CN209519428U - 一种地热回灌过滤设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及地热应用技术领域，特别涉及一种地热回灌过滤设备；本实用新型包括初效过滤装置和高效过滤装置；初效过滤装置包括至少一个第一过滤罐，第一过滤罐内设置有第一进液口、第一出液口、进气口和溢流口，高效过滤装置包括至少一个第二过滤罐，第二过滤罐内设置有第二进液口和第二出液口；在本实用新型中，地热尾水通过进液管道从第一过滤罐的第一进液口通入第一过滤罐进行过滤，再由第一过滤罐的第一出液口通过出液管道从第二过滤罐的第二进液口通入第二过滤罐进行二次过滤，再从第二出液口通过排出管道排出；本实用新型操作方便且智能化高，采用双层过滤，过滤效果好。

Description

一种地热回灌过滤设备

技术领域

本实用新型涉及地热应用技术领域，特别涉及一种地热回灌过滤设备。

背景技术

近年随着我国《地热能开发利用“十三五”规划》的出台，地热能发展迅速，地热供暖技术也日益成熟。

为保证地热资源的可持续利用，尾水回灌是不可或缺的工艺，而地热尾水回灌过滤是保证回灌正常运行的核心。地热尾水回灌过滤是将地热开采出的地热水经提取热能后回灌注入地下，为保障地下资源的均衡，地热尾水回灌需长年稳定运行，对地热尾水回灌的要求也越来越高。

发明内容

为了克服上述所述的不足，本实用新型的目的是提供一种地热回灌过滤设备，其通过初效过滤装置和高效过滤装置的两次过滤，同时应用排气装置对初效过滤装置进行充气排液和启动过滤，其操作方便且智能化高，过滤效果好。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：

一种地热回灌过滤设备，其用于过滤地热尾水，其中，包括依次连接的用于对地热尾水进行第一次过滤的初效过滤装置和用于对地热尾水进行第二次过滤的高效过滤装置；所述初效过滤装置和高效过滤装置均与用于参数设置进行电动控制的电控装置电性连接；所述初效过滤装置包括至少一个第一过滤罐，所述第一过滤罐内设置有第一进液口、第一出液口、进气口和溢流口，所述第一进液口与用于通入地热尾水的进液管道连通，所述第一出液口与出液管道连通，进气口与用于通入气体的排气装置连通，所述溢流口与溢流管道连通；所述高效过滤装置包括至少一个所述第二过滤罐，所述第二过滤罐内设置有第二进液口和第二出液口，所述第二进液口与所述出液管道连通，所述第二出液口与排出管道连通；所述初效过滤装置和高效过滤装置均采用非金属材质。

作为本实用新型的一种改进，还包括用于进行反冲洗的加药装置，所述加药装置包括相连接的加药罐和加药泵，所述加药泵与所述溢流管道连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述排气装置包括空压机及与所述空压机连接的第一储气罐和第二储气罐，所述第一储气罐通过进气管道与所述进气口连通，所述第二储气罐分别与设置在所述第一过滤罐和第一过滤罐上的气动阀门连通。

作为本实用新型的更进一步改进，所述第一进液口设置在所述第一过滤罐的底部，所述第一出液口设置在所述第一过滤罐的上部。

作为本实用新型的更进一步改进，所述进气口和溢流口均设置在所述第一过滤罐的顶部。

作为本实用新型的更进一步改进，所述第二进液口设置在所述第二过滤罐的上部，所述第二出液口设置在所述第二过滤罐的底部。

作为本实用新型的更进一步改进，所述第一过滤罐和第二过滤罐的顶部均设置有排气电动阀。

作为本实用新型的更进一步改进，所述第一过滤罐的顶部设置有溢流电动阀。

作为本实用新型的更进一步改进，所述溢流管道上设置有流量传感器。

作为本实用新型的更进一步改进，所述第一进液口和第一出液口处均设置有取样阀和压力传感器。

在本实用新型中，地热尾水通过进液管道从第一过滤罐的第一进液口通入第一过滤罐进行过滤，再由第一过滤罐的第一出液口通过出液管道从第二过滤罐的第二进液口通入第二过滤罐进行二次过滤，再从第二出液口通过排出管道排出；本实用新型操作方便且智能化高，采用双层过滤，过滤效果好。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本实用新型的连接结构示意图；

