地热供暖的供水原理及应用分析

地热作为一种清洁、无污染的绿色能源用于供暖,具有恒温供暖、缓解能源短缺和保护自然环境的多种优势。以河北省邯郸邱县信和嘉园小区和魏县锦华苑小区地热水供暖为例,通过供暖的基本情况、地下热水储存条件以及地下热水取水的工艺流程,对不同供热方式的地热水供水原理进行阐述及优劣分析对比。     

我国地热供暖的现状及展望

地热资源作为一种重要的清洁能源,在治污降霾、改变能源结构、提倡生态文明的今天的作用日益凸显。我国大部分地区主要利用化石燃料供暖,污染较严重,供暖形势严峻。而利用地热能供暖是地热资源最直接的利用方式。我国利用地热供暖已有30多年的历史,在天津、咸阳等地利用地热供暖已经初具规模。但是受限于技术、成本等条件制约,地热供暖在我国总供暖面积中占的比例依然很小,而且在利用过程中浪费比较严重,利用地热供暖在我国还有很大的发展空间。目前,北方地区地热供暖以地热流体供暖为主,地源热泵供暖发展迅速,干热岩供暖虽然还处于实验阶段但是前景广阔。笔者在对地热流体、地源热泵、干热岩供暖的历史、现状及前景分析的基础上,提出了我国未来利用地热供暖思考及建议。     

西安地热水资源保护与管理的思考

西安地区蕴藏有丰富的地热水资源,充分挖掘、发挥地热水资源的综合效益不仅能有效缓解区内能源供需矛盾,而且有益于区内环境保护,实现经济的科学、可持续发展。近年来,行政监管不力导致过度开采地热水并进而引发地裂缝和地面沉降等问题。同时,西安地区在开发利用地热水中还存在粗放式利用,浪费严重及随意排放地热水尾水等问题。解决西安地区的地热水问题首先应该加强行政监管力度,其次要依法管理,最后还要实施统一的地热水资源勘查与评价以及综合利用研发。     

地热水的开发利用及存在问题研究

地热水可广泛应用于采暖、医疗保健、工业、农业温室种植等方面.地热水资源的开发利用,对缓解能源压力,优化能源结构,改善环境,具有十分突出的意义.目前在地热水资源的开发利用中存在一些问题,针对地热水开发利用中存在的问题,提出了一些看法,对解决这些问题提出了建议.     

河南省东部平原地热供暖模式研究

针对河南省东部平原埋深1000～1300m、1300～160Om热储层的特征，利用Larson指数法评价了两热储层地热水的腐蚀性和结垢趋势。根据腐蚀性，确定1000～1300m、1300～160Om热储层地热供暖时应分别采用直接和间接供暖形式。利用时间资金价值法，评价了1000～1300m、1300～160Om热储层地热供暖时的无调蜂和调蜂供暖方案，并与通用的锅炉供暖方案进行了对比，优选出了调蜂地热供暖方案。另外，在1000～1300m和1300～160Om热储层均存在的地区，对两热储层的独立供暖和联合供暖模式进行了经济分析，可以看出：联合供暖显著优于独立供暖模式。     

丰台南宫村成为中国第一地热村

地热水开采后，先供暖、再供生活用水、然后养殖热带鱼、最后灌溉绿地，在很多人印象里只能用来“洗温泉澡”的地热水在丰台区王佐镇南宫村实现了四级循环利用。在近日召开的国际地热协会年会上，专家认为，这种循环利用模式目前在世界上处于领先地位，使南宫村成为中国第一个地热经济村。     

一种地热能可再生资源量的新算法——以北京为例

北京地热资源勘查始于20世纪50年代中期。70年代初期,针对以往对地热资源的可再生性认识不足,不能真实反映地热资源中蕴含的可循环利用的热量,造成计算值偏小的情况。本文介绍了一种地热可再生资源量的新算法,计算每个热田的可再生资源量,从而重新估算北京市地热能的资源潜力。通过计算,采用对井抽灌方式且地热水100%回灌条件下抽灌井间距为300m时,10个地热田范围内地热能可提供的供暖面积为3.01亿m2;采用地热梯级利用(和热回收)结合其他辅助清洁能源调峰方式对建筑物进行供暖,全市热田面积内可供暖面积为8.60亿m2。对比传统地热可采资源量与本次研究采用的新算法,采用对井系统供暖可大大提高布井密度,使可供暖面积提高73倍。通过对地热能可再生资源量进行计算,对于推进全国范围内的地热发展,具有良好的推动作用。     

