中深层地热能供暖、制冷及综合利用方案(五)
浅谈中深层地热技术在城市供热中的应用分析
浅谈中深层地热技术在城市供热中的应用分析发布时间：2022-12-26T07:36:47.635Z 来源：《建筑实践》2022年第17期作者：杜洪范[导读] 城市集中供热是市政基础设施建设的重要组成部分。
城市某些区域无供热热源杜洪范山东省城乡规划设计研究院有限公司，山东济南250013摘要：城市集中供热是市政基础设施建设的重要组成部分。
城市某些区域无供热热源，城区集中供热管网难以延伸至此，该区域有丰富的地热资源，因地制宜利用地热资源，采取科学合理、切实可行的中深层地热供暖方案，促进地热能科学有序、清洁高效的开发利用，满足城区采暖供热需求，补齐基础设施短板。
关键词：地热资源中深层地热供暖供热需求一、项目背景随着近几年**市**区的发展，近300万平方米的小区、公建陆续建成，而热源及配套设施严重不足，将面临着无集中供热热源的严峻问题。
目前，多数已建成小区采取燃气壁挂炉等方式，剩余大部分小区未供暖。
而中心城区的集中供热管网距离该片区较远，近期集中供热管网无法延伸至该片区。
与此同时，**区丰富的地热资源，却未得到充分利用。
本项目因地制宜利用该片区丰富的地热资源，承担该片区的供热需求，保障居民温暖过冬。
二、项目概况本项目采用“地面换热+热泵”的热源布置方式，供热管网形式均采用集中供热管网。
共新建预制保温热水管网7.5公里，能源站1座，配套地热井16口，地热井至能源站取（回）水管网3.65公里，管材PE-RTⅡ预制保温管，管径DN355-DN200。
覆盖小区实际供热面积129.2万平方米。
三、方案论证按照“因地制宜、有序推进、近远期统筹考虑”的原则，结合项目范围内地热资源分布、热负荷分布情况。
对比分析“地面换热+热泵”及“井下换热+热泵”两种热源布置方式，供热管网形式均采用集中供热管网。
地热供暖方案主要承担供热范围内2025年采暖热负荷需求。
1.中深层地热利用方式比较中深层地热主要有地面换热和井下换热两种利用方式，各有其优缺点。
浅层地热能供暖、制冷及综合利用方案(五)
浅层地热能供暖、制冷及综合利用方案产业结构改革是指通过调整产业结构，优化资源配置，提高产业效率，推动经济转型升级的一种改革方式。
本文将从产业结构改革的角度，提出一个浅层地热能供暖、制冷及综合利用方案。
一、实施背景当前，能源消耗和环境污染问题日益突出，传统燃煤供暖方式存在着燃煤污染、能源浪费等问题。
因此，推进清洁能源的利用，实现绿色低碳发展已成为当务之急。
二、工作原理浅层地热能供暖、制冷及综合利用是利用地下浅层地热能源进行供暖、制冷和其他能源利用的一种方式。
其工作原理主要包括以下几个步骤：1. 地热能采集：通过地下管道系统将地下浅层地热能采集到地面。
2. 能源转换：将采集到的地热能通过换热器转换为供暖或制冷所需的热能或冷能。
3. 能源利用：将转换后的热能或冷能通过管道输送到用户端进行供暖或制冷。
4. 综合利用：将未被完全利用的热能或冷能通过回收再利用等方式，进行综合利用，提高能源利用效率。
三、实施计划步骤1. 前期调研：对目标区域的地热资源进行调查和评估，确定可行性。
2. 设计规划：根据调研结果，制定供暖、制冷及综合利用的设计方案，包括地热能采集系统、能源转换设备、输送管道等。
3. 建设实施：按照设计方案进行设备采购、工程施工等实施工作。
4. 运营管理：建立完善的运营管理体系，包括设备运行监测、维护保养等。
5. 完善政策支持：制定相应的政策措施，推动浅层地热能供暖、制冷及综合利用的发展。
四、适用范围浅层地热能供暖、制冷及综合利用适用于地下地热资源较为丰富的地区，如地下水资源丰富的平原地区、温泉地区等。
五、创新要点1. 浅层地热能采集：采用先进的地下管道系统和地热能采集技术，提高地热能的采集效率。
2. 能源转换：采用高效的换热器和热泵等设备，提高能源转换效率。
3. 综合利用：通过回收再利用等方式，充分利用未被完全利用的热能或冷能，提高能源利用效率。
六、预期效果1. 环保效果：减少燃煤污染，降低温室气体排放，改善空气质量。
西咸新区中深层地热能无干扰供暖清洁能源推广工作方案
西咸新区中深层地热能无干扰供暖清洁能源推广工作方案西咸新区中深层地热能无干扰供暖清洁能源推广工作方案一、背景介绍•西咸新区是中国西部重要的经济发展区域之一。
•目前，该区域的供暖主要依赖于传统的燃煤锅炉，环境污染严重，对空气质量造成了严重的影响。
二、目标•推广并实施中深层地热能无干扰供暖，用清洁能源改善供暖方式。
•提高供暖效率，降低碳排放，并减少对环境的污染。
三、推广策略意识宣传•开展宣传活动，增强公众对清洁能源、中深层地热能供暖的认识。
•利用网络媒体、社交平台等渠道，发布宣传资讯，提高公众参与度。
行政支持•制定相关政策，鼓励企事业单位、学校、医院等领域采用中深层地热能供暖。
•提供补贴和减免税收等激励措施，推动企业和个人更换和采用清洁能源供暖设备。
技术培训•开展培训计划，提高从业人员对中深层地热能供暖技术的了解和应用能力。
•邀请专家学者开设讲座和研讨会，分享行业最新动态和经验。
示范项目建设•搭建示范项目，展示中深层地热能供暖的可行性和效果。
•完善示范项目的数据监测，收集供暖效果和环境影响的数据，为后续推广工作提供参考。
地方合作•各级政府、学术机构、企业和社区合作，共同推动中深层地热能供暖的推广工作。
•进行联合研究和合作项目，加强经验交流和共享。
四、推广措施政策措施•制定中深层地热能供暖的奖励制度，鼓励企事业单位采用清洁能源供暖设备。
