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地熱能發(fā)電的工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

時間:2022/1/11閱讀:1863
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摘 要:概述了地熱能及其發(fā)電方式和國內(nèi)外地熱能發(fā)電的現(xiàn)狀,分析了地熱能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù),討論了我國地熱能發(fā)電的工程技術(shù)發(fā)展方向,提出目前我國地熱能發(fā)電工程技術(shù)的重點是地熱發(fā)電設(shè)備的設(shè)計制造技術(shù)和成套設(shè)備的優(yōu)化集成.

 

??關(guān)鍵詞:地熱能發(fā)電;地熱發(fā)電設(shè)備;設(shè)計制造技術(shù);優(yōu)化集成。

 

??地熱能是綠色能源,也是可再生能源.世界上已有24個國家利用地熱能發(fā)電,其中有5個國家的地熱發(fā)電量占國家總發(fā)電量的15%~22%.從BP公司的統(tǒng)計數(shù)字顯示,截止2008年底,全球地熱發(fā)電總裝機容量已達到10 469 MW.

 

??人類從事地熱發(fā)電的歷史已超過百年,曾對各種類型的地熱資源進行過開發(fā)利用.地熱能是一種環(huán)境友好型能源,與化石燃料能源相比,在開發(fā)利用過程中幾乎沒有廢氣排放,且廢水排入地下.在已知的新能源中,地熱能發(fā)電不受季節(jié)影響,因此它是穩(wěn)定、可靠的能源,可用于帶基本負荷運行的電站.有數(shù)據(jù)顯示,地熱發(fā)電的負荷率高達90%,而太陽能發(fā)電和風力發(fā)電分別只有20%和25%(BP能源公司2009年世界能源統(tǒng)計).

 

??西藏是我國地熱能發(fā)電開發(fā)的地區(qū),其中羊八井地熱電站已運行了30多年,積累了大量寶貴經(jīng)驗.國內(nèi)外地熱能發(fā)電的經(jīng)驗證明:地熱發(fā)電是清潔的、無燃料成本的低碳能源工業(yè),在經(jīng)濟性上具有競爭力.

 

??隨著國際能源戰(zhàn)略的重大調(diào)整,綠色能源革命和低碳經(jīng)濟席卷全球,燃煤發(fā)電將長期面臨減排的壓力,因而促使開發(fā)、利用新能源發(fā)電的商業(yè)項目日益增多.各國政府、國際組織和各主要投資實體均在這一方面提供優(yōu)惠政策并投入大量資金,很多國外公司也頻頻介紹地熱能發(fā)電項目,特別是在缺乏技術(shù)而市場廣闊的發(fā)展中國家進行開發(fā)投資.因此,對于地熱能發(fā)電有著很大潛力的中國企業(yè),應(yīng)廣泛開展從地熱能發(fā)電的概念到發(fā)電全過程的技術(shù)研究.

 

??1 地熱能發(fā)電概述。

 

??1.1 地熱能概述。

 

??地熱能是指地球內(nèi)部蘊藏的能量,一般集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶,起源于地球的熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變.據(jù)估計,距地殼深度3 km以內(nèi)蘊藏的熱量約為4.3@1019MJ.全球地熱資源估計為6@106MW,其中32%的地熱溫度高于130e,而68%的地熱溫度低于130e[2].通常,地熱資源可以按溫度來劃分,地熱溫度高于150e為高溫,地熱溫度低于90e為低溫,而地熱溫度處于90~150e為中溫.

 

??1.2 地熱能發(fā)電方式。

 

??目前,絕大多數(shù)的地熱發(fā)電項目是通過鉆井抽取地下的地熱流體作為高溫熱源進行發(fā)電,經(jīng)過發(fā)電后的地熱流體再灌回地下.一般,從井口流出的地熱流體存在3種狀態(tài):干蒸汽、以蒸汽為主或者以水為主的汽水混合物以及熱水.根據(jù)地熱流體的性質(zhì),有4種熱力系統(tǒng)可供選擇:干蒸汽熱力系統(tǒng)(圖1(a))、一次閃蒸蒸汽熱力系統(tǒng)(圖1(b))、二次閃蒸蒸汽熱力系統(tǒng)(圖1(c))和雙工質(zhì)熱力系統(tǒng)(圖1(d)).

