天津：地热资源循环梯级利用(组图)
天津地热资源现状与可持续性开发利用问题
天津地热资源现状与可持续性开发利用问题马凤如 1 ，林黎 1，王颖萍 2，程万庆 1，赵苏民 1 （1.天津地热勘查开发设计院，天津 300250；2.河北省水利水电勘测设计研究院，天津，300250）摘要：天津地区地热资源十分丰富，至 2005 年底，已有地热井 269 眼，年开采量 2564 万 m 。
但地热资源 利用率最高为 62.4％，地热尾水回灌率不到 8％，是一种粗放的开发利用模式。
笔者从实现地热资源 可持续开发利用角度出发， 针对天津地区不同热储层的特征， 在阐述天津地热资源开发利用现状的基础上， 针对所存在的缺乏统一规划、地热利用率低和回灌量少等问题，针对不同的开采类型区制订了相应的保护 措施及保护目标，提出了分区管理、总量控制、强度控制、利用方式控制和优化配置的保护原则，为有限、 宝贵的地热水可持续开发利用提供技术保证；并提出地热资源必须走回灌开发道路，增加回灌井，提高回 灌率是实现地热资源可持续开发利用的重要保障。
关键词：地热资源；开发利用率；回灌；保护对策；天津市 中图分类号：P641.25 文献编识码：A 文章编号：1672-4135(2006)03-0222-0731.地热资源概况在华北断陷盆地，地下蕴藏着丰富的地热资源。
通过普查，在宁河-宝坻断裂以南，天津地区 2 8 3 地热资源分布面积达 8 700 km ，据估算全区可采资源量 85.41×10 m ，按盖层平均地温梯度大于 [1] 3.5 ℃/100 m 划分，共圈定了 10 个地热异常区，中低温地热资源十分可观 （表 1，图 1） 。
表 1 天津市地热异常区一览表 Table 1 Geothermal anomaly areas in Tianjin City 地热异常区 王兰庄 山岭子 万家码头 潘庄 周良庄 桥沽 王庆坨 沙井子 唐官屯 看财庄１构造部位 双窑凸起 大、小东庄凸起 小韩庄凸起 潘庄凸起 王草庄凸起 构造带 大城凸起 北大港凸起 构造带 构造带行政区位置 市区中南部及西区东部 市区东北部，东丽区 津南区，大港区西部 宁河县西部 宝坻区东南部 汉沽区北部 武清区西南部 大港区东南部 静海县南端 汉沽区东部面积 （km 2 ） 534 315 235 610 180 90 114 190 40 20 2328盖层最大地温梯度 （℃/100m） 8.0 8.3 8.8 6.9 5.5 5.5 5.0 4.5 7.6 5.5合计天津地热资源按其赋存特征划分为孔隙型热储和基岩岩溶裂隙型热储，二者顶板埋深多在 1 [2] 000 ～ 2 000 m 和 1 000 ～ 1 500 m 以下 。
天津市地热资源及工程应用探讨
是 在 地热 勘探 、 开采 、 地 热水 回灌 、 防腐 、 防垢 等 方 面 的技术 和 设 备 同 国外 先 进 国家 相 比还 存 在较 大 的差距 。
１ 天 津市 地热 资源 情况 概述
一
第三 ， 热储 层类 型齐 全 ， 已经发 现 的热 储
层有 五个 。如 图 １ 所示 。
【 关键 词 】 地 热资 源 梯 级利 用 供暖
温泉 洗浴
Ｏ 引 言
１ ． １ 天 津市地 热 资源优 势
位 于 华北 平 原 东部 的天津 ．地热 资 源得 天独厚 。 其 中绝大 多数 是 中低 温 地热 资源 。 总 储 量达 到 ８ ４ ４ ６ ． １ ７亿立 方米 ， 热 资源 量相 当 于
区域供热
２ ０ １ ４ ． ２期
天津市地热资源及工 程应 用探讨
金 大地新 能 源 （ 天津 ） 集 团有 限公 司 王安 民 曹振 婷 石 光