•减免税收，降低企业和个人更换设备的成本。
宣传措施•制作宣传片、海报等宣传材料，展示中深层地热能供暖的优势和效果。
•发布新闻稿、微博等，传播清洁能源供暖的理念和信息。
奖励政策•对于在中深层地热能供暖方面做出突出贡献的企事业单位和个人进行奖励，以激发更多人参与。
资金支持•设立专项资金，用于中深层地热能供暖示范项目的建设和运营。
•推动中深层地热能供暖与金融机构的合作，提供贷款和融资支持。
五、效果评估•借助第三方机构对示范项目进行评估，收集供暖效果和环境影响的数据。
•分析数据，评估中深层地热能供暖在西咸新区推广应用的效果和可行性。
中深层地热能工作方法
中深层地热能工作方法中深层地热能是一种可再生的能源，指的是通过开发地下深层热水或岩石中的热能来进行能源利用的一种技术。
它是一种环保、可持续的能源，具有广阔的应用前景。
中深层地热能的工作方法可以分为勘探、开采和利用三个阶段。
首先，勘探是为了确定地下热源的位置、温度和含水层的情况。
勘探工作通常包括地质勘探、地球物理勘探和地热勘探等。
地质勘探主要通过钻探等方式获取地下地质信息，地球物理勘探则通过测量地热特征数据来推断地下热源的分布情况。
勘探工作的目的是为了找到适宜的开采点，确保地热资源的可利用性。
在开采阶段，主要通过钻井将地下热水或岩石中的热能带到地表。
钻井是一项关键的技术，需要根据地下热水或岩石的温度和深度选择适合的钻探设备和方法。
通常，开采井分为注水井和产热井两种。
注水井主要用于注入冷水以提高地下水压力，形成热水循环系统。
而产热井则用于将地下的热水或岩石中的热能带到地表。
通过管道将热水或岩石中的热能传输到地表后，可以进行进一步的利用。
利用地热能的方法有很多种，常见的包括供暖、发电和热水供应等。
供暖是中深层地热能最常见的利用方式之一。
通过将地下热水或岩石中的热能传输到地表后，利用换热器将热能传递给供暖系统，为居民和建筑物提供供暖服务。
发电是另一种常见的利用方式。
通过利用地下热水或岩石中的热能产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。
这种方式不仅可以利用地热能，还可以减少对传统能源的依赖。
此外，中深层地热能还可以用于热水供应、温室种植、游泳池加热等多个领域。
中深层地热能的工作原理是基于地球内部的热能储备。
地球内部存在着大量的热能，其中包括地球核心的高温和地壳下部的地热能。
通过地球的热对流，部分热能会传输到地壳上部。
中深层地热能的利用就是通过开采地下热水或岩石中的热能，将这部分热能带到地表，供人们使用。
中深层地热能的优点主要体现在以下几个方面。
首先，它是一种可再生的能源，不会像化石燃料那样会因为使用而耗尽。
其次，中深层地热能是一种清洁能源，不会产生二氧化碳等温室气体和空气污染物。
浅层地热能供暖、制冷及综合利用方案(一)
浅层地热能供暖、制冷及综合利用方案产业结构改革是指通过调整和优化产业结构，推动经济发展方式转变的过程。
在能源领域，浅层地热能供暖、制冷及综合利用是一种具有潜力的新能源利用方式，可以实现能源的高效利用和减少对传统能源的依赖。
本文将从产业结构改革的角度，详细介绍浅层地热能供暖、制冷及综合利用方案。
一、实施背景随着环境污染和能源紧缺问题的日益突出，传统能源供暖、制冷方式的不可持续性日益凸显。
而浅层地热能作为一种绿色、清洁的能源，具有丰富的资源和广泛的应用前景。
因此，推广浅层地热能供暖、制冷及综合利用方案，成为了产业结构改革的重要举措。
二、工作原理浅层地热能供暖、制冷及综合利用方案利用地下浅层地热能资源进行能源供应。
其工作原理主要包括以下几个步骤：1. 地热能采集：通过在地下埋设地源热泵或地热井，将地热能转化为热能或冷能。
2. 能源转换：采集到的地热能通过地源热泵进行能源转换，将热能供应到建筑物中，或将冷能供应到制冷设备中。
3. 能源利用：利用供暖设备或制冷设备将热能或冷能传递给建筑物内部，实现室内温度的调节。
4. 能源回收：在能源利用过程中，通过回收废热或废冷，进行能源再利用，提高能源利用效率。
三、实施计划步骤1. 资源调查：对目标区域的地热能资源进行调查和评估，确定可供开发的地热能资源量和分布。
2. 设计规划：根据目标区域的能源需求和地热能资源情况，制定供暖、制冷及综合利用方案的设计规划。
3. 建设设施：根据设计规划，进行地源热泵或地热井的建设，以及供暖设备、制冷设备的安装。
4. 运行管理：建成后对供暖、制冷及综合利用设施进行运行管理和维护，确保设施的正常运行和效果的实现。
四、适用范围浅层地热能供暖、制冷及综合利用方案适用于各类建筑物，包括住宅、商业建筑、工业厂房等。
对于那些地下水资源丰富、地热能资源开发潜力大的地区，尤其适合推广应用。
五、创新要点1. 地热能利用技术：采用先进的地源热泵技术，提高能源转换效率。
规范利用中、深层地热资源进行城市集中供暖的技术要点及建议
规范利用中、深层地热资源进行城市集中供暖的技术要点及建议作者：邵进良赵万军刘志颖邵蕾蕾来源：《建筑科技与经济》2015年第07期摘要：在针对利用中、深层地热资源进行城市集中供暖项目可行性调研中发现，要利用好中、深层地热资源进行城市集中供暖必须掌握一些技术要点和注意事项，并加以规范管理，否则盲目上马会对中、深层地热资源造成破坏，并且威胁着该地区深层地质安全和水质稳定。
关键词：中、深层地热资源；集中供暖；技术要点；建议不久前笔者参加了某市利用中、深层地热资源进行城市集中供暖项目可行性调研工作，通过深入的调研逐渐发现，规范利用中、深层地热资源进行城市集中供暖对于保护性开采利用中、深层地热资源和区域性地质安全非常必要。