东营黄河三角洲地热资源特征及其开发利用

东营黄河三角洲地热资源非常丰富,在分析地热地质及地热水的常规离子、微量元素、有害物质、放射性等的基础上,着重分析了地热资源开发利用,目前主要以供暖、洗浴、养殖为主。同时,关注了地热资源不合理开采及尾水排放对环境的负面影响问题。根据当前地热资源开发利用现状及存在的问题,提出了利用梯级开发模式、改善尾水排放、地热井动态监测等资源保护与环境治理的建议。     

西安市城区地热水开发利用存在的问题及对策建议

西安市主城区现有地热水井125眼。地热水开发主要用于温泉理疗,其次是供暖,地热资源利用率较低。地热水井分布不均,集中分布地区出现大面积降落漏斗,水头下降快,出水量减小,地热井报废。地热水回灌技术缺乏突破性进展,应加大地热水综合开发应用研究。     

河北沧县台拱带中、低温地热资源ORC发电与综合梯级利用

京津冀地热资源梯级综合开发利用(献县)科研基地大地构造位置位于华北平原沧县台拱带之献县断凸,利用其地下蓟县系岩溶裂隙热储层热水开展中低温地热发电与综合梯级利用研究。地热发电装机容量280 kW,采用ORC向心透平膨胀技术,系统工质为R245fa。分别于2018年2月4—6日(冬季)、2018年3月6—16日(春季)进行两次试运行,累计发电时长274h,累计发电量36956kWh,平均发电效率9.1%,最高10.4%。发电效率高于我国已有中低温地热发电项目,在目前国际中低温ORC地热发电项目中处于较高水平。试运行期间发电机组整体运行效果较好且运行稳定,冬季地热发电机组运行效果好于春季。科研基地建设完成后,将进行发电、供暖、地热生态园三级利用,按照90～95/25℃的地热水热能潜力,综合发电供暖两级利用计算能源综合利用率将达70%～76%。     

阜阳地区地热水化学特征及同位素分析

为研究阜阳地区地热形成机制的控制作用,在分析研究区地热地质条件的基础上,利用已有的勘探井水质资料,对研究区地热水的化学特征进行了分析,得出地热流体在垂向、横向上的分布特征,揭示了太古宇五河群风化壳可以构成热储,其较低的总溶解固体(total dissoloved solids,TDS)不同于区域常见的新近系馆陶组、古近系界首组热储。同时,利用大气降水和地热水的稳定同位素资料,研究得出区内地热水的来源主要为大气降水,大气降水经侧向径流补给和蒸发/浓缩作用形成了高TDS地热流体; 利用地热水放射性同位素资料估算了研究区地热水年龄。通过地热水化学、同位素及控热构造等研究,建立了研究区地热资源形成的概念模型,为该地区地热开发利用提供了指导。     

关中盆地地下热水开发利用研究

关中盆地地热资源丰富,具良好热源背景和存储场所,第三系和第四系地层为地热水提供良好储、盖组合,水质较好,水温较高。为实现关中盆地地热水的合理开发利用,本文对关中盆地地热储存条件、地热水补给及可更新性、开发利用现状及存在问题进行了综合研究,总结了目前地热开发利用先进技术和合理的开发利用模式。为实现关中盆地地热水可持续开发利用提出建议。     

北京市地热水利用与环境影响

地热资源作为一种清洁能源,越来越受到人们的青睐,北京市自80年代以来,地热开发空前繁荣,目前已经钻凿了300多眼地热井。随着人们生活水平的提高,温泉洗浴成了现代生活富裕程度的标志。但是在人们追求生活享受的同时,地热资源的过快开发带来了一系列的问题,能源的浪费、地热水利用之后的排放对周边环境的影响等问题都势待解决。通过对地热资源的梯级利用,和宏观控制管理,在充分利用地热能的基础上减少地热水排放对周围环境的污染。     

北京地区地热流体质量评价

地热流体的质量决定了其使用方向,以往地热流体质量评价主要为单井评价或局部区域评价。本文首次利用140件地热水化学资料开展全区地热流体质量评价,主要包括医疗热矿水质量评价、渔业用水水质评价、农业浇灌用水水质评价及地热流体腐蚀(侵蚀)性及结垢趋势评价。评价结果显示,北京市地热水绝大部分地热水中含有氟且达到命名浓度,多数含有偏硅酸且达到医疗价值,有的达到命名浓度。北京市只有1/4左右到的地热井可进行渔业直接用水;根据钠吸附比进行评价,88.6%地热水不适于农业浇灌直接用水;北京地区的地热水中导致腐蚀的因素是比较弱的,结垢趋势也相对较弱。     

