天津市地热勘察开发设计院属于事业单位吗，待遇怎么样

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一、天津地热基本情况

1.热储层特征

天津地区发育有两种热储类型，分别为以陆相碎屑沉积为主的新生界孔隙型热储(孔隙热储)和以海相沉积为主的古生界、中新元古界碳酸盐岩岩溶裂隙型热储(基岩热储)。孔隙热储包括新近系明化镇组(Nm)和馆陶组(Ng)、古近系东营组(Ed)热储层；基岩热储包括古生界奥陶系(O)、寒武系昌平组(∈c)和中元古界蓟县系雾迷山组(Jxw)热储层(图12-1)。

新近系明化镇组热储层顶板埋深300～600m，底板埋深589～1996m，涌水量在40～100m3/h之间，出水水温40～70℃，地热流体化学类型(舒卡列夫分类，下同)为HCO3-Na，HCO3·ClNa和SO4·Cl-Na型，溶解性总固体含量一般﹤1500mg/L，局部地区﹥3000mg/L，多为无—轻微腐蚀性热流体。该层是本区埋藏最浅的热储层，在宁河-宝坻断裂以南普遍分布。

新近系馆陶组热储层可分为馆I砂岩热储段和馆Ⅲ砂砾岩热储段。馆Ⅰ砂岩热储段厚100～200m，出水温度55～65℃。底部馆Ⅲ砂砾岩热储段出水水温60～80℃，水量80～130m3/h，流体化学类型以HCO3-Na，Cl·HCO3-Na型为主，溶解性总固体含量800～1900mg/L。

图12-1 热储层垂向分布示意图

奥陶系热储层属海相碳酸盐岩沉积建造，渗透系数高值区分布在海河断裂以南、天津断裂以东和白塘口东、西断裂之间，单井出水量在100～200m3/h之间，井口稳定流温48～76℃，流体化学类型以HCO3·Cl-Na，SO4·Cl-Na·Ca型为主，溶解性总固体含量1000～4600mg/L。该热储层的地热井相对较少，开发利用强度不大。

寒武系昌平组热储层顶板埋深950～3734m，厚度14～103m。单井出水量60～100m3/h，井口稳定流温70～80℃，流体化学类型以HCO3-Na，HCO3·SO4-Na型为主，溶解性总固体含量1000～2000mg/L。

蓟县系雾迷山组热储层是天津地区分布最广、沉积厚度最大的地层，也是天津地区地热开发最主要的层位，具有分布稳定、厚度大(﹥2000m)、埋深适中(1500～3500m)的特点。流体化学类型以Cl·HCO3·SO4-Na，Cl·SO4·HCO3-Na和Cl·SO4-Na型为主，溶解性总固体含量1700～2100mg/L，局部出现﹥5000mg/L高值区，总硬度300mg/L，pH值7.5左右。

2.开发利用现状

2011年度纳入动态监测的地热井共有381口，其中开采井数313口，年开采总量为2900.11万m3；回灌井数68口，年回灌总量为908.64万m3，地热资源当年整体回灌率为31.33%。各热储层开采情况见表12-1。

3.回灌系统基本情况

2011年度天津市已建成的回灌系统共有74处，目的层包括蓟县系雾迷山组和铁岭组、寒武系、奥陶系、古近系东营组、新近系馆陶组及明化镇组热储层，实际对46处回灌系统进行了回灌。回灌系统的地热流体年度开采总量为1348.45万m3，回灌总量为908.64万m3，回灌系统整体回灌率约为67.38%。

表12-1 2011年度各热储层动态监测地热井数量及采灌量统计表

注：据天津地热勘查开发设计院，2012。

二、地热监测范围及内容

地热监测范围平面上覆盖了除蓟县山区外的整个南部平原区，面积11 919.7km2；垂向上包括各个主要热储层。

地热资源动态监测的主要内容包括：

(1)地热井使用情况调查，包括地热井开发利用现状调查，地热井井口监测设施调查；

(2)地热井动态监测，包括地热井井口坐标及测点基准高度，地热井液面埋深(被测水面距井口的距离)及对应液面温度，按月统计开采量和回灌量，水质监测等内容；

(3)监测设施维护及改造。

(4)物探测井，包括井底测压、连续井温测试，测试地热井包括开采井、回灌井；

(5)地热流体水质化学分析。

三、监测方法及设备

1.监测方法

(1)动态系统监测。天津地区地热资源动态监测项目每月对有观测条件的地热井监测1次，重点监测井每月监测2次。将每次监测到的数据与前次数据进行对照，如发现异常，分析原因，必要时检查测量工具和观测方法，进行复测，并在备注栏说明情况。

