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中煤水文局首创“取热不取水”技术

发布时间:2019年12月02日
来源:鱼眼看矿业公众号(2019-11-29)


近日,中国煤炭地质总局水文地质局中深层地热“取热不取水”技术成果发布会在河北邯郸召开。国际地源热泵协会中国分会会长、中国地源热泵产业联盟理事长方肇洪认为,该项技术的重大突破,填补了我国中深层地热“取热不取水”技术研究的空白,而且在国际上也是首创。

据中国工程院院士武强介绍,这一创新成果实现了三大突破:一是实现了工程突破。首次成功施工了我国第一眼大口径长距离换热U型对接井,施工了垂直深度2500米、水平距离684米、钻孔直径311毫米的大型对接井。换热试验显示,一对U型对接井实际获取换热量1565千瓦,在采用燃气调峰补充模式下,可为8万~10万平方米节能建筑物供暖。二是实现了地热取热方式的根本性转变,该技术利用外部水流介质在全封闭金属套管中循环获取岩层地热能,在不扰动地下热水系统的前提下获取岩层地热,是真正的“取热不取水”技术。三是实现了工程应用的突破。应用这一首创技术,中煤水文地质局在河北工程大学新校区建设了3号能源站,对校医院、三社区、四社区、三食堂、盛大办公楼等约10万平方米的建筑物进行供暖,在室外温度6~15℃的环境下可将室内温度提高到17~20℃。

专家组在听取成果发布、现场考察后认为,中煤水文地质局的这一首创成果,是真正的地热开发取热不取水技术,也是我国在新能源领域一项重大的技术突破,属于高清洁、零污染、零排放的绿色能源技术,构建了不扰动地下水环境进行地热能资源开发的新局面。采用这一技术供暖,一对U型对接井每年可节约标准煤1040吨,可减排二氧化碳2725?吨、二氧化硫8.8吨、氮氧化物7.8吨、粉尘70吨,对保护绿水青山、缓解能源紧张形势、发展循环经济具有十分重要的意义。

据了解,普通地热供暖技术,一般采取将地下热水抽至地面再提取其中的热能方式,会对地下水环境造成一定影响,同时中深层水热型砂岩还存在回灌量小等问题。为彻底解决这些问题,2017年,中煤水文地质局创造性地提出了将抽水取热改成封闭导热的新思路。经过2年的持续系统研究,最终形成了以U型对接井建设地下换热系统为核心的“取热不取水”技术成果,有关地热地质、钻探工艺、建筑暖通、勘查评价、定向钻探与对接、高导热材料与强化换热、地温场光纤监测、地热数值模拟、热泵与地下热储合理匹配等集成关键技术的建立,还为在全国范围内大面积推广这一技术成果,提供了技术借鉴。

 

附:

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。


中煤水文局“取热不取水”关键技术原理

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。 


该技术的优势主要有哪些?

1、占地很少,在城区也可以施工使用;2、一次性投入,一百年收益;3、节能环保,是华北地区铲除雾霾的有效手段和方法。

[责任编辑:dc]

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