208 內(nèi)蒙古寧城縣旅游度假區(qū)溫泉熱水資源綜合利用可行性研究

1、內(nèi)蒙古寧城縣旅游度假區(qū)地?zé)崴Y源綜合利用技 術(shù)爭(zhēng)辯天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院楊筱靜，由世俊，張歡摘要內(nèi)蒙古寧城縣具有豐富的地?zé)崴Y源，但是目前寧城地區(qū)地?zé)崴盟捷^低且沒(méi)能綜合利用。為 提高地?zé)崴Y源利用效率，使地?zé)豳Y源充分合理的利用，本文結(jié)合寧城旅游度假區(qū)采暖供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 提出了將地?zé)崴?jí)梯級(jí)換熱分別滿(mǎn)足不同的供熱采暖系統(tǒng)形式，同時(shí)利用地?zé)嵛菜疅岜米鳛檎{(diào)峰熱源 滿(mǎn)足供熱負(fù)荷需求，此外還有一局部地?zé)嵛菜厝丛?、溫室種植和溫水養(yǎng)殖。該方案與傳統(tǒng)燃煤鍋 爐供暖方式相比具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，此外該方案承受梯級(jí)換熱、地?zé)嵛菜疅岜谜{(diào)峰、建 用戶(hù)低溫地板輻射采暖，局部地?zé)嵛菜糜跍厝丛?/p>

2、等，使地?zé)崴Y源被充分利用，提高了其熱量的利 用率。關(guān)鍵字 地?zé)崴Y源，梯級(jí)利用，地?zé)嵛菜疅岜?，調(diào)峰熱源，綜合利用爭(zhēng)辯背景中國(guó)地?zé)崮芾迷诮┠昕焖龠M(jìn)展，年增長(zhǎng)率到達(dá)約14.5%。地?zé)嶙鳛榫G色可再生能源，在天津、北京等地進(jìn)展快速，主要用于供暖、洗浴、花卉、種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖等1。內(nèi)蒙古寧城縣地?zé)釡厝Y源豐富，具有水量大、溫度高、水質(zhì)好等特點(diǎn)。其分布面積約 0.5 平方公里，熱水日動(dòng)儲(chǔ)量 14002100m3，中心孔口泉水溫度高達(dá) 99，流量約為 6000 m3/d，是全國(guó)水溫較好、儲(chǔ)量可觀(guān)的地?zé)崽貏e區(qū)2。經(jīng)勘查，該地區(qū)地?zé)崴|(zhì)衛(wèi)生檢測(cè)結(jié)果如表1 所示，其中含有的主要化學(xué)物質(zhì)對(duì)人身有較好的浴療作

3、用，是自然的優(yōu)質(zhì)礦泉浴療水。表 1 寧城地?zé)崴|(zhì)衛(wèi)生檢測(cè)結(jié)果表色度濁度NTU 臭和味肉眼可見(jiàn)物PH值總硬度CaCO 351無(wú)異臭異味無(wú)7.858砷mg/L鉛mg/L 銅mg/L 鐵mg/L 錳mg/L鋅mg/L0.010.010.0030.0060.0030.05溶解性總固體mg/L664鉻六價(jià)mg/L0.004硫酸鹽mg/L68汞mg/L0.001硝酸鹽以N計(jì)mg/L3.2氯化物mg/L49氟化物mg/L1.5耗氧量mg/L1.5寧城縣屬于半干旱大陸性季風(fēng)氣候，冬季漫長(zhǎng)嚴(yán)寒，其年采暖季為從每年的10 月中旬到轉(zhuǎn)年的 4 月中旬，歷時(shí)約6 個(gè)月，宜承受集中供暖。因此，熱水旅游度假區(qū)的地?zé)豳Y源

4、除可用于溫泉、養(yǎng)殖和種植外，還可以用來(lái)供熱。但是，目前寧城地區(qū)地?zé)崂弥幌抻诘退剑莻€(gè)體經(jīng)營(yíng)者利用自身淺地?zé)峋械臒崴?，泵入散?器系統(tǒng)經(jīng)暖氣片循環(huán)供暖，共約5 萬(wàn) m2。這些個(gè)體淺井很難治理，且資源沒(méi)有充分利用。有的地?zé)峋疁馗?，而又不?shí)行綜合利用方式，承受放熱措施，降低水溫，形成簡(jiǎn)潔的單一洗浴使用，同時(shí)又將水灌回井中沒(méi)有過(guò)濾，會(huì)導(dǎo)致局部污染。地?zé)豳Y源是國(guó)家立法鼓舞開(kāi)發(fā)和保護(hù)的可再生能源，應(yīng)合理把握開(kāi)采量，承受梯級(jí)、綜合、高效利用技術(shù)，提高資源利用率。具備回灌條件的承受回灌開(kāi)發(fā)模式， 以保護(hù)地?zé)豳Y源的長(zhǎng)期可持續(xù)利用。工程概況寧城熱水旅游度假區(qū)位于寧城縣八里罕鎮(zhèn)東南部，該中心區(qū)位于原熱水鎮(zhèn)鎮(zhèn)