 

??(a)干蒸汽熱力系統(tǒng)(b)一次閃蒸蒸汽熱力系統(tǒng)(c)二次閃蒸蒸汽熱力系統(tǒng)(d)雙工質(zhì)熱力系統(tǒng)圖1 地熱能發(fā)電的主要熱力系統(tǒng)Fig.1 Principal thermal system of geothermal power generation2 世界地熱能發(fā)電現(xiàn)狀目前,能夠較大規(guī)模進行地熱能發(fā)電的國家,主要都是利用與火山有關(guān)的地熱資源.除了美國、意大利以及新西蘭等發(fā)達國家一直以開發(fā)地熱能進行發(fā)電外,許多擁有豐富高溫地熱資源的發(fā)展中國家也非常重視地熱能發(fā)電.

 

??2.1 國外地熱能發(fā)電現(xiàn)狀[3]

 

??美國是世界上地熱發(fā)電規(guī)模的國家,總裝機容量達到2 687 MW.美國最大的地熱電站是Geysers電站,利用干蒸汽發(fā)電,現(xiàn)有裝機容量1 421 MW.2008年8月,美國地熱協(xié)會聲稱美國地熱發(fā)電將新增裝機容量4 000 MW.

 

??意大利早在1904年就利用干地熱蒸汽進行了發(fā)電試驗,是進行地熱發(fā)電的國家,目前總裝機容量已達810 MW.2007年,意大利政府批準新增100 MW地熱發(fā)電機組.

 

??新西蘭是最早利用中、低溫地熱資源進行發(fā)電的國家,目前總裝機容量為472 MW.Wairakei地熱電廠運行已超過50年,運行地熱機組容量已達147 MW.

 

??菲律賓擁有豐富的地熱資源,目前的總裝機容量為1 971 MW,計劃在2010~2014年間新增裝機容量800 MW.

 

??印度尼西亞地熱資源極其豐富,.目前,印度尼西亞地熱發(fā)電總裝機容量達到992 MW.在簽署了京都議定書后,印度尼西亞政府計劃在2009~2018年新建總裝機容量為6 867 MW的地熱發(fā)電機組,以此來緩解國內(nèi)嚴重的缺電問題.

 

??#1161# 第12期周支柱:地熱能發(fā)電的工程技術(shù)墨西哥地熱發(fā)電潛力為8 000 MW,僅次于印度尼西亞.目前,墨西哥地熱發(fā)電總裝機容量為953MW.地熱開發(fā)商CFE的計劃顯示,墨西哥地熱發(fā)電新增機組容量為300 MW.

 

??肯尼亞地熱發(fā)電潛力約為2 000 MW.2007年,肯尼亞地熱發(fā)電總裝機容量為129 MW.

 

??土耳其2007年的地熱電站總裝機容量為38MW.在2009年,土耳其國內(nèi)1座容量為45 MW的地熱電站剛投入運行.

 

??2.2 中國地熱能發(fā)電現(xiàn)狀由于中國地熱資源大多以低溫為主,僅在西藏、云南和中國臺灣存在中、高溫地熱資源.上世紀70年代,為解決西藏缺電問題,國家投資開發(fā)淺層中、低溫地熱資源,相繼建成羊八井、郎久和那曲3座地熱電站,總裝機容量為28.18 MW.西藏羊八井地熱電站建有7臺3 MW二級擴容循環(huán)機組,1臺3.18 MW進口機組和1臺1 MW單級擴容循環(huán)機組[4].郎久地熱電站和那曲地熱電站已關(guān)閉.隨著國家在西藏地熱資源方面的投資減少,目前尚未有新的地熱電站興建.在上世紀90年代,開展了回灌工程,有效地穩(wěn)定了地熱發(fā)電量.羊八井地熱電站為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻.在2008年,西藏羊八井地熱電站利用1口高溫地熱井進行了增容發(fā)電.

 

??我國中國臺灣省建有2座地熱試驗電站,目前也已關(guān)閉.云南騰沖的熱海地熱田溫度高達260e以上,但至今尚未開發(fā)利用.

