专利名称：地热尾水回灌系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地热开采利用系统，尤其是一种地热开采利用系统的地热尾水回灌系统。地热尾水是指提取热能后的地热水。地热尾水处理回灌技术是将提取热能后的地热水，通过过滤漂浮物、过滤固体颗粒和剔除气泡后，经过加压装置将地热尾水注入回灌井中，返还到地壳中的一种专用技术。
背景技术：
2010年9月12日，第21届世界能源大会上就能源业如何应对气候变化等挑战以及发展中国家面临的能源问题等议题展开探讨。本届会议的主题为“立即行动以应对挑战一能源转型创造宜居星球”。2012年I月16日温家宝总理在世界未来能源峰会上的讲话题目就是中国坚定走绿色和可持续发展道路，讲话内容之一是加大政策扶持，加快清洁能源发展和大力发展可再生能源和清洁能源。由此可见发展清洁能源、实现可持续发展 刻不容缓。地热能是来自地球深处的可再生性热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。人类通过开凿地热井，以地热水或水蒸汽的形式将地热能带到地表加以利用。目前，在地热发电、采暖、温室、养殖、康复医疗、提取化工原料、旅游以及瓶装矿泉水等方面已获得广泛利用，开采量日趋加大，而提取热能后的地热水大都排放到地表，造成了热污染和化学污染，同时已引了地热井的静水位逐年下降，长此以往必将造成地热水浪费而引起地热水枯竭。众所周知，地热水作为开发深部地热能的唯一媒介，受潜水泵扬程及经济性制约。当水位埋深下降到某一深度以下，开采地热能不再具有经济意义，而此时以利用的热能仅占热储层全部热储量的万分之几。为实现清洁能源的持续发展，必须把提取热能后的地热水返回到地壳中。提取热能后的地热水不同程度的被污染，不能直接回灌。《地热资源地质勘查规范》(GB/T11615-2010)中明确规定地热回灌采用未受污染的原水回灌，回灌不得对热储造成污染。另外，受污染的地热尾水常常堵塞回灌井的回灌通道，造成回灌量锐减或丧失回灌能力。所以地热尾水的处理十分必要。而地热尾水处理回灌技术是发展清洁能源(地热能)，实现清洁能源可持续发展的重要保证措施，因此研究、推广地热尾水处理回灌技术迫在眉睫、势在必行。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种地热开采利用系统的地热尾水回灌系统。本实用新型解决其技术问题的技术方案是地热尾水回灌系统，由漂浮物处理过滤装置、固体颗粒过滤装置、氮气保护装置组成，从地热井抽出的地热水经过采热装置采热后用管道泵送入回灌井中，在采热装置与管道泵之间设有地热尾水处理系统，地热井、板式换热器、地热尾水处理系统和回灌井构成封闭循环系统。具体的的技术方案是所述的地热尾水处理系统由漂浮物处理过滤装置、固体颗粒过滤装置和氮气保护装置构成，固体颗粒过滤装置包括能够过滤O. Imm以上固体颗粒的固体颗粒粗过滤装置和能够过滤O. 1—0. 03mm固体颗粒的固体颗粒精细过滤装置，固体颗粒粗过滤装置在固体颗粒精细过滤装置之前，固体颗粒粗过滤装置与固体颗粒精细过滤装置通过管道连接，在漂浮物处理过滤装置与固体颗粒粗过滤装置之间的连接管道上设有第二管道阀门，在固体颗粒精细过滤装置与氮气保护装置之间的连接管道上设有第三管道阀门，在氮气保护装置与管道泵之间的连接管道上设有第四管道阀门，在管道泵通向回灌井的管道上设有逆止阀门。