一种集成式多功能地热回灌系统及其工作方法与流程

1.本发明属于地热尾水回灌技术领域，具体涉及一种集成式多功能地热回灌系统及其工作方法。


背景技术：

2.在地热水热交换后尾水处理工作中，利用地热回灌装备对尾水进行处理，过滤掉地热供暖尾水中的微生物、铁锈及其它杂质，能够达到清洁回灌、保护地热水井的目的，同时有效避免回灌时对地热井的破坏。
3.然而传统的固定式回灌设备，由于空间够大，往往采用集成式过滤筒，不仅占地面积大，而且其系统配置固化，每套回灌装备只能针对一口地热井使用。由于回灌装备价格比较昂贵，针对每口井单独设计制造回灌系统的经济成本较大。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种集成式多功能地热回灌系统及其工作方法，结构设计合理，集成度高，系统功能齐全，能够适应不同的工况，降低设计和制造成本。
5.本发明是通过以下技术方案来实现：
6.本发明公开了一种集成式多功能地热回灌系统，包括在总管路上设置的精过滤装置、粗过滤装置、排气装置、加药装置、反冲洗空压机、加压装置和水处理装置；总管路的两端分别与系统总进水口和系统总出水口连接，系统总进水口与水处理装置连接；粗过滤装置的出口与精过滤装置的进口连接，精过滤装置和粗过滤装置并联有一直通旁路，水处理装置分别与精过滤装置、粗过滤装置和直通旁路的进口连接，精过滤装置、粗过滤装置和直通旁路的出口分别与排气装置连接，排气装置分别与系统总出水口和加压装置连接，加压装置与系统总出水口连接；反冲洗空压机分别与精过滤装置和粗过滤装置的反冲洗进气口连接；加药装置的进口分别与精过滤装置和粗过滤装置的取水口连接，加药装置的出口分别与精过滤装置和粗过滤装置的加药口连接；总管路上设有若干流量检测装置、压力监测装置、温度检测装置和阀门。
7.优选地，排气装置包括排气罐，排气罐的两侧分别连接有进水管和出水管，进水管和出水管分别通过进水管法兰和出水管法兰接入总管路；排气罐顶部连接有出气管，出气管通过出气管法兰连接有法兰排气阀。
8.优选地，系统总进水口和系统总出水口设有法兰软管。
9.优选地，加药装置包括加药水箱和精密过滤器，加药水箱内设有浮球液位计，加药水箱上设有加药装置进水口、加药装置排污口和加药装置出水口，精密过滤器的进口分别与精过滤装置和粗过滤装置的取水口连接，精密过滤器的出口通过加药装置进水管与加药装置进水口连接，加药装置出水口通过加药管分别与精过滤装置和粗过滤装置的加药口连接，加药装置出水管上设有加药泵；加药装置排污口连接有加药装置排污管。
10.进一步优选地，加药装置进水管上设有加药装置进水球阀，取水管上设有加药装置进口球阀，加药装置出水口与加药泵之间的连接管路上设有加药装置出水阀，加药管上设有加药装置出口球阀，排污管上设有加药装置排污阀。
11.优选地，精过滤装置和粗过滤装置的结构相同，均包括过滤壳体，取水口设在过滤壳体上，过滤壳体上还设有排气口，过滤壳体内设有若干并联的滤筒，滤筒内设有滤芯；滤筒的下部设有进水口和排污口，上部设有出水口和反冲洗进气口；排污口连接至排污管。
12.进一步优选地，所述排气口上设有排气阀，所述进水口处的管路上设有进水阀，所述排污口处的管路上设有排污阀，所述出水口处的管路上设有出水阀，所述反冲洗进气口设有反冲洗进气阀。
13.优选地，水处理装置内包括水质检测仪和电子水处理仪。
14.优选地，压力监测装置包括数显压力监测装置和机械压力检测装置；温度检测装置包括机械温度检测装置和数显温度检测装置。
15.本发明公开的上述集成式多功能地热回灌系统的工作方法，包括：
16.地热井尾水由系统总进水口进入系统，在水处理装置中进行初步杀菌、灭藻后有以下4种工作模式：
①
直接进入排气装置排气后由系统总出水口进行自然回灌，或在加压装置的作用下加压回灌；
②
进入粗过滤装置进行粗过滤后进入排气装置排气后由系统总出水口进行自然回灌，或在加压装置的作用下加压回灌；
③
进入精过滤装置进行精过滤后进入排气装置排气后由系统总出水口进行自然回灌，或在加压装置的作用下加压回灌；
④
先进入粗过滤装置行粗过滤后再进入精过滤装置进行精过滤后进入排气装置排气后由系统总出水口进行自然回灌，或在加压装置的作用下加压回灌；