 

??3 地熱能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)3.1 地熱田開發(fā)3.1.1 熱儲工程技術(shù)地熱電站規(guī)模大小主要與地熱田的發(fā)電潛力有關(guān).在開發(fā)階段,既要保證有足夠的地熱流體使機組啟動滿發(fā),又要避免過度開采造成機組出力不足,因此需要對地熱田進行深入研究.可以通過一些指標來評估地熱田的實際情況,比如地熱流體的成分、井底壓力和溫度、井口壓力和溫度以及滲透性等,但對地熱田內(nèi)部變化和未來預(yù)測,則需要通過熱儲工程技術(shù)建立熱儲模型來進行分析.

 

??首先根據(jù)地熱儲存條件、地熱熱源分析、熱傳遞機理和地熱流體運移等方面建立數(shù)學概念模型;然后根據(jù)地質(zhì)勘探和測量、試驗井的測量和物探結(jié)果來修正概念模型,獲得熱儲系統(tǒng)模型,并根據(jù)此模型預(yù)測深部熱儲溫度場、壓力場和化學場在地熱開發(fā)條件下的變化趨勢,評估地熱田潛力,確定生產(chǎn)井和回灌井的數(shù)量和位置以及回灌對熱田的影響.生產(chǎn)井和回灌井建成后,要根據(jù)試驗數(shù)據(jù)進一步修正熱儲模型,建立地熱田管理模型,并以此作為今后擴建和優(yōu)化開發(fā)的基礎(chǔ).

 

??3.1.2 地熱井技術(shù)目前,地熱井鉆探是勘探和開發(fā)地熱資源的手段,但在地熱能發(fā)電工程項目中,地熱生產(chǎn)井的鉆井平均成功率僅為70%~80%.鉆井成功率不高的原因與地質(zhì)勘探以及地熱井工程技術(shù)有關(guān).地熱井工程技術(shù)主要包括鉆井和成井2部分.

 

??鉆井是地熱開發(fā)的基礎(chǔ),它涉及到確定鉆孔結(jié)構(gòu)、選擇鉆進參數(shù)、設(shè)計鉆柱級配方式、選擇鉆頭類型、配置鉆井液以及事故預(yù)防和處理等技術(shù).鉆井工程中的每個技術(shù)環(huán)節(jié)均會對鉆井質(zhì)量、鉆井效率和成本產(chǎn)生重大影響.

 

??成井是地熱開發(fā)的關(guān)鍵,它決定著地熱開發(fā)的質(zhì)量.成井技術(shù)包括地球物理測井、通井、井管的選擇和安裝、沖孔換漿、填礫、固井以及洗井等內(nèi)容.成井技術(shù)需要根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件、井深、鉆井結(jié)構(gòu)和井管結(jié)構(gòu)等進行工藝選擇,是1套地熱開發(fā)的綜合技術(shù)[5].

 

??3.2 地熱能發(fā)電3.2.1 地熱流體采集系統(tǒng)的設(shè)計通常有多口生產(chǎn)井,因此需要把各生產(chǎn)井連接起來,然后把分離后的蒸汽輸送到汽輪機.在生產(chǎn)井與汽輪發(fā)電機組之間的這個龐大部分被稱為地熱流體采集系統(tǒng),主要涉及到井口裝置選型、管網(wǎng)設(shè)計、汽水分離器設(shè)計、消聲器設(shè)計以及自動疏水器配置等內(nèi)容.

 

??一般,地熱井和地熱電站都相距較遠,從生產(chǎn)井流出的地熱流體大多是低參數(shù)兩相流,生產(chǎn)井的井口參數(shù)可能會有較大差異,這些均是地熱流體采集系統(tǒng)設(shè)計所需要考慮的重要因素.

 

??3.2.2 地熱電站的選型技術(shù)前面已經(jīng)提到,世界地熱電站主要有4種類型.

 

??據(jù)統(tǒng)計,世界地熱電站總裝機容量的90%都是蒸汽系統(tǒng),其余10%基本上是雙工質(zhì)系統(tǒng)(表1[6]).

 

??選擇地熱電站的類型非常重要,它會影響地熱流體采集系統(tǒng)的設(shè)計、汽輪機進汽參數(shù)的選擇、地熱設(shè)備的選型、回灌系統(tǒng)設(shè)計以及輔助系統(tǒng)設(shè)計等.地熱電站的設(shè)計基準數(shù)據(jù)包括井口溫度和壓力、井口流量、蒸汽和熱水質(zhì)量比、生產(chǎn)井特性曲線、不凝結(jié)氣體含量和化學分析等.除了選擇單獨的熱力系統(tǒng)之外,也可以考慮聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng),即在高溫循環(huán)時采用一次閃蒸蒸汽熱力系統(tǒng),而在低溫循環(huán)時則采用雙工質(zhì)熱力系統(tǒng).