作为本实用新型的一种优选方案，所述的漂浮物处理过滤装置为内壁经过喷塑处理的储水箱，在储水箱的侧壁上设有进水口、漂浮物排出口和备用漂浮物排出口，进水口通过第一管道阀门与采热装置的回水管道连接，漂浮物排出口上设有漂浮物排出阀门，在备用漂浮物排出口上设有备用漂浮物排出阀门，在储水箱的顶壁上设有排气阀，在储水箱内·有半箱粒度为50-100mm的石英砾石，所述的进水口在水位线以下且接近水位线，所述的漂浮物排出口在水位线附近，所述的备用漂浮物排出口在水位线以上。作为本实用新型的又一种优选方案，所述的第一管道阀门和第二管道阀门为电磁阀门，第二管道阀门通过时间继电器控制实现间歇式关闭，所述的漂浮物排出阀门和备用漂浮物排出阀门均为压力控制阀，备用漂浮物排出阀门的压力大于漂浮物排出阀门的压力，所述的漂浮物处理过滤装置与固体颗粒粗过滤装置之间的连接管道在储水箱上的连接位置在箱壁的下部靠近箱底处。作为本实用新型的再一种优选方案，漂浮物排出阀门的开启压力为O. 5MPa，备用漂浮物排出阀门的开启压力为O. 8MPa。作为本实用新型的再一种优选方案，所述的固体颗粒粗过滤装置为旋流除砂器，所述的固体颗粒精细过滤装置为约翰逊过滤器。作为本实用新型的再一种优选方案，所述的固体颗粒粗过滤装置为并列的I-η个旋流除砂器，所述的固体颗粒精细过滤装置为并列的I-η个约翰逊过滤器。作为本实用新型的再一种优选方案，所述的氮气保护装置为超声波气泡剔除器。本实用新型的操作步骤自地热井抽出来的地热水不能直接利用，必须换热利用。其循环模式为地热井——板式换热器——回水管道——地热尾水处理系统——回灌井。也就是说地热水自地热井开采出来被换热后再通过回灌井返还到地下，始终处在一个封闭循环系统中。地热井、板式换热器和供热设备在同一泵房中，而地热井距离回灌井在1000米左右，自板式换热器到地热尾水处理回灌设备之间的1000米管线选用玻璃钢管，减少地热水中的矿物元素与输送管道之间发生化学反应和结垢现象。玻璃钢管与回灌井之间是地热尾水处理回灌设备。地热尾水首先进入漂浮物处理过滤装置，将水中的所有漂浮物清理出来；再进入固体颗粒粗过滤和精细过滤装置，粗过滤装置可以过滤直径在O. I毫米以上的固体颗粒，精细过滤器可以过滤O. I—O. 03毫米的颗粒；至后再进入氮气保护装置(超声波气泡剔除器);最后由管道泵注入到回灌井中。水处理过程中的流经动力由管道泵产生的负压提供。[0016]使用注意事项I.循环系统密封要严密；2.回灌压力不得大于O. 35MP 。技术原理I.漂浮物处理过滤装置可以将水中的所有漂浮物清理出来，其工作原理是地热尾水经电磁阀门Al流入漂浮物处理过滤装置的储水箱(内壁喷塑处理)，漂浮物自然上浮到水位线处，不含漂浮物的地热尾水经石英砾石过滤后通过阀门A2进入固体颗粒粗过滤装置。电磁阀门A2为间歇式关闭(时间续电器控制)，阀门BI和B2为压力控制开启，阀门BI开启压力为0.5MPa，阀门B2开启压力为0.8MPa。当阀门A2关闭后，储水箱内压力上升，压力超过O. 5MPa时，阀门BI开启排出有漂浮物的地热尾水，若阀门BI开启不能及时排出有漂浮物的地热尾水，此时储水箱内压力将继续上升，当压力超过O. 8MPa时，阀门B2开启及时排出有漂浮物的地热尾水。待到设置时间时，阀门A2打开，储水箱内压力下降，阀门B2和BI依次关闭，清除漂浮物工作完成。2.固体颗粒过滤装置是利用旋流除砂器和约翰逊过滤器共同来完成的。2.1.固体颗粒粗过滤装置是利用旋流除砂器来完成的。根据需要处理水量的大小，可以把I—η个旋流除砂器并列作业。旋流除砂器的过滤精度为O. Imm以上的固体颗粒。2. 2.固体颗粒精细过滤装置是利用约翰逊过滤器来完成的。