(2)回灌系统监测。对运行的对井系统建立长期监测网(包括供暖期、非供暖期)，连续监测对井系统压力、水位、流量、温度等参数。对回灌井的回灌运行状况、回灌效应进行完整的分析、研究。监测频率为供暖期每月2次。监测内容包括热储水位、开采量及回灌量、开采温度和回灌温度、运行情况等。

2.监测设备

(1)水位监测——人工监测设备。采用测绳、电流表等进行水位测量(图12-2)。

(2)水位监测——水位自动化监测设备。图12-3为2011年天津地热勘查开发设计院与南开大学共同研制的地热井水位-温度自动监测系统，目前正在天津进行试点应用，测量数据精度和稳定性较好。该系统温度测量范围为-10～125℃，分辨率为0.01℃；水位测量范围为0～200m，分辨率为0.001m。

图12-2 人工测量地热井水位埋深现场照片

图12-3 地热井水位-温度自动监测系统样机

(3)水温、水量监测设备

目前地热井水温、水量监测以自动化监测为主，人工监测为辅。2011年度全市监测井中有300眼安装了“地热井智能测控终端”(图12-4)，基本实现了对这些地热井流量及温度的自动化监测。

图12-4 地热井智能测控终端照片

四、数据采集和分析

1.数据采集

数据采集方式有人工采集和水位自动化监测设备采集，现阶段以人工采集为主。重点监测井采集频率每月 2次，一般监测井采集频率每月1次。

为全面了解各热储层的水位动态特征和变化规律，根据本地区地质构造特征和热储分布特点，在一些重点地区布设了重点监测井。2011年度重点监测井的水位数据采集率在70%以上。

2.数据分析

通过地热井水位监测(图12-5)，获得热储水位动态数据，发现并归纳总结出其动力场特征和变化规律，预测水位变化趋势、分析热储开采潜力，为地热资源开发利用规划及决策提供科学合理依据。

由多年的动态监测数据可知，新近系明化镇组、馆陶组和蓟县系雾迷山组热储层数据相对丰富、完整和连续，监测报告对其热储压力和水位动态特征进行了详细分析。

(1)明化镇组热储层水位动态特征分析。由地热井动态监测资料经整理后所得数据绘制的20℃液面水位埋深等值线立体图(图12-6)可以看出，2011年度明化镇组热储层静水位埋深整体上呈由中心城区及新四区向周围逐渐变浅的趋势，静水位埋深较大的地区主要分布在集中开采的中心城区和西青区，形成了水位降落漏斗中心，静水位埋深最大达到97m以上；水位埋深较小的地区主要分布在天津西北部的武清区及北部宝坻地区，普遍﹤58m，宝坻区马家店BD-01井仅为33.4m左右。

图12-5 自动监测数据和人工监测数据对比图

(据天津地热勘查开发设计院，2012)

图12-6 2011年度天津地区明化镇组热储层20℃液面静水位埋深立体图

(据天津地热勘查开发设计院，2012)

(2)馆陶组热储层水位动态特征分析。由2011年度馆陶组热储层20℃液面水位埋深等值线立体图(图12-7)可以看出，开采强度较大的塘沽、大港和东丽部分地区热储层水位埋深及降幅均较大。馆陶组缺失带西侧冀中坳陷的武清区由于热储层水动力条件相对较差，静水位埋深达78m以上；缺失带东侧则由于集中开采出现了多个水位埋深较大的降落漏斗区。

图12-7 2011年度天津地区馆陶组热储层20℃液面静水位埋深立体图

(据天津地热勘查开发设计院，2012)

(3)蓟县系雾迷山组热储层水位动态特征分析。由20℃液面静水位埋深等值线立体图(图12-8)可以看出，2011年雾迷山组热储层水位埋深为64～140m。从西南部的静海县唐官屯到大邱庄，水位埋深逐渐增大；从大邱庄向北，总体上表现为沿深大导水断裂(如沧东断裂和白塘口西断裂)水位埋深相对较浅、靠近阻水断裂水位埋深相对较大的特点，越靠近阻水的天津断裂水位埋深越大，河东区HD-09井附近成为降落漏斗中心，最大水位埋深已达140m左右。

