山东省鲁北地区浅层地热能资源评价

鲁北地区于2001年已陆续开始应用热泵技术开发浅层地热能,但区内的浅层地热能资源评价工作却严重滞后,制约了区内浅层地热能资源的开发和合理利用。为促进鲁北地区浅层地热能的开发利用,省政府拿出专项资金,开展了鲁北地区浅层地热能的资源评价工作,前期在调查区域内开发利用现状和摸清地质条件的基础上,采用层次分析法,分别对地下水换热方式和地埋管换热方式进行了开发利用适宜性分区,采用热储体积法对该区的浅层地热容量进行了计算,得出鲁北地区浅层地热容量为29.386×1015kJ/℃;并根据适宜性分区结果,分别对地下水式和地埋管式地源热泵适宜区、较适宜区可利用换热量也进行了计算,得出地下水式地源热泵200m以浅可利用换热量为0.848 9×1010kW·h,地埋管式地源热泵200m以浅可利用换热量为6.526 1×1012kW·h。     

德州市浅层地温能资源潜力评价

随着我国社会经济的快速发展,对能源的需求大幅增加,供需矛盾越来越突出,煤炭、石油、天然气等常规能源的大量消耗对环境造成的压力也越来越大。浅层地温能是一种可再生的新型环保能源,逐步受到各级政府及社会各界的重视。通过对德州城区浅层地温能赋存条件的分析,利用试验测试数据对浅层地温能热容量进行了计算,并在适宜性分区在基础上,进行了浅层地温能资源潜力评价。结果表明,德州城区120 m深度内浅层地热容量为8.525×10~(13)k J/℃,相当于291万t标准煤。整个德州城区为地下水换热系统不适宜区,而适宜地埋管换热系统。在地埋管换热系统适宜区内,120 m深度范围内考虑土地利用系数,计算得出夏季换热功率为339.18万k W,冬季换热功率为343.22万k W。夏季可制冷面积4.845×10~7m~2,冬季可供暖面积6.240×10~7m~2。     

指标法与层次分析法在浅层地温能适宜性评价中的应用讨论

浅层地温能是蕴藏在地表以下一定深度范围内岩土体、地下水和地表水中具有开发利用价值的热能,浅层地温能具有可再生、环保、经济、寿命长等特点。本文以指标法和层次分析法为分区方法,通过对莱阳市城区浅层地温能赋存条件的研究,并结合相关的测试分析数据,开展浅层地温能开发利用适宜性分区(开发利用方式以地埋管换热系统为例),最终将2种方法得出的结果进行对比分析。通过指标法进行适宜性分区,得出的分区结果为:评价区全区均为地埋管换热适宜性中等区,面积55.0km~2;通过层次分析法进行适宜性分区,得出的分区结果为:地埋管换热适宜性分区划分为适宜性中等区和适宜性差区,其中适宜性差区仅在评价区内东北方向小面积出露,面积约为1.1km~2,约占全区面积的2.0%,其他区域均为地埋管换热适宜性中等区,面积约为53.9km~2,约占全区面积的98.0%。通过对比2种方法得出的分区结果并结合评价过程中选取的评价指标、使用的评价方式等,得出如下结论:2种方法评价的结果相近,但层次分析法考虑到的因素更加全面,方法更加科学,使用更加灵活,取得的评价分区结果更加准确。     

人工地下水流场提高地埋管换热性能分析与模拟:以福建某地区为例

我国南部的气候冬暖夏热，地埋管式群管换热器夏季和冬季所释放或吸收的热量无法达到均衡，运行期间造成的累热效应对地温场的影响不容忽视。针对这个问题，在得出地埋管系统最优设计参数的基础上，提出在换热管附近施加人工流场的优化方案。结合实际工况，利用数值法对优化前后地埋管周围地温场的变化特征进行了水热耦合模拟，对累热效应的影响程度和人工流场的优化效果进行了验证。结果显示，优化前，地埋管运行２０ａ后岩土体的平均温度相对初始地温上升了２２．０５％，地埋管对地温的影响范围有扩大趋势，受地下水流向的作用存在热迁移现象；优化后，地埋管附近平均地温的上升幅度较优化前降低了４６％，温度羽也被人工流场束缚于抽水井附近相对较小的区域，没有引起大面积的地温抬升现象。因此这种设置人工流场以缓解累热效应的方法可在适宜地区进行推广。      

