产品列表 / products

深层地热开发和综合利用需要分步实施

更新时间：2020-07-17　点击量：734

地热资源是一种新型能源，它具有清洁环保、可再生、可循环利用等特点。当前正值北方地区冬季供暖期，按照今年6月27日印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》提出的“宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热”的原则，要在有条件的地区因地制宜选择清洁供暖方式，全面推进能源转型，加强地热资源的开发与利用成为题中应有之义，而深层地热和干热岩的开发却一直整体进展不大。怎么办呢？本文谨就深层地热与干热岩的开发与利用谈点粗浅的看法。

　　深层地热能的特点

　　雄安新区深层地热资源“二元聚热”成因模式图图片来自网络目前，学术界一般将地热分为浅层地热和深层地热两种地热资源。深层地热包括地下深度200～3000米的地热能及地下深度3000米以上的干热岩所具有的热能，温度范围90～150℃的来自深部地层的热水及150℃以上的干热岩，是地球本身放射性元素衰变产生的热能，主要是由地壳深部开凿出的“热、矿、水”三位一体组成的极为宝贵的自然资源，具有稳定、连续、利用效率高等优势，是一种清洁可持续利用的能源。我国中、深层中温（200米-3000米，90-150 ℃ ）地热资源中水热型地热的能量相当1.25万亿吨标准煤。

　　深层地热能是一种特殊的矿产资源，其功能多，用途广，是一种清洁的可再生资源。随着对地热资源的不断开发与研究，深层地热能将成为继水力、风力和太阳能之后又一种重要的可再生能源。笔者认为，在不远的未来地热能对于人类的重要性和现实性将大于其他可再生能源。

　　目前，国家提出的“深地探测”计划被列入“十三五”国家科技创新规划，“深地计划”拓展为保证国家战略优势的领域作出了部署。深层地热能的开发和利用在技术上已经比较成熟，按照我国《地热能开发利用“十三五”规划》提出的发展目标是“十三五”末期，我国要新增地热能供暖（制冷）面积11亿平方米，新增地热发电装机容量500兆瓦。到2020年，地热供暖（制冷）面积累计达到16亿平方米，地热发电装机容量约530兆瓦。2020年，地热能年利用量7000万吨标准煤，京津冀地区年利用量达到约2000万吨。

　　笔者认为，应该站在我国全面建成小康社会和实现高质量发展的高度，对利用深层地热能逐步替代化石能源作出长远的规划分步付诸实施。

　　深层地热宜采用梯级开发模式

　　有效开发利用地热资源的国家已达80多个，美国、冰岛、法国、德国、新西兰、日本等国家在地热资源开发利用方面处于世界前列，美国正在实施的地热能前沿瞭望台研究计划，冰岛正在实施的深部超临界地热探测计划，均取得诸多研究成果。各国通过立法和出台激励政策积极推进地热资源产业发展，相关勘探开发利用技术不断进步，超高温的地热勘查、深层地热探测、干热岩资源开发等正成为地热资源开发的热点和制高点。

　　我国高度重视地热能的开发利用，相继出台了《可再生能源法》和《地热能开发利用“十三五”规划》等法规政策，大力支持地热资源产业发展，我国的地热直接利用量已连续多年位居世界*。自然资源部中国地质调查局按照国家统一部署，积极推动地热资源勘查开发，系统开展了全国地热资源调查，对全国水热型地热能和336个主要城市浅层地热能进行了评价，初步估算了全国3-10千米干热岩型地热能基础资源量。2017年在青海共和盆地3705米深度钻获236℃的干热岩，实现了我国干热岩勘查的重要突破。未来，自然资源部中国地质调查局将重点对深层地热能和干热岩勘查开发的关键技术组织科技攻关，发挥公益性、基础性作用。

　　就像水电开发一样，基于深层地热埋深越深资源量越大、开发难度越大的特点，因此应该采用梯级开发模式，实现对深层地热的科学合理开发与综合利用。其中，直接利用的场合应采用梯级利用，即地热水按照用户需要的供热水温，温度由高到低，分别与用户需求对应。直接、间接利用的地热尾水，可以再利用地源热泵或者第二类吸收式热泵技术，提高地热尾水温度，用于供热。

　　目前，在中深层地热技术研发中，中国科学院地热研究中心关于地热能的重点研究方向包括“地热资源富集理论与大热田预测”、“地热储回灌增强技术与可持续开发利用”、“深层地热储探测技术与找热应用”。去年，雄安新区的设立为华北地区地热开发提供了经*例。据介绍，地热储回灌增强与可持续开发利用技术应用的范例就是河北雄县，雄县的岩溶热储条件非常有利。雄县的亮点是实现了规模化利用和的回灌，之前该地热田水位下降非常快，通过回灌实现了水位基本稳定。实践表明，雄县地热利用模式是非常成功的。