17.系统运行时，根据精过滤装置和粗过滤装置的进出水压力差自动开启反冲洗空压机进行反冲洗；当精过滤装置和粗过滤装置无法达到预设过滤量时，由取水口、取水，开启加药装置，由加药口、给精过滤装置、和粗过滤装置、内部加药。
18.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
19.本发明公开的一种集成式多功能地热回灌系统，能够根据实际情况切换不同的工作模式，根据地热井尾水的参数选择是否过滤以及过滤的级别，提高工作效率、节约能耗。水处理装置能够对系统进水进行初步的处理，提高系统中其它设备的使用寿命。排气装置排出携带的气体，避免气体随过滤水同时进入回灌井，对回灌井造成破坏，造成较大的经济损失。反冲洗空压机能够在不停机时实现自动反冲洗，时刻确保滤芯的过滤量，从而增加滤芯使用寿命。加药装置在滤芯通过自动反冲洗后无法达到过滤量时，或可根据实际情况提前使用加药装置，通过药水浸泡滤芯，有效分解、去除附着于滤芯的杂质。地热井在热储条件差、裂隙不发育、位于断裂带较远位置的回灌井则可以通过加压装置进行加压回灌。本发明的结构设计合理，集成度高，系统功能齐全，能够适应不同的工况，降低设计和制造成本。
20.进一步地，系统总进水口和系统总出水口设有法兰软管，便于与外部管件进行对接。
21.本发明公开的上述集成式多功能地热回灌系统的工作方法，自动化程度高，功能齐全，能够适应不同的工况，能够明显提高工作效率，降低生产成本。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图；
23.图2为排气装置的结构示意图；
24.图3为加药装置的结构示意图；
25.图4为精过滤装置和粗过滤装置的结构示意图。
26.图中：1为电控柜，2为精过滤装置，2-1为滤筒，2-2为反冲洗进气阀，2-3为排污阀，2-4为排污管，2-5为滤芯，2-6为排气阀，2-7为进水阀，2-8为出水阀，2-9为取水口，2-10为压力表，2-11为流量表，3为粗过滤装置，4为加药口，5为排气装置，5-1为法兰排气阀，5-2为出气管法兰，5-3为出气管，5-4为排气罐，5-5为进水管，5-6为进水管法兰，5-7为出水管，5-8为出水管法兰，6为电动阀门，7为加药装置，7-1为加药装置进水口，7-2为加药水箱，7-3为加药装置排污口，7-4为加药装置出水口，7-5为加药装置出水阀，7-6为加药装置出口球阀，7-7为加药泵，7-8为加药水箱平台，7-9为加药装置进水管，7-10为加药装置进水球阀，7-11为加药装置进口球阀，7-12为精密过滤器，7-13为加药装置排污阀，8为反冲洗空压机，9为加压装置，10为手动阀门，11为流量测量装置，12为数显压力检测装置，13为机械压力检测装置，14为机械温度检测装置，15为数显温度检测装置，16为水处理装置，17为总管路。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
28.如图1，为本发明的集成式多功能地热回灌系统，包括在总管路17上设置的精过滤装置2、粗过滤装置3、排气装置5、加药装置7、反冲洗空压机8、加压装置9和水处理装置16；总管路17的两端分别与系统总进水口和系统总出水口连接，系统总进水口与水处理装置16连接；粗过滤装置3的出口与精过滤装置2的进口连接，精过滤装置2和粗过滤装置3并联有一直通旁路，水处理装置16分别与精过滤装置2、粗过滤装置3和直通旁路的进口连接，精过滤装置2、粗过滤装置3和直通旁路的出口分别与排气装置5连接，排气装置5分别与系统总出水口和加压装置9连接，加压装置9与系统总出水口连接；反冲洗空压机8分别与精过滤装置2和粗过滤装置3的反冲洗进气口连接；加药装置7的进口分别与精过滤装置2和粗过滤装置3的取水口2-9连接，加药装置7的出口分别与精过滤装置2和粗过滤装置3的加药口连接；总管路17上设有若干流量检测装置11、压力监测装置、温度检测装置和阀门。
29.系统的供电由配电室分配，各设备、自动阀门的控制由电控柜1进行，同时，各检测装置的读数均汇入电控柜1。