 

??#1162#     動 力 工 程    第29卷 表1 世界地熱電站的類型分布Tab.1 Distribution of geothermal power stationtype in the world電站類型裝機容量/MW百分比/%干蒸汽2 545 28一次閃蒸3 295 37二次閃蒸2 293 26雙工質(zhì)(含聯(lián)合循環(huán)) 682 8其他119 1地熱電站選型建立在地熱田具體情況的基礎(chǔ)之上,根據(jù)設(shè)計基準數(shù)據(jù)和通過設(shè)計地熱流體采集系統(tǒng),計算出汽輪機進口壓力和功率,在最大功率附近確定汽輪機進汽壓力的范圍.在這個壓力范圍內(nèi),選擇不同的進汽參數(shù)進行方案設(shè)計,包括優(yōu)化設(shè)計地熱流體采集系統(tǒng)、初步設(shè)計地熱電站熱力系統(tǒng)和回灌系統(tǒng)以及選擇相應(yīng)的設(shè)備等內(nèi)容,然后對其進行技術(shù)經(jīng)濟性比較,最后得到*方案.

 

??3.2.3 地熱發(fā)電設(shè)備的設(shè)計制造技術(shù)前3種蒸汽熱力系統(tǒng)涉及汽輪機、井口閥門、汽水分離器、閃蒸器、凝汽器、抽汽器、冷卻塔和泵等設(shè)備;雙工質(zhì)系統(tǒng)包括有機氣體透平、井口閥門、熱交換器、空冷凝汽器和泵等設(shè)備.所有設(shè)備的功能與常規(guī)電站設(shè)備幾乎相同,但地熱流體都含有腐蝕性和易結(jié)垢的化學成分,因此在設(shè)計制造地熱發(fā)電設(shè)備時必須考慮到這一特點,以保證地熱電站設(shè)備的可靠性.表2給出了地熱發(fā)電設(shè)備的腐蝕與結(jié)垢特性.

 

??表2 地熱發(fā)電設(shè)備的腐蝕與結(jié)垢Tab.2 Corrosion and fouling in geothermal powergeneration equipment干蒸汽一次閃蒸二次閃蒸雙工質(zhì)汽輪機腐蝕,結(jié)垢腐蝕,結(jié)垢腐蝕,結(jié)垢井口閥門結(jié)垢,腐蝕結(jié)垢,腐蝕結(jié)垢,腐蝕結(jié)垢,腐蝕汽水分離器結(jié)垢,腐蝕結(jié)垢,腐蝕結(jié)垢,腐蝕)閃蒸器)結(jié)垢,腐蝕結(jié)垢,腐蝕)凝汽器腐蝕腐蝕腐蝕抽汽器腐蝕腐蝕腐蝕)冷卻塔腐蝕腐蝕腐蝕)循環(huán)泵結(jié)垢,腐蝕結(jié)垢,腐蝕結(jié)垢,腐蝕換熱器) ) )結(jié)垢,腐蝕3.2.4 回灌系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)從地下帶出來的化學成分大部分存在于分離后的熱水中,因此地熱水在開發(fā)利用后一定要回灌地下.回灌也是維持地熱田發(fā)電能力的*手段.在設(shè)計回灌系統(tǒng)時,除了在熱儲中要考慮井的位置、回灌水流向等以外,還需要重視管道內(nèi)可能的熱水汽化和回灌水溫度控制等問題,以避免造成管道破裂和嚴重結(jié)垢.

 

??4 我國地熱能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向一個典型的地熱電站項目的成本為:勘探占5%,評估占1%,許可證占1%,地熱井占23%,地熱流體采集系統(tǒng)占7%,電站占57%,輸配電占4%.其中,電站和地熱井部分的成本占到了總成本的80%,所以這2方面的工程技術(shù)是發(fā)展的重點.

 

??我國是世界上利用地熱采暖的大國,多年來在熱儲工程和地熱井方面取得了長足發(fā)展.我國各地幾乎都有地熱井,地熱井的最大深度已達到4 000 m.

