由于袋式除塵器除塵效率高、不受粉塵化學組成等因素的影響[2]，而且還具有操作簡單、不存在污染等 優點，因此在HPAM配制站輸送過程中采用袋式除塵器對HPAM母液進行過濾除雜.

但是，由于HPAM母液具有高黏性，致使濾袋容易被堵塞，過濾效率降低，從而使濾袋內壓差增大而導 致脹破.并且，由大慶地區HPAM配制站長期觀測結果可知，濾袋的主要失效形式有：1)濾袋穿孔；2)濾袋 堵塞;3)濾袋腐蝕.而造成濾袋失效的主要原因是由于濾袋內存在大量締合在一起的高分子線團、HPAM 與Fe3+交聯生成的交聯產物、細菌的代謝產物等.目前的解決方法是短期內頻繁更換濾袋，不僅造成資源 浪費，而且影響生產.因此，本文作者將對影響HPAM過濾袋壽命的影響因素進行詳細探討，從而為延長過 濾袋使用壽命提供理論依據.

1HPAM性質對過濾袋更換周期的影響

1.1HPAM濃度對過濾袋更換周期的影響

聚合物的濃度及用量與原油采收率有關[3_4]，—定程度下，聚合物的濃度越大，溶液的黏度越高，驅油效 果越好.但是，在同一流速下，流體濃度越大，顆粒堵塞孔隙的幾率越大，壓差升高得越快.

并且，在HPAM母液配制現場，用于輸送HPAM母液的管道都是鋼管道，隨著年限的增長，鋼管道內 部被細菌腐蝕，有更多的Fe3+離解進入HPAM母液中，使HPAM與Fe3+發生交聯而生成黃色膠狀雜質. 有資料表明[5]:在HPAM/交聯劑體系中，聚合物濃度低于臨界交聯濃度時，體系不發生交聯，黏度低；聚合 物濃度髙于臨界交聯濃度時，體系成膠，并且黏度增大；聚合物濃度太高，交聯速度不易控制.因此，當 HPAM母液濃度太高時，與Fe3+離子發生交聯反應的速度過快，生成大量黃色膠狀物，堵塞濾袋孔隙，使過 濾效率降低，最終使濾袋穿孔，從而縮短濾袋更換周期.

由此可見，對于一定分子量的HPAM溶液，在不影響原油采收率的情況下，盡量選擇較低配制濃度，可 減少濾袋內部壓差及控制交聯速度，從而延長濾袋更換周期，

1.2HPAM分子量對濾袋更換周期的影響

聚合物相對分子量與原油采收率有關[6]，較高分子量的HPAM具有較強的黏彈性，這樣就擴大了聚合 物驅的波及體積，從而提高了聚合物的驅油效率，因此，在一定范圍內HPAM相對分子量越高，其原油采收 率提高值也越大.

但是，由于HPAM部分為線型大分子，其相對分子質量越大，線型高分子鏈結構越長，攪拌時相互碰 撞、纏繞的幾率越大.因此，分子量越大，攪拌時越易結團.并且，當存在鹽與交聯劑時形成的交聯聚合物線 團的直徑也越大[7].從而更易造成濾袋堵塞，縮短濾袋更換周期.

因此，在不影響原油采收率的情況下，盡量選擇較低分子量的HPAM，避免HPAM因結團、交聯生成較 大直徑的線團而堵塞濾袋孔隙，從而延長濾袋更換周期.