30.水处理装置16内包括水质检测仪和电子水处理仪，水质检测仪能够提供进水的参数信息，电子水处理仪对进水进行初步杀菌、灭藻。
31.压力监测装置包括依实际需要设置的数显压力监测装置12和机械压力检测装置13。温度检测装置包括依实际需要设置的机械温度检测装置14和数显温度检测装置15。阀门包括用于切换系统工作模式的手动阀门10，各手动阀门10能够启闭单个设备。
32.在本发明的一个较优的实施例中，系统总进水口和系统总出水口设有法兰软管。
33.如图2，在本发明的一个较优的实施例中，排气装置5包括排气罐5-4，排气罐5-4的两侧分别连接有进水管5-5和出水管5-7，进水管5-5和出水管5-7分别通过进水管法兰5-6
和出水管法兰5-8接入总管路17；排气罐5-4顶部连接有出气管5-3，出气管5-3通过出气管法兰5-2连接有法兰排气阀5-1。
34.如图3，在本发明的一个较优的实施例中，加药装置7包括加药水箱7-2和精密过滤器7-12，加药水箱7-2内设有浮球液位计，加药水箱7-2上设有加药装置进水口7-1、加药装置排污口7-3和加药装置出水口7-4，精密过滤器7-12的进口通过取水管分别与精过滤装置2和粗过滤装置3的取水口连接，取水管上设有加药装置进口球阀7-11，精密过滤器7-12的出口通过加药装置进水管7-9与加药装置进水口7-1连接，加药装置进水管7-9上设有加药装置进水球阀7-10，加药装置出水口7-4通过加药管分别与精过滤装置2和粗过滤装置3的加药口连接，加药管上设有加药装置出口球阀7-6，加药装置出水管上设有加药泵7-7，加药装置出水口7-4与加药泵7-7之间的连接管路上设有加药装置出水阀7-5；加药装置排污口7-3连接有加药装置排污管，排污管上设有加药装置排污阀7-13。
35.如图4，在本发明的一个较优的实施例中，精过滤装置2和粗过滤装置3的结构相同，均包括过滤壳体，取水口2-9设在过滤壳体上，过滤壳体上还设有排气口，过滤壳体内设有若干并联的滤筒2-1，滤筒2-1内设有滤芯2-5；滤筒2-1的下部设有进水口和排污口，上部设有出水口和反冲洗进气口；排污口连接至排污管2-4。排气口上设有排气阀2-6，进水口处的管路上设有进水阀2-7，排污口处的管路上设有排污阀2-3，出水口处的管路上设有出水阀2-8，反冲洗进气口设有反冲洗进气阀2-2。
36.精过滤装置2和粗过滤装置3根据实际需要，并联所需数量的滤筒2-1，滤筒2-1中放置不同过滤级别的滤芯2-5。
37.本发明的集成式多功能地热回灌系统在工作时：
38.地热井尾水由系统总进水口进入系统，在水处理装置16中进行初步杀菌、灭藻后有以下4种工作模式：
①
直接进入排气装置5排气后由系统总出水口进行自然回灌，或在加压装置9的作用下加压回灌；
②
进入粗过滤装置3进行粗过滤后进入排气装置5排气后由系统总出水口进行自然回灌，或在加压装置9的作用下加压回灌；
③
进入精过滤装置2进行精过滤后进入排气装置5排气后由系统总出水口进行自然回灌，或在加压装置9的作用下加压回灌；
④
先进入粗过滤装置3进行粗过滤后再进入精过滤装置2进行精过滤后进入排气装置5排气后由系统总出水口进行自然回灌，或在加压装置9的作用下加压回灌；加压回灌主要应用于热储条件差、裂隙不发育、位于断裂带较远位置的地热井。
39.系统运行时，根据精过滤装置2和粗过滤装置3的进出水压力差自动开启反冲洗空压机8进行不停机反冲洗，时刻确保滤芯的过滤量，从而增加滤芯使用寿命。当精过滤装置2和粗过滤装置3无法达到预设过滤量时，由取水口2-9取水，开启加药装置7，由加药口4给精过滤装置2和粗过滤装置3内部加药，通过药水浸泡滤芯，有效分解、去除附着于滤芯的杂质。
40.具体地，排气装置5为左右进出水，排气罐集气，自动排气阀排气。从而排出从采井携带进入移动回灌装备中的气体，避免气体随过滤水同时进入回灌井，对回灌井造成破坏，造成较大的经济损失。
41.加药装置7中，过滤水通过系统压力使水流至加药装置进口球阀7-11，打开加药装置进口球阀7-11经过精密过滤器7-12，打开加药装置进水球阀7-10，过滤水流入加药水箱7-2，当水位上升至浮球液位计时，浮球液位计自动关闭，此时关闭进水端所有阀门，包括由
