黑龙江省地热能供暖专项规划(黑龙江省生态地质调查研究总院 哈尔滨工业大学2020年11月).pdf
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规划年限为2020~2025年。
规划范围为黑龙江省全域。
(1)科学勘察、因地制宜。根据各地区地热能资源特征、用能需求、 经济社会发展条件及各类地热能利用技术特点,因地制宜开展地热能供暖项 目建设。 (2)清洁高效、持续利用。加强全过程管理,建立完善资源勘查与评 介、项目开发与评估、环境监测与管理体系。严格地热能利用环境监管,确 呆“取热不取水”、不污染水土资源,有效保障地热能供暖的清洁开发和永 续利用。 (3)政府引导、市场运作。省级规划引导,市地政府实施,调动企业 社会团体和公众主动参与,采取企业投入、金融信贷支持、PPP等模式,形 成政府推动、社会资本参与、市场运作的建设和运营模式。
黑龙江省地热能供暖专项规划
施工组织设计标准规范范本第2章地热能资源分布与特征
2.1.1松嫩大型断()陷盆地
松嫩盆地是黑龙江省最大的大型断(坳)陷盆地,同时也是省域范围内 发现的最大地热田。其覆盖的主要行政区域包括:哈尔滨市、齐齐哈尔市、 大庆市、绥化市及黑河市。 该盆地系断转化复合沉积的地台型断(坳)陷盆地,大地热流值相对 较高。盆地地层具两相结构,分基底和盖层,后者为陆相沉积岩及火山岩, 其中以白垩系分布最广,厚度最大,是主要储热层。基底深部存在上地慢拱 起带,呈N20°E左右延伸。由于地壳薄化及地慢顶部上拱,利于慢源热流向 地壳散发,使盆地中部和东部具有高热流、高地温和高地温梯度特征。同时 盆地内中浅层地温场明显地服从多林斯库效应:背斜构造有聚热效应,向斜 构造有散热效应。地下热水生成、运移、储集与深部基底和盖层断裂形成开 启条件密切相关,这也是对流型地下热水系统形成不可缺少的条件。 从热源、水源、通道、储层和盖层等地热系统参数分析,该区块具有相 对较优的热储结构。
第2章地热能资源分布与特征
2.1.3小型山间盆地区块
黑龙江省地热能供暖专项规划
2.1.4大型地堑区块
2.1.5近代火山岩浆型区块
黑龙江省火山岩浆型地热区为五大连池区块和镜泊湖区块。五大连池火 山群某些地带有大量二氧化碳气体喷出,反映该区在地壳的一定深度存在高 温热源迹象。通过对地质构造格局、近代火山活动、地震、大量释放二氧化 碳及施工的W9井温度梯度异常等证据分析,表明该区块具备成控地热能资
第2章地热能资源分布与特征
2.2 地热水分布与特征
根据地质构造和地下热水的赋存条件,黑龙江省地下热水分布可划分为 近期火山活动地下热水、隆起带地下热水、断(坳)陷带地下热水三种类型, 每一类型地下热水,文可划分为若干地下热水带。
2.2.1近期火山活动地下热水类型
黑龙江省地热能供暖专项规划
地下热水的可能。 (3)镜泊湖火山群地下热水带 在地质构造上,镜泊湖火山群位于敦密断裂带,第四纪有多期火山喷发 现处于休眠期。该断裂带的某些地段有深源地震,震源深度最深达到580km 震级6~7级。由于受深部构造控制,岩浆活动、火山活动较强烈,具有成控 下热水的条件
2.2.2隆起带地下热水类型
2.2.3断(坳)陷带地下热水类型
第2章地热能资源分布与特征
斜,其西翼被一近南北向断层所切割,热流沿断裂上升,地下水沿断裂深循 环。该处沉积3000m以上中生代地层,据物探资料推测此处地壳厚度31.5km 是上地慢中生代隆起部位,热流易于传递和散失在地壳中,使地温增高,地 温梯度增大。沉积盖层为中生代泥岩、砂岩,导热性差,近于隔热层,利于 保温,更有利于热流聚集积累,在热流密度和其他条件相同的情况下,地温 弟度与岩石导热率成反比。岩石的导热性影响其热力状态,故此处地温梯度 增大。 通过数十口地热探井发现,林甸所处的构造部位具备成控地下热水田的 条件,也是黑龙江省目前以探明开发前景最好的地下热水带(田)。
