一种阻止输卤管道中硫酸钙结垢的掺水系统的制作方法

本实用新型涉及制盐工业技术领域，具体涉及一种阻止输卤管道中硫酸钙结垢的掺水系统。

背景技术：

深层(深度超500米)卤水资源在开采过程中采卤井井筒以及地面输卤管道结水垢一直是严重制约盐化企业产能提升的问题。由于采卤井井深超过500米，井底温度与地表温度相差较大，在开发深层卤水资源过程中，硫酸钙等物质由于溶解度变化而在采卤井井筒以及地面管道中析出，生成难以处理的硫酸钙水垢。采卤井井筒以及地面管线结垢导致的结果是：1、采卤井生产能力严重下降，采出卤水流量呈急剧的下降趋势甚至无法采出卤水；2、硫酸钙垢物沉积在管道内壁会增加耗能，降低生产效率；3、卤水输送管道压力上升导致管道穿孔，大量饱和氯化钠盐水泄漏。采卤井井筒以及输卤管道中结的硫酸钙水垢采用常规的除垢手段难以奏效，且采卤井一直处于连续生产，普通的机械除垢方式需停车，严重影响了企业装置的满负荷平稳运行。

目前输卤管道阻硫酸钙技术有定期采用机械清垢或采用阻垢剂阻垢等技术，但这些技术一般会影响正常生产，对下游制盐制碱装置有影响。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种阻止输卤管道中硫酸钙结垢的掺水系统，它具有不影响正常生产、对下游制盐制碱装置无影响、简单实用的优点。

本实用新型为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种阻止输卤管道中硫酸钙结垢的掺水系统，包括安装在采卤井井筒中的中心油管以及安装于地面的地面掺水管线、高压掺水泵和贮清水高位罐；所述中心油管、地面掺水管线、高压掺水泵和贮清水高位罐依次连通；所述高压掺水泵和贮清水高位罐之间的管线上安装有压力监控仪，所述高压掺水泵的出口管线上安装有流量监控仪；所述贮清水高位罐中的清水经所述高压掺水泵加压后输送至采卤井井筒底部。

上述方案中，所述掺水系统还包括DCS控制系统，所述DCS控制系统设置于DCS控制室内；所述高压掺水泵通过电缆与所述DCS控制系统连接，所述DCS控制系统控制高压掺水泵的掺水压力和掺水流量；所述压力监控仪和流量监控仪通过电缆与所述DCS控制系统连接，压力和流量信号通过电缆远传进入DCS控制系统。

上述方案中，所述DCS控制系统控制掺水压力和掺水流量，当掺水压力不超过3MPa时，掺水流量控制在2-3m³/h，当掺水压力在3-4.5MPa之间时，控制掺水流量为3-4.5m³/h。

上述方案中，所述所述高压掺水泵的出口管线上还设有泵出口流量控制阀，所述泵出口流量控制阀用于现场调节清水流量。

上述方案中，所述地面掺水管线的长度根据所述高压掺水泵安装位置定，材质采用碳钢耐压管线。

上述方案中，所述中心油管的安装深度至采卤井井筒底部，所述中心油管的公称尺寸为2^3/8，压力等级为16MPa。

上述方案中，所述掺水系统还包括安装于采卤井井口处管线上的单向阀，所述单向阀用于防止井底的高压水回灌。

上述方案中，所述单向阀为高压四通阀门，耐压等级16MPa。

上述方案中，所述贮清水高位罐容积不小于300m³。

本实用新型的有益效果在于：

1、通过高压掺水泵往采卤井井筒底部持续输送清水，以降低采出卤水中钙离子、硫酸根离子浓度，增大采出卤水中硫酸钙的溶解度，从而能达到阻止采卤井井筒及输卤管道中结硫酸钙的目的。通过DCS控制系统控制高压掺水泵掺水压力以及掺水流量来控制采出卤水中氯化钠的浓度，按照工程经验调整掺水量和掺水压力，从而实现控制采出卤水中的钙离子浓度与硫酸根离子的浓度，从而达到在输卤管道中阻止硫酸钙垢生成的目的。

2、本实用新型不需要使用任何化学剂，掺入到采出卤水中的部分为清水，成本低，对下游制盐制碱装置无任何影响。

3、本实用新型的结构简单、操作方便，适于工业推广。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型掺水系统的示意图。

图中：10、中心油管；20、单向阀；30、地面掺水管线；40、高压掺水泵；41、泵出口流量控制阀；51、流量监控仪；52、压力监控仪；60、贮清水高位罐；200、采卤井井筒。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，为本实用新型一较佳实施例的阻止输卤管道中硫酸钙结垢的掺水系统，包括安装在采卤井井筒200中的中心油管10以及安装于地面的地面掺水管线30、高压掺水泵40和贮清水高位罐60。中心油管10、地面掺水管线30、高压掺水泵40和贮清水高位罐60依次连通。高压掺水泵40和贮清水高位罐60之间的管线上安装有压力监控仪52，用于监测泵出清水的压力；高压掺水泵40的出口管线上安装有流量监控仪51，用于监测泵出清水的流量。贮清水高位罐60中的清水经高压掺水泵40加压后持续输送至采卤井井筒200底部，降低采出卤水中的盐浓度，同时增大采出卤水中硫酸钙的溶解度，从而能达到阻止采卤井井筒200及输卤管道中结硫酸钙的目的。

