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东营龙源清洁能源科技有限公司东营市牛庄“清洁供暖无烟小镇”项目通过利用埋深1800~2100m东营组热储层地热水资源作为热源,在牛庄镇聚华小区域附近布置生产井5眼(备用1眼)及回灌井5眼(备用1眼)作为热源,替代现有燃煤锅炉(28MW)热源,项目总投资金额为6100万元。
一、项目基本情况
牛庄镇原聚华锅炉房地热供暖项目于2019年6月开始施工,于2019年10月30日达到供暖条件,并于当年11月7日投入供暖运营。项目运行面积约26万平方米,其中公建部分12万平方米,居民部分14万平方米。同时为附近农业大棚提供供暖,已建成的包括4万平方米花卉大棚,20万平方蔬菜大棚。农业大棚二期处于兴建过程中。
该项目通过利用埋深1800~2100m东营组热储层地热水资源作为热源,在牛庄镇聚华小区域附近布置生产井5眼(备用1眼)及回灌井5眼(备用1眼)作为热源,替代现有燃煤锅炉(28MW)热源,项目总投资金额为6100万元。
项目共铺设管网长度约9000米,新建换热站1座,新建换热站内建设兼容原燃煤锅炉的换热器,确保地热和锅炉双热源均可运行。同时对北区换热站以及原部分管网进行改造,部分加大管径,最终通过各小区现有二级网系统为区域内所有设施供暖。
牛庄镇聚华锅炉房地热供暖项目,2019-2021两个供暖季年取暖费收入1190万元。年运行成本包含运行电费、维修、人工费及合计约260万元。项目回灌时间为每年供暖季开始即11月15日至来年3月15日,整个供暖季。开采井对应回灌井,根据天气温度变化启停。
二、供暖工艺流程及可行性
(一)供暖工艺流程及可行性
聚华锅炉房供暖区域共有地热井五口,编号分别为牛热1井、牛热2井、牛热5井、牛热8井,牛热10井,五口井下入潜水泵抽水地下热水,年开采量按20×104m3/a.井进行。地热水通过电潜泵提取出来后,通过高压气液分离器(部分情况需加除砂器),分离其中的气体以及固体悬浮物。经过分离后的地热水进
入板式换热器与二级管网的循环水换热,换热后的地热水直接进入回灌管线,最终不加压流入回灌井回注。换热后的二级管网循环水通过各小区现有二级网系统直供用户,负责聚华园1-5五个个区的居民楼供暖,和办公楼、学校、卫生院等公建的供暖。
(二)技术先进程度
该系统主要先进技术在于开采井及回灌井的设计及合理布局,在综合考虑供暖区域分布和平面布置的基础上,结合掌握的地质资料,采用一抽一回、同层回灌的设计思路,共施工取水井和回灌井各5口,保证抽水井与回灌井之间的间距在400m左右,成井工艺基本相同。部署的原则是:
(1)回灌井距离采水井相对较近。
(2)热储层连通砂体厚度较大。
(3)在井位选择上避开附近的断层。
(4)回灌井与采水井位于同一断块内。
(5)综合考虑回灌对热储层温度和压力的影响。
在开采的过程中,全程检测开采井及回灌井的水位、压力、流量及温度,通过上述参数的变化判断生产及回灌的运行情况,以确保100%达标回灌及整个系统的安全运行。
该技术在钻井设计及完井、工艺设备及材料的选择、化学助剂的针对性应用以及运行维保方面形成一整套方案,达到地热尾水在砂岩热储(如馆陶组、东营组等)能实现一采一灌情况下实现100%无压同层回灌。确保以灌定采的实施,也不会形成加压回灌等方式对地层的破坏及不可持续性。
三、地热尾水负压回灌技术
本技术目前采用一采一灌的方式来设计,亦即一口开采井对应一口回灌井。地热水通过电潜泵提取出来后,通过高压气液分离器(部分情况需加除砂器),分离其中的气体以及固体悬浮物。经过分离后的地热水进入板式换热器与二级管网的循环水换热,换热后的地热水或是通过热泵机组梯级利用,或是直接进入回灌管线,最终不加压流入回灌井回注。
在开采的过程中,全程检测开采井及回灌井的水位、压力、流量及温度,通过上述参数的变化判断生产及回灌的运行情况,以确保100%达标回灌及整个系统的安全运行。
该技术在钻井设计及完井、工艺设备及材料的选择、化学助剂的针对性应用以及运行维保方面形成一整套方案,达到地热尾水在砂岩热储(如馆陶组、东营组等)能实现一采一灌情况下实现100%无压同层回灌。确保以灌定采的实施,也不会形成加压回灌等方式对地层的破坏及不可持续性。
该技术已在超过400万平方米的地热供暖项目上得到应用,成功实施的回灌井近40口,单井正常运行的回灌量在80-120m3/h。
四、项目运行情况小结
(1)政府主导、多方参与
政府主导搭建平台,技术及社会资本积极参与,促进产业发展;本项目市政资产管理公司的支持是成功实施的关键
(2)运行稳定、安全可靠
热储资源丰富、工艺合理,年供暖运行平稳,效果优于燃煤供暖;
(3)节能减排、经济高效
供暖无煤炭消耗,年节省标准煤排放约1万吨,二氧化碳2.6万吨;直接运营成本远低于燃煤供暖
(4)促进当地经济发展,助力新农村建设
助力牛庄镇设施农业建设,为8万平方米的花卉大棚提供热源,并计划为万亩现代农业项目清洁供暖
(5)模式可推广复制
政府主导多方参与实施模式,地热开发的技术可在东营及鲁北地区复制。
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