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[摘 要]我厂位于大庆长垣南部，属于低渗透油层，对注入水质要求更加严格，我们常用的污水处理流程为沉降加过滤流程，并且水质处理流程的核心部分为过滤罐反冲洗，而滤料再生效果决定了滤罐反冲洗效果，因此，做好反冲洗滤料再生，是水质达标的基本保证。因此，本文对油田污水处理站滤罐反冲洗控制系统进行研究，能够有效实现对滤罐反冲洗的过程进行变强度自动控制，大大降低工人的劳动强度，减少人为因素的干扰，提高滤罐反冲洗质量，同时能确保设备的安全生产运行。本文主要对油田污水处理站滤罐反冲洗控控制系统进行研究，结合当前最新的工艺状况、计量自控检测仪表使用、可编程控制器（PLC）控制系统技术，为滤罐自动变强度反冲洗生产过程提供有效的监控方法。
[关键词]污水处理站 ；滤罐；自动变强度反冲洗；PLC
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0129-01
0 引言
在油田开发过程中，随着累计产油量的不断增加，地层能量逐渐的消耗，地层压力不断降低，为了实现油田长期高产稳产，得到较高的采收率，因此油田水处理的状况尤为重要。水处理的质量提高了，就可对地下油层起到一定的保证作用，并保持油层压力水平，有利于提高最终的采收率[1]。
综上所述，污水处理站是油田生产过程中一个十分重要的生产环节，它是将中转站、转油放水站及联合站处理后的含水污水经过沉降、过滤后，输送到注水站。我们常用的污水处理流程为沉降加过滤流程，并且水质处理流程的核心部分为过滤罐反冲洗，而滤料再生效果决定了滤罐反冲洗效果，因此，对反冲洗控制方案的研究具有重要意义。
1 常规滤罐反冲洗工艺及控制方案
1.1 常规滤罐反冲洗工艺
水处理过程有几种流程，以某联合站为例：一二段来水，进入一次沉降罐后进入二次沉罐，通过二次沉降后进入升压罐，再通过升压泵后进入滤罐进行过滤，滤后的水进入净化水罐然后经外输泵进行外输。
经过一段时间后，滤罐内的滤料就会受污水内杂质的影响降低过滤效果，因此为了提高滤罐的过滤效果，就要定期对滤罐进行反冲洗。反冲洗过程主要包括滤后水通过反冲洗泵进入滤罐，经过一段时间反冲洗后，将反冲洗的污水排放到反冲洗回收罐[2]。
1.2 常规滤罐反冲洗控制方案
目前，大庆油田污水处理站生产工艺过程的控制主要是人工监测控制、半自动监测控制和全自动监测控制三种。
人工监测控制是由岗位操作员工根据本站日常生产要求，在生产过程中定期对站上污水进行滤罐及反冲洗，整个过程都是手工操作，其工作效率低，劳动强度大，仅1座滤罐反冲洗就需要工人到现场开关阀门6次，而每次反冲洗至少依次进行8座滤罐；对滤罐冲击大，人工手动反冲洗无法精确调节反冲洗强度，对滤罐冲击大，容易造成滤罐的损坏，使滤料漏失现象严重；缩短滤料使用寿命，仅靠控制滤罐进出口阀门来调节流量，滤料膨胀不均匀，很难保证滤料的再生效果，滤料板结严重，缩短滤料的使用寿命，目前来看已不能满足污水处理过程的控制要求。
半自动监测控制，岗位操作员工根据可通仪表监测到现场的实际参数，但需在现场定期对站上污水进行滤罐及反冲洗时采用控制器控制电动开关阀来进行操作，工作效率比手动操作要高一些，劳动强度也大大减少。
全自动监测控制，将计算机技术与自动化仪表技术相结合，对污水处理站生产过程中的各种参数进行处理、运算、显示和控制，可以充分实现对污水处理站生产过程協调管理和优化控制，达到理想的滤后效果。
2 滤罐自动变强度反冲洗控制方案
2.1 自动变强度反冲洗强度和时间
污水处理站滤罐反冲洗时，应先用小强度水流使滤料充分膨胀，然后再加大强度冲洗，冲洗强度是逐渐增加的，当反冲洗结束时，强度逐渐减小，滤料均匀回落。变强度反冲洗分三阶段。
阶段一：关闭滤罐进、出口阀门，打开反冲洗进、出口阀门，打开前期阀。
阶段二：启动反洗泵，启动搅拌泵，控制流量平缓上升使第一阶段反冲洗强度2.5～10L/s.m2（6～10min），流量平缓下降到零，关搅拌泵，关前期阀，打开后期阀。