图2为本实用新型的初效过滤装置与高效过滤装置的连接结构示意图；

图3为本实用新型的初效过滤装置的结构示意图；

图4为本实用新型的高效过滤装置的结构示意图；

图5为本实用新型的排气装置的结构示意图；

图6为本实用新型的一种实施例；

附图标记：1-初效过滤装置，11-第一过滤罐，12-第一进液口，13-第一出液口，14-进气口，15-溢流口，2-高效过滤装置，21-第二过滤罐，22-第二进液口，23-第二出液口，3-电控装置，31-电控箱，4-排气装置，41-空压机，42-第一储气罐，43-第二储气罐，5-加药装置，51-加药罐，52-加药泵，6-进液管道，7-出液管道，8-溢流管道，9-排气管道，10-排污管道，101-排出管道，102-进液电动阀，103-出液电动阀，104-排污电动阀，105-进气电动阀，106-排气电动阀，107-溢流电动阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图5所示，本实用新型的一种地热回灌过滤设备，其用于过滤地热尾水，其包括依次连接的用于对地热尾水进行第一次过滤的初效过滤装置1和用于对地热尾水进行第二次过滤的高效过滤装置2。

初效过滤装置1和高效过滤装置2均与用于参数设置进行电动控制的电控装置3电性连接。

如图1所示，初效过滤装置1包括至少一个第一过滤罐11，第一过滤罐11内设置有第一进液口12、第一出液口12、进气口13和溢流口14，第一进液口12与用于通入地热尾水的进液管道6连通，第一出液口12与出液管道7连通，进气口13与用于通入气体的排气装置4连通，溢流口14与溢流管道8连通。

高效过滤装置2包括至少一个第二过滤罐21，第二过滤罐21内设置有第二进液口22和第二出液口23，第二进液口22与出液管道7连通，第二出液口23与排出管道101连通。

在本实用新型中，地热尾水通过进液管道6从第一过滤罐11的第一进液口12通入第一过滤罐11进行过滤，再由第一过滤罐11的第一出液口13通过出液管道7从第二过滤罐21的第二进液口21通入第二过滤罐21进行二次过滤，再从第二出液口22通过排出管道101排出。

如图1所示，本实用新型还包括用于进行反冲洗的加药装置5，加药装置5包括相连接的加药罐51和加药泵52，加药泵52与溢流管道8连通。

如图1和图5所示，排气装置4包括空压机41及与空压机41连接的第一储气罐42和第二储气罐43，第一储气罐42通过排气管道9与进气口14连通，第二储气罐43分别与设置在第一过滤罐42和第一过滤罐43上的气动阀门连通，通过第一储气罐42来控制第一过滤罐42和第一过滤罐43的工作。

在本实用新型中，第一进液12口设置在第一过滤罐42的底部，第一出液口13设置在第一过滤罐42的上部，不会对第一过滤罐42的滤芯产生冲击。

在本实用新型中，进气口14和溢流口15均设置在第一过滤罐42的顶部，便于进气口14与排气管道9连通及进行充液排气，溢流口15与溢流管道8连通及进行反冲洗。

在本实用新型中，第二进液口22设置在第二过滤罐43的上部，第二出液口23设置在第二过滤罐43的底部。

在本实用新型中，第一过滤罐41和第二过滤罐42的顶部均设置有排气电动阀106，方便打开排气电动阀106从而进行排气。

在本实用新型中，第一过滤罐41的顶部设置有溢流电动阀107，便于通过溢流电动阀107来控制进行溢流。

在本实用新型中，进液电动阀102设置在进液管道6上；出液电动阀103设置在出液管道7上；排污电动阀104设置在排污管道10上；进气电动阀105设置在排气管道9上；排气电动阀106设置在第一过滤罐11的顶部；溢流电动阀107设置在第一过滤罐11的顶部；溢流开关设置溢流管道上；反洗流量开关设置在排污管道上。

在本实用新型中，溢流管道8上设置有流量传感器；第一进液口12和第一出液口13处均设置有取样阀和压力传感器。

在本实用新型中，第一进液口12、第一出液口13处均连接有法兰，用于进行安装和固定；排污管道10上设置有排污电动阀104，该排污电动阀104采用气动蝶阀；第二出液口23处设置有压力表和取样口；第一过滤罐11和第二过滤罐21内滤芯采用不锈钢楔形丝滤芯，其内密封形式均采用O型圈密封。第一过滤罐11的第一进液口12还与排污管道10连通。

