張家口地熱資源開(kāi)發(fā)利用模式研究

地大熱能：張家口地熱資源分布較廣泛, 可開(kāi)采地熱資源總量豐富, 流量較大, 但多為中低溫熱水, 總熱量不高, 地熱資源寶貴。地大熱能通過(guò)研究了地熱資源的利用方式、方法及地熱資源的保護措施, 構建了多種張家口地熱資源可持續開(kāi)發(fā)、利用的模式, 對張家口地區地熱資源的合理有效利用有很好的指導意義。

1、張家口地熱資源開(kāi)發(fā)利用現狀

張家口地區地熱資源主要分布于壩下山間盆地及中低山區, 包括赤城、懷來(lái)、陽(yáng)原、蔚縣等區縣, 水溫在25℃～90℃之間, 屬于中低溫熱水資源。

研究區內地熱資源利用方式主要還以灌溉、洗浴等粗放型利用為主, 僅部分地熱田開(kāi)發(fā)為旅游景點(diǎn), 地熱資源被用于供暖洗浴等。受研究程度、熱田規模及經(jīng)濟條件的影響, 區內地熱資源尚未被充分開(kāi)發(fā)利用。

2、地熱資源開(kāi)發(fā)利用模式研究

2.1 山區地熱泉開(kāi)發(fā)利用模式

山區地熱泉開(kāi)發(fā)模式即旅游—理療—娛樂(lè )模式, 其主要適用于自流量較大, 可以滿(mǎn)足一定供水需求的泉眼, 如湯泉及塘子廟泉等。該模式綜合考慮溫泉區旅游的需要, 主要分為兩種利用方式:開(kāi)放式利用和封閉式利用;開(kāi)放模式主要面向對象是游客, 根據熱泉水中元素種類(lèi)、含量的差異, 針對其不同理療效果設立理療泉、理療池等。封閉模式主要面向對象為景區內的服務(wù)設施, 如酒店等;該模式中, 第一梯次利用是經(jīng)過(guò)換熱器加壓泵等設備對泉水加壓、換熱, 并提取熱能供賓館采暖等, 考慮地熱泉流量大小及張家口地區冬季溫度較低等因素, 在供暖設備中附加地熱泵設備, 以滿(mǎn)足供暖需求;在經(jīng)過(guò)換熱器換熱后, 熱水溫度降至45℃, 進(jìn)入第二梯次利用, 其主要可供賓館洗浴、理療所用, 合適地區可適當開(kāi)發(fā)室內水上娛樂(lè )項目。旅游—理療—娛樂(lè )模式適合在山區熱泉內進(jìn)行推廣, 其溫度相對較高, 水量較大且地熱水具有一定理療功效的地熱田 (異常區、點(diǎn)) 。

2.2 山間盆地地熱田開(kāi)發(fā)利用模式

張家口山間盆地地熱田分布較廣泛, 熱水溫度變化范圍較大, 其主要賦存于卵礫石層及下部基巖破碎帶中, 部分地熱田地下熱水以承壓水方式存儲于地下;熱水主要以地熱井的方式揭露, 地熱井的地下水動(dòng)態(tài)特征受開(kāi)采控制, 開(kāi)采量大, 水位降深也大, 水質(zhì)、水溫均出現不同程度的變化。

針對區內90～50℃地熱田, 研究制定了兩種多元梯級綜合利用模式, 即礦泉水生產(chǎn)—地熱干燥—洗浴模式及地熱干燥—采暖—溫室大棚—水產(chǎn)養殖模式。該模式適合溫度較高且水質(zhì)符合礦泉水生產(chǎn)標準的地熱田。

研究區內50～25℃地熱資源較豐富, 結合該類(lèi)型地熱資源的熱水溫度、水量及存儲方式等, 總結出此類(lèi)地熱田適合發(fā)展模式為:第一產(chǎn)業(yè)與第三產(chǎn)業(yè)整合開(kāi)發(fā)模式及礦泉水生產(chǎn)—娛樂(lè )—種植模式。此類(lèi)模式通過(guò)地熱井采水后, 直接供洗浴療養使用, 并發(fā)展與其相關(guān)的培訓和會(huì )展產(chǎn)業(yè), 如澡洗堂地熱田內的三馬坊溫泉度假村。

2.3 地熱資源梯級換熱利用模式

針對張家口地熱資源分布較分散、部分泉眼或地熱井出水量不大且又存在供暖或制冷需要地熱異常區 (點(diǎn)) , 提出了梯級換熱供暖—制冷模式。

梯級換熱模式是利用風(fēng)機盤(pán)管技術(shù)對用戶(hù)端進(jìn)行供暖, 風(fēng)機盤(pán)管是中央空調系統使用最廣的末端設備;考慮到地熱水對風(fēng)機盤(pán)管設備的腐蝕性, 在該模式中通過(guò)換熱器對地熱水進(jìn)行梯級換熱, 利用多級換熱最終將地熱水中的熱能轉移至另一套水循環(huán)系統中, 然后接通風(fēng)機盤(pán)管設備對用戶(hù)終端進(jìn)行供暖, 最后被置換熱能后的地熱尾水進(jìn)行無(wú)污染處理;其中接通風(fēng)機盤(pán)管的水循環(huán)系統中, 對于熱水還可以供用戶(hù)終端的生活用水等。

3、地熱資源開(kāi)發(fā)利用建議探討

對于研究區內地熱資源的開(kāi)發(fā)及具體的模式應用中, 要充分結合張家口地區地熱資源開(kāi)發(fā)利用基礎和條件, 綜合考慮各地熱田基本特征及地熱資源埋藏、存儲、水質(zhì)等特征, 因地制宜地推廣上述開(kāi)發(fā)模式, 實(shí)現地熱資源的合理開(kāi)發(fā)及有效利用。