5、區(qū)，規(guī)劃地塊總面積約為1.55平方公里。該區(qū)域總建筑面積約為30萬(wàn)m2，其中現(xiàn)有建筑面積約為15萬(wàn)m2。此外，種植、養(yǎng)殖采暖用戶(hù)共約5萬(wàn)m2。其采暖熱負(fù)荷及采暖系統(tǒng)形式、供熱參數(shù)如表2所示。表 2 寧城采暖熱負(fù)荷估算表序建筑面采暖負(fù)號(hào)工程積m2荷kW供熱系統(tǒng)供熱參數(shù)1現(xiàn)有住宅熱用戶(hù)1400008000散熱器采暖80/602現(xiàn)有酒店熱用戶(hù)10000800空調(diào)采暖55/453建住宅熱用戶(hù)1500006000地板輻射50/404地?zé)岱鲐毣胤N植熱用戶(hù)267003000地板輻射50/405地?zé)岱鲐毣仞B(yǎng)殖熱用戶(hù)267001000散熱器采暖80/606合計(jì)35340018800基于寧城豐富的地?zé)崴Y源和

6、該旅游度假區(qū)的用戶(hù)供暖形式，本工程擬承受通過(guò)綜合開(kāi)發(fā)、梯級(jí)利 用該地?zé)崴Y源滿(mǎn)足不同采暖用戶(hù)需求。此外，由于該區(qū)地?zé)崴畬儆卺t(yī)療礦水，對(duì)人身體有浴療作用， 因此依據(jù)該旅游度假區(qū)的狀況，可以考慮用其溫泉洗浴、供給生活熱水、溫水養(yǎng)殖和溫室種植。這樣可 以使地?zé)豳Y源發(fā)揮出最大的效益。地?zé)峋C合利用方案地?zé)峋畢?shù)選取地?zé)豳Y源利用量直接依靠于該地區(qū)地?zé)豳Y源的儲(chǔ)量，只有依據(jù)地?zé)豳Y源的儲(chǔ)量開(kāi)展地?zé)崮芾?，?能使地?zé)豳Y源真正成為可再生資源，才能避開(kāi)對(duì)地?zé)豳Y源的掠奪式、盲目式開(kāi)采。依據(jù)寧城地?zé)豳Y源綜合開(kāi)發(fā)利用子工程預(yù)可行性技術(shù)分析報(bào)告，甲方打算開(kāi)鑿地?zé)峋畠裳?，地?zé)崴?000m3/d，水溫95。地?zé)岱桨笢厝┧?/p>

7、量該工程地?zé)崴畬籴t(yī)療礦水命名硅水；氟含量5.022.5 mg/L，屬醫(yī)療礦水命名氟水，它們具有顯著的醫(yī)療效果?？紤]到該地區(qū)的地?zé)崴|(zhì)和該地區(qū)的溫泉使用狀況，規(guī)劃利用換熱后48熱水1200m3/d， 供給集中使用的洗浴醫(yī)療和游泳休閑會(huì)所等單位，也用于分散的住戶(hù)溫泉供水；規(guī)劃利用48熱水800m3/d，用于溫水養(yǎng)殖和溫室種植高檔蔬菜和花卉，最高小時(shí)熱水供給量約為60m3/h。以上兩項(xiàng)使用過(guò)的熱水，水質(zhì)已變化，不能用于回灌，收集起來(lái)，經(jīng)處理后用于熱水河和湯后河筑橡皮壩蓄水造景。供熱方案確定前面所述，利用資源儲(chǔ)量確定的地?zé)衢_(kāi)采量為水量6000m3/d，水溫95，假設(shè)單純利用地?zé)崴芄?，地?zé)崴厮疁?/p>

8、度為48時(shí)，只能供給13600kW的熱量，而供熱站設(shè)計(jì)熱負(fù)荷總計(jì)18800kW，地?zé)崴畵Q熱產(chǎn)熱量?jī)H為供熱站設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的72%。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)通過(guò)地?zé)峋C合利用對(duì)區(qū)域、采暖供熱的目標(biāo)，必需 設(shè)置調(diào)峰熱源。調(diào)峰熱源的有效放熱量應(yīng)為5200kW。此外，考慮到該區(qū)地?zé)崴疁剌^高，為充分利用地?zé)豳Y源、提高供熱效率，本工程依據(jù)上述的不同供熱系統(tǒng)方式、供熱參數(shù)及供熱負(fù)荷，確定承受三級(jí)梯級(jí)換熱方式進(jìn)展供熱。依據(jù)表2供給的熱負(fù)荷及供熱參數(shù)，確定三級(jí)換熱后地?zé)崴幕厮疁囟?，分別為63、60和48。調(diào)峰熱源方案優(yōu)化選取調(diào)峰的目的，其一是為了在地?zé)崴靠隙ǖ臈l件下，擴(kuò)大地?zé)峁崦娣e；其二是為了提高地?zé)崂?率，增加經(jīng)濟(jì)效益