 

??但是,多年來我國地熱能發(fā)電卻基本上處于停滯狀態(tài).雖然羊八井地熱電站在地熱流體采集系統(tǒng)設(shè)計、閃蒸蒸汽熱力系統(tǒng)設(shè)計、回灌系統(tǒng)設(shè)計、電站運行和管理等方面積累了一定經(jīng)驗,但羊八井地熱電站設(shè)備的設(shè)計制造技術(shù)嚴重老化,一些重要設(shè)備如汽水分離器和過濾器等還沒有投入應(yīng)用,非常缺乏先進的地熱發(fā)電設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)和成套設(shè)備的集成技術(shù).相比較而言,地熱發(fā)電設(shè)備設(shè)計制造和集成技術(shù)的發(fā)展遠遠落后于地熱能發(fā)電的其他技術(shù).

 

??因此,近期地熱能發(fā)電優(yōu)先發(fā)展的方向應(yīng)是提高地熱發(fā)電設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)水平和集成技術(shù)水平.

 

??我國*具備盡快發(fā)展地熱發(fā)電設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)和集成技術(shù)的條件和基礎(chǔ).地熱電站發(fā)電設(shè)備與常規(guī)電站發(fā)電設(shè)備基本類似,比如地熱汽輪機與火電機組低壓缸的濕蒸汽部分相似.但必須清醒地認識到:應(yīng)當牢牢抓住地熱能發(fā)電技術(shù)的特點,如腐蝕、結(jié)垢等方面進行深入的研究,才能開發(fā)出適用于地熱能發(fā)電的高性能設(shè)備.對于雙工質(zhì)系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備,則需要有更多的投入.

 

??5 結(jié) 論發(fā)展中國家有著豐富的地熱資源和廣闊的市場.但作為發(fā)展中國家的中國,根據(jù)目前地熱能發(fā)電的工程技術(shù)現(xiàn)狀,中國企業(yè)走出去開發(fā)相關(guān)項目的主要風險集中在地熱發(fā)電設(shè)備的設(shè)計制造和集成技術(shù).中國企業(yè)應(yīng)計劃在2~3年的時間里進行技術(shù)創(chuàng)新,大力研究地熱發(fā)電的工程技術(shù),重點放在深入研究適合地熱發(fā)電的成套設(shè)備的設(shè)計制造技術(shù)和集成技術(shù).

 

??積極發(fā)展地熱能發(fā)電的工程技術(shù)有利于電站工程項目的多元化,有助于帶動我國綠色能源的工程(4 結(jié) 論。

 

??(1) 10個含有缺陷的不銹鋼節(jié)流孔板均通過了ASME第?卷標準5核電廠部件在役檢查規(guī)則6、標準GB/T 19624)20045在用含缺陷壓力容器安全評定6、標準BS 7910)19995金屬結(jié)構(gòu)中缺陷驗收評定方法導則6的安全評定.

 

??(2)秦山第三核電有限公司的應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)及停堆冷卻系統(tǒng)中的不銹鋼節(jié)流孔板在40年的設(shè)計壽命期內(nèi)是安全的.

 

??(3) 3個標準的評定結(jié)果基本一致,但3個標準在缺陷規(guī)則化、評定工況和應(yīng)力的確定方法、缺陷疲勞擴展方程性能系數(shù)、缺陷應(yīng)力強度因子的計算公式以及缺陷安全性評定方式等方面均有所差異.



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此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè),新能源技術(shù)安裝公司,地熱井鉆探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設(shè)計,通過連接我司單總線地熱電纜,以及單通道或多通道485接口采集器,可對接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢!此款設(shè)備支持貼牌,具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計中,土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準確性。因此地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的測溫電纜設(shè)計方法,單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點,目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測,因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務(wù)器通過總線將現(xiàn)場與溫度采集模塊相連,溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個采集模塊可以連接內(nèi)置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。 本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監(jiān)測,支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監(jiān)測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究,埋地換熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統(tǒng),主要是一套先進的基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù),為優(yōu)化地源熱泵設(shè)計、探討地源熱泵的可持續(xù)運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點:

1.結(jié)構(gòu)簡單,一根總線可以掛接1-60根傳感器,總線采用三線制,所有的傳感器就燈泡一樣,可以直接掛在總線上.

2.總線距離長.采用強驅(qū)動模塊,普通線,可以輕松測量500米深井.