结合相关专业知识和技能现撰文总结出一些技术要点并提出一些建议，希望能引起有中、深层地热资源地区的决策者、相关部门、开发单位和用户的高度重视，避免违章开采所带来可能是无法弥补的严重后果，更不能走先放任自流再规范管理的老路。
1.什么是中、深层地热资源地球由于地核的连续核反应通过地幔向外释放出大量的热量，同时不断接收来自太阳的热辐射，在地壳中蕴含着巨大的地热能，这部分地热能就是地热资源。
在现有科学技术条件下，可利用的地热资源的范围一般指在地壳表层以下5000米以内地层、水体和岩石所含的热量。
按照埋藏深度，200米以内的属于浅层地热能，称为浅层地热资源，温度大约在18～25℃左右，随着深度增加，正常状态为埋深每增加100米，温度升高3℃。
埋深200～3000米的属于中层地热，称为中层地热资源，温度在65～150℃之间。
埋深3000米以下属于深层地热，称为深层地热资源，温度在150～650℃之间。
地热资源一般分地层、水体和岩石等三种形态在地壳内贮存。
利用中、深层地热进行城市集中供暖主要是利用水体型地热资源。
根据某市地热资源勘探资料显示，该市的地热储热层主要由白垩系储热层和寒武系储热层组成。
白垩系储热层埋深600米以下，水温32～43℃，属HCO3-Ca型水，矿化度0.683～0.803g/L。
中深层地热热泵技术规程
中深层地热热泵技术规程一、引言中深层地热热泵技术作为一种清洁、高效的能源利用方式，在建筑节能领域具有广阔的应用前景。
本篇文章将全面、详细、完整地探讨中深层地热热泵技术规程，并对其中的关键要点进行深入分析和讨论。
二、中深层地热热泵技术概述中深层地热热泵技术是一种利用地下深层热能来供暖、制冷和热水的技术。
它通过钻井将热泵管道安装在地下，利用地热能与热泵技术相结合，提供稳定的供暖和制冷效果。
中深层地热热泵技术在节能、环保、经济等方面具有诸多优势，受到了广泛关注和应用。
2.1 技术原理中深层地热热泵技术的工作原理基于热泵循环工作过程，通过地下水循环对热源进行采集和回灌，利用热泵系统完成能量转换和传递，实现供暖、制冷和热水的需求。
其中，地热能的采集和回灌是关键步骤，热泵系统的运行效率直接影响到能源利用效果。
2.2 适用范围中深层地热热泵技术适用于各类建筑物，包括住宅、办公楼、商业综合体等。
它可以适应不同的地质条件，但对地下水的渗透性和热储层的储能量有一定要求。
因此，在选择适用范围时需要考虑地质勘探和设计参数。
三、中深层地热热泵技术规程要求为了保证中深层地热热泵技术的安全、稳定和高效运行，制定相应的技术规范和要求十分重要。
以下是中深层地热热泵技术规程的要求和注意事项。
3.1 设计要求•（1）建筑物的热负荷计算和热泵系统的定额制定•（2）地下钻井的深度、直径和间距设计•（3）热泵系统的热泵容量、制冷剂选择和循环比例等参数确定•（4）供水温度、回水温度和热交换器的设计3.2 施工要求•（1）地下钻井的施工技术和工艺要求•（2）热泵系统的安装、调试和运行测试•（3）电气设备的布置和接线要求•（4）热泵管道的防腐保温和材料选用3.3 运行与维护•（1）热泵系统的运行监测和控制•（2）定期清洗、维护和保养•（3）故障排除和备件管理•（4）节能措施和能效评估3.4 安全与环保•（1）施工过程中的安全措施•（2）热泵系统的应急备份和联动控制•（3）防止水源污染和二次污染的措施•（4）废弃物处理和环境保护要求四、中深层地热热泵技术规程实施效果评价中深层地热热泵技术的实施效果直接关系到能源利用效率和环境效益。
中深层地热供热项目技术要求资料
中深层地热供热项目技术要求资料一、项目概述中深层地热供热是一种使用地质热能进行供热的方式。
其利用地下深层地热资源为供热设备提供热能，具有节能环保、效益显著、使用寿命长等优势，在建筑供热领域得到了广泛的应用。
该项目通过在深层地热水水源内利用地球热能供暖，能够真正实现可持续发展。
二、技术要求1.工程勘察在项目的初期，应进行全面的勘察和测试，以评估地热资源储量和获取能力。
勘察范围应涵盖地质构造状况、水源地点、孔隙度、渗透性、裂隙分布、水质类型等内容。
此外，还需要对工程建设所涉及的地表、地下工程设施等进行详细的勘察，以确定最合适的地下水源、井位、井深和控制地下水位的能力等。
2.井设计针对勘察结果，应制定合理的井设计方案，包括偏心设计、井直径、井壁及滤网类型和长度、壁面温度控制等内容。
同时在水泵设计中应注意使用低额定功率、高效率且符合耐磨性的电动机，以降低设备投资和运行成本。
3.井施工井施工过程应确保合理且安全。
施工前应制定详尽的施工方案和安全风险评估，并制定完善的管理流程和其他保障措施。
施工后应进行钻孔成果鉴定，测试口径、精度等，以确保对地下水源的利用属于合法和可行性范畴内。
4.管道设计管道设计主要涉及两个方面，即管道的材质选型及规格设计。
对于管道材质的选用，应以抗压、耐腐蚀、耐热性良好的材料为优先，如PEX、PP-R等。
对于规格设计，则需要以供热面积及其附近区域的热负载等内容进行合理计算，综合考虑工程设计的成本和设备投资，最终确定合理的管道规格。
5.泵站设计泵站设计是中深层地热供热的重要环节。
基本要求是根据井设计和管道规格设计，选用相应的设备组成泵站，确保各项设备的匹配性及稳定性，并根据压力、流量等参数合理计算泵站配套容量。
同时应注意选用流量、压力稳定、可靠性较高且耐腐蚀的建设材料和设备。
6.供热系统设计供热系统设计应合理选用供、回水两端的各类设备，如锅炉、热泵、换热器、集中补水机等，制定详尽的供水温度、供水压力、供水流量等技术规范指标，力求系统能够运行稳定，达到供热要求。
