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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