12月6日，中國能建天津電力工程自主創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園供熱（冷）能源站順利通過72小時聯(lián)合試運行，正式投入運營。

該能源站由中國能建科技發(fā)展公司（以下簡稱“科技發(fā)展公司”）采用“總承包+運營”模式設(shè)計、建造、運營，以“中深層地巖換熱”為基礎(chǔ)能源，復(fù)合水蓄能、空氣能進行多能互補，將實現(xiàn)園區(qū)5.7萬平方米面積的高效、環(huán)保供熱（冷）。這是中國能建首座中深層地巖換熱（地?zé)幔┠茉凑?，也是目前京津冀地區(qū)采用中深層地巖換熱技術(shù)，實現(xiàn)供熱（冷）的最大辦公樓宇分布式能源項目。

一提到地?zé)?，人們可能會首先想到地下溫泉，同時也會擔(dān)憂地下水源污染、枯竭等問題。事實上，該能源站是向地下巖土層鉆孔4口，在孔中安裝密閉金屬換熱器傳導(dǎo)和專用高溫型水源熱泵，提取地下高溫?zé)崃浚瑢崿F(xiàn)“只取熱不取水”。

傳統(tǒng)的水熱型地?zé)崂秒m然經(jīng)濟效益較高，但存在審批難、回灌水不徹底、地下水位下降等弊端，而中深層地巖換熱技術(shù)占地面積小、不受區(qū)域限制、地上零排放、地下零干擾，是突破目前傳統(tǒng)地?zé)嵝袠I(yè)發(fā)展瓶頸的最佳方式。

4年前，科技發(fā)展公司組建起15人的科研團隊，并于2017年5月具備了中深層地巖換熱器設(shè)計能力?！翱蒲幸谐晒晒苻D(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后要能持續(xù)創(chuàng)造價值?！笨萍及l(fā)展公司黨委書記、董事長王永紅表示。

“科研貫穿能源站全壽命周期，是一個持續(xù)迭代的過程，要在產(chǎn)品創(chuàng)新中始終引領(lǐng)，在探索中不斷突破，滿足客戶個性化需求?！笨萍及l(fā)展公司副總經(jīng)理戴志清介紹起該公司的科研基因。

該能源站處于地質(zhì)斷裂帶，地質(zhì)條件復(fù)雜，存在漏失、坍塌等風(fēng)險。項目部進行了井身結(jié)構(gòu)、單井向群井的設(shè)計優(yōu)化，保證了成井的安全性和穩(wěn)定性。內(nèi)管機械性和絕熱性能的試驗與改良，特別是借鑒的石油行業(yè)連續(xù)油管技術(shù)，在最大程度提取地下熱量的同時，減少了熱量輸送過程中的損失。底部封堵與固井工藝的設(shè)計研發(fā)，既能保證井管的絕對封閉，又能使固井水泥不影響井壁的吸熱效率。

以井身工藝設(shè)計為例，項目區(qū)地巖井鉆遇地層以松散或半膠結(jié)泥巖、砂巖為主，尤其是新近系館陶組和石炭二疊系上段結(jié)構(gòu)更為松散，并且有含水層互層，在制定井身工藝時，需要考慮多套方案和隨機應(yīng)變的靈活工藝措施。二開鉆進時，項目部先用直徑311毫米的鉆頭鉆進至1500米左右的松散地質(zhì)層附近，以便預(yù)防中途發(fā)生坍塌等情況時，有補下直徑245毫米套管的余地，如無漏失坍塌風(fēng)險，再換用直徑216毫米鉆頭鉆進。

換熱技術(shù)示意圖

今年5月，10號井鉆至1550米深處時，出現(xiàn)了嚴重漏失現(xiàn)象。項目部及時啟動了應(yīng)急預(yù)案，通過對泥漿配比和化學(xué)性能、鉆進速度、鉆具組合的及時調(diào)整等措施，保證了井壁穩(wěn)定。

“能源站運行這一段時間，通過樓內(nèi)溫度監(jiān)測，供熱效果完全滿足大樓用熱需要。”天津電力建設(shè)公司產(chǎn)業(yè)園基地主任辛永照在評估能源站供熱效果時評價道。

根據(jù)項目運行數(shù)據(jù)和一次能源利用率分析，該能源站冬季供暖系統(tǒng)比電熱鍋爐節(jié)能80%，比燃氣鍋爐節(jié)能51%，全年（供暖+供冷）比“燃氣鍋爐+冷水機組”的常規(guī)系統(tǒng)節(jié)能30%以上，每年供暖季可減少標準煤消耗649噸，減少二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物排放分別達1525噸、5噸和4.3噸，具有顯著的經(jīng)濟價值和社會效益。

“從能源站投產(chǎn)后熱井的數(shù)據(jù)來看，4眼熱井的取熱能力均符合或超出了設(shè)計和預(yù)期的要求?！表椖拷?jīng)理劉少勇說?！斑\行期間，我們也會通過監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析，繼續(xù)進行科研工作，不斷優(yōu)化運營策略，持續(xù)提升該項技術(shù)的換熱效率、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性，助力中國能建地?zé)岚鍓K業(yè)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展?！?/p>

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