工业园区中深层地热能梯级利用供暖系统应用及效益分析
文章编号:1006 2610(2023)03 0037 05工业园区中深层地热能梯级利用供暖系统应用及效益分析李艳斌,张 勇,刘 轩,薛庆庆,闫光辰(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安 710065)摘 要:工业园区采用可再生能源供暖,减少对化石能源的依赖,是实现节能减排的有效途径之一㊂中深层地热能供暖作为节能减排的有效方式,对实现工业园区经济㊁环保㊁低碳发展具有重要意义㊂以西咸新区泾河新城某项目为对象,通过介绍中深层地热资源直接开采利用㊁基于地热能梯级利用技术应用情况,对比分析市政热力供热投资及运行费用,提出了中深层地热能在工业园区供暖系统中的高效利用方式㊂结果表明:中深层地热能供暖系统虽然初投资增加1530万元,但是运行成本降低了21.24元/m2,项目投资回收期为9.51a,投资内部收益率税后指标为11.18%,具有较好的经济效益;同时,每年可节约标准煤2288.9t,SO2减排量5.917t㊁NO X减排量2.383t㊁PM2.5减排量1.991t㊁CO2减排量4699.775t,具有显著的低碳环保效益㊂关键词:中深层地热;梯级利用;水源热泵;产业园;泾河新城中图分类号:TK52 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1006-2610.2023.03.008Application and Benefit Analysis of Medium and Deep Geothermal Energy CascadeUtilization Heating System in Industrial ParksLI Yanbin,ZHANG Yong,LIU Xuan,XUE Qingqing,YAN Guangchen(PowerChina Northwest Engineering Corporation Limited,Xi'an 710065,China)Abstract:The use of renewable energy for heating in industrial parks to reduce dependence on fossil energy is one of the effective ways to a⁃chieve energy conservation and emission reduction.As an effective way of energy conservation and emission reduction,medium and deep geo⁃thermal energy heating is of great significance to realize the economical,environment-friendly and low-carbon development of industrial parks.Taking a project in Jinghe New City,Xixian New Area as the object,by introducing the direct exploration and utilization of medium and deep geothermal resources and the application of geothermal energy cascade utilization technology,and comparing and analyzing the in⁃vestment and operating costs of municipal thermal heating system,the efficient utilization mode of medium and deep geothermal energy in the heating system of industrial parks is proposed.The results show that although the initial investment of the medium and deep geothermal ener⁃gy heating system increases by15.3million Yuan,the operating cost is reduced by21.24Yuan/square meter,The project investment recover period is9.51years,and the after-tax index of the internal rate of return of investment is11.18%,which has good economic benefits.At the same time,it can save2288.9t of standard coal,5.917t of SO2emission reduction,2.383t of NO X emission reduction,1.991t of PM2.5 emission reduction,and4699.775t of CO2emission reduction per year,which has significant low-carbon environmental benefits.Key words:medium and deep geothermal energy;cascade utilization;water source heat pump;industrial parks;Jinghe New City 收稿日期:2023-02-23 作者简介:李艳斌(1989-),男,陕西省西安市人,工程师,主要从事地热能设计研究工作. 