地埋管换热影响岩土体传热因素及热影响范围分析

该文介绍了地埋管换热器传热模型,对影响地下岩土体传热的地埋管换热功率、持续时间、热泵机组运行的方式与模式、换热器规格、管外回填材料以及地质-水文地质条件等因素进行了探讨,认为周围岩土体热响应范围大小与换热功率大小和持续时间长短、管外回填材料和周围岩土体导热性能高低呈正相关性,热泵机组间歇运行方式有利于地温场的及时恢复,冬季制热夏季制冷模式能削弱单一负荷聚集产生的热影响程度,同等能条件下双U型De32地埋管较单U型De25地埋管热影响范围要大。由于地埋管换热器吸热或放热不平衡而引起的冷热量累积效应,渗流速度越大,热影响范围则越大。济南东部碎屑岩区某模拟夏季工况试验表明,其他条件相同的前提下,8 k W换热功率持续运行,以换热孔为中心,岩体温度响应速率和影响幅度与径向距离成负相关性,距离越近,响应速率和影响幅度越大,反之就越小;47天后,地埋管换热器热影响范围大于5m。     

基于层次分析法的浅层地温能适宜性研究——以南宁市为例

浅层地温能是一种可再生的新型绿色能源,也是一种特殊的矿产资源,利用前景广阔。文章根据南宁市地形地貌、气候特征、水文地质特征、地温场分布,对南宁市浅层地温能资源赋存状况进行了分析,并运用层次分析法确定了浅层地温能适宜性分区评价体系中的各评价指标的权重。在此基础上,基于GIS平台的空间分析模块进行地下水水源热泵和地埋管土壤源热泵适宜性分区研究。结果显示,地下水式地源热泵适宜区面积为109.8 km2,集中在地下水丰富、回灌能力强的地区;地埋管地源热泵适宜区面积为108.8 km2,分布在施工条件较好,并且岩土综合热传导系数和比热容较大的地区,这些地区地层的换热能力和蓄热能力较强,钻进条件良好,开发利用的经济效益较好。     

鲁西地区浅层地温能地热地质条件与开发利用适宜性评价

在查明区域地热地质条件的基础上,采用层次分析法,对鲁西地区地埋管地源热泵和地下水地源热泵两种方式的开发利用进行了适宜性评价,并按不同类别,将鲁西地区浅层地温能开发划分为适宜区、较适宜区和不适宜区等3个区。该项目对制定长远能源区划,指导浅层地热资源开发利用工作,促进鲁西地区新兴接替能源开发利用具有非常重要的意义。     

烟台市城区浅层地热能评价

浅层地热能是一种可再生的新型环保能源,近年来浅层地热能开发利用受到烟台当地政府的高度重视。该文在系统搜集烟台市城区基础地质、水文地质、地热地质等资料的基础上,通过采用抽水试验、回灌试验、现场热响应试验等工作手段,基本查明了浅层地热能开发利用涉及的地下水富水性特征、地下水回灌系数、岩土体热物性参数及岩土体结构等系列基础条件。采用层次分析法与模糊数学法对烟台市城区地下水源热泵与地埋管地源热泵两种浅层地热能开发利用方适宜性进行了评价,其中地下水地源热泵适宜区分布于牟平城北部,面积约53.66km~2;较适宜区分布于黄垒河、柳林河、夹河、辛安河等河流下游地区,面积约91.99km~2;地埋管地源热泵适宜区分布于调查区大部分地区,面积约739.09km~2;较适宜区分布于区内冲洪积平原和丘陵地区,面积约261.58km~2;不适宜区分布于福山邢家山、王家庄一带,面积合计2.29km~2。经概算烟台市城区100 m以浅,浅层地热容量为165.41×10~(12)kJ/℃,其中适宜区浅层地热容量为120.76×10~(12)kJ/℃,较适宜区浅层地热容量为44.26×10~(12) kJ/℃。城区地下水地源热泵系统适宜区与较适宜区冬季换热功率为24.40×10~5 kW,夏季换热功率为48.80×10~5 kW;地埋管地源热泵系统适宜区与较适宜区夏季换热功率为1.04×10~8 kW,冬季换热功率为0.79×10~8 kW。该成果为促进烟台市节能减排,新旧动能转换提供了翔实可靠地基础数据。     

郓城县浅层地热能勘查评价

浅层地热能是地热资源的组成部分,分布广,利用价值大,既可缓解能源紧张矛盾,又有利于保护环境。该文分析了郓城县浅层地热能条件,对地埋管换热方式有关热物性参数进行了测试,对郓城县浅层地热能资源进行了计算评价,并进行了效益分析。     

肥城市城市规划区浅层地温能开发利用适宜性评价

在充分收集基础地质、水文地质、地热地质等资料基础上,结合钻探施工、现场热响应试验测试、井温测量、实验室测试等手段,对奥陶纪碳酸盐岩类裂隙岩溶水水位埋深、水温展布进行了测量,确定水位埋深在65～75m,埋深最大者位于白云山公园南、沙窝社区西南一带,埋深达约100m。平面地温最高温分布于研究区西部,西大封—朱庄—金槐—冉庄村一带,温度达到18℃以上。对肥城市城市规划区浅层地温能开发利用进行了适宜性评价,地下水地源热泵适宜中等区位于大面积地区,适宜差区位于泰肥铁路以北、白云山公园、龙山公园、母猪山一带。地埋管地源热泵适宜中等区位于大面积地区,适宜差区位于白云山公园、龙山公园一带的生态保护区。肥城市城市规划区浅层地温能资源丰富、开采条件便利,潜力巨大,具有良好的发展浅层地温能的基础条件。     