(2)哈尔滨地区地下热水带
2.3浅层地热能分布与特征
依据黑龙江省浅层地热能地质勘查报告,浅层地热能区划依据包括:第 四系厚度、地下水渗流条件、地温场条件、钻探揭露和测试参数等。黑龙江 省部分城市的浅层地热能地温场特征概述如下: (1)佳木期 佳木斯埋深0m~25m的地层为变温带,从埋深25m处开始进入恒温带, 亘温带厚度约为10m,温度在7.5℃~8.0℃之间。恒温带以下是地温随深度逐 斩增高的增温带,佳木斯地层的平均地温梯度大约为2.4°C/100m。 (2)鸡西、鹤岗、双鸭山、七台河 变温带埋深0m~30m,30m~50m处为恒温带,温度在7.0~7.5℃之间, 平均地温梯度大约为2.4C/100m。 (3)哈尔滨、齐齐哈尔、绥化、大庆
第2章地热能资源分布与特征
第2章地热能资源分布与特征
黑龙江省地热能供暖专项规划
第2章地热能资源分布与特征
黑龙江省地热能供暖专项规划
第3章地热能供暖现状与规划
第3章地热能供暖现状与规划
黑龙江省地热能供暖专项规划
根据调研数据发现,地热能供暖现状存在以下问题: (1)地热能供暖项目较少,地热资源利用率不高 (2)地下水地源热泵供暖系统和地热水供暖系统回灌存在一定困难。 (3)地下水地源热泵供暖系统和地热水供暖系统效率低且有衰减趋势 (4)地热能采集形式单一,地埋管采集系统占比低。
3.3地热能供暖系统技术方案
遵循“取热不取水”和地热能可持续高效利用的原则,规划新增地热能供 暖系统为浅层和中深层地埋管地热能供暖系统,并对既有地热水供暖系统实 施热泵梯级利用改造
3.3.1改造地热水热泵梯级利用系统
目前,既有地热水供暖系统主要为一级换热,提取热量有限,热能利用 率低。为解决此问题,规划改造为地热水双循环梯级利用系统。典型地热水 热泵梯级利用供暖系统原理图见附图04所示,其能量梯级利用的具体原理如 下: (1)第一梯次是将开采出的地热水经过换热器提取热能向管网系统供 暖。 (2)第二梯次是将经过一级换热后的地热水再次换热,提取能量供地 板辐射供暖系统或者热泵机组提温制热。 (3)第三梯次是将由第二梯次系统排出的地热水送进热泵机组中进行 温度提升并用于供暖 (4)热泵机组排出的地热水由地热井回灌到地下,完成地热水的能量 提取。 地热水热泵梯级利用供暖系统工艺主要包括井口装置、换热器、热泵、 分水器、集水器、除污器、循环泵、补水泵、补水箱等。
新增浅层地埋管地源热泵供暖系统
浅层地理管地源热泵供暖系统通过地下理管换热器来提取浅层低温地热 并利用热泵机组进一步提升热能品质,达到供暖需求,典型浅层地埋管地源 热泵供暖系统原理图见附图05。
第3章地热能供暖现状与规划
地理管地热能供暖系统通过中间传热介质(水或以水为主要成分的防冻 液)在封闭的地下理管中流动,实现系统与地层之间的传热。室外环路中的 传热介质吸收地层热量后,与热泵机组交换热量,提高来自用户的回水温度 地下理管换热器中传热介质的循环由一台或数台循环泵驱动。由于整个系统 处于封闭状态,不受地下水量、水位、水质等因素影响,对地质环境影响小
新增中深层地理管地热能供暖系经
中深层地理管地热能供暖系统是以中深层岩主体为热源,由中深层地热 换热系统提取热量并通过地源热泵机组向建筑供暖的技术,典型中深层地理 管地热能供暖系统原理图见附图06。 与浅层地理管地源热泵供暖系统类似,中深层地理管地热能供暖系统主 要包括中深层地热能采集系统、地源热泵系统以及建筑室内供暖系统,而地 热换热器的埋管形式通常采用同轴套管式。 中深层地热能采集系统为闭式循环系统,循环工质沿同轴套管式换热器 环状外腔自上向下流动,通过套管外壁与地热井周围高温岩土体进行换热, 吸取周边岩土体热量,在循环工质到达同轴套管式换热器底部后,再从程状 内腔自下向上流动,沿循环回路进入中深层地源热泵机组蒸发器,释放热量 温度降低后进入地热井,如此循环往复
