CN211595235U - 一种地热采出水预处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地热采出水预处理装置，包括主壳体、第一堰板、第三堰板、汽包、集砂包和旋流预分离器，所述第一堰板和所述第三堰板固定安装于所述主壳体内，并将所述主壳体分为上端依次连通的初级分离室、沉降分离室和水室，所述旋流预分离器第一出口与所述初级分离室进口相连通，所述水室设有净水出口，所述主壳体上端与所述汽包连通，所述旋流预分离器第二出口与所述汽包相连通，所述主壳体下端连通有所述集砂包。提供一种除砂和排气功能合一，设备体积小，且可橇装化的地热采出水预处理设备。

Description

一种地热采出水预处理装置

技术领域

本实用新型涉及地热能源应用领域，具体涉及一种地热采出水预处理装置。

背景技术

目前，世界各国为应对煤炭、石油、天然气等传统化石能源的资源枯竭与环境恶化危机，均大力发展地热能等清洁、可再生的新能源。与化石能源相比，地热能源属于清洁、可再生能源，其资源储量大、分布广泛。其利用对环境无污染，在雾霾频频侵袭、环保压力骤增的当前，开发地热资源，对于缓解能源资源压力、促进节能减排、发展低碳经济具有重要意义。

地热采出水必须进行预处理除去采出水中的砂粒、气体，为后续的发电、换热等设备创造适宜的运行条件。

国内采用的地热采出水除砂主要采用旋流预分离器，这种除砂方法存在的突出问题是受制于其工作原理，除砂效果受负荷率影响较大，一般要求最低流量不能低于额定流量的80％；在地热采出水的排气方面目前多依靠大容器长停留时间来实现气液分离，设备尺寸较大，占地面积大，安装使用不方便。

地热采出水预处理，现有技术为采用旋流预分离器先进行除砂，然后采用大容器长时间停留进行气液分离，从而达到预处理的目的。除砂设备和排气设备为相互独立的设备，分别实现除砂和排气的功能。旋流预分离器对处理量波动的适应性较差，且由于排气设备过大，无法实现地热采出水预处理系统的橇装一体化。设备尺寸大，占地面积大，安装使用不方便。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种地热采出水预处理装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种地热采出水预处理装置，包括主壳体、第一堰板、第三堰板、汽包、集砂包和旋流预分离器，所述第一堰板和所述第三堰板固定安装于所述主壳体内，并将所述主壳体分为上端依次连通的初级分离室、沉降分离室和水室，所述旋流预分离器第一出口与所述初级分离室进口相连通，所述水室设有净水出口，所述主壳体上端与所述汽包连通，所述旋流预分离器第二出口与所述汽包相连通，所述主壳体下端连通有所述集砂包。

本实用新型的有益效果是：提供一种除砂和排气功能合一，设备体积小，且可橇装化的地热采出水预处理设备。含气砂的地热采出水以切线方向进入顶部的旋流预分离器，气、液、固在离心力和重力作用下进行预分离，大部分气体被分离从分离器出口流出直接导入汽包，减少设备的气相负荷，增大设备液相空间利用率，延长了液体在设备内的停留时间，从而达到排气的目的。经旋流预分离器之后流入初级分离室内进行气、水、砂的初步分离，分离出大的气泡和砂粒。然后进入沉降分离室进行进一步的分离。初级分离室和沉降分离室分离出的少量气体经设备顶部气相空间进入汽包，同旋流预分离器分离气体一起经过汽包后排出，底部设有集砂包，用来储存沉降的砂粒。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述集砂包设有多个，分别位于所述初级分离室和所述沉降分离室下端。

