我國中深層地?zé)崮芄┡F(xiàn)狀及問題研究分析

馬保云

（唐山冀東地?zé)崮荛_發(fā)有限公司，河北 唐山 063000）

地?zé)崮苜Y源在我國分布的較為廣泛，具有較大的開發(fā)潛力，我國分布的地?zé)崮苜Y源以中低溫資源為主，目前我國在利用地?zé)豳Y源上主要有直接利用和地?zé)岚l(fā)電兩種方式。伴隨熱泵技術(shù)的不斷發(fā)展，地?zé)崮芤仓饾u應(yīng)用在了城市供暖層面上?，F(xiàn)階段我國在淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)上存在一定困難，因此逐漸轉(zhuǎn)向中深層地?zé)崮苜Y源的開發(fā)。以下就是筆者分析的有關(guān)中深層地?zé)崮芄┡瘑栴}。

1 地?zé)崮艿姆治?/h2>

1.1 地?zé)崮艿念愋?/h3>

地?zé)崮芊譃椴煌念愋停渲幸环N以蒸汽形式存在的地?zé)崮軐儆跍囟容^高的地?zé)崮?。地域因素影響此種類型地?zé)崮艿姆植迹ǔＲ蕴烊粴獾男问酱嬖?，屬于熱力形式。另一種地?zé)崮芊植荚跍\層地表，存在形式主要為溫水、溫?zé)崴?，該種類型的地?zé)崮苁艿降叵滤耐苿幼饔茫瑫崃鬏數(shù)降孛嫔?。分布在淺層的的地?zé)崮埽姆植际艿赜蛞蛩氐母蓴_較小，具有較高的穩(wěn)定性，其開發(fā)力度也在不斷增大。

1.2 地?zé)崮艿奶卣?/h3>

地?zé)崮苡休^高的穩(wěn)定性，它不受季節(jié)等因素的影響，因而不需要額外的蓄能。地?zé)崮芸梢灾苯永?，比如蒸汽或者高溫?zé)崴畯牡責(zé)崮芫鰜砗罂梢员恢苯討?yīng)用在生產(chǎn)上。據(jù)有關(guān)資料顯示，一年中地?zé)崮艿睦寐试?0%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于風(fēng)能、太陽能、水能的利用率。此外，地?zé)崮茉O(shè)備建成后維修工作量較小，且使用壽命相對較長，因此被越來越多的國家關(guān)注。

1.3 地?zé)崮芄┡寐史治?/h3>

地?zé)峁┡寐实挠绊懸蛩剌^多，其中最為明顯的就是地?zé)崴毓鄿囟?，溫度的高度直接影響地?zé)崮芄┡寐?。通常情況下，排水溫度降低可將地?zé)崂寐侍嵘?。因?yàn)樵谂潘疁囟冉档秃螅瑹崃繌牡責(zé)崴刑崛苡绊?，會增大供熱面積。但是在實(shí)際生活中，排水溫度的降低是有限的，在溫度過低時，需要將供暖系統(tǒng)散熱設(shè)備增加?？梢娭贫ê侠淼墓┡桨缚杀Ｕ系?zé)崮芄┡睦寐省?/p>

2 地?zé)崮芄┡緩?/h2>

2.1 地?zé)衢g接供暖

地?zé)衢g接供暖對設(shè)備有較高的要求，該環(huán)節(jié)涉及到的供暖設(shè)備較多，其中最常見的有換熱器、深井潛水泵、換熱器、回灌井、地?zé)峁芫€等。其中在深井潛水泵的作用下將地?zé)崴_采出來，開采出來的地?zé)崴枰柚責(zé)峁芫€，到達(dá)換熱器。進(jìn)行熱交換是換熱器價值的主要體現(xiàn)，熱量在換熱器的作用下到達(dá)供熱循環(huán)水。地?zé)崴疁囟纫坏┻_(dá)不到規(guī)定要求，會返回回灌井，該環(huán)節(jié)離不開輸水管線的幫助。后經(jīng)一系列循環(huán)模式送至熱用戶，溫度降低后又重復(fù)以上的模式，由此實(shí)現(xiàn)了對地?zé)崮艿姆磸?fù)利用。地?zé)衢g接供暖運(yùn)行成本較低，工藝較為簡單，對供暖設(shè)備不會造成較大程度的腐蝕，并且在維修和保養(yǎng)上也更為方便，因而被大量應(yīng)用[1]。