基金项目:中国电力建设股份有限公司科技项目(DJ-HXGG-2022-07).0 前 言为贯彻落实习近平总书记在中央财经领导小组第14次会议上关于 推进北方地区冬季清洁取暖”重要讲话精神,各省市发展改革委㊁住建厅㊁自然资源厅陆续出台了因地制宜做好可再生能源供暖的指导文件,旨在切实加快推进地热能开发利用㊂地热73西北水电㊃2023年㊃第3期===============================================资源作为继风电㊁太阳能后又一大清洁能源,地热资源开发利用极具发展潜力㊂我国地热资源具有蕴藏丰富㊁能量稳定性好㊁直接利用系数高等特点,地热资源研究㊁开发已取得了显著的成果,但在推广上还受到一定的限制[1-3]㊂中深层地热能主要是利用地下水或岩体中,通过天然通道或人工钻井进行开采利用的地热能,温度一般在25℃以上,埋深在200~4000m[4]㊂其利用路线主要有中深层无干扰地热技术和地热水直接利用两种路线[5]㊂中深层无干扰地热技术俗称 干热岩供暖”,它不抽取地下热水,也不是用地下水,清洁环保㊂地热水直接利用则是在允许开采地下水资源的区域采用 直接开采㊁间接换热㊁采灌均衡”的工艺技术路线[6]㊂工业产业园是我国经济发展的重要组成部分,具有经济基础好㊁能源消耗大㊁产业聚集等特点,如何实现经济㊁环保㊁高效的发展一直备受关注㊂园区采用可再生能源供暖,减少对化石能源的依赖,是实现节能减排的有效途径之一㊂目前,我国地热资源利用主要用于住宅办公类建筑供暖㊁洗浴㊁泳池,在工业园区设置独立的分布式地热能供热中心较少㊂工业园区大都分布在城区外围,导致地热资源未能得到大力开发利用,主要受限于地区地热资源勘查不足㊁钻井失败率高㊁需科学合理开发等条件限制[7-9]㊂本文针对西咸新区泾河新城某产业园采用地热水直接利用方式,基于热能梯级利用的技术路线,通过对比市政热力供热投资及运行费用,提出中深层地热在产业园中高效利用的方式,为地区地热能开发利用提供可借鉴㊂1 地热能梯级利用技术地热能直接开采利用应用较多,但受限于设备有限温降,深井地热水经一次换热后直接排放,导致热能利用率低㊁运行费用高,地热水未得到科学利用㊂地热水梯级利用方式有效的解决了此问题,地热水采用二级~三级梯级利用,为系统提供供暖所需热量供空调末端使用(一般供回水温度为50/40℃)㊂地热水经梯级利用后最终以15~20℃回灌,地热尾水回灌率100%[10-12]㊂中深层地热水能源梯级利用不仅能提高单井供热能力和资源利用率,而且可以降低地热水的排放温度,有效节约和保护地热资源,避免热污染和环境污染,充分发挥资源效能,减少浪费,提高地热能利用效率[13-15]㊂2 项目概况及供暖技术方案2.1 项目概况本项目产业基地位于西咸新区泾河新城某产业园,地热能能源中心主要为20栋厂房,2栋配套办公,1栋宿舍楼供热㊂总供热建筑面积22.4万m2,园区内最高建筑单体48.30m㊂通过负荷计算㊁年耗热量计算,产业园总供暖热负荷14.5MW,年总耗热量为77781GJ㊂图1 产业园平面2.2 技术方案供暖系统热源采用产业园园区内开凿的2对(2采2灌)地热井,井深2600m㊂2口生产井平均产水量110m3/h,水温70℃,2口回灌井回灌温度18℃㊂在供暖季,2口地热生产井的潜水泵均提取水量110m3/h㊁水温70℃的地热水,通过除砂器㊁井水加压泵加压后全部进入板式换热器,再通过水源热泵机组升温后,为用户侧提供50/40℃的空调热水,地热尾水经清洗过滤后以18℃水温回灌至地下㊂地热水梯级利用系统原理如图2所示㊂中深层地热水供热量按照式(1)计算,通过供㊁回温差来对换热量进行核算㊂Q=cmΔT(1)式中:Q为中深层地热井供热量,W;c为水的比热容,取4.2×103J/(kg㊃℃);m为热水质量流量, kg/s;ΔT为热水供回水温差,℃㊂83李艳斌,张勇,刘轩,薛庆庆,闫光辰.工业园区中深层地热能梯级利用供暖系统应用及效益分析===============================================地热水首先通过一级板式换热器换热,直接提供水温50/40℃的采暖热水,供空调末端7164kW 的热量,一次侧水温由75℃降温至42℃;二级利用通过板式换热器,提供水温33/26℃的热水,由水源热泵机组升温至50/40℃,提供3650kW热量的采暖热水,一次侧水温由42℃降温至30℃(因厂区夏季有供冷需求,因此二㊁三级利用采用热泵冷凝器串联方式,在夏季匹配冷却塔制冷,本次仅对供热进行对比分析);三级利用通过板式换热器,提供水温22/15℃的热水,由水源热泵机组升温至50/40℃,提供热量3650kW,一次侧水温由30℃降温至18℃㊂三级利用空调热水汇集到分㊁集水汽供到厂区空调末端㊂供暖热源的主要设备及性能参数见表1㊂图2 能量梯级利用原理表1 供暖热源主要设备性能参数规格型号性能参数数量地热生产井 井深2600m(直井)水温70℃;水量110m3/h2地热回灌井 井深2600m(定向井)水温18℃;水量110m3/h2生产泵 