1.地热井口系统
地热井与供热站的相对位置,地热水输送管道材料、管径、管道敷设等情况,井泵控制是否放在井泵房,除砂器布置情况等。孔隙、裂隙型地热井口系统地面工艺流程见图4-29。
2.地热利用系统
(1)地热采暖系统
根据地热水的腐蚀性情况,确定供暖系统工艺流程,按工艺流程确定站房各个设备的平面布置,力求工艺管道布置顺畅,设备间距符合设计规范要求。
确定工艺流程的关键,根据地热水的水质情况,氯离子和硫酸根离子含量,地热水温度等综合因素确定供暖系统是地热间接供暖还是直接供暖,如采用间接供暖,换热器的材质是采用钛板换热器,还是采用不锈钢换热器等问题需要论述清楚,这些问题将影响工程的设备投资费用。
图4-29 孔隙、裂隙型地热井口系统地面工艺流程图
(2)地热恒压供水系统
根据水质检验报告中铁离子含量是否超过国家规范所允许的数值,确定地热水处理工艺流程,并根据前面热水量计算数值确定水处理设备的容量,按水处理工艺流程确定各个设备的平面布置,力求工艺管道布置合理。
(3)调峰系统确定
依据项目当地燃料供应情况,原有热源设备具备情况,综合考虑设置调峰系统,如果项目设计不同的调峰方式,须分别进行设备选型、调峰设备平面布置。如果采用燃油、燃气锅炉进行调峰,尚需符合燃油、燃气锅炉房防火设计规范要求。
(4)地热供热站房与室内、室外管网设计的关系
根据室内采暖设计和室外采暖管网设计资料,分析室内采暖设计和施工是否与地热供热站房相适应,还存在哪些问题需要解决。
典型地热利用系统地面工艺流程见图4-30。
3.典型地热利用系统地面给水、排水工艺设计
1)给水:地热利用系统工艺热力站内的给水部分主要用于采暖季循环水系统初次充水;运行时期系统补水;当地热水温度较高时,在夏季供应生活热水时需要混入部分自来水。自来水引入量根据各种实际情况按最高时用水量选择管径。
2)排水:供热站排水分重力排水和压力排水。重力排水为设备溢流、管道渗漏、设备检修等排水的收集排放,要求设备间设排水沟或排水地漏。压力排水为未得到充分利用和未回灌的地热尾水、除铁设备反冲洗排水,这些排水具有一定温度,排放时注意避免造成环境的热污染;另外由于排水具有压力,直接进入重力排水系统会产生溢流、冲刷排水系统等问题,需要设置适当容积的扩容井,从扩容井靠重力流进入排水系统。
4.板式换热器
地热水中主要腐蚀成分为Cl-,
设计地热系统时,一般要伴随防腐工程设计。目前最常用、运行系统稳定、寿命长、经济性较合理的是在利用系统中安装热交换器的办法。尽管增加了换热器投资和传热温差损失,但为了防止系统过快被腐蚀,国内外经验告诉我们用间接供暖几乎是唯一正常、合理的方法,否则很可能是得不偿失。通过热交换器,将地热水中的热量传递给洁净的、无腐蚀性的循环(自来)水,而地热水不进入交换器二次的供暖系统或热泵系统,这样,与地热水直接接触的金属部件或管道减少到最少,防腐起来相对容易。
图4-30 典型地热利用系统工艺流程图
地热交换器的类型很多。板式换热器传热系数比管壳式大,便于打开观察腐蚀情况,清洗结垢,因此,地热换热器多选用板式换热器。常见板片选材的有不锈钢和钛板,选用时可参照地热流体的水质情况、生产厂家提供的资料来决定,一般用不锈钢的价格大约是钛材的1/2,但矿化度较高(大于1000mg/L)的深井地热水绝大多数只能选用钛板的换热器。
针对钛板主要受全球钛材价格影响,供应紧张,价格昂贵;而不锈钢板材难以克服高浓度氯离子水质下缝隙腐蚀、板片表面细菌生长、热导率相对较低等的缺点。目前市场上出现了新型铜合金制板式换热器,它具有导电、传热性能好、耐腐蚀性能好、抑菌性能好、加工性能好的特点,寿命较不锈钢长,经济性远好于钛板。