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中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

2019-11-15  kenu

11月14日上午,中国煤炭地质总局水文地质局中深层地热开发“取热不取水”技术成果发布会召开,该技术在11月5日开始的河北工程大学新校区换热试验中取得了重大成果。

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

什么是中深层地热开发“取热不取水”技术?

该技术在河北工程大学新校区的换热试验中取得了哪些重大成果?

该技术对邯郸乃至全社会的现实意义有哪些?

带着这些疑问,让我们走进发布会现场,一起来了解一下。

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

▲水文地质局局长、党委书记蒋向明主持会议

中深层地热开发“取热不取水”技术是什么?

地下是一个大热库。“中深层地热开发“取热不取水”技术,是通过钻机向地下2000米至3000米深处的干热岩层钻孔,在钻孔中安装密闭的金属换热器,通过换热器传导,将地下温度70℃至120℃的中深层地热能进行“取热不取水”无干扰转换,并通过专用设备系统向地面建筑物供热的新技术。

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

▲中国煤炭地质总局局长、党委书记赵平致辞

据中国煤炭地质总局局长、党委书记赵平介绍,中深层地热开发“取热不取水”技术,属于高清洁、零污染、零排放的绿色能源技术,是新能源利用的典型。

发布会上,水文局首席专家、科学技术部部长翟丽娟详细介绍了河北工程大学新校区“取热不取水”关键技术的原理。翟丽娟表示,该技术中的换热系统由三部分组成,分别为:利用U型地热井(U型对接井)建立的封闭式井下换热系统;由热泵机组、建筑物、板换循环泵、板式换热器、补水箱、补水泵等设备组成的地面热交换系统;具有智能终端、多点测温特点的分布式光纤测温系统,可连续监测试验过程地热井井中温度变化情况。中深层地热开发“取热不取水”的核心技术有:勘查评价技术;定向钻探与对接施工技术;高导热材料研究与强化换热技术;地温场光纤监测技术;数值模拟技术;热泵与地下热储合理匹配技术。

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

▲水文局首席专家、科学技术部部长翟丽娟介绍关键技术

该技术在河北工程大学新校区的换热试验中取得了哪些重大成果?

河北工程大学新校区一期供热面积为78万㎡,包括3个能源站、4个热水系统,其中3号能源站采用中深层“取热不取水”技术供暖,服务面积为28.5万㎡。本次试验,对3号能源站范围内的校医院、三社区、四社区、三食堂、盛大办公楼等建筑物进行供暖,供暖面积约为10万㎡。同时,对室内温度建立了56个监测点,室内温度17~20℃,室外温度6~15℃。

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

河北工程大学新校区3号能源站

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

U型地热井

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

水文地质局局长、党委书记蒋向明表示,此前,试验团队前后做了一年多的地热勘查和研究工作。2018年投入360万元,施工完成一眼地热井,井深1500米,进行了单井换热试验,取得了初步的经验成果。2019年投入1600万元施工一眼直井和一眼定向井,分别进行了单井中心管换热试验和对接井换热试验。对钻孔进行了动态测量监测试验,取得了大量的详实可靠的试验数据,为中深层“取热不取水”试验提供依据。

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

▲国务院资深参事、中国工程勘察大师王秉忱点评该项技术

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▲国务院参事、原国家发展改革委员会能源局局长徐锭明进行点评

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

▲中国地源热泵产业联盟理事长、《地源热泵》杂志主编方肇洪教授进行点评

会上,中国工程院武强院士发布了此次供热试验技术上取得的重大成果。一、首次成功钻探了我国第一眼大口径长距离地热U型对接井,在我国中深层地热能“取热不取水”开发利用技术上取得重大突破;二、在不扰动地下热水系统实现保护性开采、提高地热供暖换热量方面取得系列科研成果,达到国内及国际先进水平;三、本项成果引领了我国地热供暖技术的创新发展,可作为中深层地热“取热不取水”技术重要的示范基地,在全国范围内广泛推广应用。

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

▲中国工程院武强院士发布此次试验取得的重大成果

该技术发展的现实意义是什么?

蒋向明表示,对接井“取热不取水”的优势有:一、占地很少,在城区也可以施工使用;二、一次性投入,一百年收益;三、节能环保,是华北地区铲除雾霾的最有效手段和方法

这次试验,更加坚定了能够广泛应用“取热不取水”技术的信心。试验结果表明,该技术在华北地区完全可以达到每对U型井为8~10万㎡的节能建筑提供热源,每年可节约标准煤1040吨,可减排二氧化碳2725吨。可以推算,如果有供暖100万㎡的需要,10对井就可以确保供暖。按正常钻探费用测算,若需要90元/㎡的安装费用,那么供暖成本为12元/㎡左右,经济效益非常可观,发展前景广阔。而且地热温度恢复非常快,资源可循环使用。

目前,我国中深层地热供暖遇到瓶颈。抽水回灌问题对环境造成影响,政府部门加大管理力度,对不能回灌的地热井进行了关闭,地下热能不能有效开采,地下热库不能有效发挥作用。而“取热不取水”技术能有效破解这个难题,使丰富的地热资源得到最大化利用。

当然,并不是在任何地方都可以采用“取热不取水”的方式进行地热能开发利用。首先,开发地要有较好的地热资源和良好的对接地层,最关键是要有政府对“取热不取水”技术的推广应用和许可,要有前期资金的投入和引导。发布会上,翟丽娟在讲话中表示,建议在不同地区、根据不同地质条件开展中深层“取热不取水”示范工程,逐步推广应用。如果国家对地热供暖进行战略性规划和基础性投入,不仅能取得良好的环境效益,还能取得良好的投资效益。用科技治霾,打造“无烟城市”。

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

会后,参会人员来到河北工程大学新校区,实地参观了3号能源站、U型地热井(1-1出水井)和效果体验点,近距离感受中深层地热开发“取热不取水”供暖技术的魅力和意义。

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

中深层地热开发“取热不取水”供暖技术在邯郸取得重大成果

记者:柴潇敏

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