在本实用新型中，电控装置3包括电控箱31及设置在电控箱31内的控制芯片，该控制芯片设置有电气控制程序。

在本实用新型中，初效过滤装置1上设置有支撑机构，该支撑机构包括支撑支架108。

地热水由于氯离子大量存在，其穿透力强，易于穿过金属表面已有的保护层，促进金属的腐蚀。而且氯离子具有强有力的吸附能力，吸收地热水中所含的溶解氧，破坏已经钝化的金属表面。矿化度高的水意味着含盐量很高，这都会增加水的导电性，增加电化学腐蚀过程。

因此，本实用新型内零件的材质采用非金属的材质，使地热回灌设备的寿命大大的增加，且投入成本降低，电器除外机械部分成本降低50％。

在本实用新型中，第一过滤罐11和第二过滤罐21以及相连接的封头、法兰及附属管路及管件均使用纯PP材质，设备整体耐矿化度及耐腐蚀能力强，整体使用寿命长。

在本实用新型中，整体结构设计采用多元化设计，每个装置均为独立的单元，可独立放置在不同的区域。每个装置均采用撬装设计，所有部件集成于撬架之上，安装、使用、维护方便，占用空间小，对地面压力均衡，并具有减振消噪功能。

第一过滤罐11和第二过滤罐21中密封结构均采用O型圈密封，密封结构简单，密封性能好。

在初效过滤装置1设计有支撑支架108，用于支撑各管道，减轻运行时产生的振动造成罐体的疲劳受损；各管道相应位置设置有不锈钢网格桥架，用于放置电气部件线缆，桥架耐腐蚀性好，外观美观大方。

在本实用新型中，整套电控装置3采用西门子控制器，全自动运行，根据压力传感器信号，有序控制阀门启闭，自动改变水流通道完成过滤器的反洗、自检、过滤过程，通过及时对第一过滤罐11的反冲洗能及时清除掉第一过滤罐11中拦截的污物，避免在使用期间由于污物沉积和固结在过滤器中，造成系统出水量小或出水质不佳。

在本实用新型中，设置为多个过滤罐并联运行，过滤量总和大于标定流量，能有效化解冲击负荷，多个过滤罐轮流反洗，具有操作灵活、出水质量稳定、可靠性高等待点。本设备具有故障检测报警功能，能够自动检测传感仪表故障并发出报警信号显示；能够检测电机发生过载，以及电动阀门执行故障发出报警信号；能够自动检测PLC和DCS通讯故障。以上故障信号都能通过MODBUS通信，传递给DCS系统。

在本实用新型中，采用初、高效双级过滤，精滤堵塞时，初效滤芯亦能够有效的保证水的清洁度，而且初效过滤滤芯使用在线清洗，方法用清水、气水加压、加酸浸泡进行反冲洗，加压用大于工作压力3-6倍的清水反方向清洗即可，反冲时间约为1-3分钟，可实现初效滤芯反复使用。

如图6所示，本实用新型提供一个实施例，在该实施例内，初效过滤装置1主要是由3个第一过滤罐11并联而成，每个第一过滤罐的流量为总流量的1/3，运行中可根据实际流量的大小选择1用2备、2用1备、3用的模式运行。初效过滤装置1单元设计压力1.0MPa，过滤精度25μm，设计温度≤80℃，每个第一过滤罐11及其连接的法兰、封头及其附属管路和管件均采用纯PP材质。第一进液口12设计在第一过滤罐11的下部，对其内滤芯不会直接形成冲击，第一出液口13在上部，保证滤芯能够达到满负荷运行。每个第一过滤罐11的顶部安装有排气电动阀106及溢流电动阀107，溢流管道8安装有流量传感器，保证第一过滤罐11正常工作时，第一过滤罐11中无气体。第一进液口12处的法兰采用HG20539-92标准中的法兰，第一进液口12和第一出液口13处预留安装法兰，现场可根据需求选择使用某一端法兰。第一出液口13装有取样阀及压力传感器，实时监测初效滤芯的使用情况。第一过滤罐11的底端管路为排污管道10，排污电动阀104采用气动蝶阀，开启时间2～3s，反洗时瞬间将滤芯表面的滤饼排出。第一过滤罐11的电控阀门均采用电动阀门，保证产品运行的可靠性。第一过滤罐11中部设计有φ150视镜，可从外部管材罐体内部滤芯使用情况。第一过滤罐11的滤芯安装花板为活动结构，花板和滤芯可整体移出设备，滤芯也可不拆下花板时单独拆装。滤芯采用不锈钢楔形丝滤芯，表面过滤，易反洗；第一过滤罐11中密封形式均采用O型圈密封，极易密封，便于拆装。