进一步优化，本实施例中，掺水系统还包括DCS控制系统，DCS控制系统设置于DCS控制室内。高压掺水泵40通过电缆与DCS控制系统连接，DCS控制系统控制高压掺水泵40的掺水压力和掺水流量。压力监控仪52和流量监控仪51通过电缆与DCS控制系统连接，压力和流量信号通过电缆远传进入DCS控制柜，DCS控制系统根据在线监测信号调整高压掺水泵40的泵水压力及流量。

进一步优化，本实施例中，DCS控制系统控制掺水压力和掺水流量，当掺水压力不超过3MPa时，掺水流量控制在2-3m³/h，当掺水压力在3-4.5MPa之间时，控制掺水流量为3-4.5m³/h。

由于无法通过直接方式来测量采卤井井筒200中硫酸钙的含量，工程经验中采取通过分析采出卤水中氯化钠的浓度来判断采卤井井筒200以及输卤管道中硫酸钙不结垢的临界氯化钠浓度。下游制盐装置工艺要求进制盐装置卤水氯化钠含量大于290g/L，如掺水装置不运行，正常开采出的卤水氯化钠含量在300g/L以上，此时输卤管线以及井筒中硫酸钙结垢严重，无法达到装置的设计生产能力，通过掺水控制采出卤水中氯化钠的含量浓度维持在290g/L-298g/L区间，可以取得明显的阻垢效果。通过DCS控制系统控制高压掺水泵的掺水压力以及掺水流量来控制采出卤水中氯化钠的浓度，按照工程经验调整掺水量和掺水压力，从而实现控制采出卤水中的钙离子浓度与硫酸根离子的浓度，从而达到在输卤管道中阻止硫酸钙垢生成的目的。

进一步优化，本实施例中，高压掺水泵40的出口管线上还设有泵出口流量控制阀41，泵出口流量控制阀41用于现场调节清水流量。

进一步优化，本实施例中，地面掺水管线30的长度根据高压掺水泵40安装位置定，材质采用碳钢耐压管线。

进一步优化，本实施例中，中心油管10的安装深度至采卤井井筒200底部，中心油管10的公称尺寸为2^3/8，压力等级为16MPa。

进一步优化，本实施例中，掺水系统还包括安装于采卤井井口处管线上的单向阀20，单向阀20用于防止井底的高压水回灌。

进一步优化，本实施例中，单向阀20为高压四通阀门，耐压等级16MPa。

进一步优化，本实施例中，为保证能有效为高压掺水泵40提供清水，贮清水高位罐60容积不小于300m³。

本实用新型的阻止输卤管道中硫酸钙结垢的掺水系统通过DCS系统进行流量和压力监控来实现高压掺水泵40连续向采卤井井筒200以及输卤管道掺定量的清水以降低采出卤水中钙离子、硫酸根离子浓度，增大采出卤水中硫酸钙的溶解度，从而能达到阻止采卤井井筒200以及输卤管道中结硫酸钙的目的。本实用新型不需要使用任何化学剂，掺入到采出卤水中的部分为清水，成本低，对下游制盐制碱装置无任何影响。

为了证明本实用新型掺水系统的有效性，进行了一系列试验，试验过程及结果如下：

1、高压掺水泵40掺水压力为3.0MPa，通过DCS控制系统调节高压掺水泵40掺水流量为2.5m³/h，取样化验采出卤水氯化钠浓度为295g/L，掺水系统运行周期为30天，运行完毕后，采出卤水流量由25m³/h上升至40m³/h。

2、高压掺水泵40掺水压力为4.0MPa，通过DCS控制系统调节高压掺水调节高压掺水泵40控制掺水流量为4.5m³/h，取样化验采出卤水氯化钠浓度为290g/L，掺水系统运行周期为30天，运行完毕后，采出卤水流量由30m³/h上升至44m³/h。

3、高压掺水泵40掺水压力为4.2MPa，通过DCS控制系统调节高压掺水泵40控制掺水流量为4.5m³/h，取样化验采出卤水氯化钠浓度为290g/L，掺水系统运行周期为30天，运行完毕后，采出卤水流量由28m³/h上升至42m³/h。

4、高压掺水泵40掺水压力为2.5MPa，调节高压掺水泵40出口管线阀门开度控制掺水流量为2.5m³/h，取样化验采出卤水氯化钠浓度为298g/L，掺水系统运行周期为30天，采出卤水流量由30m³/h上升至38m³/h。

根据上述系列试验结果，可以证明采用本实用新型的掺水系统来解决采卤井井筒200以及输卤管道中结硫酸钙水垢的问题、恢复采卤井的卤水生产能力是有效可行的。并且该系统结构简单，操作方便，适于推广。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。