150KQL/W180-70-55流量:126m3/h;功率:55kW;杨程:78m;转速:1480r/min3回灌泵 150KQL/W180-70-55流量:120m3/h;功率:22kW;杨程:38m;转速:1480r/min3一级板式换热器 钛板板式换热器一次侧水温:70/42℃;二次侧水温:50/40℃;换热量:4660kW2二级板式换热器 钛板板式换热器一次侧水温:42/30℃;二次侧水温:33/26℃;换热量:2340kW2三级板式换热器 钛板板式换热器一次侧水温:30/18℃;二次侧水温:22/15℃;换热量:2340kW2二级水源热泵机组制热量:3783kW;制热功率:560kW;冬季:蒸发器进出水温:33/26℃;冷凝器进出水温:45/50℃1三级水源热泵机组制热量:3871kW;制热功率:603kW;冬季:蒸发器进出水温:22/15℃;冷凝器进出水温:40/45℃1 根据上述分析可知,2采2灌地热井+水源热泵机组供暖系统供热量为14584kW,可以满足该厂区的设计总热负荷需求㊂采用梯级利用板式换热器可将地热尾水温度降至18℃,再进行回灌,大大提高了地热资源的利用效率㊂供暖期可通过末端负荷需求对生产泵流量变频调节,实现水泵流量在30% ~100%调节,梯级利用水源热泵机组根据水温变化自动调节机组运行负荷,通过调节地热热水开采量满足不同负荷状态下系统的运行工况㊂与传统市政集中供热相比,产业园区抽水取热型中深层地热能供热作为典型分布式供热系统,无需市政长距离供热管网,能源中心就近建设于建筑周边㊂系统启动㊁调节㊁运行灵活,不会受到市政热力各种局限性条件限制,可根据用户需求提前开始或延长供暖期㊂非常适合在非供暖季,产业园区有空调供热需求的应用㊂3摇经济效益分析对项目而言,若采用市政热力需每年缴纳采暖费,由市政热力公司运行维护㊂采用中深层地热能93西北水电㊃2023年㊃第3期===============================================是由建设方自行投资运行围护,收取采暖费由建设方所有,项目运行好,也会有很好的经济效益㊂3.1 建设投资费用分析采用城市热网供暖,需要缴纳城市热网供暖配套费,热力公司进行换热站施工㊁安装㊂收取费用按照 建筑面积×80元/m2”计取(各区域收费标准不同,本次以西安各地区为依据),收费面积为22.4万m2,该项目供热工程建设费为1792万元㊂采用中深层地热供暖,地热井打井工程费用为1497万元,水源热泵㊁水泵㊁换热器㊁水箱等设备费用为596.86万元,安装工程473.07万元㊂电气工程总费用307.11万元,自控工程总费用197.79万元,共计3322万元,见表2㊂表2 总投资估算表序号工程或费用名称估算金额/万元建筑工程安装工程设备及工器具购置其他费用合计Ⅰ第一部分工程费用1497.35473.07596.860.002567.28 1中深层地热1484.00134.57430.460.002049.03 2电气工程 191.56115.55 307.11 3自控工程 146.9450.85 197.79 3配电室土建工程13.35 13.35Ⅱ第二部分工程建设其他费用 367.31367.31 Ⅲ第三部分预备费 293.46293.46Ⅳ静态总投资 Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ 3228.053228.05Ⅴ第四部分建设期利息 48.5848.58Ⅵ铺底流动资金 45.4245.42Ⅶ总投资 Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ 3322.053322.05工业园采用中深层地热热能梯级利用供暖系统前期投资3322万元,比城市热网供暖投资增加1530万元㊂正是因为地热项目前期投入较大,各地政府均出台了多重补贴政策,对采用地热能供暖项目进行补贴㊁奖励来鼓励使用可再生能源㊂3.2 项目运营费用分析本次运营分析,项目运营费计算期按20a(运营期前3a达产率均为70%,从第四年开始按设计产能100%运行)㊂建筑物折旧年限按12a计算,并考虑3%的残值;设备折旧年限按10a计算,并考虑3%的残值㊂项目全投资税后基准收益率取8%,项目资本金按建设投资的30%考虑,资本金为建设单位自筹㊂银行贷款比例按建设投资的70%㊂3.2.1 采暖收费建筑面积供热根据‘西安市物价局西安市市政公用局关于进一步明确城区集中供热价格有关问题的通知“(市物发[2012]265号),非居民用热每月每平方米不高于7.5元计算,乘层高系数㊂本项目总供能面积22.4万m2,年供热周期4个月(121 d)㊂经测算,项目达产年年供热采暖费为942.4万元㊂3.2.2 运行成本项目每年总耗热量为77781GJ,供暖季年耗电量297.09万kWh,供暖季电费按照综合电价0.573元/kWh计算,电费170.23万元;人员工资及福利费取西安市工资水平10万元/年㊃人,人员设定4人,其中班长1人,员工3人;供暖季耗水量每天10 t水,水价3.5元/t;设备维修费取固定资产原值的2%计算;其他费用按销售收入的8%计算㊂经计算,达产后年经营成本为312.0万元㊂经财务评价测算(见表3和表4)可以看出,项目财务投资内部收益率税后指标为11.18%,高于行业基准收益率8%,表明项目经济性较好㊂按折现率8%测算的项目税后财务净现值824万元,表明项目可以获得比基准收益率更高的收益,项目的盈利能力较好㊂市政供热不仅前期需要缴纳城市热网供暖配套费1792万元,投产年还需缴纳采暖费942.4万元,而采用中深层地热能不仅可以收回前期投入成本,还可以取得较好的利润㊂表3 