阶段三：分两个台阶，第一台阶流量平缓上升到反冲洗强度8～13L/s.m2（3～6min），流量不降平缓上升到第二台阶反冲洗强度11～16L/s.m2（6～12min）。
在滤罐滤水过程中，进水阀和排水阀始终是打开状态，而反冲进水阀和反冲排水阀处于关闭状态。只有对滤罐进行反冲洗时，就开关闭进水阀和排水阀而同时打开反冲进水阀和反冲排水阀。控制流程方框图如图1所示：
2.2 自动变强度反冲洗自动控制系统结构
在污水处理站内，为实现自动变强度反冲洗，需要建立一套控制系统。反冲洗控制系统采用控制室方式，室内完成反洗滤罐流程显示和计量、液位等数据的显示以及报警和历史数据的记录，对滤罐电动开关阀进行操作和反冲洗流程的成组控制。该系统即为一个小型分布式计算机监控系统（小型DCS），它的硬件由工业PC监控站、PLC现场采集控制站（包括采集控制前端即I/O模块）和现场仪表等三部分组成。
3 效益分析
联合站反冲洗自控系统的研究在我厂大部分联合站污水处理站、污水深度處理站现场应用后，值班人员通过岗位计算机或阀组间内触摸屏，就可以完成滤罐反冲洗的工艺操作。
避免了人工调节造成误差和不及时，最大限度地降低了工人的劳动强度，滤料再生效果好，延长滤料的使用寿命，同时与单一强度反冲洗相比也减轻滤罐的结构损坏，保证反冲洗效果。
3.1 社会效益
1、该项目在现场应用后，减少了人为频繁操作，提高了联合站自动化程度和管理水平。
2、通过完善系统安全功能和增加仪表检测点位以及重要点位实时显示报警功能，使系统运行更加安全可靠，出现问题可以及时发现和处理，为岗位安全运行提供了技术保障。
3、联合站反冲洗自控系统为将来联合站整合提供了较高的技术保障。
4 结论
本文对滤罐反冲洗控制方案进行研究，得出自动变强度反冲洗系统更满足油田生产实际需要，可以实现污水处理站生产数据的实时监测，反冲洗过程的自动控制，并能进行智能判断，跳过故障设备并予以报警，提示岗位工人进行处理。本文诠释了该系统主要工作原理，有效降低了工人劳动强度，对联合站生产和管理水平的提升具有很大的帮助，对水质在油田滤罐水处理系统中具有较好的推广应用前景。
参考文献
[1] 汪庆梅.采油一厂地面工程技术研讨会论文汇编[M].2005.12：116～130.
[2] 高俊发.污水处理厂工艺设计手册[M].化学工业出版社.2003.10：51～52.
[关键词]污水处理站 ；滤罐；自动变强度反冲洗；PLC
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0129-01
0 引言
在油田开发过程中，随着累计产油量的不断增加，地层能量逐渐的消耗，地层压力不断降低，为了实现油田长期高产稳产，得到较高的采收率，因此油田水处理的状况尤为重要。水处理的质量提高了，就可对地下油层起到一定的保证作用，并保持油层压力水平，有利于提高最终的采收率[1]。
综上所述，污水处理站是油田生产过程中一个十分重要的生产环节，它是将中转站、转油放水站及联合站处理后的含水污水经过沉降、过滤后，输送到注水站。我们常用的污水处理流程为沉降加过滤流程，并且水质处理流程的核心部分为过滤罐反冲洗，而滤料再生效果决定了滤罐反冲洗效果，因此，对反冲洗控制方案的研究具有重要意义。
1 常规滤罐反冲洗工艺及控制方案
1.1 常规滤罐反冲洗工艺
水处理过程有几种流程，以某联合站为例：一二段来水，进入一次沉降罐后进入二次沉罐，通过二次沉降后进入升压罐，再通过升压泵后进入滤罐进行过滤，滤后的水进入净化水罐然后经外输泵进行外输。
经过一段时间后，滤罐内的滤料就会受污水内杂质的影响降低过滤效果，因此为了提高滤罐的过滤效果，就要定期对滤罐进行反冲洗。反冲洗过程主要包括滤后水通过反冲洗泵进入滤罐，经过一段时间反冲洗后，将反冲洗的污水排放到反冲洗回收罐[2]。
1.2 常规滤罐反冲洗控制方案
目前，大庆油田污水处理站生产工艺过程的控制主要是人工监测控制、半自动监测控制和全自动监测控制三种。