采用上述进一步方案的有益效果是初级分离室和沉降分离室内分别进行集砂和排砂。

进一步，所述汽包内设有气体捕雾装置，用于分离并留存气体携带的雾滴。

采用上述进一步方案的有益效果是分离出气体中的水分，减少气体内水分的携带量。

进一步，所述气体捕雾装置为金属网状结构，所述气体经过所述网状结构后，携带的雾滴在所述网状结构内碰撞聚结成较大雾滴并分离下落至所述主壳体内。

采用上述进一步方案的有益效果是网状结构简单，且具有很好的分离气体中雾滴的效果。

进一步，还包括导流管和箱式入口部件，所述箱式入口部件上端具有入口和若干出口，所述导流管和所述箱式入口部件在所述初级分离室内，所述箱式入口部件位于所述初级分离室下部，所述旋流预分离器的出口通过所述导流管与所述箱式入口部件入口相连通。

采用上述进一步方案的有益效果是增加箱式入口部件具有更好的进行气、水和砂的初步分离以及分离出大的气泡和砂粒的效果，同时具有稳流的作用。

进一步，还包括第二堰板和用于各物质分离的整流部件，所述第二堰板和所述整流部件位于所述沉降分离室内，所述第二堰板上下端与所述主壳体之间具有间隙，所述整流部件两端分别与所述第二堰板和所述第三堰板固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是整流部件起稳定流场流态，增加湿润周边，降低流体雷诺数的作用。在整流部件内部流体自下向上缓慢流动，砂粒在重力作用下向下沉降，气泡在缓慢上升过程中碰撞变大，从而达到气、水、砂分离。

进一步，所述整流部件为具有若干竖直设置的通孔的立体结构。

采用上述进一步方案的有益效果是上述结构的整流部件起稳定流场流态，增加湿润周边，降低流体雷诺数的作用。在整流部件内部流体自下向上缓慢流动，砂粒在重力作用下向下沉降，气泡在缓慢上升过程中碰撞变大，从而达到气、水和砂分离。

进一步，所述第二堰板高于所述第一堰板。

采用上述进一步方案的有益效果是避免流出初级分离室的液体从上端进入沉降分离室，而未经过沉降分离室很好的处理。

进一步，所述第一堰板、所述第二堰板和所述第三堰板平行且垂直于所述主壳体的底壁设置。

采用上述进一步方案的有益效果是所述第一堰板、所述第二堰板和所述第三堰板平行且垂直于所述主箱体的底壁设置有利于分离各物质。

进一步，所述水室内设有防涡器，所述防涡器设置于所述净水出口处，所述防涡器用于平稳所述水室内液体界面；所述主壳体上设有液位计，所述液位计用于监控所述水室内的气液界面；所述集砂包侧壁设有沿其侧壁切向设置的冲砂管，所述集砂包底部设有检查孔；所述初级分离室、所述沉降分离室和所述水室均设有人孔。

采用上述进一步方案的有益效果是设有检查孔是检修时用来去除残留的砂粒或砂粒在砂包内压死无法正常排出时可以从检查口进行清理；冲砂管设置于切线方向，水进入集砂包后，水流会沿着内壁产生切线流，便于清除附着在内壁的砂子；人孔便于检修。

附图说明

图1为本实用新型处理装置剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、装置主体，2、旋流预分离器，3、导流管，4、箱式入口部件，5、第一堰板，6、第二堰板，7、整流内件，8、第三堰板，9、汽包，10、导气管，11、集砂包，12、防涡器，13、液位计，14、初级分离室，15、沉降分离式，16、水室，17、气体捕雾装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

一种地热采出水处理装置，包括主壳体1、第一堰板5、第三堰板8、汽包9、集砂包11和旋流预分离器2，所述第一堰板5和所述第三堰板8固定安装于所述主壳体1内，并将所述主壳体1分为上端依次连通的初级分离室 14、沉降分离室15和水室16，所述旋流预分离器2第一出口与所述初级分离室14进口相连通，所述水室16设有净水出口，所述主壳体1上端与所述汽包9连通，所述旋流预分离器2第二出口与所述汽包9相连通，所述所述主壳体1下端连通有所述集砂包11。