根据需要处理水量的大小，可以把I—η个约翰逊过滤器并列安装到储水罐上使用。约翰逊过滤器的过滤精度为O. I——O. 03mm的固体颗粒。3.氮气保护装置(超声波气泡剔除器)。本实用新型的有益效果是此技术的推广将大大提高地热回灌量和延长地热回灌持续时间，是保证地热资源循环、可持续开发的有力措施，对于地热资源的保护、减少资源浪费、延长生产井寿命以及减少环境污染等方面均具有重要意义。一个地热回灌工程年回灌地热尾水按43. 2万m3计算，1000个地热回灌工程年回灌地热尾水43200万m3，相当于储存86万吨标煤。
图I是本实用新型的系统原理图；图2是图I中A-A向局部剖视图；图I中C2、C3均为放气阀，D1、D2均为排污阀。
具体实施方式
如图所示，I.地热尾水回灌系统，由漂浮物处理过滤装置I、固体颗粒过滤装置、氮气保护装置4组成，从地热井抽出的地热水经过采热装置采热后用管道泵5送入回灌井6中，在采热装置与管道泵5之间设有地热尾水处理系统，地热井、板式换热器、地热尾水处理系统和回灌井6构成封闭循环系统。所述的地热尾水处理系统由漂浮物处理过滤装置I、固体颗粒过滤装置和氮气保护装置4构成，固体颗粒过滤装置包括能够过滤O. Imm以上固体颗粒的固体颗粒粗过滤装置2和能够过滤O. 1—0. 03mm固体颗粒的固体颗粒精细过滤装置3，固体颗粒粗过滤装置2在固体颗粒精细过滤装置3之前，固体颗粒粗过滤装置2与固体颗粒精细过滤装置3通过管道连接，在漂浮物处理过滤装置I与固体颗粒粗过滤装置2之间的连接管道上设有第二管道阀门A2，在固体颗粒精细过滤装置3与氮气保护装置4之间的连接管道上设有第三管道阀门A3，在氮气保护装置4与管道泵5之间的连接管道上设有第四管道阀门A4，在管道泵5通向回灌井6的管道上设有逆止阀门El。所述的漂浮物处理过滤装置I为内壁经过喷塑处理的储水箱，在储水箱的侧壁上设有进水口、漂浮物排出口和备用漂浮物排出口，进水口通过第一管道阀门Al与采热装置的回水管道连接，漂浮物排出口上设有漂浮物排出阀门BI，在备用漂浮物排出口上设有备用漂浮物排出阀门B2，在储水箱的顶壁上设有排气阀Cl，在储水箱内有半箱粒度为50-100mm的石英碌石,所述的进水口在水位线以下且接近水位线,所述的漂浮物排出口在水位线附近，所述的备用漂浮物排出口在水位线以上。所述的第一管道阀门Al和第二管道阀门A2为电磁阀门，第二管道阀门A2通过时间继电器控制实现间歇式关闭，所述的漂浮物排出阀门BI和备用漂浮物排出阀门B2均为压力控制阀，备用漂浮物排出阀门B2的压力大于漂浮物排出阀门BI的压力，所述的漂浮物处理过滤装置1与固体颗粒粗过滤装置2之间的连接管道在储水箱上的连接位置在箱壁的下部靠近箱底处。漂浮物排出阀门BI的开启压力为O. 5MPa,备用漂浮物排出阀门B2的开启压力为
O.8MPa。所述的固体颗粒粗过滤装置2为旋流除砂器，所述的固体颗粒精细过滤装置3为约翰逊过滤器。所述的固体颗粒粗过滤装置2为并列的I-η个旋流除砂器，所述的固体颗粒精细过滤装置3为并列的I-η个约翰逊过滤器。所述的氮气保护装置4为超声波气泡剔除器。
权利要求1.地热尾水回灌系统，由漂浮物处理过滤装置(I)、固体颗粒过滤装置、氮气保护装置(4)组成，从地热井抽出的地热水经过采热装置采热后用管道泵(5)送入回灌井(6)中，其特征在于，在采热装置与管道泵(5)之间设有地热尾水处理系统，地热井、板式换热器、地热尾水处理系统和回灌井(6)构成封闭循环系统。