1.3配制用水礦化度對濾袋更換周期的影響

HPAM配制站2009年濾袋破損數量多于2010年，其原因是2009年配制母液用水的礦化度大于2010 年配制母液用水的礦化度，并且2009年膠狀物含量多于2010年膠狀物含量.由此可以說電解質的存在 有利于HPAM與髙價離子的多核羥橋絡合離子交聯而形成交聯聚合物溶液體系，同時也是影響交聯聚合 物溶液性質的一個重要因素.分析其原因可能是HPAM部分水解后，大分子鏈上存在羧基負離子，鄰近的 羧基之間有相互的靜電排斥作用.因此，在較低礦化度范圍內，分子鏈上還存在電荷排斥效應，HPAM形成 的線團舒展、尺寸較大.當存在交聯劑Fe3+時，Fe3+很難與同一個HPAM的多個一COOH反應，此時Fe3+ 與HPAM反應形成的交聯產物少，其余大部分是未交聯的HPAM分子，難以形成緊密線團.而當其電解質 的強度增大到一定的程度后，外加強電解質會使已電離的羧基的雙電層和水化層變薄，減弱了大分子主鏈上 帶同種電荷基團的排斥作用[8].因此，造成分子鏈卷曲，增加了 Fe3+與同一 HPAM鏈上的多個一 COOH反 應的機會,不僅形成分子間交聯，而且更多地形成分子內交聯產物，最終導致因交聯產物而堵塞濾袋的幾率 增大，從而縮短濾袋更換周期.

因此，保證配制HPAM母液用水的低礦化度可以避免造成分子鏈卷曲，減少因與Fe3+生成的交聯產物 堵塞濾袋現象，進而可以延長濾袋更換周期.

1.4細菌含量對濾袋更換周期的彩響

油田中常見的三種菌為硫酸鹽還原菌(SRB)、鐵細菌（FB)、腐生菌(TGB).而配制聚合物母液時往往因 清水供不應求而用處理過的油田污水進行配制，因而造成HPAM母液中三種菌的含量嚴重超標•同時當金 屬管壁表面上存在不規則表面時可以為微生物的繁殖提供場所，流動的HPAM溶液、死亡的微生物以及循 環水中懸浮物的沉降會給它們源源不斷地提供營養物質，從而使細菌逐漸增多.由SRB對碳鋼的腐蝕機理 可知：首先發生陽極反應,Fe失去2個電子轉化成Fe2+W ;然后SRB利用細菌生物膜內產生的氫，將硫酸鹽 還原成H2S[1°]，生成的H2S不僅使HPAM產生臭味，還會對管道、HPAM過濾袋造成酸腐蝕；最后Fe2+與 H2S生成FeS，從而使HPAM溶液局部發黑而產生黑色黏稠物質，進而堵塞濾袋.由TGB的腐蝕機理可 知.-TGB產生的黏液與FB、藻類原生動物等一起附著在設備上，造成生物垢[11]，可堵塞過濾器，從而縮短濾 袋更換周期.由FB的腐蝕機理可知：FB氧化水中的Fe2+形成大量的Fe(OH)3U2]，加速管壁上的鐵離解進 入水中，不僅加速管道腐蝕過程，而且，代謝產物Fe3+可與HPAM發生交聯反應而生成黃色膠狀物，在 HPAM配制站中就發現因大量黃色膠狀物堵塞濾袋而使濾袋更換周期縮短.

由此可知：SRB、FB、TGB是相互作用的，不僅腐蝕管道，為HPAM提供交聯劑，最終因生成大量交聯 產物而堵塞濾袋，而且其代謝產物會對濾袋造成酸腐蝕，生成FeS會使HPAM局部產生黑色黏稠物而堵塞 濾袋.因此，可采用優質聚合物干粉、控制配制水源中細菌含量、對HPAM母液進行定期殺菌，做到從源頭 和配制過程中嚴格控制SRB、FB、TGB細菌含量，可避免對濾袋造成酸腐蝕及因形成交聯產物堵塞濾袋而 使濾袋穿孔，從而可延長濾袋更換周期.

1.S固體懸浮物對濾袋更換周期的影響

在HPAM過濾器內有較多固體懸浮物，如膠皮、鋼絲、腐葉等.隨著時間的推移固體雜質堆積在濾袋 內，不僅為細菌繁殖提供條件，還會堵塞濾袋，使濾袋更換周期縮短.因此，配制HPAM母液時要做到清潔 操作，避免引人外來雜質，從而延長濾袋更換周期.