　　加强深井地热开发技术研究与应用

　　关于大型地热田预测，华北等地区广泛分布大型岩溶地热储，全国1/3的地区都不同程度存在这种宝贵的地热资源，具有重要的开发利用价值。

　　目前，在采矿领域大多采用深井高温岩层隔热技术。深井高温环境主要是由高温岩层热辐射所造成，研发新型高效的隔热新材料、新技术、新工艺，对岩层高温热源进行隔离，在此基础上再采用人工制冷降温技术等，就会使井下巷道和采矿工作面取得良好的降温效果。

　　中国工程院院士蔡美峰认为，要坚持深井采矿和深层地热开发相结合的战略发展方向，合理有效地开发和利用地热资源。“地热本身是一种天然能源，现在我们只考虑它的负作用，作为一种灾害在防控。如果在深部开采过程中采用热交换技术，对岩层中地热资源开发利用，将深井采矿和深层地热开发相结合，就能大幅度抵消降温成本，从而为采矿深井降温找到一条具有的经济有效的技术途径。”

　　地热探测技术是一切地热开发的前提。据中国石油集团测井有限公司信息管理部经理杨林介绍，该公司利用多种测井仪器探测地层温度、含油气信息的地球物理测井技术，被形象地称为“地层脉搏的听诊器”。采用*电子仪器放入钻井井眼，实时测量、采集丰富的地下信息，然后再经过处理、解释，把测量信号反演回地质信息的技术，可以精探知深层地热和其它矿产资源情况。另外，微动技术、电磁法在找热过程中取得很好的效果，在隐伏岩溶地区找热方面也取得了成功。

　　2017年底，雄安新区*3个深度地热勘探钻孔顺利开钻。它是利用样板提供技术支撑，打造“采灌均衡、深浅联用、清洁高效、永续开发”的地热资源，是雄安新区第二阶段地质调查工作的主要任务之一。在第1阶段工作结束后，按照雄安新区地质调查总体方案要求，将在第二阶段进一步勘查评价地热资源开发潜力。据了解，*施工的地热勘探孔位于容城地热田，主要目的是勘查容城地热田的热储结构，评价浅部岩溶热储采灌均衡条件下可持续开发利用的潜力，探测深层地热资源第二空间。

　　近年来，万江集团在河南尉氏的地热供暖项目中通过开发中深层地热水，利用梯级技术将地热水的热量提取出来用于供暖，通过热传导的方式加热用户家中散热设备用于供暖，并将取热后的尾水回灌至地下。两套系统两路循环，整个过程封闭运行，取热不取水。供暖过程零燃烧、*、*，真正做到了清洁取暖。

　　推进深层地热开发利用的几点建议

　　深层地热具有资源储量大、分布广、稳定性好、用途广泛等优点，不受季节、昼夜变化影响，特别是在我国北方地区应该加快推进开发和综合利用。近年来，中石化新星公司在深层地热领域做了很好的探索和尝试。该公司副总工程师国殿斌结合近年来地热开发方面的实际经验，综合考虑地热资源状况、市场状况和国家重大战略需求，提出了几点政策建议。

　　一是要进一步加大投入，尽快摸清全国的地热资源家底。加大财政投入力度，鼓励各类社会资本积极参与，开展全国地热能资源调查评价。加大对地热能勘探开发利用核心关键技术研发的投入力度，加强地热能设备和特种技术的研发。

　　二是加大地热能产业政策扶持。建议将低热供暖纳入供暖行业支持范围，落实地热供暖企业以及相关设备和材料制造企业的财税优惠政策；重点优化地热产业资源税，鉴于技术上已经实现中深层地热取热不耗水，建议免征地热项目水资源税，同时资源税的收取以扣除回灌量后的用量计征，因地制宜地建立低热供暖价格机制。

　　三是理顺管理体制机制，统一立法，综合利用。地热资源涉及自然资源、水利、能源等多个部门，目前管理体制有待理顺，明确管理主题。应尽快出台《中国地热资源开发管理办法》，加强对地热开发的事前、事中、事后监督管理。

　　四是加大科技攻关力度。建议在干热岩钻井以及压裂、砂岩回灌、井下回热等多方面进行攻关和装备研发，突破制约产业发展瓶颈。

　　总之，地热是一种清洁环保的新型能源，加快对地热资源的开发和综合利用，可有效推进北方地区清洁供暖“热代煤”的力度和覆盖范围，对助力生态文明建设具有重要的现实意义。虽然当前地热开发和综合利用还面临着多方面的制约，有技术方面的，也有政策、价格和机制等诸多方面的，相信随着国家和社会对地热资源认识程度的不断提升和技术的不断超越，未来地热一定能成为重要的清洁能源走进寻常百姓家，为进一步提高我国清洁能源的使用比例和利用效率，为国家实现能源转型和打赢蓝天保卫战做出应有的贡献。

全自动野外地温监测系统/冻土地温自动监测系统

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统/地热普查/地温监测哪家好选鸿鸥

矿井测温系统/矿建冻结法施工温度监测系统/深井温度场地温监测系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温，浅层地温在线监测系统，分布式地温监测系统

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套*基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取*ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：
　　为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆”及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

深层地热开发和综合利用需要分步实施

推荐产品如下：