图12-8 2011年度天津地区雾迷山组热储层20℃液面静水位埋深立体图

(据天津地热勘查开发设计院，2012)

曾梅香 高宝珠 黎雪梅 李会娟

（天津地热勘查开发设计院）

摘要：浅层地热能是指广泛存在于浅部地层（恒温层至数百米范围内）中的热能，是一种低品位（＜25℃）的能源。但因其分布广泛、储量巨大、节能显着、可循环利用等优势而日益受到关注。随着热泵技术的发展，浅层地热能被认为是建筑供暖（冷）用新能源中是最为现实、最有前途的能源。本文主要介绍这种能源的资源潜力、开发利用前景及优化开采方案。

1 引言

随着生活水平的提高，人们对室内舒适程度的要求越来越高，我国建筑用能占全社会能源需求的比例也由原来的1/6增长到1/4，其中供暖、制冷、供生活热水的能耗占了相当大的比重。不断增长的能源需求和供给之间的矛盾，以及利用传统能源对环境的巨大压力，使人们对风能、太阳能、地热能等绿色能源的开发抱着极大的热情。浅层地温源以其储量巨大、分布广泛、可循环利用等优势，在世界范围内备受推崇。以利用浅层地热能为主的热泵技术，在欧美等发达国家经过数十年的发展已相当成熟。因此，国内外一些能源专家认为：采集大自然低温可再生能特别是浅层地能（热）是21世纪取代传统供暖（冷）方式最为现实、最有前途的技术。

2 浅层地热能的特点

浅层地热能是指储藏在地下数百米以浅的地层中、温度介于基准温度（当地恒温带处的温度）和25℃之间的低品位热能，它是深部热能向上传导和太阳辐射共同作用的结果。各地区的恒温带深度及其对应的基准温度主要与所处纬度相关，基准温度与当地的年平均气温相当。我国地域广阔，南北差距较大：我国已测得的恒温层深度在15～30m之间，基准温度在10～23℃之间。

浅层地热能的特点就是储量巨大、分布广泛、参数稳定、几乎不受环境气候的影响，是能量较恒定的可再生清洁能源，是热泵技术应用最多的地温资源层［1］。

3 天津浅层地热能储量概算

天津辖区面积11919.7km2，除去775km2的北部山区外，其余的广大地区均覆盖了松散的新生界地层。但宝坻断裂以北的松散层厚度仅100～300m，松散层底板处的温度一般小于20℃，浅层低温能的储量有限，在此不做计算；该断裂以南8700km2的范围内，松散层厚度均大于千米，恒温带埋深30m左右，基准温度为13.5℃；受基岩面起伏和断裂构造的影响，盖层平均地温梯度介于2～8.3℃/100m之间；地层温度25℃处的最大埋深为600m（宝坻断裂以北地区除外），最小为170m。根据以往的地热地质数据，估算8700km2范围内的浅层低温能储量达3.6×1019J，折合发电量1×1013kW·h，相当于可连续维持天津用电最高负荷（2005年为597万kW）190年。即使开采其中的百分之一，也可以极大地缓解电力紧张的问题。

4 浅层地能开发应用实例

在我国政府提出加快发展循环经济，建设节约型城市的情况下，在人口集中、经济发达的大城市，一些公共建筑如政府机构、医院、学校等，有条件的都要优先使用浅层地温、太阳能和生物质能等再生能源，部分替代电能，或与电能互补，改变城市能源结构单一的局面，促进能源结构多元化，有效缓解电力紧张问题。如北京早在几年前就开始浅层地温的利用，目前采用浅层地能供暖替代燃煤锅炉的建筑物总面积已达200万m2，2006年有望达到300万m2［2］。

天津是全国最早开采利用地热资源的城市之一，但深部地热资源因补给缓慢而面临越来越大的开采压力，某些地区已严格限采；而以开发可循环利用的浅层地热能的热泵技术在有关部门的大力支持下，正迎来它的快速发展阶段。

天津地矿珠宝公司改燃工程中成功地采用深部地层储能反季节循环利用新技术，解决了面积约6200m2建筑物的冬季用热、夏季用冷要求。其开凿了一对井深约200m的同层采灌对井（井距34m），利用浅层地热能（上更新世Q3地层20～100m、水温14℃；中更新世Q2地层110～140m、水温15.5℃；190～230m、水温18℃），通过地下水作为载体联系深部储能地层和地上换能设备系统进行能量转换，采、灌量稳定在40～50m3/h，基本达到平衡。系统建成后运行工况表明：尽管冬、夏季室外温度变化幅度较大，但室内温度在冬季控制在20℃左右，在夏季控制在26℃左右，不仅能完全满足工程不同季节温度要求，而且每年可节约运行费用约27万元，增加写字楼及宾馆收入约50万元；同时每年减少二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳和煤尘等污染物的排放量分别约4800kg、1400kg、120m3和1100kg，经济效益、环境效益相当显著。