庆云县地热回灌存在问题浅析

如何实现地热资源合理开发、高效利用,实现地热资源采灌均衡可持续开发利用模式已成为地热资源开发利用地区重点研究内容。该文根据庆云县某典型小区(以下简称小区A)一个采暖季的开采、回灌监测数据,总结了水温、开采量、回灌量、水位及回灌率变化情况。通过数据分析及调查可知,庆云县回灌工程普遍存在地热尾水温度偏高、热利用效率偏低、地热尾水直接回灌引起管道腐蚀影响供暖效果等问题。针对地板辐射和暖气片采暖两种模式提出了换热技术和增加热泵机组的改进措施建议,既可提高热利用效率,又可保证供暖效果避免设备腐蚀,对庆云县地热供暖工程的升级改造具有一定的指导意义。     

板翅式换热器综合性能优化的设计方法

应用给定换热器结构材料而使换热量最大的两侧换热表面的最佳匹配准则和使可用能损失率最小的最佳运行参数准则。利用两个准则间的关系 ,采用迭代的方式完成换热器的优化设计 ,使换热器的设计达到材料省、换热效果好及运行费用低的目的 ,且能在设计阶段实现。     

章丘区浅层地温能资源研究与评价——以地埋管换热方式为例

通过对章丘区浅层地温能赋存条件的研究,结合现场热响应试验、岩土样品测试等数据,采用层次分析法和指标法对研究区进行了地埋管地源热泵系统开发利用适宜性分区,并概算了浅层地温能资源量、评价了开发利用资源潜力、进行了经济和社会效益分析。结果表明:适宜性区面积76.38km²,占研究区面积的95.48%;适宜区内120m以浅浅层地温能热容量21.3228×10¹²kJ/℃。研究区全部利用地埋管地源热泵系统,夏季可制冷面积5353.1278×10⁴m²,冬季可供暖面积6504.6662×10⁴m²。浅层地温能开发利用潜力巨大,经济和社会效益明显。     

利津县干热岩开发利用条件探析

干热岩作为一种清洁的新能源,具有热能大、分布广、开发利用对环境影响小、不受季节等自然条件影响的优势。美国在20世纪70年代即进行了干热岩开发利用研究工作,而干热岩的勘查开发利用在我国尚处于起步阶段,因此对干热岩勘查、开发技术开展研究有着非常现实的意义。该文在简述国内外对干热岩研究现状的基础上,对利津县干热岩的地热地质条件、干热岩的热储特征及开发利用条件进行了分析,计算了资源量,并提出了干热岩开发利用的建议。     

胶东半岛海产养殖地下咸水分布特征及开发利用现状

胶东半岛位于山东省胶莱河以东,区内海岸线全长约1 700km,沿海滩涂面积约500km2。由于该区特殊的自然地理和地质环境条件,赋存有适宜海产养殖的地下咸水。该文依据大量的基础资料,阐述了胶东半岛区内海产养殖地下咸水的分布特征、富水地段资源量及开发利用现状,并针对开发利用中引发的地质环境问题提出了相应的保护建议,对于指导该区海产养殖地下咸水资源科学合理开发利用具有重要的意义。     

鲁西北平原区地热资源开发对地下水环境的影响

地热资源是集热、水、矿为一体的新型能源,具有污染小、易开发、投资小和环保的特点。在鲁西北平原区地热井多集中分布在城区内,且同一地区地热井的取水区段基本一致,开发利用方式单一,没有较为完善的回灌措施,且尾水处理工艺简陋甚至直接排放,造成了地热资源开采区及排放流经区域水土污染,该文在对区内地热资源开发利用现状调查的基础上,对开发利用过程中可能引起的浅层及深层地下水污染情况进行了分析,并提出了一些防治措施与建议。     

光纤测温技术在地温场监测中的应用

换热功率计算通常采取热响应试验的方式,仅仅通过热响应试验方式无法直观反映地下不同介质换热性能的差异,光纤测温系统恰恰能弥补这种不足。光纤测温监测与热响应试验相结合这种新技术的应用,在黄泛平原尚属首次,论文通过热响应试验期间的光时域光纤监测,取得了翔实数据的基础上,对比分析了不同岩土层介质的换热性能,采取了光纤地温测量这种新型监测手段,对换热试验前及试验期间地温场变化进行了监测,对合理利用浅层地温能这种新能源提供了参数支持。