該技術在河北工程大學新校區(qū)的換熱試驗中取得了哪些重大成果？
時間:2022-01-20
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11月14日上午，中國煤炭地質總局水文地質局中深層地熱開發(fā)“取熱不取水”技術成果發(fā)布會召開，該技術在11月5日開始的河北工程大學新校區(qū)換熱試驗中取得了重大成果。
什么是中深層地熱開發(fā)“取熱不取水”技術？
該技術在河北工程大學新校區(qū)的換熱試驗中取得了哪些重大成果？
該技術對邯鄲乃至全社會的現實意義有哪些？
帶著這些疑問，讓我們走進發(fā)布會現場，一起來了解一下。
▲水文地質局局長、黨委書記蔣向明主持會議
地下是一個大熱庫。“中深層地熱開發(fā)“取熱不取水”技術，是通過鉆機向地下2000米至3000米深處的干熱巖層鉆孔，在鉆孔中安裝密閉的金屬換熱器，通過換熱器傳導，將地下溫度70℃至120℃的中深層地熱能進行“取熱不取水”無干擾轉換，并通過專用設備系統(tǒng)向地面建筑物供熱的新技術。
▲中國煤炭地質總局局長、黨委書記趙平致辭
據中國煤炭地質總局局長、黨委書記趙平介紹，中深層地熱開發(fā)“取熱不取水”技術，屬于高清潔、零污染、零排放的綠色能源技術，是新能源利用的典型。
發(fā)布會上，水文局首席專家、科學技術部部長翟麗娟詳細介紹了河北工程大學新校區(qū)“取熱不取水”關鍵技術的原理。翟麗娟表示，該技術中的換熱系統(tǒng)由三部分組成，分別為：利用U型地熱井（U型對接井）建立的封閉式井下換熱系統(tǒng)；由熱泵機組、建筑物、板換循環(huán)泵、板式換熱器、補水箱、補水泵等設備組成的地面熱交換系統(tǒng)；具有智能終端、多點測溫特點的分布式光纖測溫系統(tǒng)，可連續(xù)監(jiān)測試驗過程地熱井井中溫度變化情況。中深層地熱開發(fā)“取熱不取水”的核心技術有：勘查評價技術；定向鉆探與對接施工技術；高導熱材料研究與強化換熱技術；地溫場光纖監(jiān)測技術；數值模擬技術；熱泵與地下熱儲合理匹配技術。
▲水文局首席專家、科學技術部部長翟麗娟介紹關鍵技術
河北工程大學新校區(qū)一期供熱面積為78萬㎡，包括3個能源站、4個熱水系統(tǒng)，其中3號能源站采用中深層“取熱不取水”技術供暖，服務面積為28.5萬㎡。本次試驗，對3號能源站范圍內的校醫(yī)院、三社區(qū)、四社區(qū)、三食堂、盛大辦公樓等建筑物進行供暖，供暖面積約為10萬㎡。同時，對室內溫度建立了56個監(jiān)測點，室內溫度17~20℃，室外溫度6~15℃。
河北工程大學新校區(qū)3號能源站
U型地熱井
水文地質局局長、黨委書記蔣向明表示，此前，試驗團隊前后做了一年多的地熱勘查和研究工作。2018年投入360萬元，施工完成一眼地熱井，井深1500米，進行了單井換熱試驗，取得了初步的經驗成果。2019年投入1600萬元施工一眼直井和一眼定向井，分別進行了單井中心管換熱試驗和對接井換熱試驗。對鉆孔進行了動態(tài)測量監(jiān)測試驗，取得了大量的詳實可靠的試驗數據，為中深層“取熱不取水”試驗提供依據。
▲國務院資深參事、中國工程勘察大師王秉忱點評該項技術
▲國務院參事、原國家發(fā)展改革委員會能源局局長徐錠明進行點評
▲中國地源熱泵產業(yè)聯盟理事長、《地源熱泵》雜志主編方肇洪教授進行點評
會上，中國工程院武強院士發(fā)布了此次供熱試驗技術上取得的重大成果。一、首次成功鉆探了我國第一眼大口徑長距離地熱U型對接井，在我國中深層地熱能“取熱不取水”開發(fā)利用技術上取得重大突破；二、在不擾動地下熱水系統(tǒng)實現保護性開采、提高地熱供暖換熱量方面取得系列科研成果，達到國內及國際先進水平；三、本項成果引領了我國地熱供暖技術的創(chuàng)新發(fā)展，可作為中深層地熱“取熱不取水”技術重要的示范基地，在全國范圍內廣泛推廣應用。
▲中國工程院武強院士發(fā)布此次試驗取得的重大成果
蔣向明表示，對接井“取熱不取水”的優(yōu)勢有：一、占地很少，在城區(qū)也可以施工使用；二、一次性投入，一百年收益；三、節(jié)能環(huán)保，是華北地區(qū)鏟除霧霾的最有效手段和方法。
這次試驗，更加堅定了能夠廣泛應用“取熱不取水”技術的信心。試驗結果表明，該技術在華北地區(qū)完全可以達到每對U型井為8~10萬㎡的節(jié)能建筑提供熱源，每年可節(jié)約標準煤1040噸，可減排二氧化碳2725噸?？梢酝扑?，如果有供暖100萬㎡的需要，10對井就可以確保供暖。按正常鉆探費用測算，若需要90元/㎡的安裝費用，那么供暖成本為12元/㎡左右，經濟效益非?？捎^，發(fā)展前景廣闊。而且地熱溫度恢復非常快，資源可循環(huán)使用。
目前，我國中深層地熱供暖遇到瓶頸。抽水回灌問題對環(huán)境造成影響，政府部門加大管理力度，對不能回灌的地熱井進行了關閉，地下熱能不能有效開采，地下熱庫不能有效發(fā)揮作用。而“取熱不取水”技術能有效破解這個難題，使豐富的地熱資源得到最大化利用。
當然，并不是在任何地方都可以采用“取熱不取水”的方式進行地熱能開發(fā)利用。首先，開發(fā)地要有較好的地熱資源和良好的對接地層，最關鍵是要有政府對“取熱不取水”技術的推廣應用和許可，要有前期資金的投入和引導。發(fā)布會上，翟麗娟在講話中表示，建議在不同地區(qū)、根據不同地質條件開展中深層“取熱不取水”示范工程，逐步推廣應用。如果國家對地熱供暖進行戰(zhàn)略性規(guī)劃和基礎性投入，不僅能取得良好的環(huán)境效益，還能取得良好的投資效益。用科技治霾，打造“無煙城市”。
會后，參會人員來到河北工程大學新校區(qū)，實地參觀了3號能源站、U型地熱井（1-1出水井）和效果體驗點，近距離感受中深層地熱開發(fā)“取熱不取水”供暖技術的魅力和意義。
記者：柴瀟敏