天津市中心海河商贸区古文化街。工程采用三眼900～1000m深井作为热源井、三眼400～450m的浅井作为冷源井组成三个异层采灌井组，对井井距5m，三个井组，三角形布置，每组相距270m。夏季抽浅井中第四含水组的冷水水温为19～20℃，通过热泵制冷，38℃的尾水灌入深井储热；冬季抽深井明化镇组热储层的地热水、水温为36～41℃，通过热泵供热，9℃的尾水回灌入浅井储冷。该项目已安全运行近两年，效果良好。虽说这种异层采灌还是个新鲜事物，但它通过一采一灌实现采补平衡，实现反季节储能，不仅使宝贵的地热资源得到可持续性利用，通过调控回灌压力控制地面沉降，还可充分利用地表浅层中温度较低的地热能与高温的地热水进行循环供暖制冷，是循环经济的真正体现。

5 浅层地热能利用中存在的问题及对策

利用地球表层恒温层的特性，对人类的生存和活动进行有意义的应用开发，是利用地温资源的主要目的。开发利用地热资源，主要是以水（或流体介质）为载体，通过直接开采回灌地下水或人工灌注循环与地层换热得以利用。

国内外浅层地下水传统的能量采集方式为对井抽灌，优点在于抽水井的水温在热泵运行周期内基本保持稳定，可使热泵机组接近在额定负荷下运行。但是，对井或多井抽灌不仅仅钻井数量增多，其缺点主要回灌率较低，而易地回灌改变地下水的分布，容易产生移砂淤井的现象（特别是钻孔成井工艺较差的施工，地下水含砂量超标时，一个采暖期数十万吨水循环，带走泥砂可达数吨以上）。为克服地下水回灌难的缺点，有关科研部门已结合实践自主研制了“单井抽灌”技术，该浅层地能（热）采集技术已广泛应用于各种类型的建筑供暖（冷）三联供工程中，在全国已达200万m2，取得了良好的效果。目前，国内外在采集浅层土壤低温热量方面已做了很多相关试验和研究。采集方式主要有三种形式：水平埋管（直管，螺旋管）、垂直埋管（U型管，螺旋盘管套管）、基桩埋管（与建筑物基桩做成一个整体）［3］。

6 浅层地热能开采中的注意事项

地表水（江、河、湖、海等）低温能量的采集虽然很方便，但受气候的影响，温度变化很大，特别是北方寒冷地区，水温和气温却很低，能量采集必须要考虑结冰防冻问题，同时由于温度过低，热泵系统的能效比（COP值）降低并同时影响其额定热输出功率。浅层地能（地下水和土壤）的能量采集虽然不如地表水方便，但是其低温能量相对很稳定，温度水平略高于当地气候的年平均温度，春夏秋冬基本恒定，只要能量采集的工艺手段恰当合理，热泵系统的能量平衡是相对稳定的。

浅层地热能虽然储量巨大，四季可再生，但对于具体的地域不同的水文地质条件，其开发利用还是要有选择的，什么场合适合于浅层地下水低温能量的采集，什么场合适合于土壤低温能量的采集，采集的规模多大，用何种方式，开发利用不能过度，否则不仅影响经济性、安全性，还会造成地下水文地质条件的破坏。因此在工程配套设计施工中不仅仅要从能量的稳定合理的采集考虑，还要特别注意环境效益，不污染地下水，不破坏地下地质结构，保护地下水资源［1］，注意下列各方面：

（1）采集地热能时，要做到只用其热、不耗其水，用热后必须全部回灌，并监控回灌的实施。

（2）地下水采集井深度限制在地表浅层400m以内，远离400m以下的国家二级水质区域，保护生活饮水区，根据具体的水文地质条件确定打井深度，尽可能采用地下百米以内的浅层地下水。采用地下水源热泵时，水源的选择应为：水量充足，水温适当，水质良好，供水恒定，易于回灌。具体应考虑：地下水取水深度多在100m以内、各含水层厚度一般应大于5m、冬季地下水温应不低于10℃、地下水含沙量小。