1.6膠狀雜質對濾袋更換周期的影響

通過前面分析可知，母液中膠狀雜質主要是HPAM與Fe3+的交聯產物.當黃色膠狀雜質含量過多時， 會有大量的膠狀雜質進人濾袋孔隙中，使濾袋孔隙變小，最終導致濾袋堵塞，使過濾效率下降，濾袋內壓差過 高，從而使濾袋穿孔，縮短濾袋更換周期.

綜上所述，減少膠狀雜質含量可有效延長濾袋更換周期.因此，可采取以下方法：

1)對管道進行改造.采用其他耐高壓材料替代鋼制材料，可以從源頭上減少膠狀雜質的生成，缺點是 費用較高，但從長遠考慮是可行的.

2)選用優良殺菌劑對HPAM母液進行殺菌.可減少細菌對管道的腐蝕，從而減少更多的鐵離解進入 水中，從而減少膠狀物的生成含量，缺點是不能從根本上抑制膠狀物的生成，會造成二次污染.

2操作條件對濾袋更換周期的影響

2.1過濾速度對濾袋更換周期的彩響

過濾速度與濾袋內壓差符合達西定律，即：

Ap = 8ufx/kcmCl)

多孔介質內的總壓差多孔介質的厚度;多孔介質內的平均流速流體黏度;過濾介質滲透率. 由達西定律可知壓差與流體黏度、過濾速度呈正比.隨著過濾速度的增加，壓差增加的速度也逐漸加 快，此時產生的壓縮應力也更大，會使更多的濾餅堵塞濾袋孔隙.并且HPAM母液由其結構特點可知具有 髙黏性，因此過濾HPAM母液可選擇較低的過濾流速.

袋式除塵器的過濾速度M (m/min)是指過濾流量Q(mVmin)和過濾織物面積A(m2)的比值，即：

u = Q/A(2)

因此，當過濾織物面積一定時則只與過濾流量有關.即過濾流量越小，過濾速度越小.

綜上所述，過濾速度增加時，可使濾袋內壓差增大，加重濾袋負荷，增加過濾阻力[15]，縮短濾袋更換周 期，因此對于HPAM母液盡量選擇低過濾速度.并且，當濾袋面積一定時，可通過減小過濾流量而使過濾速 度變小，從而延長濾袋更換周期.

2.2分散程度對濾袋更換周期的影響

HPAM結構上最基本的特點是_ :

1)分子鏈具有柔順性和分子形狀的易變性.即分子鏈有較大的長徑比，使柔性分子鏈極易卷曲，分子 鏈之間易發生纏結.

2)分子鏈上具有與丙烯酰胺單元數相同的側基——酰胺基，而酰胺基具有高極性、易形成氫鍵和高反 應活性.

因此，當濃度稍高時，由于鏈間的纏結和氫鍵結合使HPAM溶液呈水溶膠的性質•所以配制HPAM溶 液時必須做到分散均勻，即在配制過程中一點一點加料，這樣水分子可以快速滲人和攻擊HPAM，可將氫鍵 解離和分子鏈解纏結，避免HPAM纏結在一起.而當一次性加料過多造成分散程度不均勻時，HPAM極易 結團，鏈間相互纏結在一起，造成短時間內無法將其解纏結，最終導致大量的HPAM線團進人濾袋內，堵塞 濾袋孔隙，使濾袋穿孔，從而縮短濾袋更換周期.

綜上所述，必須嚴格控制分散環節，可對分散裝置進行改進，力爭做到分散均勻，這樣可以避免HPAM 溶液不結團或少結團，從而可以減少濾袋內高分子線團含量，減輕濾袋堵塞程度，進而延長濾袋更換周期. 2.3熟化時間對濾袋更換周期的影響

HPAM溶液經分散裝置后進入熟化罐，當熟化時間過短時，會有大量“魚眼”產生，并存在大量沒攪拌開 的線團.因此在過濾的過程中極易堵塞濾袋，最終使濾袋穿孔.