人工监测控制是由岗位操作员工根据本站日常生产要求，在生产过程中定期对站上污水进行滤罐及反冲洗，整个过程都是手工操作，其工作效率低，劳动强度大，仅1座滤罐反冲洗就需要工人到现场开关阀门6次，而每次反冲洗至少依次进行8座滤罐；对滤罐冲击大，人工手动反冲洗无法精确调节反冲洗强度，对滤罐冲击大，容易造成滤罐的损坏，使滤料漏失现象严重；缩短滤料使用寿命，仅靠控制滤罐进出口阀门来调节流量，滤料膨胀不均匀，很难保证滤料的再生效果，滤料板结严重，缩短滤料的使用寿命，目前来看已不能满足污水处理过程的控制要求。
半自动监测控制，岗位操作员工根据可通仪表监测到现场的实际参数，但需在现场定期对站上污水进行滤罐及反冲洗时采用控制器控制电动开关阀来进行操作，工作效率比手动操作要高一些，劳动强度也大大减少。
全自动监测控制，将计算机技术与自动化仪表技术相结合，对污水处理站生产过程中的各种参数进行处理、运算、显示和控制，可以充分实现对污水处理站生产过程協调管理和优化控制，达到理想的滤后效果。
2 滤罐自动变强度反冲洗控制方案
2.1 自动变强度反冲洗强度和时间
污水处理站滤罐反冲洗时，应先用小强度水流使滤料充分膨胀，然后再加大强度冲洗，冲洗强度是逐渐增加的，当反冲洗结束时，强度逐渐减小，滤料均匀回落。变强度反冲洗分三阶段。
阶段一：关闭滤罐进、出口阀门，打开反冲洗进、出口阀门，打开前期阀。
阶段二：启动反洗泵，启动搅拌泵，控制流量平缓上升使第一阶段反冲洗强度2.5～10L/s.m2（6～10min），流量平缓下降到零，关搅拌泵，关前期阀，打开后期阀。
阶段三：分两个台阶，第一台阶流量平缓上升到反冲洗强度8～13L/s.m2（3～6min），流量不降平缓上升到第二台阶反冲洗强度11～16L/s.m2（6～12min）。
在滤罐滤水过程中，进水阀和排水阀始终是打开状态，而反冲进水阀和反冲排水阀处于关闭状态。只有对滤罐进行反冲洗时，就开关闭进水阀和排水阀而同时打开反冲进水阀和反冲排水阀。控制流程方框图如图1所示：
2.2 自动变强度反冲洗自动控制系统结构
在污水处理站内，为实现自动变强度反冲洗，需要建立一套控制系统。反冲洗控制系统采用控制室方式，室内完成反洗滤罐流程显示和计量、液位等数据的显示以及报警和历史数据的记录，对滤罐电动开关阀进行操作和反冲洗流程的成组控制。该系统即为一个小型分布式计算机监控系统（小型DCS），它的硬件由工业PC监控站、PLC现场采集控制站（包括采集控制前端即I/O模块）和现场仪表等三部分组成。
3 效益分析
联合站反冲洗自控系统的研究在我厂大部分联合站污水处理站、污水深度處理站现场应用后，值班人员通过岗位计算机或阀组间内触摸屏，就可以完成滤罐反冲洗的工艺操作。
避免了人工调节造成误差和不及时，最大限度地降低了工人的劳动强度，滤料再生效果好，延长滤料的使用寿命，同时与单一强度反冲洗相比也减轻滤罐的结构损坏，保证反冲洗效果。
3.1 社会效益
1、该项目在现场应用后，减少了人为频繁操作，提高了联合站自动化程度和管理水平。
2、通过完善系统安全功能和增加仪表检测点位以及重要点位实时显示报警功能，使系统运行更加安全可靠，出现问题可以及时发现和处理，为岗位安全运行提供了技术保障。
3、联合站反冲洗自控系统为将来联合站整合提供了较高的技术保障。
4 结论
本文对滤罐反冲洗控制方案进行研究，得出自动变强度反冲洗系统更满足油田生产实际需要，可以实现污水处理站生产数据的实时监测，反冲洗过程的自动控制，并能进行智能判断，跳过故障设备并予以报警，提示岗位工人进行处理。本文诠释了该系统主要工作原理，有效降低了工人劳动强度，对联合站生产和管理水平的提升具有很大的帮助，对水质在油田滤罐水处理系统中具有较好的推广应用前景。
参考文献
[1] 汪庆梅.采油一厂地面工程技术研讨会论文汇编[M].2005.12：116～130.
[2] 高俊发.污水处理厂工艺设计手册[M].化学工业出版社.2003.10：51～52.