【 摘 要 】 随 着我 国 国民经济 的迅 速发 展 ， 我 国的建 筑 能耗 ， 特 别是 暖通 空调 能 耗
所 占的 比重越 来越 大 ， 随之 带来 的环境 问题 也 日趋 严 重。 地 热 资源作 为一 种 可再 生绿
有的。 其次 ， 不 同 阶梯 的资源 均有分 布 。天津 地
都 存在 一定 的差 距 。除高 温资 源用 于发 电外 ， 大 部分 中低温 地 热 资源 的利 用 仍停 留在 简单 的、 原 始 的利 用方 式 上 。 特别 是 许 多地 热 旅游
宾 馆在 利 用 ７ ０ ～ ９ ０ ℃ 的地 热水 时 ． 往往 要 靠 自
色能 源 ， 在 城 市发展 建设 中正发挥 着越 来越 重要 的作 用。 目前 ， 天 津 市地 热资 源被 广
天津市国土资源和房屋管理局关于印发《天津市地热采矿权价款的计算方法》的通知
天津市国土资源和房屋管理局关于印发《天津市地热采矿权价款的计算方法》的通知文章属性•【制定机关】天津市国土资源和房屋管理局•【公布日期】2008.08.19•【字号】津国土房热[2008]710号•【施行日期】2008.08.19•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】失效•【主题分类】土地资源正文天津市国土资源和房屋管理局关于印发《天津市地热采矿权价款的计算方法》的通知（津国土房热[2008]710号）各地热采矿权人、有关单位：根据《天津市地热探矿权采矿权收缴使用管理办法》（津财综[2008]33号）的规定，制定了《天津市地热采矿权价款的计算方法》，现印发给你们，请遵照执行。
二〇〇八年八月十九日天津市地热采矿权价款的计算方法已经无偿取得的地热采矿权，其地热采矿权价款根据地热开发项目所处地段、开采热储层的资源条件和开发利用方式等因素综合确定。
本着简便高效、易于操作原则，其计算公式为：采矿权价款＝基础价格×资源占用量×综合系数1．基础价格根据国家和我市地热资源勘查投入和探明的可采储量，基础价格确定为0.02元/立方米。
2．资源占用量资源占用量分期确定，每5年为1期，每期按核定的年度开采指标计算。
资源占用量＝5×m×n，m为核定的年度开采指标，n为地热采矿权的出让期次。
3．综合系数＝规划系数×温度系数×热储层系数×开发利用系数（1）规划系数按照《天津市地热资源开发利用规划》划定的限制开采区、控制开采区和鼓励（2）温度系数（3）热储层系数根据各热储层开采强度设定热储层系数，合理配置各热储层地热资源，限制集（4）开发利用系数根据地热开发利用方式不同制定开发利用系数，鼓励集约、节约、循环利用地*梯级开发指采取多种利用手段，多级次提取热能，资源利用率高，通常配备有水源热泵或其他辅助加热装置，排放温度小于30℃。
实现梯级利用的地热供热系统节能经济性分析
该 项 目系统 包括室外两组 深井系 统及 室外管 网系统和换热 站 内的板换及热泵系统 以及换热站 内的电气系统。表 ３为各 系统 初投资统计 。
表 ３项 目初 投 资统 计
项 目名 称
审 外 深井 ２座
根据公式（ １ ） Ｑ ＝ Ｇ ｅ Ａｔ ， 其 中 Ｑ为地热设计产热量 ， 单 位为 Ｋ Ｗ； Ｇ为地ห้องสมุดไป่ตู้井设计出水量 ， 单位为 ｍ ； △ｔ 为地 热 经板 换换 热 后 的温差 ，单位 为 ℃ （ 最 大 温差 为
５系统运 行 发生 的能源 费佣