2.2 地?zé)崧?lián)合熱泵機(jī)組供暖

地?zé)崧?lián)合熱泵機(jī)組供暖具體過程如下：在深井潛水泵的作用下將地?zé)崴_采出來，開采出來的地?zé)崴诘責(zé)峁芫€的輔助下被輸送到一級直供換熱器，一級直供換熱器的主要作用是進(jìn)行熱交換，將熱量傳遞給供熱循環(huán)水。溫度降低后，再經(jīng)輸水管線輸送至二級換熱器，二級換熱器的作用是進(jìn)行二次換熱，向熱泵蒸發(fā)器側(cè)和二級板換熱器傳遞熱量，由此將熱源提供給熱機(jī)泵。隨后經(jīng)過換熱后的地?zé)崴谳斔芫€的協(xié)助下輸送到灌井，完成回灌。這樣熱用戶可以獲取來自一級換熱器換熱、熱泵機(jī)組制熱后的供熱循環(huán)水。一旦溫度降低可以在供熱管線的協(xié)助下將供熱循環(huán)水再輸送到熱泵機(jī)組冷凝器側(cè)、一級換熱器換熱，不斷重復(fù)實(shí)現(xiàn)供暖。此種供暖方案存在的問題是運(yùn)行成本較高，工藝較為復(fù)雜，但地?zé)崮芾眯瘦^高。

2.3 地?zé)崧?lián)合熱泵機(jī)組外加調(diào)峰鍋爐供暖

此種供暖方案是在深井潛水泵的作用下將地?zé)崴_采出來，開采出來的地?zé)崴诘責(zé)峁芫€的參與下到達(dá)一級直供換熱器，實(shí)現(xiàn)熱交換，傳遞熱量到供熱循環(huán)水。之后二級換熱器再接收溫度降低后的地?zé)崴瑢?shí)現(xiàn)熱交換，該過程實(shí)現(xiàn)向熱泵蒸發(fā)器和二級換熱器之間的熱量傳播，將熱源提供給熱泵機(jī)組，地?zé)崴诙墦Q熱器的作用下在被輸送到回灌井，完成回灌。此時若產(chǎn)生的熱量還不能滿足生產(chǎn)時，可借助調(diào)峰鍋爐，對供熱循環(huán)水進(jìn)行加熱獲取很多的熱量。此種模式的地?zé)崮芄┡艿赜蛳拗戚^為明顯，因此選擇該模式的地?zé)崮芄┡枰Y(jié)合當(dāng)?shù)氐恼吆唾Y源，合理開發(fā)利用[2]。

3 地?zé)崮芄┡嬖诘膯栴}

3.1 勘探地?zé)崮茈y度系數(shù)較大

目前地?zé)崮芸碧郊夹g(shù)還有待成熟，全國大部分的地區(qū)地?zé)崮芸碧匠潭炔桓?，甚至沒有地?zé)崮芸碧降募夹g(shù)。此種情況下，盲目開發(fā)地?zé)崮軙霈F(xiàn)鉆井失敗等問題，最終造成嚴(yán)重?fù)p失。

3.2 工程投資成本高

在開發(fā)地?zé)崮軙r，首先需要勘探該地區(qū)的地?zé)崮芊植记闆r，勘探工作需要耗費(fèi)較長的周期，并且投入的資金和人力資源較大，因此會加重企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)?，F(xiàn)階段我國在地?zé)崮芸碧缴掀毡椴捎玫氖怯蜌饩に?，該工藝不僅需要較高的成本，而且在投資回收期上也較長[3]。

