Principales problemas existentes en el desarrollo y utilización de recursos energéticos geotérmicos poco profundos en el área de Beijing
Existen los siguientes problemas en el desarrollo y utilización de la energía geotérmica poco profunda en Beijing:
1. Se han construido sistemas de bombas de calor de agua subterránea en áreas inadecuadas.
Las bombas de calor de fuente subterránea de agua subterránea necesitan cavar una cierta cantidad de pozos de bombeo y riego según la cantidad de agua en circulación y las condiciones hidrogeológicas locales para lograr una recarga completa del agua subterránea en la misma capa después del intercambio de calor. Por lo tanto, la clave para determinar si un proyecto de bomba de calor de agua subterránea puede funcionar es si, bajo ciertas condiciones técnicas y económicas, las condiciones hidrogeológicas en el área donde se ubica el proyecto pueden satisfacer la cantidad de agua circulante requerida por el proyecto. En pocas palabras, significa si se puede "sacar y verter".
Sin embargo, durante la encuesta, encontramos que los proyectos de bombas de calor de fuente subterránea de agua subterránea construidos en Beijing están ubicados en la parte inferior del abanico aluvial o tienen malas condiciones hidrogeológicas, lo que representa el 28,2% del número total. de proyectos (Tabla 3-7), lo que refleja la cierta ceguera del proyecto de bomba de calor de fuente subterránea de agua subterránea en las primeras etapas de desarrollo.
Cuadro 3-7 Cuadro estadístico del número de proyectos de aguas subterráneas en la parte baja del abanico aluvial o con malas condiciones hidrogeológicas
Por ejemplo, el proyecto de bomba de calor de aguas subterráneas de una universidad en el distrito de Tongzhou, Beijing, tiene un área de servicio de 12×104m2, ubicada aguas abajo del abanico aluvial del antiguo canal del río Yongding, con malas condiciones hidrogeológicas. La producción de agua de un solo pozo es de aproximadamente 50m3/h, y la producción de agua de un solo pozo es de aproximadamente 50m3/h. El volumen de recarga es inferior al 30% del agua bombeada. Los resultados del análisis de la calidad del agua muestran que el Fe2+ excede el estándar, lo que puede provocar fácilmente precipitación química y bloqueo, por lo que es muy inadecuado utilizar proyectos de bombas de calor de fuente subterránea. Además, el tipo de proyecto es una escuela, que cubre un área grande y tiene una gran área verde. Es adecuado para un proyecto de bomba de calor de fuente subterránea de tubería enterrada. Sin embargo, este proyecto utiliza tecnología y diseños de bomba de calor de fuente subterránea de agua. construye 46 bombas de calor de una sola unidad para bombear y llenar pozos, la elección del plan es obviamente irrazonable.
Las razones subyacentes de la selección irrazonable del plan son:
(1) En las primeras etapas de desarrollo de recursos de energía geotérmica poco profunda, el trabajo de investigación aún se encuentra en la etapa exploratoria. y la orientación para la práctica de ingeniería es insuficiente, y El área de Beijing aún no ha llevado a cabo una planificación de utilización y desarrollo de recursos de energía geotérmica poco profunda y la división de áreas adecuadas, áreas básicas adecuadas y áreas no adecuadas para proyectos de bombas de calor de fuentes subterráneas;
(2) Sin una base suficiente para el estudio hidrogeológico Por otro lado, las unidades de diseño y construcción del proyecto diseñan y construyen a ciegas, ignorando o no prestando atención al hecho básico de que el estudio hidrogeológico es el núcleo de la tecnología de bombas de calor de fuente subterránea de agua subterránea. .
2. No se realizó ningún estudio detallado de recursos de energía geotérmica poco profunda en la etapa inicial del proyecto.
Las "Especificaciones técnicas para la ingeniería de sistemas de bombas de calor de fuente terrestre" (GB50366-2005) exigen el diseño de soluciones de sistemas de bomba de calor de fuente terrestre Antes de la construcción, se deben investigar las condiciones del sitio del proyecto y se deben estudiar los recursos energéticos de temperatura superficial. Sin embargo, el desarrollo de recursos de energía geotérmica poco profunda en Beijing comenzó en 2000, y en 2005 se promulgaron las "Especificaciones técnicas para la ingeniería de sistemas de bombas de calor de fuente terrestre". Por lo tanto, durante las investigaciones de campo, se encontró que muchos proyectos enfrentaron muchas dificultades e incluso no pudieron operar debido a estudios preliminares insuficientes.
