产业报告2019丨技术篇:六、中深层地热能供热技术
第三篇 技术篇
六、中深层地热能供热技术
地热是一种可再生能源,前提是“取热不取水”、地热尾水100%回灌。中深层地热资源一般是指4000m以浅、温度大于25℃的热水和蒸汽;可通过不同方式用于供暖、旅游疗养、种植养殖、发电和工业利用等方面。通过更深的地热热源,可以提取约60~80℃左右的高温水用于供热,也可通过封闭埋管采集深层地热,经热泵提升后用于供热。
根据“梯级利用,品位对口”原则,实现地热发电、建筑高效供热制冷、工农业生产和温泉沐浴的梯级利用,可大幅度提高地热能的转化与利用(如图3-21所示)。
图3-21 地热能的梯级利用思路
勘探是地热能利用的前提。探明地热资源潜力,才能为地热开发提供资源基础,保证项目合理布局,实现综合高效开发。但是,传统勘探技术在地热能的开发利用方面仍存在一些问题:一是钻井投资占项目建设总投资的40%~50%,成井工艺直接影响单井产能和地热利用;二是地下水环境问题。普遍存在开发利用水平低、资源浪费严重,地热井超采、只采不灌造成地热水位下降,以及直接排放造成环境污染等问题。如河北省在1258眼在用地热井中,1093眼没有取水许可证,953眼没有采矿许可证;1141眼地热井未实施回灌,尾水直排量超过5000万吨/年。
近年来,从西北地区开始、北方多地发展起来的新方式,通过封闭埋管采集深层地热的热泵供热系统(如图3-22所示),不会造成污染或其它环境问题。
图3-22 封闭埋管采集中深层地热的热泵系统
该供热系统地面供回水温约20~30℃/10~20℃,整个采暖季系统COP约为5(考虑热源和用户输配电耗),单井流量25~35t/h,功率250~350kW,投资150万元~250万元(井及套管,地质条件不同钻井成本不同)。地热依靠地下深处传热恢复,不可供冷,热性能几乎不受地域限制,通过封闭式换热器提取地热,对地下水资源无影响,地埋管纵深长,取热孔径小,对地下土壤岩石破坏小,可应用范围广。采用中深层地热源热泵系统,夏季无需向土壤补热;如果地埋管间距在20米以上,经过一个供暖季的取热,地下土壤平均温降小于2K,供暖季结束后三到四个月即可恢复。
扫码关注公众号