地 热作为一种清洁 环保 型能源 ，可 以替 代对化石能源 的使 系统运 行费应该包括 系统运行 发生 的资源费 ，水 电费用 ， 设 用 ， 由于天津地热资源潜力 巨大 ， 是天津市一种 重要 的补充能源 ， 备折旧和人员工资 ， 系统 的维护 、 管理费用。表 ４就系统运行所发 合理开发有助 于优化本市 的能源结构 ，有助于节能减排 的实现 。 生的能源类 费用如资源费和水 电消耗费用做统计。 表 ４系统运行能源消耗费用统计 优化地热系统 ， 实现对地热资 源梯 级利用 ， 提高地热 的资源利用 率同时具有较好 的经济 性 ，可 以预见今后将 会有更多地有 识之
系统 相 结 合 ， 实现 了对 地 热 资 源的 梯 级 利 用 。作 者 以 此 为
例． 对 该 地 热 供 热 系统做 了初 投 资及 运 行 费 用 分 析 ． 得出 地 热 作 为 清 洁 可再 生 能 源 ， 合理利用 ， 有助 于 节 能 减 排 ， 具 有 较 好 的 社会 效 益 与 经 济效 益较 好 的 结 论
某项 目位于天津市 区南部 ， 现有两组 ４眼地热井 ， 其中 １ 组为深 的基本 负荷 ， 经过板换换热后 的深井热水 未热 和浅层井使用 热泵 井， １ 组为浅层地热井 ， 每组井 中均有一眼开采井 ， 一眼回灌井。其中 制热作 为系统中民用尖锋 热负荷使用 ， 最 大换 热量 的地热水设计 深井深度为 ３ ５ ｏ ０ 米， 出水温度为 ９ ０ ℃， 设计 出水量为 １ ２ ０ ｍ３ ￣； 浅层 回灌温度为 ｌ ０ ℃。 地热井深为 ４ ０ ０米 ， 出水温度 ３ ０ ％， 设计出水量为 ４ ０ ｍ 。 供热范围 系统流程 图如下 ：
天津地热资源可持续化利用技术应用分析
基 岩热 储地 层 岩石 中， 热储 层 的主要 矿 物 成
份 为 方 解 石 （ａ Ｏ） 白玉 石 （ａ ｇ（ｏ）） 基 础 Ｃ Ｃ 。、 Ｃ Ｍ ｃ 。。， 酸 液 主 要 成份 为盐 酸 （Ｃ ） 酸 液 注 入 后 的 主 要 Ｈ１， 化 学 反应为 ：
Ｃ Ｃ ３２ Ｃ ＝ ａ １＋ Ｏ＋ｆＨ０ ａ Ｏ＋ Ｈ Ｉ Ｃ Ｃ ２Ｃ ２ ２
Ｃ Ｍ （Ｏ）＋ Ｈ Ｉ Ｍ Ｃ ２Ｃ Ｃ ２２ ０ ＋ Ｈ０ ａ ｇ Ｃ ３ ４ Ｃ ＝ ｇ Ｉ ａ １＋ Ｃ ２ ２ ２ ２ ＋ ｆ
４ 梯级 利用 ． 开采 出来 的地热 流 体 首 先进 入 一级 换 热 器 进 行换 热 ，满足 散 热器 采暖 用户 的供 热 需求 ； 在 充 分利 用 了地热 高温 段 热能 后 ， 过 二级 换热 器 经 满 足 一 部 分 地板 辐 射 采 暖和 风 机 盘 管 用户 的基 础 热 负荷 ； 经二 级利 用后 的地 热 流体 ，进 入三 级 换 热器 继 续换热 ， 足 另一部 分地 板辐 射 采 暖用 满 户 热 负荷 ， 最后 进入 四级 换热 器 为水源 热 泵提 供 热源 ， 以满 足 严寒 期部 分地 板辐 射采 暖 用户 ； 最 终 地热水 降至 ｌ ℃左 右 回灌至 地下 。 ０ 利 用之 后 的地 热尾 水则 进行 回灌 ， 免 了地 避 热尾 水 排放 可 能造 成 的污染 ， 到 了保 护 环境 的 起 作用 。 三 、 热回灌 地
房地产 开发
Ｃ Ⅳ Ｅ ＬＥ 阿 ｍ ＡＲ Ａ Ｓ
天地资可续利技应分 津热源持化用术用析
王光 辉 王坤 天津 市 国土资 源和 房屋 管理 局 赵娜 刘 洋 沈 健 天津 地热 勘查 开发设 计 院
天津市地热资源管理规定
天津市地热资源管理规定天津市地热资源管理规定（1995年7月12日天津市人民政府令第44号发布）全文《天津市地热资源管理规定》已经市人民政府批准，现予发布施行。
第一条为加强对本市地热资源的管理，合理开发利用和保护本市地热资源，根据《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国矿产资源法实施细则》和有关法律、法规，结合本市实际情况，制定本规定。