Por ejemplo, en el distrito de Fengtai, Beijing, ubicado en la parte media y superior del abanico aluvial del río Yongding, los estratos cuaternarios en esta área son principalmente capas de arena y grava, con condiciones hidrogeológicas superiores, agua fuerte riqueza, permeabilidad y calidad estratigráfica Tiene una fuerte capacidad de recarga y es muy adecuado para proyectos de bombas de calor de agua subterránea. Sin embargo, el espesor del Sistema Cuaternario en esta área es inferior a 40 m, mientras que la profundidad del agua subterránea ha alcanzado unos 30 m. , el espesor del acuífero es de sólo 1 a 2 m, lo que genera una situación en la que no hay agua disponible. Como resultado, algunos proyectos ya no funcionan correctamente.
Por ejemplo, el proyecto de bomba de calor de fuente subterránea de agua subterránea de un hotel en la ciudad de Shunyi ubicado en la parte media e inferior del abanico aluvial del río Chaobai. Los resultados de las pruebas de calidad del agua mostraron que los iones de hierro y manganeso son graves. excedió los estándares, lo que resultó en frecuentes precipitaciones químicas en el pozo de recarga. Bloqueado, el proyecto no puede funcionar correctamente.
Por ejemplo, el proyecto de bomba de calor de fuente subterránea de agua subterránea de un edificio en el distrito de Chaoyang está ubicado en la parte media e inferior del abanico aluvial del río Yongding. Las condiciones hidrogeológicas en esta área son malas. La producción de agua es promedio y el volumen de recarga es generalmente solo el 40% de la producción de agua. La proporción de bombeo y llenado de pozos es generalmente de 1: 2 a 1: 3, pero la proporción de bombeo y llenado de pozos en este proyecto es 1: 1. No es posible recargar toda el agua subterránea y es necesario descargarla al alcantarillado, lo que desperdicia gravemente los recursos de agua subterránea. El proyecto de bomba de calor subterránea de agua subterránea de un hospital en el condado de Yanqing también tuvo que ser renovado porque el agua subterránea no se pudo recargar por completo.
3. Falta de experiencia en el desarrollo y diseño de utilización de recursos energéticos geotérmicos poco profundos.
Como todos sabemos, la tecnología de bombas de calor geotérmicas consta de tecnología HVAC, tecnología de unidades de bomba de calor y tecnología de exploración geológica. En un solo campo, las tres tecnologías anteriores son muy maduras, pero la tecnología de bomba de calor geotérmica que combina orgánicamente las tres tecnologías enfrenta problemas como la falta de experiencia.
Por ejemplo, un proyecto de bomba de calor de agua subterránea en un edificio en el distrito de Haidian, Beijing, tiene un área de servicio de 3,5×104m2 y está ubicado en la parte media y superior del abanico aluvial de Yongding. Tiene excelentes condiciones hidrogeológicas y la producción de agua de un solo pozo puede alcanzar los 200 m3/h. Adopta diferentes tecnologías de bombeo y riego de pozos, un bombeo y un llenado, o un bombeo y dos llenados, que pueden cumplir con los requisitos del proyecto. , este proyecto adopta la misma tecnología de bombeo y llenado de pozos, y durante la operación del proyecto se produjo un fenómeno de "avance térmico", que provocó que el sistema de aire acondicionado no pudiera funcionar en verano y tuvo que renovar el sistema subterráneo de intercambio de calor.
El proyecto de bomba de calor de fuente terrestre de tubería subterránea en una ciudad de entretenimiento en el distrito de Chaoyang, Beijing, fue diseñado originalmente para construir 60 orificios de tubería subterránea. Después de la operación real, se descubrió que la capacidad de intercambio de calor del subsuelo. Los orificios para tuberías eran insuficientes y se tuvo que agregar más construcción. Hay 60 orificios para tuberías subterráneas, pero después del aumento, la potencia de la bomba de circulación no es suficiente, también hay problemas con el equilibrio hidráulico y el sistema no ha estado funcionando de manera estable. . En la actualidad, la capacidad de transferencia de calor y la conductividad térmica del suelo de las bombas de calor subterráneas de fuente subterránea por metro extendido en Beijing aún se encuentran en la etapa de utilización de valores empíricos. En el plan de diseño inicial, se estimó que la capacidad de transferencia de calor era de 80 W/m. , que luego se redujo a 60 W/m y finalmente se redujo a 22 W/m, y ahora básicamente se determina que es de 40 a 50 W/m. Es obvio que estos parámetros deben superarse mediante una gran cantidad de mediciones reales. superar la actual falta de experiencia.
4. Cambios en los sistemas ambientales geológicos.
Debido al monitoreo insuficiente del entorno geológico alrededor de los proyectos de desarrollo y utilización, los cambios en la calidad y temperatura del agua causados por la contaminación cruzada del agua subterránea durante la operación no se pueden entender de manera oportuna.