具体的，汽包上设有出气口，集砂包上设有出砂口。

作为本实施例进一步的方案，所述集砂包11设有多个，分别位于所述初级分离室14和所述沉降分离室15下端。

作为本实施例进一步的方案，所述汽包9内设有气体捕雾装置17，用于分离并留存气体携带的雾滴。

作为本实施例进一步的方案，所述气体捕雾装置17为金属网状结构，所述气体经过所述网状结构后，携带的雾滴在所述网状结构内碰撞聚结成较大雾滴并分离下落至所述主壳体内。

作为本实施例进一步的方案，还包括导流管3和箱式入口部件4，所述箱式入口部件4上端具有入口和若干出口，所述导流管3和所述箱式入口部件4在所述初级分离室14内，所述箱式入口部件4位于所述初级分离室14 下部，所述旋流预分离器2的出口通过所述导流管3与所述箱式入口部件4 入口相连通。

具体的，箱式入口部件，由一块固定板固定于初级分离室侧壁形成箱式入口部件，板上具有入口和若干出口；或者，箱式入口部件为固定于初级分离室内侧壁的长方体或者其他立体形状的结构，其顶部具有入口和若干出口。

具体的，集砂包与箱式入口部件底部相连通。

作为本实施例进一步的方案，还包括第二堰板6和用于各物质分离的整流部件7，所述第二堰板6和所述整流部件7位于所述沉降分离室15内，所述第二堰板6上下端与所述主壳体1之间具有间隙，所述整流部件7两端分别与所述第二堰板6和所述第三堰板8固定连接。

具体的，在靠近所述第一堰板5的位置与所述第一堰板5相对设置所述第二堰板6。

作为本实施例进一步的方案，所述整流部件7为具有若干竖直设置的通孔的立体结构。

作为本实施例进一步的方案，所述第二堰板6高于所述第一堰板5。

作为本实施例进一步的方案，所述第一堰板5、所述第二堰板6和所述第三堰板8平行且垂直于所述主壳体1的底壁设置。

作为本实施例进一步的方案，所述水室16内设有防涡器12，所述防涡器12设置于所述净水出口处，所述防涡器12用于平稳所述水室16内液体界面，所述主壳体1上设有液位计13，所述液位计13用于监控所述水室16 内的气液界面；所述集砂包11侧壁设有沿其侧壁切向设置的冲砂管，所述集砂包11底部设有检查孔，所述初级分离室14、所述沉降分离室15和所述水室16均设有人孔。

具体的，液位计设置于与水室对应的主壳体上。液位计可根据实际需要从现有技术中进行型号的选择。液位计可用来就地读数，或者通过与显示屏电连接将液位高度远传至显示水室，从而进行液位控制，如调整装置进水速度、调整装置排水速度等。

本装置主要结构有：入口旋流预分离器、初级分离室、沉降分离室、整流内件、箱式入口部件、汽包、气体捕雾装置、水室、集砂包、水力清砂、仪器仪表、阀门管线等组成。

工作过程：含气砂的地热采出水以切线方向进入顶部的旋流预分离器，气、液、固在离心力和重力作用下进行预分离，大部分气体被分离从旋流预分离器顶部流出并经导气管10直接导入汽包8，减少设备的气相负荷，增大设备液相空间利用率，延长了液体在设备内的停留时间，从而达到排气的目的。

液体及固体经导流管3导入箱式入口部件4，之后经过其上的出水孔流出，在初级分离室14内进行气、水、砂的初步分离，分离出大的气泡和砂粒。

然后，流体翻越第一堰板5后，经第二堰板6底部的布液孔进入沉降分离室15。

沉降分离室15内设置整流内件7，整流内件起稳定流场流态，增加湿润周边，降低流体雷诺数的作用。整流内件内具有竖直的通孔，在整流内件内部流体自下向上缓慢流动，砂粒在重力作用下向下沉降，气泡在缓慢上升过程中碰撞变大，从而达到气、水、砂分离。