第二条本规定所称地热资源是指埋藏在本市地面以下地壳内岩石和流体中能被经济合理地开发出来的热能，包括蒸气型、热水型、地压型、干热岩型和岩浆岩型五种类型。
其中热水型地热系指流温在40℃（含40℃）以上的地下热水。
第三条凡在本市行政区域内开发利用地热资源的单位和个人，均须遵守本规定。
第四条天津市地热管理处是市人民政府主管全市地热资源开发利用和管理的行政主管部门，其主要职责是：（一）管理地热资源的勘查、合理开发、科学利用与保护；（二）贯彻执行国家和我市有关地热开发管理方面的法律、法规及有关规定，会同有关部门编制全市地热开发利用规划；（三）审批地热开发利用项目和地热井的布局、开发与回灌，核定地热年度开采指标，核发地热开采许可证；（四）负责征收地热资源费，并参与地热资金的管理；（五）负责地热开发利用中实验和科研项目的立项管理；（六）履行市人民政府赋予的其他职责。
第五条地热资源开发利用实行统一规划、统一管理、合理布局、综合利用、以热养热、滚动开发的方针。
第六条地热资源的开发利用规划，由市地热管理处会同市规划、供热等行政主管部门制定，报市人民政府批准后实施。
第七条开采地热资源实行许可证制度。
申办《地热开采许可证》的程序是：（一）申请。
开采地热的单位或个人向市地热管理处提出申请报告书，同时提交综合利用计划、节能措施及比例尺为1:2000的平面位置图等。
（二）可行性研究。
在市地热管理处受理申请后，开采地热的单位或个人委托具有资格的地热咨询设计单位提出可行性研究报告，交由市地热管理处组织评审。
天津市规划和自然资源局关于印发《天津市地热资源管理实施办法》的通知-津规自发〔2019〕4号
天津市规划和自然资源局关于印发《天津市地热资源管理实施办法》的通知正文：----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------天津市规划和自然资源局关于印发《天津市地热资源管理实施办法》的通知津规自发〔2019〕4号各区规划和自然资源分局，各有关单位：为落实国家资源税改革、矿业权出让制度改革和资源生态环境保护的要求，加强我市地热资源保护利用，市规划和自然资源局制定了《天津市地热资源管理实施办法》，现印发给你们，请遵照执行。
2019年4月15日天津市地热资源管理实施办法第一章总则第一条为提升地热资源保护和集约节约利用水平，强化地热资源的精细化管理，促进地热资源的可持续利用和安全利用，更好地服务于美丽天津建设，根据《中华人民共和国矿产资源法》、《天津市矿产资源管理条例》、《矿产资源勘查区块登记管理办法》、《天津市地热资源管理规定》等法律法规规章，结合本市实际，制定本办法。
第二条在本市行政区域内从事地热资源勘查、开发利用、保护和监督管理活动，适用本办法。
第三条市规划和自然资源局（以下简称“市局”）负责全市地热资源的统一管理工作，负责指导和监督各区的具体工作。
各区规划和自然资源分局（以下简称“分局”）按照职责分工和本办法的规定，负责本辖区地热资源勘查和开发利用的管理和监督工作。
第二章勘查施工第四条探矿权申请人应当按照出让合同约定，自缴纳探矿权出让收益之日起30个工作日内，依据《矿产资源勘查实施方案编制大纲》（国土资厅发〔2010〕29号）、《中低温地热钻探技术规程》（DB 12/T 541-2014）、《中低温地热井管外测管系统安装技术要求》（津国土房热〔2015〕43号）等编写地热勘查实施方案（含地热井施工设计），报市局审查。
天津市发布《关于加大地热资源利用专项实施方案》
、
指导 思想
包括 ｌ 处 大型 地热 田和 ２至 ３处 中型地 热 田 ，为 加 大 开 发利 用 提供 资 源保 障 。 （ 牵 头单 位 ：市 国 土房 管局 ，配合 单位 ：市财政 局 、市地 矿局 ）