取水口2-9打开的dn25不锈钢球阀。加水完成后，关闭系统，添加药剂，将系统残余水排放干净。此时滤筒2-1进出水dn80电动阀门为打开状态，其余主管道dn250阀门、进气口dn25电动球阀、dn80气动排气阀均为关闭状态，确保形成闭合空间。加药时打开加药泵7-7前后端的加药装置出水阀7-5和加药装置出口球阀7-6，同时打开加药口4端的不锈钢球阀。注意：此时取水时的取水口2-9、加药装置进口球阀7-11和加药装置进水球阀7-10都为打开状态，当滤筒2-1有水流出时，表示滤筒2-1药水加满。关闭加满药水的滤筒2-1阀门，依次将其它需要加药的滤筒2-1加满药水进行浸泡工作。
42.系统运行一段时间后，由于水质原因堵塞过滤滤芯2-5，电控装置设置报警，开始自动反冲洗。气体反冲洗装置中的反冲洗空压机8打开，经过压力变送器，输气管、快速连接件、dn25电动法兰球阀进入滤筒2-1，滤筒2-1的进出水dn80电动对夹式蝶阀、dn80气动对夹式蝶阀关闭，当气压大于0.4mpa时，打开dn80气动对夹式蝶阀，同时排气排水；排空后关闭dn25电动法兰球阀，打开出水dn80电动对夹式蝶阀，系统过滤水通过系统压力冲洗滤芯，反冲30秒后关闭dn80气动对夹式蝶阀，待滤筒2-1充满水后系统正常运行。
43.下面以一个具体实施例来对本发明进行进一步地解释说明：
44.如图1，整个系统包括电控柜1、精过滤装置2、粗过滤装置3、取水口2-9共2个、排气装置5、dn250电动转换阀门、加药装置7、气体反冲洗装置、加压装置9、dn250手动转换阀门8个、流量测量装置11、数显压力测试装置12共6个、机械压力测试装置13共6个、机械温度检测装置14共2个、数显温度检测装置15共2个、水处理装置16、电动进气装置8个、自动进出水装置16个、气动排污装置8个、dn80进出水支路，排污管路、dn250系统总管道、dn100排污总管路。电控柜1通过电子元件控制精过滤装置2、粗过滤装置3中的dn80电动进出水阀门开合；控制dn250电动转换阀门、加药装置7中的加药泵；气体反冲洗装置中的反冲洗空压机8；加压装置9中的立式加压泵；流量测量装置11中的dn250电磁流量计、数显压力测试装置12中6个压力变送器、数显温度检测装置15中2个温度变送器；水处理装置16中电子水处理仪；电动进气装置中8个dn25电动法兰球阀；自动进出水装置中16个dn80电动对夹式蝶阀；气动排污装置中8个气动对夹式蝶阀。
45.精过滤装置2和粗过滤装置3均为4支滤筒2-1组合形成一组，每支滤筒2-1均采用垂直安装，下进上出的过滤水方式。顶部为dn25电动进气法兰球阀，上下进出水为dn80电动对夹式蝶阀，反冲洗排水为dn80气动对夹式蝶阀。电动阀门扭矩大，可在管内冲水状态下完成开合工作，气动阀门开合速度快，可瞬时完成反冲洗排水工作。滤筒2-1为不锈钢滤筒，反冲洗进气阀2-2为dn25电动法兰球阀，排污阀2-3为dn80气动排水阀，排污管2-4为dn100排水管，，排气阀2-6为dn25丝扣自动排气阀，进水阀2-7为dn80电动蝶阀，出水阀2-8为dn80电动蝶阀，取水口2-9为dn25丝扣球阀取水口。
46.排气装置5中，法兰排气阀5-1为dn50自动法兰排气阀，出气管法兰5-2为dn50不锈钢出气管法兰，出气管5-3为dn50不锈钢出气管，排气罐5-4为dn300不锈钢排气罐，进水管5-5为dn250不锈钢进水管，进水管法兰5-6为dn250不锈钢进水管法兰，出水管5-7为dn250不锈钢出水管，出水管法兰5-8为dn250不锈钢出水管法兰。
47.以上所述，仅为本发明实施方式中的部分，本发明中虽然使用了部分术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了方便的描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。以上所述仅以实施例来进
一步说明本发明的内容，以便于更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。