9.2.3 地面回灌系统建设

更新于 2026年10月10日 版权声明
9.2.3 地面回灌系统建设

两处回灌示范工程建设过程中,除了在粗效过滤器、精效过滤器、排气罐、加压等装置方面进行施工安装,还对回灌管路和回灌管材质等方面进行改造。对其装备说明如下。

1.回灌系统流程

回灌系统建设包括过滤装置、排气装置、回灌管、水位测管及回灌管路等方面,回灌系统工艺流程如图9-26所示。

2.过滤装置及排气装置

根据水质化验结果,回灌处理系统安装了旋流除砂器、粗效过滤器、精效过滤器和排气罐,安装后现场设备如图9-27所示。

图示

图9-26 回灌系统工艺流程图

图示

图9-27 天津DL-25H回灌井过滤系统

①除砂器

针对回灌流体含砂的特点,地面系统中增加了除砂装置和旋流除砂器。该系统回灌流体中氯离子含量为360mg/L左右,回灌流体温度为30~50℃,材质选用316不锈钢,粒径大于0.08mm的除砂率不小于80%。

②粗效过滤器(https://www.daowen.com)

粗效过滤系统由4个过滤器并联组成,采用的是50μm的第三代缠绕滤芯,可多次反冲洗,单体罐过滤量为20m3/h,总回灌过滤量为80m3/h。在过滤器两端安装压力监测器,可确定过滤器的工作状态,决定清洗滤料的时间,保证过滤效果。

③精效过滤器

精效过滤系统也由4个过滤器并联组成,采用的是溶喷滤芯,过滤精度为1~3μm,可多次反冲洗,单体罐过滤量为20m3/h,总回灌过滤量为80m3/h。其过滤精度较高,能有效地防止井内悬浮物的回灌,能拦截或吸附微生物。

④排气罐

当地热尾水流经管道并经过两级过滤后,流速、压力、水化学特性等均会发生变化,特别是流速和压力的变化,使部分气体释放出来。本次排气装置安装在精效过滤器与回灌加压泵之间,确保气体的有效释放。

3.回灌管、水位测管改进

地热流体在回灌的过程中接触空气,造成金属管材腐蚀、结垢,这些杂质落入回灌井内,容易造成回灌物理堵塞。对金属管材起腐蚀作用的因素主要有氯离子(Cl-)、溶解氧(O2)和温度等。

(1)氯离子

在地热流体中,氯离子主要起促进腐蚀作用而不是作为反应物。氯离子的离子半径小,穿透能力强,因此容易穿过金属表面已有的保护层,促进金属的腐蚀,包括缝隙腐蚀、孔蚀与应力腐蚀等。氯化物产生孔蚀或应力腐蚀破裂与临界温度有关,不同合金有不同临界温度。根据天津DL-25H回灌井热流体化学组分的数据计算拉申指数IL=1.51,属于轻微腐蚀性热流体。

(2)溶解氧

氧是地热流体中最重要的腐蚀性物质,是受腐蚀金属所给出的电子受体,可以与阴极反应放出新生态的氢。这一反应移除了阴极产生的氢气,降低了氢析出的过电位,使析氢反应易于进行。在大多数地热流体中,氧不是常有组分,但在地热利用系统中常会有氧自空气混入。在回灌的过程中氧会加剧对钢材的腐蚀,铁、氧和水在中性介质生成黄色和棕红色Fe2O3的腐蚀产物,即铁锈,它会造成物理堵塞。

(3)温度

温度对氧去极化腐蚀过程有明显的影响,腐蚀过程为氧扩散控制时,实验数据表明,温度每升高30℃,腐蚀速率就会增加近2倍。当非密封系统温度低于70℃时,腐蚀速率随温度的升高而增大,而当温度超过80℃时,腐蚀速率随温度的升高而减小。

为避免物理堵塞,对回灌管和水位测管进行改进,采用316不锈钢材质管材,抗氯化、抗侵蚀性能有较大程度提高。

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