3.的深井土壤檢測傳感器,防護等級達到IP68,可耐壓力高達5Mpa.

4.定制的防水抗拉電纜,增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點總結(jié):高性價格比,根據(jù)不同的需求,比你想象的*.

針對U型管口徑小的問題,本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應(yīng)用于:

1.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

本系統(tǒng)技術(shù)參數(shù):支持傳感器:18B20高精度深井水溫數(shù)字傳感器,測井深:1000米,傳感器耐壓能力:5Mpa ,配置設(shè)備:遠距離溫度采集模塊+測井電纜+傳感器,

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)功能:

1、溫度在線監(jiān)測

2、 報警功能

3、 數(shù)據(jù)存儲

4、定時保存設(shè)置

5、歷史數(shù)據(jù)報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術(shù)參數(shù)】

1、溫度測量范圍:-10℃ ~ +100℃

2、溫度精度: 正負0.5℃ (-10℃ ~ +80℃)

3、分  辨 率: 0.1℃

4、采樣點數(shù): 小于128

5、巡檢周期: 小于3s(可設(shè)置)

6、傳輸技術(shù): RS485、RF(射頻技術(shù))、GPRS

7、測點線長: 小于350米

8、供電方式: AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3

9、工作溫度: -30℃ ~ +80℃

10、工作濕度: 小于90%RH

11、電纜防護等級:IP66

使用注意事項:

防水感溫電纜經(jīng)測試與檢測,具備一定的防水和耐水壓能力,使用時,請按以下方法操作與使用:
1. 使用時,建議將感溫電纜置于U形管內(nèi)以方便后期維護。
若置與U形管外,請小心操作,做好電纜防護,防止在安裝過程中電纜被劃傷,以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置,因溫度為緩慢變化量,正常使用時,請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式,紅色為電源正,建議電源為3-5V DC,黑色為電源負,蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個節(jié)點,實際使用應(yīng)該限制在150個節(jié)點以內(nèi)。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯能力,但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電,當總線距離在200米以內(nèi),則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電,當距離在500米之內(nèi),可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。

【北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司提供定制各個領(lǐng)域用的測溫線纜產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計中,土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準確性。因此地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。

由北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統(tǒng),硬件采取先進的ARM技術(shù);上位機軟件使用編程語言技術(shù)設(shè)計,富有人性、直觀明了;測溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部,根據(jù)客戶距離進行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測,本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測方法:

  

為了實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷,必須首先制定保證系統(tǒng)正常運行的合理的標準。在系統(tǒng)的設(shè)計階段,地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據(jù)參數(shù),它也是在系統(tǒng)運行過程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個或幾個空調(diào)采暖周期(一般一個空調(diào)采暖周期為1年)后,系統(tǒng)的取熱和放熱嚴重不平衡,則這個初始溫度會有較大的變化,將會大大降低系統(tǒng)的運行效率。所以設(shè)計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標準。
  首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進行全年動態(tài)能耗分析,即輸入建筑物的條件,包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結(jié)構(gòu)材料和房間功能等條件,計算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負荷,我們根據(jù)該負荷,選擇合適的系統(tǒng)配置,即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源,并動態(tài)模擬計算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運行過程中土壤溫度的變化情況,得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行,同時系統(tǒng)實時監(jiān)測土壤溫度變化情況,即依靠埋置在地下的測溫傳感器監(jiān)測土壤的溫度,并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測系統(tǒng)概況:

