜）之中回流过来进行反洗的浓缩液。反洗后的浓缩液排到开式排放系统。在整个造淡机之中，共安装有三个媒介过滤器，正常情况下，两个正常工作，另一个在反洗状态，整个切换过程由时间控制器（Timer）SOL1，SOL2和SOL3以及三通阀CV1，CV2和CV3来共同实现自动控制的。如图9-2所示。反洗的作用是为了清除正常工作后被媒介过滤器过滤出来的杂质，杂质和反洗后的浓缩液的混合物排到开式排放系统；如果全部媒介过滤器都在工作，那么，所有浓缩液全部通过旁通管线排到开式排放系统。正常用于反洗的浓缩液的流量和压力分别是10GPM，10-20PSIG。2．增压泵(BoosterPump)经过媒介过滤器之后的海水，压力已经下降很多，在压力太低的情况下，不利于下游的再次过滤和增加了RO高压泵的工作负担。因此，增压泵的目的就在于解决这一问题，增压泵将压力提升到大约60PSIG之后，再进入袋子过滤器。图9-23．袋子过滤器(BagFilter)袋子过滤器，顾名思义，是一种由聚丙烯（polypropylene）制造的孔隙度很细的编织袋状的过滤器。其主要作用是用来过滤海水中的固体杂质的。严格来说，它更主要是过滤由海水从媒介过滤器之中冲刷带出来的活性碳。MF-1MF-2MF-3FC2210GPMSet@20PsigBoosterPump浓缩液DRAINFeedCV3CV2CV1Sol1Sol2Sol3SCycleTimerSInstAirSCycleTimerCycleTimerSet@80Psig联到图9-3BV-1海水从袋子过滤器桶的顶部进入后，再从袋口进入袋子过滤器，流经袋子过滤器，被过滤后的海水再从袋子过滤器桶的底部出去，被过滤出来的杂质留在袋子过滤器中。当被过滤出来的杂质留在袋子过滤器中太多时，袋子过滤器就需要清洗或更换。也就是说，一但流过袋子过滤器的流体的压差达到或超过15PSIG时，袋子过滤器就必需取出清洗或更换；袋子过滤器可用清水清洗，如果过滤器的孔隙度增大或破裂时，就必需更换。在日常操作中，如果发现压差为零或长时间不变化，那么，过滤器很有可能已破损或安装不正确，必需取出检查更换。袋子过滤器的工作状态是否良好，将直接影响到下游的第一级和