地熱資源開發利用

地熱資源開發中的節水、節能技術

  中國地熱資源的開發利用,已逐步由粗放型向集約型轉變,在一些開發利用比較早的地區,運用集中供熱、梯級開發、降低地熱水排放溫度、地熱水回灌、自動控制等技術,有效地利用了當地的地熱資源,減少了地熱資源的損失,提高了地熱資源利用的社會經濟效益。
  1.集中供熱技術
  運用集中供熱技術開發地熱資源在福州地熱田應用比較早、效果比較好。依據地熱田的富水地段集中、有利于集中開采的特點,1991年福州市成立了福州市溫泉供應公司,在熱田南、北兩處富水地段集中打井開采地熱水,建立南、北兩個地熱水水廠。取代了部分分散開采的地熱水井。該公司兩水廠年供地熱水127萬m3,開采量僅占全熱田開采量35.7%,但用戶卻占全熱田用熱單位的72%左右,覆蓋面積達15km2, 是熱田可采面積的3倍,年洗浴總人次占全熱田利用地熱水洗浴總人次的45.32%,取得了顯著的社會經濟效益。
  2.地熱梯級開發技術
  地熱水資源是具有多種用途的自然資源,既可應用其蘊藏的能源,又可利用其水資源,因此開發地熱資源都十分重視實行梯級開發,綜合利用。天津在地熱開發利用中,堅持對地熱溫度的梯級利用,對溫度60℃以上的地熱水,先行供暖,并嚴格控制排放水溫度;溫度40~50℃的地熱水,則以理療、浴療為主;溫度25~40℃的地熱水,按健身項目進行開發。湖北英山地熱田在開發中,從地熱水礦化度低、水質好、適合多種用途的實際情況出發,根據不同用途,建立干燥(孵化)-洗浴-養魚-灌溉的梯級利用模式,保證了地熱溫度的有效利用。北京小湯山對水溫44℃的地熱水采用下述模式行開發,即地熱水抽出后,經除砂進入熱交換器,首先采暖,采暖回水經管道泵循環進熱交換器循環使用,地熱水失熱后,部分分配給養魚池、花房等進行二次供暖;部分經處理后送至生活區供應各生活用熱水點,使低溫熱水資源得了充分的利用。
  3.降低地熱水利用后的排放溫度
  這是減少熱資源浪費的重要途徑,天津地區采用二級供暖方式,即回水重復利用或二次加熱供暖的方式,有效地降低了地熱水供暖的排水溫度,一般可將排水溫度降至38~40℃,提高了地熱水資源的利用率。
  4.地熱水回灌
  地熱水回灌是減少熱水資源消耗,控制熱儲層壓力下降,提高地熱資源利用率,保護環境的重要手段。國內外在地熱資源開發中均十分重視這一技術的運用。目前的作法有三:一是對井回灌,即一個熱水生產井、一個回灌井組成地熱供暖系統,生產井提供地熱水供暖、采暖后的回水壓入回灌井回收,以減少熱水資源的損失。法國巴黎盆地利用地熱供暖基本上采用這一模式,中國目前也在開始應用這一技術;二是同井分層抽灌,即從地熱井某一儲層中抽取地熱水,提供利用后,再將回水回灌到同一地熱井中的另一儲層中技術在匈牙利得到了應用,收到了比較好的效果,建井費用可比對井回灌減少50%~70%; 三是單井回灌,即在地熱資源開發區,選擇適宜地段和熱儲層位建立單獨的地熱回灌井,回收利用后的地熱棄水。中國已先后在北京、天津大港、福州等地熱田開展了這方面的研究, 積累了一些經驗。
  5.建立地熱利用自動化監控管理系統
  對地熱資源開發利用系統實行自動化監控管理,以提高地熱資源的開發利用水平,是當前地熱開發中國內外都十分關注的問題。中國不少地熱田的開發管理都在進行這方面的探索,并取得了一些成功的經驗,如天津塘沽地熱試驗研究中心,在國外SCADA系統(監控數據采集系統)的基礎上,開發了與國外設計的控制系統功能相仿的自動控制系統,裝備塘沽TR-24地熱井,做到了全自動控制供熱、供水系統的安全運行。北京小湯山空軍接待站地熱井采用山東煙臺黃金設計研究院科技公司設計的自控系統,對地熱水源、潛水泵變頻調速和采暖回水恒溫排放等實行自動監控,改變了傳統的手工操作,取得了顯著的社會經濟效益。采暖排水溫度由40℃降至28℃,減少了熱量損失,確保設備穩定運行,減少了事故及維修費用,經現場測算驗證,采暖期(5.5月),可節電32%,節水30%,節電、節水費用約 5.64萬元。對地熱資源開發利用系統實行自動化監控管理,以提高地熱資源的開發利用水平,是當前地熱開發中國內外都十分關注的問題。中國不少地熱田的開發管理都在進行這方面的探索,并取得了一些成功的經驗,如天津塘沽地熱試驗研究中心,在國外SCADA系統(監控數據采集系統)的基礎上,開發了與國外設計的控制系統功能相仿的自動控制系統,裝備塘沽TR-24地熱井,做到了全自動控制供熱、供水系統的安全運行。北京小湯山空軍接待站地熱井采用山東煙臺黃金設計研究院科技公司設計的自控系統,對地熱水源、潛水泵變頻調速和采暖回水恒溫排放等實行自動監控,改變了傳統的手工操作,取得了顯著的社會經濟效益。采暖排水溫度由40℃降至28℃,減少了熱量損失,確保設備穩定運行,減少了事故及維修費用,經現場測算驗證,采暖期(5.5月),可節電32%,節水30%,節電、節水費用約 5.64萬元。