（ 二 ）编 制“ 十三 五” 天津 市地 热资 源规划
以科学 发 展 观 为指 导 ，围绕 落 实美 丽 天 津 建 设 纲要 ，坚 持“ 在 保 护 中开发 ，在 开 发 中保 护 ” 的 方针 ，创新 地热 管 理 ，加 大 地热 资 源 利用 ，全 面 提 升地 热 资 源开 发 利用 水 平 ，把 我 市 建成 集 地 热
出具体的 工作 目标和要 求 ，制 定 出专 项 实施 方案 的 负责单 位和具体 实施的保 障措 施 。在 此 特别转发如 下 ：
为贯彻 《 中共天津市委天津市人民政府美丽
１ ． 按 照 国家对 地 热 评 价 工作 总体 部署 和我 市
天津建设纲要 》 （ 津党发 ［ ２ ０ １ ３ ］ １ ９号 ），落实 《 天津市清新空气行动方案 》 （ 津政发 ［ ２ ０ １ ３ ］
个 地 热矿 业 权 （ 其 中用 于供 热 的矿 业权 １ ５个 以
用 地 热 最终 实 现 年替 代 标 准煤 约 ３ ９万 吨 （ 扣 除 电能 消 耗 ），减 少二 氧 化 碳排 放 量 约 ９ ３万吨 ， 较 ２ ０ １ ２年分 别 增加 ｌ ３万 吨和 ３项 目： 在滨海新 区龙 达温 泉 生态 城 、静 海 县 团泊 新城 、宝坻 区京
津 新 城 、东 丽 区 东 丽 湖 等 已有 的温 泉 旅 游 项 目 区 ，建设 体 验式 温 泉 主题 公 园 。继续 组 织 中 国温 泉之城 （ 乡 ）申报 工 作 ，到 ２ ０ １ ６年 ，争 取 再 申 报 １至 ２个 中国温泉 城 ，打造 １ 至 ２个 天津温 泉 旅 游 知名 品牌 。 （ 牵 头单 位 ：市 国土房 管局 ，配 合 单位 ：市 旅游局 、市地矿 局 ） （ 六 ）加大技 术攻 关研 究 １ ． 在 浅 层地 热 能 开 发利 用 中 ，做好 浅 层 地 热
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天津：地热资源循环梯级利用(组图)
2007-5-18 15:51:21
采用地热梯级利用技术的高温热泵系统
人民网·天津视窗5月18日电：
节能降耗关键词
地热资源利用，回灌技术，梯级利用技术
项目单位：
天津市国土资源和房屋管理局
天津地热勘查开发设计院
天津市河东区房地产管理局供热公司
项目内容：
天津市地下蕴藏着丰富的中低温地热资源。
全市地热分布面积达8700平方公里。
地热资源已经成为天津经济发展和改善城市环境质量不可多得的清洁能源。
但在地热资源利用过程中也显现出种种问题，地热资源在漫长的地质历史时期形成，其补给来源主要为大气降水，补给时间漫长（几千年乃至数万年），补给量有限，随着地热资源利用的广泛，长期以单纯开采井的形式开发，将会导致热储层水位下降过快，地热井使用寿命缩短。
而且地热尾水排放温度过高，容易造成对环境的热污染。
为了解决保持热储压力，减少地热流体直接排放污染环境问题，并使地热资源得到充分利用，天津市国土资源和房屋管理局在地热的开采与利用过程中，组织地热勘查和开发利用单位研究和采用地热回灌技术和梯级利用技
术。
地热回灌技术是将经过利用温度降低的地热尾水或其他水源通过地热回灌井重新注回热储层。
回灌的地热尾水和其他回灌水在热储层中经过与地热流体混合，并和热储层中的岩石骨架进行热交换，温度升高，可以再次循环利用。
梯级利用技术根据地热资源温度高、富含丰富的矿物质等特点，多梯次利用地热资源。
以冬季采暖为主，利用后的尾水可直接通过回灌井回灌到地下，也可以用于生活热水、理疗、种植、养殖等。
