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开发浅层地热能 勘查要到位

发布时间:2018/9/17 11:21:45     来源:中国地热网

地热能是地球内部产生的储存在地表以下的热量。浅层地热能是指地表以下一定深度范围内 ( 一般为恒温带至 200m 埋深) , 温度低于 25℃, 在当前技术经济条件下具备开发利用价值的地热能。浅层地热能是地热资源的一部分。浅层地热能是赋存在地球的表层岩土体中的低温地热资源。

浅层地热能资源丰富, 分布广泛, 温度稳定, 开发技术臻于成熟, 目前已经广泛应用于供暖和空调制冷, 是一种很好的替代能源和清洁能源。近10年以来, 浅层地热能利用技术逐步得到推广, 日益受到人们的重视, 成为目前地热能利用新的增长点。

专家介绍:开发利用浅层地热能必须以地质勘查评价为基础。对于土壤源换热系统, 需要掌握一定区域内地热承载力、地温场特征、岩土体热传导系数等参数, 土壤源换热系统的设计要根据浅层地热资源所赋存的地热地质条件而定。地下水换热系统需要有丰富和稳定的地下水源作为保证, 水文地质条件必须适合于同层回灌。

在建设地下水换热系统时, 需要避免不同含水层之间的水质污染、热污染问题的发生。建设地下水换热系统的地下水井应避开地下水水源地保护区和地下水严重污染的区域。目前, 在建设浅层地热能利用系统前大多数没有开展地热能资源勘查和环境影响评价, 从而造成能源利用效率不高, 部分浅层地热能利用系统工程出现了明显的环境安全隐患。

区域浅层地热能调查:

区域浅层地热能调查的目的是查明区域浅层地热能资源数量、质量以及分布规律, 进行开发利用区划, 为浅层地热能可持续利用提供依据。浅层地热能调查评价的范围一般按照行政区或自然单元, 根据当地对浅层地热能资源利用与管理的需要确定。

区域浅层地热能调查应在充分利用现有水文地质、工程地质等资料的基础上, 补充岩土体热物性、水文地质、岩土工程地质工作, 进行钻探和试验。在调查工作实施之前, 必须进行充分的前期论证工作, 按要求编写设计书。设计书的主要内容应包括: 目的、任务、地理概况、区域地质、水文地质和工程地质条件、研究程度及存在主要问题、工作布置及工作量、技术路线、浅层地热能资源计算与评价方法、人员组成、设备、工作计划、试验及钻探施工设计、经费预算、预期成果和提交报告时间等。

区划应按地下水换热系统、土壤源换热系统两种开发利用方式进行适宜性分区, 其适宜性分区分为: 适宜区和不适宜区, 根据经济技术条件、地质条件、水文地质条件、工程地质条件和开发利用需求综合评定划分。应根据适宜区分区确定浅层地热资源的评价方法、评价面积和计算参数, 且只计算适宜区的资源量。评价面积应扣除建筑、道路等不宜进行地下换热工程的占地面积。对于占用农田耕地取热应进行专门的生态环境影响评价后, 才能划定适宜区。区域浅层地热能调查成果, 为浅层地热能开发规划和地源热泵工程勘查提供依据。

地源热泵( 地下换热系统) 工程浅层地热能勘查:

勘查的目的是为地下换热系统提供可靠的利用浅层地热能的依据。地下换热系统工程浅层地热能勘查范围的确定需要综合考虑地质条件、地热地质条件和建筑工程需求, 勘查范围应大于拟定换热区。

首先,该调查收集已有的地热地质、工程地质、水文地质、水井、勘探孔及当地地温、气象、水文及冻土层资料。调查场地空间状况及浅层地热能资源开发利用条件, 选择适宜的地下换热系统。

其次,为了查明场地水文地质条件或岩土体的性质和分布, 需要钻勘探孔、采取岩土试样或进行原位热传导试验时, 可采用钻探、井探和地球物理勘探等。勘探方法的选取应符合勘查目的和岩土体的特性。布置勘查工作时应考虑勘查过程对工程和自然环境的影响, 防止对地下管线、地下工程和自然环境的破坏。钻孔、坑探、钎探和探槽完工后应妥善回填。

再次,土壤源换热系统浅层地热能勘查应在地下换热系统方案设计前进行, 对工程场区岩土体中浅层地热能条件进行勘查。土壤源换热系统浅层地热能勘查其主要工作内容应符合下列规定: 查明场地岩土层的岩性、结构、地下水赋存状况。

最后,查明岩土层的导热性能、换热效率、导热系数、温度, 确定恒温带的深度和温度。冻土地区, 应查明冻土层厚度。查明场地岩土体的含水率、密度、比热、导热系数、温度。提供满足设计施工所需的热物性参数, 确定岩土层换热能力, 预测浅层地热能换热量。若条件许可, 则应确定不同换热量对地温场的影响, 提出埋管方式、施工方案的建议。

专家温馨提示:地源热泵工程效益评估根据工程项目初投资和运行费用, 采用现金流量表法计算出静态和动态投资回收期。同时, 还应计算出投资项目的财务内部收益率、财务净现值与净现值率等经济性参数。全面评估工程项目的投资收益。效益对比根据当地油、气、煤等价格, 分别估算燃气锅炉供暖、燃煤锅炉供暖和燃油锅炉供暖的初投资和年运行成本, 并与浅层地热能利用地源热泵工程供暖与供冷的总成本进行效益对比。

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