2.根据权利要求I所述的地热尾水回灌系统，其特征在于，所述的地热尾水处理系统由漂浮物处理过滤装置(I)、固体颗粒过滤装置和氮气保护装置(4)构成，固体颗粒过滤装置包括能够过滤O. Imm以上固体颗粒的固体颗粒粗过滤装置(2)和能够过滤O. I一O. 03mm固体颗粒的固体颗粒精细过滤装置(3)，固体颗粒粗过滤装置(2)在固体颗粒精细过滤装置(3)之前，固体颗粒粗过滤装置(2)与固体颗粒精细过滤装置(3)通过管道连接，在漂浮物处理过滤装置(I)与固体颗粒粗过滤装置(2)之间的连接管道上设有第二管道阀门(A2)，在固体颗粒精细过滤装置(3)与氮气保护装置(4)之间的连接管道上设有第三管道阀门(A3)，在氮气保护装置(4)与管道泵(5)之间的连接管道上设有第四管道阀门(A4)，在管道泵(5 )通向回灌井(6 )的管道上设有逆止阀门(EI)。
3.根据权利要求2所述的地热尾水回灌系统，其特征在于，所述的漂浮物处理过滤装置(I)为内壁经过喷塑处理的储水箱，在储水箱的侧壁上设有进水口、漂浮物排出口和备用漂浮物排出口，进水口通过第一管道阀门(Al)与采热装置的回水管道连接，漂浮物排出口上设有漂浮物排出阀门(BI)，在备用漂浮物排出口上设有备用漂浮物排出阀门(B2)，在储水箱的顶壁上设有排气阀(Cl)，在储水箱内有半箱粒度为50-100mm的石英砾石，所述的进水口在水位线以下且接近水位线，所述的漂浮物排出口在水位线附近，所述的备用漂浮物排出口在水位线以上。
4.根据权利要求3所述的地热尾水回灌系统，其特征在于，所述的第一管道阀门(Al)和第二管道阀门(A2)为电磁阀门，第二管道阀门(A2)通过时间继电器控制实现间歇式关闭，所述的漂浮物排出阀门(BI)和备用漂浮物排出阀门(B2)均为压力控制阀，备用漂浮物排出阀门(B2)的压力大于漂浮物排出阀门(BI)的压力，所述的漂浮物处理过滤装置(I)与固体颗粒粗过滤装置(2 )之间的连接管道在储水箱上的连接位置在箱壁的下部靠近箱底处。
5.根据权利要求4所述的地热尾水回灌系统，其特征在于，漂浮物排出阀门(BI)的开启压力为O. 5MPa,备用漂浮物排出阀门(B2)的开启压力为O. 8MPa。
6.根据权利要求2所述的地热尾水回灌系统，其特征在于，所述的固体颗粒粗过滤装置(2)为旋流除砂器，所述的固体颗粒精细过滤装置(3)为约翰逊过滤器。
7.根据权利要求2所述的地热尾水回灌系统，其特征在于，所述的固体颗粒粗过滤装置(2)为并列的I-η个旋流除砂器，所述的固体颗粒精细过滤装置(3)为并列的I-η个约翰逊过滤器。
8.根据权利要求2所述的地热尾水回灌系统，其特征在于，所述的氮气保护装置(4)为超声波气泡剔除器。
专利摘要本实用新型公开一种地热尾水回灌系统，由漂浮物处理过滤装置(1)、固体颗粒过滤装置、氮气保护装置(4)组成，从地热井抽出的地热水经过采热装置采热后用管道泵(5)送入回灌井(6)中，其特征在于，在采热装置与管道泵(5)之间设有地热尾水处理系统，地热井、板式换热器、地热尾水处理系统和回灌井(5)构成封闭循环系统。利用此系统将大大提高地热回灌量和延长地热回灌持续时间，是保证地热资源循环、可持续开发的有力措施，对于地热资源的保护、减少资源浪费、延长生产井寿命以及减少环境污染等方面均具有重要意义。一个地热回灌工程年回灌地热尾水按43.2万m3计算，1000个地热回灌工程年回灌地热尾水43200万m3，相当于储存86万吨标煤。
文档编号F24J3/08GK202682923SQ201220348578
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者冯红喜, 阴文行, 冯永军 申请人:邯郸市伟业地热开发有限公司