3.4地热能供暖系统地区间技术经济指标对比
黑龙江省地热能供暖专项规划
暖系统每一年费用的总和。费用年值用于多个方案的比选,费用年值最小的 方案为优。 技术指标和经济指标的测算依据与方法详见4.1和6.1节。
第3章地热能供暖现状与规划
共建筑浅层和中深层地埋管地热能供暖系统技
黑龙江省地热能供暖专项规划
根据黑龙江省各地区浅层地埋管地源热泵和中深层地埋管地热能供暖系 统的技术经济指标对比,以费用年值和动态投资回收期为适宜性分区标准, 考虑不同建筑类型集中供暖收费标准不同,进行地热能供暖系统适宜性分区 划,确定优先发展区和适度发展区。 分区标准如下: (1)对服务新建居住建筑的地热能供暖系统,以费用年值30元/(m2·a) 动态投资回收期20年为分区点。 本规划将新建居住建筑地热能供暖费用年值不大于30元/(m·a)且动态投 资回收期不超过20年的地区设定为优先发展区,将费用年值不大于30元 (m?·a)而动态投资回收期超过20年的地区设定为适度发展区。 (2)对服务新建公共建筑的地热能供暖系统,以费用年值30元/(m·a) 和35元/(m~·a),动态投资回收期20年为分区点。 本规划将新建公共建筑地热能供暖费用年值不大于30元/(m·a)且动态投 资回收期不超过20年的地区设定为优先发展区,将费用年值大于30元/(m·a) 且不大于35元/(m2·a)的地区设定为适度发展区
第3章地热能供暖现状与规划
3.6地热能供暖系统重点布局规划
黑龙江省地热能供暖专项规划
中间水平,收益较好,宜积极建设示范工程。
第3章地热能供暖现状与规划
居住建筑中深层地埋管地热能供暖系统重点布
3.7各地区地热能供暖系统规划评述
黑龙江省地热能供暖专项规划
(1)齐齐哈尔区域内的新建居住建筑为浅层地埋管地源热泵供暖系统 尤先发展区。 考虑齐齐哈尔的水文地质条件及土壤岩性,该地区的浅层地埋管地源热 泵供暖系统COP为3.37,能耗较低,且在该地区的新建居住建筑中建设浅层 也埋管地源热泵供暖系统的动态回收期为13年(<20年),费用年值为23.87 元/(m·a),因此适合在该地区推行浅层地埋管地源热泵供暖系统,将其规划 为新建居住建筑浅层地理管地源热泵供暖系统优先发展区。 (2)齐齐哈尔松嫩盆地区域内的新建居住及公共建筑均为中深层地埋 管地热能供暖系统优先发展区。 齐齐哈尔地区各类建筑的中深层地埋管地热能供暖系统COP为4.99,能 耗指标较低;该地区地处松嫩盆地,其地温梯度较大,为3.0C~4.5℃C/100m 左右,位于该地区的新建居住建筑建设中深层地埋管地热能供暖系统的动态 回收期11年(<20年),费用年值较小,具有较好的经济效益。因此,设定 齐齐哈尔松嫩盆地为新建居住建筑中深层地理管地热能供暖系统优先发展区 比外,以新建公共建筑投资回收期小于20年,费用年值小于30元/(m2·a)为 标准,设定齐齐哈尔松嫩盆地为新建公共建筑中深层地埋管地热能供暖系统 优先发展区。 (3)重点布局齐齐哈尔松嫩盆地中的新建居住建筑为积极示范区
第3章地热能供暖现状与规划
以新建居住建筑建设中深层地理管地热能供暖系统的净现值大于5元 (m·a)为标准,重点布局齐齐哈尔松嫩盆地为新建居住建筑中深层地埋管地 热能供暖系统积极示范区。 (4)齐齐哈尔现无地热水供暖系统,因此地热水热泵梯级利用改造供 暖面积为0.00 万m
(1)佳术斯区域内的新建居任建筑为浅层地理管地源热泵供暖系统优 先发展区。 考虑佳木斯的水文地质条件及土壤岩性,该地区的浅层地埋管地源热泵 共暖系统COP为3.35,能耗较低,且除既有公共建筑外,在该地区的新建居 住建筑中建设浅层地埋管地源热泵供暖系统的动态回收期为18年(<20年)