9、?？紤]到調(diào)峰熱源應(yīng)能快速啟停，簡(jiǎn)潔調(diào)整，下面就燃油鍋爐和地?zé)嵛菜疅岜脙煞N調(diào)峰熱源進(jìn)展比較，綜合比較結(jié)果如表3所示。通過(guò)比較，雖然熱泵調(diào)峰方案設(shè)備初投資高于燃油鍋爐房調(diào)峰方案，但運(yùn)行費(fèi)用每年比燃油鍋爐節(jié) 約183萬(wàn)元，用資金靜態(tài)分析估算，工程實(shí)施一年就可以彌補(bǔ)初投資上的差異。而且，利用熱泵最重要的優(yōu)勢(shì)是比燃油鍋爐調(diào)峰方案提高地?zé)崂寐?5%，節(jié)能效益顯著。因此，通過(guò)比照優(yōu)化選擇后，本工程確定地?zé)嵛菜疅岜脼檎{(diào)峰熱源。調(diào)峰方案綜合比較表表3序調(diào) 峰 方 式號(hào)比較工程利用能源種類(lèi)供熱能源品位損失狀況燃油鍋爐調(diào)峰方案輕柴油 1000以上燃燒產(chǎn)物加熱熱泵調(diào)峰方案電能加熱成50熱水80-70熱水3能源效率燃

10、油93%COP為3.74設(shè)備初投資127萬(wàn)元309.5萬(wàn)元5一個(gè)采暖季調(diào)峰運(yùn)行費(fèi)495.35萬(wàn)元，折合為14元/m2312萬(wàn)元，折合為8.8元/m26制冷用途無(wú)法用于夏季制冷可用于夏季制冷供空調(diào)7消防要求對(duì)消防要求標(biāo)準(zhǔn)高對(duì)消防要求標(biāo)準(zhǔn)低8對(duì)地?zé)崂寐实挠绊?00%比燃油鍋爐調(diào)峰方案提高地?zé)崂寐?5%，節(jié)能效益顯著地?zé)峁┡瘬Q熱方式選取地?zé)崴┧到y(tǒng)形式可分為間接供水系統(tǒng)和直接供水系統(tǒng)兩種。前面所述，寧城地下熱水屬硫酸鈉 水質(zhì)類(lèi)型，水質(zhì)有肯定腐蝕性，而且本工程供熱范圍廣，供熱面積大供熱參數(shù)種類(lèi)多，為了保護(hù)供暖系 統(tǒng)免受腐蝕和系統(tǒng)，本工程擬承受經(jīng)換熱器傳熱的地?zé)衢g接供暖系統(tǒng)?？紤]溫度對(duì)腐蝕性強(qiáng)弱的

11、影響， 換熱器材質(zhì)選擇：一級(jí)換熱器承受鈦板換熱器，二級(jí)、三級(jí)分別承受SMO材質(zhì)換熱器。綜上所述，寧城縣旅游度假區(qū)地?zé)崴Y源綜合利用方案流程圖如圖1所示。從兩眼地?zé)崛∷〕龅?0地?zé)崴?，?jīng)過(guò)一級(jí)鈦板換熱器換熱供散熱器采暖系統(tǒng)后溫度降至63進(jìn)入二級(jí)SMO材質(zhì)換熱器供空調(diào)采暖系統(tǒng)，地?zé)崴疁亟抵?0后進(jìn)入三級(jí)SMO換熱器供建地板輻射采暖系統(tǒng)降至水溫48，其中1/3的地?zé)崴糜跍厝丛?、溫水養(yǎng)殖和溫室種植，2/3的溫泉水經(jīng)過(guò)四級(jí)SMO換熱器供地?zé)嵛菜疅岜米稣{(diào)峰熱源，地?zé)崴疁亟抵?2后回灌。圖1 寧城旅游度假區(qū)地?zé)崴Y源綜合利用方案及熱負(fù)荷安排流程圖結(jié)語(yǔ)承受地?zé)崴Y源代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤鍋爐供暖的方式，每年可削減向大氣排放：二氧化硫排放量187000kg，氮氧化物排放量66000kg，二氧化碳26048000kg，煤塵量排放量88000kg，可節(jié)約環(huán)境保護(hù)治理費(fèi)用303.93萬(wàn)元，節(jié)能效益、環(huán)保效益及經(jīng)濟(jì)效益格外顯著,符合國(guó)家節(jié)能減排的大政方針。承受三級(jí)梯級(jí)換熱方式供熱采暖，降低地?zé)崴毓鄿囟龋岣叩責(zé)崴Y源利用效率，使地?zé)崴Y源的熱量充分利用。建用戶(hù)承