綜上所述，必須加強熟化力度、延長熟化時間，可采用多個熟化罐同時熟化，還可控制HPAM母液進人 熟化罐流量，避免人罐流量過多而使熟化效果變差.從而延長濾袋更換周期.

3濾袋性質對濾袋更換周期的影響

3.1過濾介質的選擇原則

濾料性能和質量的好壞，直接關系到袋式除塵器性能的好壞和使用壽命的長短.因此，濾料的正確選擇 是袋式過濾器充分發揮其效能的重要環節.選擇濾料時盡量滿足使濾袋材料溫度適宜、剝離性好、易清灰、 透氣性好、阻力低、過濾效率高、能承受高強度清灰、使用壽命長等特點[17].但是，選擇濾料時往往不能同時 滿足上述特點，因此就要因地選材、因技術要求選材、因過濾母液性質選材.

3.2濾袋尺寸對濾袋更換周期的影響

1)濾袋面積對濾袋更換周期的影響

過濾面積是根據過濾流量和過濾速度來確定的，計算公式為：

A = Q/u(3)

由公式(3)可以看出：當過濾流量一定時，A越大，則《越小.由過濾速度對濾袋更換周期的影響可知， 當過濾速度較小時，可延長濾袋更換周期•因此，對同一過濾流量，A越大，對濾袋更換周期越有利•但同時 要考慮設備體積問題、成本問題，因此要選擇一個適當的過濾面積.

2)濾袋長徑比對濾袋更換周期的影響

濾袋長度（U和濾袋直徑(D)與進人濾袋的進口速度有關.可用過濾速度《與入口速度《,(m/s)表示， 設單袋HPAM母液流量為Q(m3/S)，則有：

Q = KDLU/60 = 0. 25n:D2M,(4)

即 L/D= 15M,'/M(5)

由公式(4)可以看出：當流量一定時,L與《成反比，即減小過濾速度《、增加濾袋長度可延長濾袋更換 周期；02與成反比，即減小人口速度《,、增加濾袋直徑可延長濾袋更換周期•由公式（5)可知，當《較小 時，L/D較大，當《較大時，L/D較小，據此[^，袋式除塵器的L/D—般為10?35,因而，濾袋的直徑可在 150?300 mm，濾袋長度可在1. 5~'10 m內選擇•

3)濾袋數量對濾袋更換周期的影響

濾袋數量N是總過濾面積A除以單個濾袋的表面積A,(m2),對于圓袋計算公式為：

A, = 7tDL,N = A /(6)

由公式(6)可知，增加濾袋個數JV可以增加濾袋面積A,由此可延長濾袋更換周期.

綜上所述，設計合適的濾袋尺寸如選擇適當的過濾面積、長徑比、濾袋個數可延長濾袋更換周期.

3.3濾袋生產質量對濾袋更換周期的影響

在HPAM配制站更換過濾袋時發現濾袋底部是較易破損部位，分析原因可能是濾袋底部與袋身縫合 不牢固，承受不住HPAM的重量，加之濾袋與濾籠匹配不好，底部晃動較大，最終導致底部較易破損.

因此，加強濾袋生產質量，做到濾袋與濾籠相匹配，從而避免濾袋因質量原因而破損，進而延長濾袋更換 周期.

4結語

在保證除塵效率的前提下，最大限度地延長濾袋的使用壽命是HPAM配制站實現高運行率、低運行成 本的重要途徑.通過對影響HPAM母液過濾袋更換周期的因素的分析可知，延長濾袋更換周期的方法有如 下幾點：

1)對HPAM母液性質嚴格要求.即選用適當分子量的HPAM，配制濃度不宜過大，采用低礦化度水 源配制HPAM溶液，控制HPAM母液中細菌含量，減少HPAM母液中膠狀雜質含量及做到清潔生產.

2)對操作條件嚴格要求.即選用較低的過濾流量及過濾速度，加強分散程度及延長熟化時間.

3)對濾袋性質嚴格要求.即選用優質過濾材料，設計合理的濾袋面積、長徑比、及濾袋個數，提高濾袋 生產質量.