（3）尽可能的就近回灌，在不影响热动力工况下，应积极推广“单井抽灌”技术，不具备“单井抽灌”条件的可采用对井抽灌，对井位置应远离城市区域供水站（距离应大于100m）且应设置在其下游区，且回灌井应设置在抽水井的上游区，井距应在10～20m以上，回灌井深度不宜接近地下生活饮水区，一般与抽水井深度相当（同层回灌），同时循环系统严格封闭，密切监控回灌水质，严防被污染，防止移砂、抽空和淤塞。

（4）对于一抽一灌、一抽多灌的对井和多井要严格审批，限制打井数量，禁止过度开采地下水，杜绝水资源的浪费污染，有效合理的利用地下水资源。

（5）井间距和井与建筑物的相对位置要设计合理，系统采用大温差小流量，以降低动力消耗。

参考文献

［1］程韧.浅层地能（热）的开发与利用.2005

［2］段金平.北京将推广利用浅层地温.中国地质环境信息网地勘导报.2005

程万庆1林建旺1韩金树2王坤2刘洋1

（1.天津地热勘查开发设计院；2.天津市国土资源和房屋管理局）

摘要：天津经济建设速度的不断加快，能源需求日益增大，浅层地热能作为地热开发的新领域，其开发利用必将对缓解天津能源供求紧张形势起到积极的作用。通过现有研究资料分析，认为天津地区浅层地热能储量丰富，开发利用前景广阔。

1 前言

地热资源属于可再生能源，据史料记载，我国开发利用地热已有2000多年的历史，是世界上利用地热资源较早的国家之一。自从20世纪70年代，我国开始勘查与开发地热资源，其开发利用发展迅速，利用领域涉及发电、供暖、医疗、洗浴以及工农业生产等，取得了显著的经济、社会和环境效益。尤其是90年代以来，在市场经济需求和利用技术不断发展的推动下，地热资源开发利用得到了更加蓬勃发展，应用范围日益广泛。随着常规能源日益缺乏，地热能等可再生能源的开发利用得到了全世界的重视。2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》，将可再生能源的开发利用列为能源的优先领域。

浅层地热能属于地热资源的一部分，指蕴藏在浅层岩土体和地下水中的低温地热资源。在过去的30年里，限于利用技术水平，只注重深部高温位地热能的开发。由于打深井费用偏高，风险大，而地热需求越来越旺盛，随着开发利用新技术的不断出现，人们开始注意浅层低温位地热资源，发现这里也储存着巨大的能源。近几年，浅层地热能利用技术在欧美等发达国家已经很成熟，并得到了广泛应用。在我国则处于起步阶段，尚未对浅层地热能进行系统的勘查评价，开发利用技术有待提高。因此，国土资发［2005］288号文将浅层地热能调查和评价及开发利用方案的试点作为近期国土资源部将开采的地热重点工作之一。

当前，能源供应不足，已经成为制约天津市经济、社会发展的突出矛盾。自20世纪70年代起开始地热勘查和开发利用，地热已经成为天津市重要的补充能源，在一定程度上缓解了能源供求紧张的形势。但随着大规模开发利用造成高品位地热资源的供给不足，急需寻找新的资源，因此，浅层地热能成为今后几年地热开发利用的重点。浅层地热能的勘查和开发在天津基本上还属于空白，而这一部分地热资源潜力巨大，因此，加大加快浅层地热能资源勘查、开发的力度必将对缓解天津能源供求紧张形势起到积极的作用。

2 天津市平原区浅层地温场特征

图1 天津地区浅层地温梯度等值线图

天津市以平原为主，面积占全市总面积的93.7%左右。平原区沉积较厚的新生代松散地层，由于厚度大、比热容高、热传导系数低，而天津地区热流值相对较大，因此，赋存了大量的热量，为浅层地热能的开发利用奠定了基础条件。