在该实施例中，高效过滤装置2主要是由2个第二过滤罐21并联连接而成；第二过滤罐21设计压力1.0MPa，过滤精度2μm，设计温度≤80℃，每个第二过滤罐21及其连接的法兰、封头及其附属管路和管件均采用纯PP材质。每个第二过滤罐21的顶部安装有自动排气阀，保证第二过滤罐21正常工作时，罐体中无气体。第二过滤罐21的第二进液口22在第二过滤罐21的上部，高出滤芯的位置，进液时不会对滤芯造成直接的冲击；第二出液口23安装在第二过滤罐21的底端。第二进液口22和第二出液口23处的法兰采用HG20539-92标准中的法兰，第二进液口22和第二出液口23处两端预留安装法兰，现场可根据需求选择使用某一端法兰。第二过滤罐21的两个腔体均安装有排污口，第二过滤罐21中部设计有φ150视镜。第二过滤罐21的第二进液口22位置安装有压力表，可观察滤芯是压差，判定滤芯的使用情况。第二过滤罐21的第二出液口23位置预留有取样口，便于取液检测。

在该实施例中，排气装置4主要是由空压机41、1000L第一储气罐42、50L第二储气罐43组成，空压机41为第一储气罐41和第二储气罐42供气，1000L第一储气罐42储存的气体为初效过滤装置1反洗时用气体，50L第二储气罐储43存的气体为开启气动阀门是用气体。整体设计为撬装结构，可根据需求放置于远离地热回灌系统的安全区域。

在该实施例中，加药装置5主要是由加药泵52、加药罐（IBC储罐）51及其附属管路组成，加药罐51容量为1000L，加药罐51采用塑胶材质射出成型，耐酸碱，耐腐蚀，一次性加满可供多个过滤罐酸洗反洗使用。

在该实施例中，电气装置3配置是德国西门子公司的控制系统，其具有良好的可控性能，合理的运行操作方式，能显示出设备的各个运行参数，状态及故障信号。电气控制程序具备参数设置、自动运行、手动操作、系统报警及诊断功能、系统历史数据保存、系统通讯等功能。

如图6所示，在该实施例中，对初效过滤装置1中的第一个的第一过滤罐11的过滤过程进行详细说明下：

一、过滤过程：

当第一过滤罐11启动或反洗结束后，第一过滤罐11执行过滤过程时，主要分充液排气和开启过滤2个工艺步骤：

①充液排气：当第一过滤罐11需投入过滤运行时，首先打开排气电动阀KV-105、溢流电动阀KV-106、进液电动阀KV-101，其余阀门均处于关闭状态，第一过滤罐11内逐渐充满地热尾水排除空气。

②开启过滤：当空气排净，地热尾水从溢流管道8流出，溢流开关FS-102检测到溢流型号时，打开出液电动阀门KV-102，关闭溢流电动阀KV-106，第一过滤罐11投入过滤运行，地热尾水经过滤芯的外表面过滤后，从出口流出，进入到下一单元。地热水中的悬浮物被留到滤芯的外表面形成滤饼。

二、反洗流程：

当第一过滤罐11运行压差、时间逐渐至设定值或人工选择执行反冲洗时，第一过滤罐11进行反冲洗，主要分充气加压、气水冲洗、结束冲洗、依次冲洗4个工艺步骤。

①充气加压：首先关闭出液电动阀KV-102，打开溢流电动阀KV-106，当溢流开关FS-102检测到溢流型号时，关闭进液电动阀KV-101，关闭溢流电动阀KV-106，关闭排气电动阀KV-105，打开进气电动阀KV-104，压缩气体迅速从反吹气入口进入第一过滤罐11。