山东省武城县地热资源开发利用前景分析

地热作为一种绿色可再生能源,是解决我国北方地区冬季供暖问题的最佳替代能源。在分析研究武城县地热资源形成地质背景、热储空间展布与特征的基础上,对武城县最具开发利用价值的馆下段热储的资源量进行了评价。采用热储法估算蕴藏的热资源量为8.11×10~(18)J,折合标准煤2.77亿t;蕴藏的地热水静储量为2.75×10~(10)m~3。馆下段热储温度57℃~62℃,单井涌水量72~95 m~3/h,按开发利用年限100 a估算,可支持建筑供暖面积1.56×10~8m2,完全可满足未来100 a内武城县居民住宅供暖需求。     

穹窿控制型地热流体质量评价

地热流体是主要的地热资源之一。地热流体质量评价是地热流体开发利用的关键环节。本文利用地热水的现场测试和实验室全分析数据, 对江西武功山穹窿区17处地热水进行了质量评价, 主要包括理疗热矿水评价、饮用天然矿泉水评价、农业灌溉用水评价、渔业用水评价、腐蚀性及结垢趋势评价。评价结果显示, 82%的地热水达到理疗热矿水标准, 主要达标元素为氟和硅; 18%的地热水达到天然矿泉水标准, 达标成分为偏硅酸; 化学组分适用于农业灌溉直接用水的地热水占82%, 需经梯级利用后使尾水温度低于35 ℃; 适用于渔业用水的地热水占76%; 所有地热水均无腐蚀性和结垢趋势。以上结果可为该地区地热流体资源开发利用提供有效的参考价值。     

黑龙江林甸地热田热水微生物多样性与群落结构分析

【研究目的】研究地热系统微生物群落组成有助于揭示地热流体地球化学演化和指示热储地球化学环境。已有研究显示,林甸地热田热水还原性强且富含甲烷,但关于微生物在甲烷形成中的作用研究较少。本文旨在分析林甸地热田热水中微生物的群落结构和多样性特征,并揭示其甲烷生成途径。【研究方法】在地热供暖季和非供暖季采集并测试了9个热水微生物样品,并对热水中微生物多样性、群落结构及功能基因进行了分析。【研究结果】属水平上,林甸地热水中优势细菌主要为不动杆菌属(Acinetobacter,>80%),与已有报道的地热系统有一定差异,而同油田热水相似;供暖季和非供暖季热水中细菌多样性差异较大,非供暖季细菌多样性高于供暖季,但古菌多样性基本不受开采影响;优势古菌以广古菌门(Euryarchaeota)产甲烷菌为主,地热流体中的甲烷气体主要源于H₂还原CO₂产甲烷途径,而甲基歧化产甲烷作用和H₂还原甲基化合物产甲烷途径次之。【结论】林甸地热田热水中微生物多样性和群落结构较为独特,与地层中有机质含量较高、地热开采扰动有关。     

地热水资源开发与环境保护

作为巨大的清洁能源,地热水资源已被大量开发及利用。但是清洁能源并不清洁,其由地下深处带到地表的一些化学物质等对地面环境势必造成严重的负面影响即危害。在介绍了地热水资源概况及开发利用现状基础上,对地热水资源开发及利用所带来的环境及环境地质问题进行了简单的介绍,特别是地面沉降、热污染及地热水资源衰减等,并分析了这些环境地质问题产生的机理。对地热水资源开发利用中存在的问题做了简要总结,并为地热水资源的合理开发、科学利用及可持续发展提出加强勘查评价工作,提高利用效率等五余个建议和对策。     

石家庄凹陷地热资源研究

地热资源作为一种洁净环保能源被开发利用在石家庄有着悠久的历史.为评估地热资源开发潜力和前景,从石家庄凹陷区地热地质条件、已知地热信息及水文地球化学过程跟踪,归纳出地热水化学类型,分析石家庄地区地热水的形成时代、热储温度、热水动态特征,并对热水补给来源进行同位素分析.结果表明参与混合的冷水年代久远,地热水水温稳定,水量大,有较大开发潜力.     

地热水中硼与碳酸盐类矿物吸附过程的实验研究

地热水作为一种重要的地下水资源,广泛应用于工农业和城市建设等领域中。与此同时,地热水中的无机物质含量也相对较高,其中硼元素的存在对地热水质量的评价和利用产生了重要影响。本文在人工地热水中利用Cacl₂与LiCO₃模拟过饱和富硼地热水中碳酸类矿物的吸附过程展开研究,通过控制变量法分析不同反应条件下,硼与碳酸盐类矿物吸附过程,为解决地热水带来的环境影响和提高地热水的资源效益及利用价值提供理论依据。实验结果表明：方解石对硼的吸附率随着初始硼浓度的增大、温度的升高以及pH增大时均逐渐增大。