3.3 腐蝕、結(jié)垢問題嚴(yán)重

地?zé)崴泻休^高的金屬性物質(zhì)，存在礦化度明顯的問題。含有此種物質(zhì)的地?zé)崴菀赘g輸水管網(wǎng)和供暖設(shè)備，嚴(yán)重者出現(xiàn)輸水管網(wǎng)或者設(shè)備泄漏的問題。進(jìn)而會降低地?zé)崮芄┡行?。此外，運(yùn)輸?shù)責(zé)崴倪^程中，之前的熱循環(huán)環(huán)境被改變，容易出現(xiàn)結(jié)垢等情況，污垢較多的情況下，會將原來的管道堵塞[4]。

3.4 地?zé)嵛菜毓嗦什桓?/h3>

管理標(biāo)準(zhǔn)的缺失直接影響地?zé)嵛菜毓嗦剩嚓P(guān)部門對地?zé)嵛菜毓嗳鄙俦O(jiān)督的情況下，降低了回灌率。在回灌率降低的情況下，會出現(xiàn)浪費(fèi)資源、污染河流土壤等情況。

3.5 動態(tài)監(jiān)測缺失

開發(fā)地?zé)崮艿倪^程中，地?zé)崮艿臏囟取⒘髁烤何坏仁遣粩嘧兓?，若采用的供暖系統(tǒng)不適應(yīng)以上指標(biāo)因素的變化，就會影響供暖效果。分析以上問題出現(xiàn)的原因在于缺少對地?zé)崮荛_發(fā)全過程的動態(tài)監(jiān)測。

3.6 地?zé)崮芾么嬖诓缓侠韱栴}

地?zé)崮芾寐什桓咦蠲黠@的表現(xiàn)就是利用后的尾水還是在40℃左右，有些地區(qū)還存在地?zé)崮芾玫推肺坏那闆r，具體表現(xiàn)為了迎合工程需要，在地?zé)崴疁囟冉档统潭容^大，這樣會影響地?zé)崮茏陨淼幕謴?fù)能力[5]。

4 解決地?zé)崮芄┡瘑栴}的措施

一提升地?zé)崮芸碧搅Χ?，國家和地方政府需要加?qiáng)對地?zé)崮苜Y源的勘探支持，積極組織各個地區(qū)加強(qiáng)勘探，明確不同地區(qū)地?zé)崮艿姆植记闆r。二創(chuàng)新地?zé)崮芄┡夹g(shù)，針對工藝流程較為復(fù)雜，成本投入較大的問題，需要提高科技創(chuàng)新能力，研發(fā)高質(zhì)量的設(shè)備和材料，提高地?zé)崮芄┡б?。三選用高質(zhì)量供暖設(shè)備，主要是為了避免設(shè)備腐蝕等問題，可選用鈦板換熱器和非金屬管材。四提高地?zé)嵛菜毓嘁?guī)范性，開展地?zé)峥辈楹突毓嘣囼?yàn)，制定完善的地?zé)峄毓鄻?biāo)準(zhǔn)。五加強(qiáng)對地?zé)崮芄┡膭討B(tài)監(jiān)測，密切監(jiān)測地?zé)崮艿臏囟取⒘髁烤何坏鹊淖兓闆r[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，地?zé)崮茏鳛橐环N清潔能源，有較高的開采價值，利用地?zé)崮芙鉀Q城市供暖造成的環(huán)境污染是非常有效的措施，在開發(fā)地?zé)崮軙r需要秉持可持續(xù)發(fā)展的原則，在保護(hù)中開發(fā)，在開發(fā)中合理利用，由此將地?zé)崮艿睦寐蕵O大提高，為社會創(chuàng)造出更大的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。