②气水冲洗：当进液口或出液口任一压力传感器监测到压力到达反洗压力设定值时，排污口气动蝶阀KV-103打开，第一过滤罐11内的地热尾水迅速被压出，附着在滤芯外表面的滤饼被迅速反冲剥离并带走。

③结束反洗：当反洗流量开关FS-101检测到第一过滤罐11内的地热水被排净，关闭进气电动阀KV-104，关闭排污电动阀KV-103，执行过滤流程工艺步骤。

④依次冲洗：当第一过滤罐11结束冲洗开始过滤后，且第一储气罐42内压缩空气得到补充之后，对其它罐体执行同样的反洗程序，反洗后执行过滤流程。

三、加药浸泡过程：

加药浸泡由人工选择执行，主要分排除残液、加药浸泡、排除药液3个工艺步骤。

①排除残液：第一过滤罐11执行饭中流程中的充气加压与气水冲洗流程。

②加药浸泡：当反洗流量开关FS-101检测到第一过滤罐11内的地热水被排净，关闭进气电动阀KV-104，关闭排污阀KV-103，打开溢流电动阀KV-106、排气阀KV-105，关闭溢流手动阀门KV-108，打开加药手动阀门KV-107，人工启动加药装置向过滤罐内注入药液，当进液或出液任一压力变送器监测到压力达到设定值时关闭加药装置及手动阀门KV-107，开始浸泡。

③排除药液：当浸泡时间到达设定值时，提示人工是否执行排除药液，人工选择执行后，打开出液电动阀KV-102，排污阀KV-103冲洗排除过滤罐内的药液，之后一定时间后关闭排污阀KV-103，出液电动阀KV-102，过滤器进入备用状态。

如图6所示，在初效过滤装置1内，第二个和第三个第一过滤罐11均与第一个第一过滤罐11一样的方式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地热回灌过滤设备，其用于过滤地热尾水，其特征在于，包括依次连接的用于对地热尾水进行第一次过滤的初效过滤装置和用于对地热尾水进行第二次过滤的高效过滤装置；所述初效过滤装置和高效过滤装置均与用于参数设置进行电动控制的电控装置电性连接；所述初效过滤装置包括至少一个第一过滤罐，所述第一过滤罐内设置有第一进液口、第一出液口、进气口和溢流口，所述第一进液口与用于通入地热尾水的进液管道连通，所述第一出液口与出液管道连通，所述进气口与用于通入气体的排气装置连通，所述溢流口与溢流管道连通；所述高效过滤装置包括至少一个第二过滤罐，所述第二过滤罐内设置有第二进液口和第二出液口，所述第二进液口与所述出液管道连通，所述第二出液口与排出管道连通；所述初效过滤装置和高效过滤装置均采用非金属材质。

2.根据权利要求1所述的一种地热回灌过滤设备，其特征在于，还包括用于进行反冲洗的加药装置，所述加药装置包括相连接的加药罐和加药泵，所述加药泵与所述溢流管道连通。

3.根据权利要求2所述的一种地热回灌过滤设备，其特征在于，所述排气装置包括空压机及与所述空压机连接的第一储气罐和第二储气罐，所述第一储气罐通过排气管道与所述进气口连通，所述第二储气罐分别与设置在所述第一过滤罐和第一过滤罐上的气动阀门连通。

4.根据权利要求1所述的一种地热回灌过滤设备，其特征在于，所述第一进液口设置在所述第一过滤罐的底部，所述第一出液口设置在所述第一过滤罐的上部。

5.根据权利要求4所述的一种地热回灌过滤设备，其特征在于，所述进气口和溢流口均设置在所述第一过滤罐的顶部。

6.根据权利要求1所述的一种地热回灌过滤设备，其特征在于，所述第二进液口设置在所述第二过滤罐的上部，所述第二出液口设置在所述第二过滤罐的底部。

7.根据权利要求1所述的一种地热回灌过滤设备，其特征在于，所述第一过滤罐和第二过滤罐的顶部均设置有排气电动阀。

8.根据权利要求1所述的一种地热回灌过滤设备，其特征在于，所述第一过滤罐的顶部设置有溢流电动阀。

9.根据权利要求1所述的一种地热回灌过滤设备，其特征在于，所述溢流管道上设置有流量传感器。

10.根据权利要求1所述的一种地热回灌过滤设备，其特征在于，所述第一进液口和第一出液口处均设置有取样阀和压力传感器。