财务评价主要指标汇总表基准收益率/%财务净现值/万元投资回收期/a项目总投资收益率/% 8%8249.5111.10%表4 成本指标汇总表单位收费面积经营成本/[元㊃(m2㊃月)-1]单位收费面积平均总成本/(元㊃m-2)单位面积建设投资/(元㊃m-2)3.49 5.27144.12中深层地热能初始投资高,运行成本低,投资回收期长的特点㊂设计初期必须对热储层特征㊁地温场特征㊁地热水流体性质㊁地热流体可开采量㊁可利用的热能量和回灌能力等进行测算,说明地热资源是否满足用能需求㊂且密切监测地热井水温㊁水量和水位,利用监测数据,进一步确定地热资源长期开发和利用计划㊂4 生态效益采用城市热网供暖,项目每年总耗热量为77781GJ,热源消耗电量297万kWh㊂根据GB04李艳斌,张勇,刘轩,薛庆庆,闫光辰.工业园区中深层地热能梯级利用供暖系统应用及效益分析===============================================55036-2022‘综合能源计算通则“,标准煤热值按照29307kJ/kg计,1kWh电量折合0.1229kg标准煤㊂每年供暖消耗共折合标准煤2654t,地源热泵耗电量共折合标准煤365.1t㊂因此,每年节约标准煤共计2288.9t㊂根据综合全程煤炭污染物排放量换算[16-17],项目年污染物减排量见表5㊂表5 本项目供暖设计方案污染物减排量 污染物/tSO2NO X PM2.5CO2减排量 5.917 2.383 1.9914699.775可以看出,项目年SO2减排量5.917t㊁NO X减排量2.383t㊁PM2.5减排量1.991t㊁CO2减排量4699.775t㊂与市政热力供热相比,该系统产生了很好的低碳环保㊁生态效益㊂5 结 论(1)西咸新区泾河新城地区地热资源非常好,生产井取水量可达到110m3/h㊁水温70℃,采用中深层地热能梯级利用的技术方案,单井供热量可达到7MW,非常适宜将中深层地热能梯级供热技术方案推广到工业园区应用㊂(2)工业园采用中深层地热热能梯级利用供暖系统前期投资3322万元,比城市热网供暖投资增加1530万元;采暖季运行成本仅为8.76元/m2,比采用市政热力(30元/m2)低21.24元/m2㊂依托其极低的运行费用,项目投资回收期为9.51a,投资内部收益率税后指标为11.18%,具有很好的收益㊂(3)园区采用中深层地热能梯级利用供热,每年节约折合标准煤2288.9t㊂项目年SO2减排量5.917t㊁NO X减排量2.383t㊁PM2.5减排量1.991 t㊁CO2减排量4699.775t㊂项目的成功应用对城市能源结构调整㊁绿色低碳发展㊁环境建设具有极大促进意义,可供有条件的类似工业产业园借鉴推广㊂参考文献:[1] 王贵玲,张薇,梁继运,等.中国地热资源潜力评价[J].地球学报,2017,38(04):448-459.[2] 陈焰华,於仲义.从建筑碳排放达峰看地热能的技术特性[J].暖通空调,2022,52(01):75-80.[3] 马冰,贾凌霄,于洋,等.世界地热能开发利用现状与展望[J].中国地质,2021,48(06):1734-1747.[4] 杨宇谦.地热能供暖工程创新的多案例分析[J].能源研究与管理,2022,14(03):141-146.[5] 乔勇,易跃春,赵太平,等.2021年中国地热能发展现状与展望[J].水力发电,2022,48(08):1-3,40.[6] 薛永明.深层地热水热泵空调系统的可行性及关键技术研究[D].济南:山东建筑大学,2009.[7] 姜曙,刘芳芳,刘媛媛,等. 地热能+”在工程实践中的综合梯级应用[J].综合智慧能源,2022,44(09):59-64. [8] 武明辉,隋少强,黄旭.西咸新区中深层地热资源供暖潜力分析[J].石化技术,2021,28(07):154-155.[9] 薛永明.深层地热水热泵空调系统的可行性及关键技术研究[D].济南:山东建筑大学,2009.[10] 窦成良.深层地热水资源在暖通空调领域中的应用探讨[D].济南:山东建筑大学,2011.[11] 贾艳雨,常青,王俞文,等.我国地热能开发利用现状及双碳背景下的发展趋势[J].石油石化绿色低碳,2021,6(06):5-9.[12] 尹富庚.低温地热能梯级利用供暖系统研究[D].北京:北京工业大学,2003.[13] 丁永昌.中深层地热能梯级利用系统优化研究[D].济南:山东建筑大学,2016.[14] 黄璜,刘然,李茜,等.地热能多级利用技术综述[J].热力发电,2021,50(09):1-10.[15] 孟阳.关中地区地热产业发展现状及前景研究[D].西安:长安大学,2017.[16] 王军,杨璐娜.我国 气代煤”采暖环境效益的经济分析[J].河南科学,2020,38(04):684-688.[17] 杜赛赛,张勇,刘轩,等.西北地区带辅助热源的中深层地源热泵供暖系统设计负荷配比分析[J].西北水电,2022(01):95-98,102.14西北水电㊃2023年㊃第3期===============================================。
浅析中深层地热地埋管供热技术及其工程应用
浅析中深层地热地埋管供热技术及其工程应用摘要：近年来，我国对新能源的需求不断增加，地热能作为一种新型能源，其应用也越来越广泛。
如何优化工艺技术方案，提高换热效率，确保系统长期、稳定运行，降低初期投资成为今后研究的重点方向。
本文首先分析了中深层地热地埋管供热技术原理，其次探讨了中深层地热供暖技术系统分类，最后就工程应用研究进行论述，以供参考。