通过这种方式增加了单井供热能力，提高了地热资源利用率，降低了地热水的排放温度，从而有效地节约和保护地热资源，提高了经济效益，避免了热污染和环境污染，资源的效能得到了充分发挥。
项目背景：
天津地热资源开采利用在全国开展得比较早，据中国地质调查局《我国地热资源及其开发利用现状报告》显示，天津地热供暖面积约占全国地热供暖总面积的50％，是我国利用地热供暖规模最大的城市。
对回灌技术与梯级利用技术研究与应用也较早、较广泛。
1．地热回灌技术
地热回灌技术是一种避免地热废水直接排放引起热污染和化学污染的技术措施，对维持热储压力，延长地热田的使用寿命具有重要的作用。
国内外在地热资源开发中均十分重视这一技术的运用。
我国从上世纪70年代开发地热资源开始，为保持地热资源可持续开发开展了回灌研究。
天津地区从上个世纪80年代开始进行热水回灌的研究工作，至今已有20多年的历史。
先后在大港油田、塘沽区开展了新近系砂岩热储层回灌试验。
1996年以后，本市地热资源主管部门积极推广基岩地热井回灌模式，调整了基岩地热井打井审批条件，确立了基岩地热供暖项目必须回灌式开发的审批制度。
目前我市已批准建立的回灌地热站33个，今明两年内，随着一批回灌井的投入使用，回灌量将会有大幅提高（从目前的360万立方米增加到600万立方米）。
地热回灌技术的研究与推广，使地热循环开发模式日趋完善，是地热管理体现科学发展观和实现资源可持续利用的重要措施。
2．地热梯级利用技术
天津在地热开发利用中，坚持对地热温度的梯级利用，对温度60℃以上的地热水，先行供暖，并严格控制排放水温度；温度40℃至50℃的地热水，则以地板采暖、理疗、浴疗为主；温度25℃至40℃的地热水，按健身项目进行开发。
在推广应用新技术、新工艺基础上形成的《天津市地热资源集约化技术研究及工程应用》成果，获得2002年度天津市科技进步一等奖，2003年度国家科技进步二等奖，这些都是迄今为止我国地热界所获得的最高科技奖项，成为我市地热开发利用综合技术处于国际先进、国内领先地位的标志。
为了提高本市地热资源管理水平，完善地热资源管理技术手段，天津市国土资源和房屋管理局组织天津大学和有关科研单位研发建设了地热井智能网络化监测系统，2006年已经完成安装70余台，及时掌握了地热开发单位地热资源的回灌开采现状。
为鼓励节约和可持续利用地热资源，作为天津地热资源行政主管部门，天津市国土资源和房屋管理局编制了一系列地热资源开采利用标准规程，如《天津市地热回灌运行操作规程（试行）》、《天津市地热利用工程设计标准（试行）》，并发布实施。
同时，天津市国土资源和房屋管理局还出台申请矿产资源保护项目经费、减免矿补费等相关政策促进地热资源合理利用，通过经济杠杆鼓励地热井权单位对老系统进行技术改造，少用水多用热，尽可能地减少地热开采量，鼓励补打回灌井，保证地热资源可持续开发利用。
项目亮点：
经过30多年的发展，天津地热梯级利用形成了以地热采暖为主，工业生产、农业养殖、温泉康乐、生活洗浴等多用途的格局。
华馨公寓综合利用地热资源项目是本市地热梯级利用示范工程，华馨地热站隶属河东区房管局供热公司，建
于1999年，小区总供热面积20万平方米。
地热梯级利用过程为第一梯次是将开采出来的
85℃地热水，经过换热器提取热能供管网系统供热，之后进入二级换热器；第二梯次是将经过一级换热后的地热水（50℃至55℃）进行再次换热，提取热能供地面辐射式采暖系统供热；第三梯次是将由第二梯次系统排出的地热水（35℃左右），进入热泵机组进行温度的提升后（55℃左右），再供新开发的小区采暖；热泵机组排出的地热水（12℃左右）由另一眼地热井回灌到地下。
至此完成了一个循环过程。
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