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷,在埋地管換熱器設(shè)計中,土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù),而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的地源熱泵測溫電纜設(shè)計方法,北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點,目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測,因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質(zhì)等環(huán)境對空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量,目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井,有口徑小,深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井,要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置,即10米放一個探頭,則所需線材要1500米,在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀,若需接入電腦進行溫度實時記錄,該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計,這口井進行地熱測溫至少成本在8000元,雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測溫精度,但對模擬量數(shù)據(jù)采集,提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù),即提供巡檢儀的測量精度,若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫,能夠做到0.5度的精度,則是非常不容易。針對這一需求,北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜"及相應(yīng)系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測,地源熱泵溫度監(jiān)測研究,地源熱泵溫度測量系統(tǒng),淺層地熱測溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測溫線纜與傳統(tǒng)測溫電纜對比分析:
傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件,因其是模擬量,要對溫度進行采集,若需較高精度,需要選擇12位或以上的AD轉(zhuǎn)換及信號處理電路,近距離時,其精度及可靠性受環(huán)境影響不大,但當大于30米距離傳輸時,宜采用三線制測方式,并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時,需每個測溫點放置一根電纜,因電阻作為模擬量及相互之間的干擾,其溫度測量的準確度、系統(tǒng)的精度差,會受環(huán)境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在,而檢測的環(huán)境往往存在電場、磁場等不確定因素,這些因素會對電信號產(chǎn)生較大的干擾,從而影響傳感器實際的測量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,每年需要進行校準,因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器,具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性,總線式數(shù)字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應(yīng)元件,感應(yīng)元件位于傳感器頭部,傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別,無需校正,因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式,總線電纜或傳感器外徑可做得很小,直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢。所以數(shù)字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測理想的設(shè)備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)場總線管理器,直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合遠距離傳輸?shù)臄?shù)字信號,而每個傳感器本身都有唯的識別ID,所以很多傳感器可以直接掛接在總線上,從而實現(xiàn)一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺建設(shè)

一、系統(tǒng)介紹

1、建設(shè)自動監(jiān)測監(jiān)測平臺,可監(jiān)測大樓內(nèi)室內(nèi)溫度;熱泵機組空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、

壓力、流量;系統(tǒng)空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、壓力、流量;熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數(shù);地溫場的變化等,實現(xiàn)熱泵機組運行情況 24 小時實時監(jiān)測,異常情況預(yù)

警,做到真正的無人值守。可對熱泵系統(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價,為進一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導依據(jù)。

具體測量要求如下:

1)各熱泵機組實時運行情況;

2)室內(nèi)溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

3)室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線;

4)機房內(nèi)空調(diào)側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

5)機房內(nèi)地埋管側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

6)機房內(nèi)用電設(shè)備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

7)地溫場內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線;

8)能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評價分析。

2、自動監(jiān)測平臺建成以后可以對已經(jīng)安裝自動監(jiān)測設(shè)備的地熱井實施自動監(jiān)測的數(shù)據(jù)分

析展示,可實現(xiàn)地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析,并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預(yù)

警,做到實時監(jiān)管,有地熱井運行的穩(wěn)定性。

1)開采水量及回水水量的流量監(jiān)測及變化曲線;

2)開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測及變化曲線;

3)開采井井內(nèi)水位監(jiān)測及變化曲線;



推薦產(chǎn)品如下:

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地熱管理系統(tǒng)(geothermal management system)是為實現(xiàn)地熱資源的可持續(xù)開發(fā)而建立的管理系統(tǒng)。

我司深井地熱監(jiān)測產(chǎn)品系列介紹:

1.0-1000米單點溫度檢測(普通表和存儲表)/0-3000米單點溫度檢測(普通顯示,只能顯示溫度,沒有存儲分析軟件功能)

2.0-1000米淺層地溫能監(jiān)測/高精度遠程地溫監(jiān)測系統(tǒng)采集器采用低功耗、攜帶方便;物聯(lián)網(wǎng)NB無線傳輸至WEB端B/S架構(gòu)網(wǎng)絡(luò);單總線結(jié)構(gòu),可擴展256個點;進口18B20高精度傳感器,在10-85度范圍內(nèi),精度在0.1-0.2

3. 4.0-10000米分布式多點深層地溫監(jiān)測(采用分布式光纖測溫系統(tǒng)細分兩大類:1.井筒測試 2.井壁測試

4.0-2000NB型液位/溫度一體式自動監(jiān)測系統(tǒng)(同時監(jiān)測溫度和液位兩個參數(shù),MAX耐溫125攝氏度)

5.0-7000米全景型耐高溫測溫成像一體井下電視(同時監(jiān)測溫度和視頻圖片等)

6. 微功耗采集系統(tǒng)/遙控終端機——地熱資源監(jiān)測系統(tǒng)/地熱管理系統(tǒng)(可在換熱站同時監(jiān)測溫度/流量/水位/泵內(nèi)溫地熱遠程監(jiān)測系統(tǒng)地熱遠程監(jiān)測系統(tǒng)度/壓力/能耗等多參數(shù)內(nèi)容,可實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控,24小時無人值守)?

有此類深井地溫項目,歡迎新老客戶朋友垂詢!北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司

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