天津市华馨公寓地热梯级利用

  工程概况
  华馨公寓位于天津市河东区，建于1999年，规划建设面积20万平方米，一期有13.7万平方米的采暖及生活用水，二期供暖面积6.3万平方米。2002年，由于小区建设的需要，又新增了供热面积4.5万平方米左右。小区所处位置，地热资源条件较好。热储层为蓟县系雾迷山组，出水温度85℃左右，出水量为90 -130m³/h，如按一般工艺设计只能满足10万平方米左右的供暖，存在热源严重的不足问题。结合开发建设的需求，地热梯级利用技术为该工程热源不足问题的解决发挥了重要作用。
  该站地热井开采为一采一灌的对井回灌开采方式，系统特点为“小而精”，即占地面积小、结构合理、功能齐全、使用效果佳，配以计算机24小时自动监控系统。降温后的地热水部分进入下一级系统，另一部分进入装有石英砂的除铁罐内进行吸气除铁，实施24小时热水供应。
  为了进一步提高地热利用率，开发剩余地热资源，为下一步的规划建设预留供热负荷，华馨公寓首次在地热供热系统中，引入了地板辐射采暖方式，同时，大面积的住宅型地板采暖在天津地区也尚属首例。其优点在于舒适、美观、卫生，另外地板采暖高效节能，使地热水的利用温差加大了10℃。另外．辐射采暖可比其他散热器节约20%左右的供热量，与铸铁散热器相比可节约30%的运行费用。华馨公寓地板采暖系统是利用散热器采暖的回水(50℃)作为供水，利用低温大流量的原理，循环至地板采暖回水为40℃，进入换热器与地热水进行热交换，这样利用地热尾水的热量，增加了供热面积5.5万平方米，提高了资源利用率。可见地板辐射换热是合理开发利用低温地热资源、扩大供热面积和提高采暖效益的良好方式之一。
  由于小区建设的需要，2002年内新增热面积4.5万平方米，考虑到地热井韵产热量及新增熟负荷，调势在必行。目前用于调峰的设备多为燃油、燃气锅炉，但在地热供暖工程中，应甩水源熟泵技术进行冬季调峰，能提高热能利用率，实现地热资源的梯级利用，为40℃以下的地热弃水提供了新的利用途径。
  目前水源热泵技术已经成熟，主机运行安全可靠，较其他方式具有高效、环保、节能等多项优点。为此，该区新增4.5万平方米的供热，由热泵提取弃水中的热能来满足，使系统实现了梯次、高效、节能的目的。

  地热地质条件
  华馨公寓构造位置位于沧县隆起大小东庄凸起的西南边缘，基岩埋深1100米左右。区域上对本区地热地质条件起控制作用的断裂，主要有海河断裂、天津断裂和李七庄断裂。

  海河断裂
  位于本区南侧，是大小东庄凸起的南部边界。沿海河分布，走向北西，倾向南西，区域上延伸较长，西起天津市区，东入渤海。该断裂属壳断裂，活动时期长，有一定的继承性和新生性。该断裂距离设计区较近，对本区的地热地质条件的影响较大。

  天津断裂
  位于天津市区西部，是大一小东庄凸起的西部边界，走向北北东，倾向北西西，倾角约45°，属正断层，断层落差200-300m。该断裂属盖层断裂。

  李七庄断裂
  位于本区东侧是凸起内部断裂，走向北北东，倾向北西西，倾角60°，属正断层，区域上延伸约10km，该断裂对设计区地热地质条件影响较大。

  地层概况
  华馨公寓所在地区的地层包括新生界的平原组与明化镇组，古生界的奥陶系与寒武系，元古界的景儿峪组、龙山组与雾迷山组。

  热储特征
  小区将取蓟县系雾迷山组热储层的地热水，该热储层位于上元古界青白口系地层之下，主要岩性以深灰、浅灰色含灰质白云岩为主。设计区附近该层的顶板埋深2550- 2600m，热储层温度85℃左右，单井出水量90-130 m³/h，水质类型为CISO4．HC03-Na型，含氟量约lOmg/L，总矿化度1900 mg/L，总硬度为245 mg/L，总碱度约330 mg/L，pH值为7.5左右，为低矿化度中性软水。拉申指数3左右，属中等腐蚀性热水。该热储层热水中锶、锂、偏硅酸和偏硼酸等含量也均达到饮用矿泉水标准。
  地热井设计方案
  根据有关资料，结合设计区地热地质条件，以及现有地热井的分布，布设一采一灌两眼地热井。1#井垂深3000m，斜深3040m，倾角11.45°，方位角44°；2#井垂深2950m，斜深301Om，倾角14.55°，方位角270°。两井均于400m开始造斜。