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地热资源可再生利用研究 何满潮，李启民 (中国矿业大学(北京校区)力建学院，北京，100083) 1．前言 ． 随着社会发展和科技进步，我国的经济规模不断扩大，人口不断增多(2005年1月6 日，我国内地总人口达13亿)，能源消耗量与日俱增，而且能源消费的增长速度大于能源 生产的增长速度。 从1992年开始，我国能源消费总量已经超过了能源生产总量，能源自给率由自给有余 下降到2000年的能源保证水平85％，成为世界第二能源消费大国。原油从1993年开始也 由净出口转为进口，从1996年开始成为原油纯进口国，2004年进口原油突破1亿吨大关， 原油对外依存率上升到40％。 地热资源集水、热、矿于一体，是一种不可代替的复合型资源，同时也是一种可再生 能源。长期以来，地热资源的再生性受到怀疑。因为地热资源的形成经历了漫长的地质年 代，枯竭后的地热资源重新生成同样需要很长的时间。必威体育精装版的研究和实践表明，在科学开 发和利用前提下，地热资源可以成为可再生能源。地热资源科学开发利用理论包括地热水 采灌平衡理论、地热资源间歇开发利用理论等，技术措施包括梯级开发循环利用集约化技 术、热泵技术、低温采暖技术等。 地热能负荷能力强(热储层岩石和水的平均热容量比太阳能、风能大得多)，稳定性好 (不受季节、地域、天气情况等因素的影响)，是新能源家族中最为现实的能源。 2．集约化技术 为了提高地热单井的供热能力，可持续利用地热资源，使工程建设投资少、效益高， 关键的途径就是采用新技术提高地热利用率，综合开发、科学利用地热资源。 2．1梯级开发循环利用技术 地热水以串联的形式依次通过热交换器、热泵机组等热工机械进行间接换热后，最后回灌 到地热回灌井中，梯次换热，原水回灌，降低尾水温度，实现采灌平衡。另一方面，用户热力 系统按照采暖方式和供热参数，分别以换热器、热泵机组和调峰设备为热源，进行优化组合， 利用各自的热力系统进行供暖，形成地热能转换后的梯次利用，使地热利用率和系统负荷能力 大大提高。在初冬和末冬季节，仅以地热资源满足热用户的供热要求；在严冬季节，启动调峰 设备进行调峰。 2．2地板辐射采暖技术 低温地板辐射采暖室温均匀，舒适感好，美观卫生，适用性广。低温地热辐射采暖方 式较对流采暖方式热效率高，在相同的舒适条件下，室内计算温度可比对流方式低2’--4。C， 435 总耗热量可减少10％～30％。地板辐射采暖还能利用包括低温地热水在内的各种低侍能源。 2．3采灌平衡技术 利用低温地热尾水进行蟓水回灌，维持热储层压力，町避免地热弃水造成其它地质灾 害。同时，采灌地热水的循环可以将热储固体中热量小断吸出，有效地延K地热田的使用 寿命。 3工程概况 某小区伸于天律市j、口区，建筑面秘30万m2，主要建筑为住宅。为了改善环境空气质量， 控制煤烟型污染，提高清}士能源在能源结构中的比例，谖J二程首先考虑采用清清能源，井利用 其它热源进行补克。 该小区似胃处于山岭了地热田太东庀凸起之上，区内断裂构睹较发育。地质影响较大的断裂 有沧东断裂和海河断裂。鉴于良好的地热资源条件，本工程采用地热资源作为该小随的主要热源， 承担基础热负荷，选到资源冉q和纤济远行的目的。 本地热井区域基岩地质图址圈I，地热jr钻遇地层见表1。 图1匡域基岩地质图 表1 地热井钻遇地层 序 H度 女计Ⅸ度 地层 岩Ⅱ 号 fM) (M) 第四系(0) 牿土、糟细砂层。 新生抖 上第j秉(N)．¨L段为砂岩II％岩g不等厚E雎 化镇纽(N∞ T段岩性H％岩为上．点Ⅲ砂岩．