然后，水向上流动翻过第三堰板8进入水室16，水室设有液位计13，方便控制气液界面；水出口设有防涡器12，使水室液面更加平稳。

上述过程中，初级分离室14、沉降分离室15分离出的少量气体经设备顶部气相空间进入汽包9，同预分离气体一起经过气体捕雾装置去除微小雾滴后从汽包9顶部排出至外界。

初级分离室14和沉降分离室15底部设有集砂包11，用来储存沉降的砂粒。集砂包11设有倒排出砂口，利用介质压力在线排砂。集砂包11设有切向水力冲砂口，可对内壁附着的砂粒进行有效冲刷。集砂包11设有底部检查孔。

除砂、排气一体化装置各室分别设有检查人孔。

旋流预分离器2选用耐磨材质，延长旋流预分离器使用寿命。旋流预分离器通过法兰与设备连接，便于拆卸与更换。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种地热采出水预处理装置，其特征在于，包括主壳体(1)、第一堰板(5)、第三堰板(8)、汽包(9)、集砂包(11)和旋流预分离器(2)，所述第一堰板(5)和所述第三堰板(8)固定安装于所述主壳体(1)内，并将所述主壳体(1)分为上端依次连通的初级分离室(14)、沉降分离室(15)和水室(16)，所述旋流预分离器(2)第一出口与所述初级分离室(14)进口相连通，所述水室(16)设有净水出口，所述主壳体(1)上端与所述汽包(9)连通，所述旋流预分离器(2)第二出口与所述汽包(9)相连通，所述主壳体(1)下端连通有所述集砂包(11)。

2.根据权利要求1所述一种地热采出水预处理装置，其特征在于，所述集砂包(11)设有多个，分别位于所述初级分离室(14)和所述沉降分离室(15)下端。

3.根据权利要求1所述一种地热采出水预处理装置，其特征在于，所述汽包(9)内设有气体捕雾装置(17)，用于分离并留存气体携带的雾滴。

4.根据权利要求3所述一种地热采出水预处理装置，其特征在于，所述气体捕雾装置(17)为金属网状结构，所述气体经过所述网状结构后，携带的雾滴在所述网状结构内碰撞聚结成较大雾滴并分离下落至所述主壳体内。

5.根据权利要求1所述一种地热采出水预处理装置，其特征在于，还包括导流管(3)和箱式入口部件(4)，所述箱式入口部件(4)上端具有入口和若干出口，所述导流管(3)和所述箱式入口部件(4)在所述初级分离室(14)内，所述箱式入口部件(4)位于所述初级分离室(14)下部，所述旋流预分离器(2)的出口通过所述导流管(3)与所述箱式入口部件(4)入口相连通。

6.根据权利要求1所述一种地热采出水预处理装置，其特征在于，还包括第二堰板(6)和用于各物质分离的整流部件(7)，所述第二堰板(6)和所述整流部件(7)位于所述沉降分离室(15)内，所述第二堰板(6)上下端与所述主壳体(1)之间具有间隙，所述整流部件(7)两端分别与所述第二堰板(6)和所述第三堰板(8)固定连接。

7.根据权利要求6所述一种地热采出水预处理装置，其特征在于，所述整流部件(7)为具有若干竖直设置的通孔的立体结构。

8.根据权利要求6所述一种地热采出水预处理装置，其特征在于，所述第二堰板(6)高于所述第一堰板(5)。

9.根据权利要求6-8任一项所述一种地热采出水预处理装置，其特征在于，所述第一堰板(5)、所述第二堰板(6)和所述第三堰板(8)平行且垂直于所述主壳体(1)的底壁设置。

10.根据权利要求1-8任一项所述一种地热采出水预处理装置，其特征在于，所述水室(16)内设有防涡器(12)，所述防涡器(12)设置于所述净水出口处，所述防涡器(12)用于平稳所述水室(16)内液体界面；所述主壳体(1)上设有液位计(13)，所述液位计(13)用于监控所述水室(16)内的气液界面；所述集砂包(11)侧壁设有沿其侧壁切向设置的冲砂管，所述集砂包(11)底部设有检查孔；所述初级分离室(14)、所述沉降分离室(15)和所述水室(16)均设有人孔。

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