地热资源开发利用

张家口地热资源开发利用模式研究

地大热能张家口地热资源分布较广泛, 可开采地热资源总量丰富, 流量较大, 但多为中低温热水, 总热量不高, 地热资源宝贵。地大热能通过研究了地热资源的利用方式、方法及地热资源的保护措施, 构建了多种张家口地热资源可持续开发、利用的模式, 对张家口地区地热资源的合理有效利用有很好的指导意义。

 

1张家口地热资源开发利用现状

张家口地区地热资源主要分布于坝下山间盆地及中低山区, 包括赤城、怀来、阳原、蔚县等区县, 水温在25℃~90℃之间, 属于中低温热水资源

 

研究区内地热资源利用方式主要还以灌溉、洗浴等粗放型利用为主, 仅部分地热田开发旅游景点, 地热资源被用于供暖洗浴等。受研究程度、热田规模及经济条件的影响, 区内地热资源尚未被充分开发利用


张家口地热资源开发利用模式研究-地大热能

 

2地热资源开发利用模式研究


2.1 山区地热泉开发利用模式

山区地热泉开发模式即旅游—理疗—娱乐模式, 其主要适用于自流量较大, 可以满足一定供水需求的泉眼, 如汤泉及塘子庙泉等。该模式综合考虑温泉旅游的需要, 主要分为两种利用方式:开放式利用和封闭式利用;开放模式主要面向对象是游客, 根据热泉水中元素种类、含量的差异, 针对其不同理疗效果设立理疗泉、理疗池等。封闭模式主要面向对象为景区内的服务设施, 如酒店等;该模式中, 第一梯次利用是经过换热器加压泵等设备对泉水加压、换热, 并提取热能供宾馆采暖等, 考虑地热泉流量大小及张家口地区冬季温度较低等因素, 在供暖设备中附加地热泵设备, 以满足供暖需求;在经过换热器换热后, 热水温度降至45℃, 进入第二梯次利用, 其主要可供宾馆洗浴、理疗所用, 合适地区可适当开发室内水上娱乐项目。旅游—理疗—娱乐模式适合在山区热泉内进行推广, 其温度相对较高, 水量较大且地热水具有一定理疗功效的地热田 (异常区、点) 。

 

2.2 山间盆地地热田开发利用模式

张家口山间盆地地热田分布较广泛, 热水温度变化范围较大, 其主要赋存于卵砾石层及下部基岩破碎带中, 部分地热田地下热水以承压水方式存储于地下;热水主要以地热井的方式揭露, 地热井地下水动态特征受开采控制, 开采量大, 水位降深也大, 水质、水温均出现不同程度的变化。

 

针对区内90~50℃地热田, 研究制定了两种多元梯级综合利用模式, 矿泉水生产地热干燥洗浴模式及地热干燥采暖温室大棚水产养殖模式。该模式适合温度较高且水质符合矿泉水生产标准的地热田。

 

研究区内50~25℃地热资源较丰富, 结合该类型地热资源的热水温度、水量及存储方式等, 总结出此类地热田适合发展模式为:第一产业与第三产业整合开发模式及矿泉水生产—娱乐—种植模式。此类模式通过地热井采水后, 直接供洗浴疗养使用, 并发展与其相关的培训和会展产业, 如澡洗堂地热田内的三马坊温泉度假村


张家口地热资源开发利用模式研究-地大热能

 

2.3 地热资源梯级换热利用模式

针对张家口地热资源分布较分散、部分泉眼或地热井出水量不大且又存在供暖制冷需要地热异常区 (点) , 提出了梯级换热供暖—制冷模式。


梯级换热模式是利用风机盘管技术对用户端进行供暖, 风机盘管是中央空调系统使用最广的末端设备;考虑到地热水对风机盘管设备的腐蚀性, 在该模式中通过换热器地热水进行梯级换热, 利用多级换热最终将地热水中的热能转移至另一套水循环系统中, 然后接通风机盘管设备对用户终端进行供暖, 最后被置换热能后的地热尾水进行无污染处理;其中接通风机盘管的水循环系统中, 对于热水还可以供用户终端的生活用水等。

 

3地热资源开发利用建议探讨

对于研究区内地热资源的开发及具体的模式应用中, 要充分结合张家口地区地热资源开发利用基础和条件, 综合考虑各地热田基本特征及地热资源埋藏、存储、水质等特征, 因地制宜地推广上述开发模式, 实现地热资源的合理开发及有效利用。