黑龙江省地热能供暖专项规划
(1)大庆区域内的新建居住建筑为浅层地理管地源热泵供暖系统优先 发展区。 考虑大庆的水文地质条件及土壤岩性,该地区的浅层地埋管地源热泵供 暖系统COP为3.29,能耗较低,且在该地区的新建居住建筑中建设浅层地埋 管地源热泵供暖系统的动态回收期为20年,因此,适合在该地区推行浅层地 埋管地源热泵供暖系统,为浅层地埋管地源热泵供暖系统优先发展区。 (2)大庆松嫩盆地区域内的新建居住建筑为中深层地理埋管地热能供暖 系统优先发展区;大庆松嫩盆地区域内的新建公共建筑为中深层地埋管地热 能供暖系统适度发展区。 大庆各类建筑的中深层地埋管地热能供暖系统COP为4.99,能耗指标较 低,该地区地处松嫩盆地,其地温梯度较大,为3.0~4.5C/100m左右,位于 该地区的新建居住建筑建设中深层地埋管地热能供暖系统的动态回收期为14 年(<20年),费用年值较小,具有较好的经济效益。因此,设定大庆松嫩 盆地为新建居住建筑中深层地埋管地热能供暖系统优先发展区。此外,以新 建公共建筑费用年值大于30元/(m·a)且不大于35元/(m·a)为标准,设定大 庆松嫩盆地为新建公共建筑中深层地埋管地热能供暖系统适度发展区。 (3)重点布局大庆松嫩盆地中的新建居住建筑为积极示范区
第3章地热能供暖现状与规划
以新建居住建筑建设中深层地理管地热能供暖系统的净现值大于5元 (m·a)为标准施工管理标准规范范本,重点布局大庆松嫩盆地为新建居住建筑中深层地埋管地热能 供暖系统积极示范区。 (4)规划大庆现有120.82方m的地热水供暖系统全部改造为地热水热 泵梯级利用供暖系统。
黑龙江省地热能供暖专项规划
(1)七台河地下土壤第四系厚度较小(小于25m),不具备浅层地埋 管地源热泵供暖系统的使用条件。 (2)七台河勃利盆地区域内的新建居住建筑为中深层地埋管地热能供 暖系统优先发展区;七台河勃利盆地区域内的新建公共建筑为中深层地埋管 地热能供暖系统适度发展区。 七台河各类建筑的中深层地埋管地热能供暖系统COP为4.45,能耗指标 较低,该地区地处勃利盆地,其地温梯度为3.0°C/100m左右,位于该地区的 新建居住建筑建设中深层地埋管地热能供暖系统的动态回收期为19年,费用 年值较小,具有较好的经济效益。因此,设定七台河勃利盆地为新建居住建 筑中深层地埋管地热能供暖系统优先发展区。此外,以新建公共建筑费用年 值大于30元/(ma)且不大于35元/(m2·a)为标准,设定七台河勃利盆地为新 建公共建筑中深层地理管地热能供暖系统适度发展区。 (3)重点布局七台河勃利盆地中的新建居住建筑为中深层地埋管地热 能供暖系统鼓励试点示范区。 以新建居住建筑建设中深层地埋管地热能供暖系统的净现值大于0元 (m?·a)为标准,重点布局七台河勃利盆地为新建居住建筑中深层地埋管地热 能供暖系统鼓励试点示范区。 (4)七台河现无地热水供暖系统,因此地热水热泵梯级利用改造供暖 面积为0.00万m。
(1)鹤岗地下土壤第四系厚度较小(小于25m),不具备浅层地埋管 地源热泵供暖系统的使用条件。 (2)鹤岗的鹤岗盆地及三江盆地区域内的新建居住及公共建筑为中深 层地理管地热能供暖系统适度发展区。 以新建居住建筑投资回收期大于20年,费用年值小于30元/(m·a)酒店标准规范范本,及 新建公共建筑费用年值大于30元/(m·a)且不大于35元/(m·a)为标准,设定 鹤岗的鹤岗盆地及三江盆地为新建居住建筑及公共建筑中深层地埋管地热能 供暖系统适度发展区
第3章地热能供暖现状与规划
(3)鹤岗现无地热水供暖系统,因此地热水热泵梯级利用改造供暖面 积为0.00万m。
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