关键词：地热能；中深层地热地埋管；关键技术；工程应用引言地热能主要来源于地球内部放射性元素衰变、地球熔融岩浆以及太阳能，中深层地热能具有分布广泛、绿色环保、清洁低碳、安全稳定等特点，现已成为我国北方地区清洁供暖的主要能源方式。
我国中深层地热资源开发主要有地热水直接开采、采灌系统平衡和中深层地热地埋管换热三种方式。
近年来中深层地热地埋管换热技术的研究应用，开创了一种全新利用模式，解决了以往地热开发利用中存在的诸多问题，也掀起了新一轮地热资源开发利用的高潮。
1中深层地热地埋管供热技术原理中深层地热地埋管现有同轴套管式和U型管式两种，本文介绍技术较为成熟，应用广泛的中深层地热同轴套管换热技术，该技术是以中深层地热能为热源，先通过钻机向地下2～3km深处高温热岩体钻地热井，在井内安装一种密闭的同轴套管换热器，利用换热介质在井内形成闭式循环将地热能“取热不取水”无干扰交换，经地热热泵机组温度提升后由用户侧循环水泵和输配管网为用户提供供热服务的新技术。
中深层地热同轴套管供热系统由地热换热系统、地热热泵系统和室内供热系统三部分组成。
2中深层地热供暖技术系统分类（1）中深层水热型地热供暖技术。
水热型地热供热技术是通过向中深层岩层钻井，将中深层地热水直接采出，以地下中深层地热水为热源，由地面系统完成热量提取，用于地面建筑物供暖的技术。
该系统可采用直接供热、间接供热、梯级利用耦合热泵供热。
（2）中深层地埋管供暖技术。
中深层地埋管供暖技术是以中深层岩土体为热源，由中深层地热换热系统提取热量并通过地热热泵机组向建筑供热的技术。
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中深层地热能供暖、制冷及综合利用方案
产业结构改革是指通过调整和优化产业结构，推动经济发展方式转变，实现经济结构的优化和升级。
本文将从产业结构改革的角度，提出一个中深层地热能供暖、制冷及综合利用方案。
一、实施背景
随着人们对环境保护和可持续发展的要求日益增加，传统的能源供暖方式已经无法满足需求。
而地热能作为一种清洁、可再生的能源，具有巨大的潜力和优势。
因此，推动中深层地热能供暖、制冷及综合利用成为了产业结构改革的重要方向。
二、工作原理
中深层地热能供暖、制冷及综合利用是利用地下深层地热能资源进行供暖、制冷和综合能源利用的一种技术。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 地下深层地热能采集：通过钻井等手段，将深层地热能资源采集到地面。
2. 地热能供暖：利用地热能进行供暖，通过热泵等技术将地热能转化为热能供应给建筑物。
3. 地热能制冷：利用热泵逆转工作原理，将建筑物内的热能转移到地下，实现制冷效果。
4. 综合能源利用：将地热能与其他能源进行综合利用，如与太阳能、风能等进行联合供能，实现能源的高效利用。
三、实施计划步骤
1. 资源调查与评估：对目标地区的地热资源进行调查和评估，确定资源储量和开发潜力。
2. 技术研发与示范：开展地热能供暖、制冷及综合利用的技术研发和示范项目，积累经验和完善技术。
3. 政策支持与推广：制定相关政策，提供资金支持和税收优惠等激励措施，推动地热能供暖、制冷及综合利用的推广和应用。
4. 建设与运营：在示范项目成功后，逐步推广应用到更多地区，建设地热能供暖、制冷及综合利用系统，并进行运营和管理。
四、适用范围
中深层地热能供暖、制冷及综合利用适用于各类建筑物，包括住宅、商业建筑、工业厂房等。
特别是在寒冷地区，地热能供暖具有显著的优势。
五、创新要点
1. 地热能与其他能源的综合利用：将地热能与太阳能、风能等进行联合供能，实现能源的高效利用。
2. 技术创新：开展地热能供暖、制冷及综合利用的技术研发，提高能源转换效率和系统性能。
3. 政策支持：制定相关政策，提供资金支持和税收优惠等激励措施，推动地热能供暖、制冷及综合利用的推广和应用。
六、预期效果
1. 环境效益：减少对传统能源的依赖，降低温室气体排放，改善空气质量，促进环境保护。
2. 经济效益：减少能源消耗和运营成本，提高能源利用效率，降低能源开支。
3. 社会效益：改善供暖、制冷条件，提高居民和企业的生活和工作环境，提升生活质量。
七、达到收益
中深层地热能供暖、制冷及综合利用方案的收益主要体现在经济效益和环境效益方面。
经济效益包括节约能源成本和减少运营成本，环境效益则体现在减少温室气体排放和改善空气质量。
八、优缺点
优点：
1. 清洁、可再生能源：地热能作为一种清洁、可再生的能源，具有环保优势。
2. 高效能源利用：地热能供暖、制冷及综合利用能够提高能源利用效率，降低能源消耗。
3. 综合利用：地热能与其他能源的综合利用，提高能源的可持续性。
缺点：
1. 技术难度：地热能供暖、制冷及综合利用技术相对较新，需要进一步研发和完善。
2. 投资成本较高：地热能供暖、制冷及综合利用系统的建设投资较大，需要政府和企业的支持。
九、下一步需要改进的地方
1. 技术创新：进一步研发和完善地热能供暖、制冷及综合利用技术，提高能源转换效率和系统性能。
2. 政策支持：加大对地热能供暖、制冷及综合利用的政策支持力度，提供更多的资金和税收优惠等激励措施。
3. 推广应用：加强对地热能供暖、制冷及综合利用的推广和应用，扩大示范项目的范围和规模。
中深层地热能供暖、制冷及综合利用方案是一种具有巨大潜力的能源供应方式，其能够实现经济效益和环境效益的双重收益。
然而，该方案还需要进一步的技术创新和政策支持，以推动其在更广泛范围内。