地壳的最上部称变温层，是接受太阳辐射能最多的处所，特点是温度随太阳能辐射的大小，有季节性、早晚和晴雨的变化。夏季、中午其顶部可高于30℃，向下温度逐渐降低；冬季凌晨顶部可低于0℃，向下温度逐渐增高。晴天的变化大于阴雨天。变温带之下为恒温层，指一定深度范围内地温常年保持相对恒定的带，天津地区恒温带深度为30m，温度为13.5℃。再下为地热增温带，即以一定的速率向下增温。这种速率又称地温梯度，以每100m增加多少度为单位。在天津地热勘查工作中将地温梯度大于3.5℃/100m称为地热异常。根据天津地热勘查工作中的测温资料可圈出10个地热异常区（见图1），地温梯度在4.5～8.8℃/100m，面积2328km2。其它地区地温梯度一般在2.0～3.5℃/100m。我国目前开发利用浅层地热能的深度在200m，按照一定深度的地温计算公式计算（见公式1）：天津平原区200m深度的温度，在地热异常区为21～28℃，在非地热异常区为17～19℃。随着技术经济条件的提高，利用深度不断增加，则可利用的地热能将会更多。

浅层地热能：全国地热（浅层地热能）开发利用现场经验交流会论文集

式中：T为计算深度的温度（℃）；D1为计算深度（m）；Gi为盖层平均地温梯度（℃/100m）；D2为恒温层埋深（m）；T0为恒温层温度（℃）。

3 天津市浅层地下水资源

天津市南部平原区广泛分布新生代的松散沉积物，第四系与新近系含水层可分为5层。第Ⅰ含水组相当于全新统和上更新统（Q4＋3），底界深度一般在70m以上。第Ⅱ含水组相当于中更新统（Q2），底界深度在180～220m。第Ⅲ含水组大致相当于下更新统上段（ ），底界深度290～310m，第Ⅳ含水组相当于下更新统下段，在隆起区尚包括部分新近系含水组（ ），底界深度370～430m。第Ⅴ含水组为新近系含水组（N2），底界埋深为520～560m。第Ⅰ含水组属于浅层地下水。

第Ⅱ—Ⅴ含水组属深层地下水（表1）。根据天津市地下水资源新一轮评价结果，五层含水组地下水天然资源为18.13×108m3/a，据水文地质条件分析和水资源的多次论证，天津地区有多年稳定补给的地下水资源量，可持续利用的水资源（7～8）×108m3/a。

根据以往地热勘查工作中对天津市平原区近百眼深度在200m左右的浅井的测温资料，水温在17～28℃，由于其温度变化不大，这五个含水层所占据部位的水和气，就成为巨大的能源库，随着低温利用技术的成熟，规模开发利用这部分能源的时机已经成熟。

4 浅层地热能利用技术

热泵是先进的热能利用与节能设备，能有效地利用空气、水体和土壤中蕴藏的低温热能，其具有环保、稳定、高效节能、节省占地空间、低维护、运行费用低和减少环境污染等优点。近年来在世界地热能直接利用中，应用热泵开发浅层地热能已独占鳌头，其装机容量和利用能量均以每年超过20%的速度增长，至2005年，全世界有33个国家已安装了130万台热泵，总装机容量15723MWt。目前浅层地温的利用技术在欧美等发达国家已经很成熟，并得到广泛的应用。我国浅层地热能的开发利用起步较晚，20世纪90年代开始研究和推广地源热泵系统浅层地热能的开发利用技术，2000年以来在全国得到普遍推广。2005年11月中华人民共和国建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了《地源热泵系统工程技术规范》以指导热泵系统工程的建设。

表1 天津市平原区第四系和部分新近系含水层组划分及各组水文地质特征表

天津有相当丰富的浅层地热能资源，社会发展和人民生活水平不断提高，目前在天津已有多个工程在利用地源热泵系统解决供暖、制冷问题，如梅江居住区、开发区海滨大道、国家安全局资料档案馆、塘沽凯华商业广场等，为天津浅层地热能的开发利用提供了借鉴。因此天津利用热泵开发浅层地热能的技术和资源条件已基本具备，发展前景非常看好。并且在当前能源形势十分严峻的情况下，积极推广热泵技术，规模开发浅层地热能，具有重要的现实意义。

参考文献

［1］天津地热勘查开发设计院.天津市王兰庄地热田普查.1987

［2］天津地热勘查开发设计院.天津热储工程研究.2005

［3］陈墨香等.华北地热.科学出版社，1988

［4］段永侯，王家兵，王亚斌，邢贵发.天津市地下水资源与可持续利用.水文地质工程地质，2004

［5］郑克棪.浅层地热能开发利用的世界现状及在我国的发展前景.全国地热热泵技术培训班教材.2006

靳宝珍 杨永江 李丹 刘斐 高亮

（天津地热勘查开发设计院）

摘要：本文旨在通过对天津地质背景和地温场分布特征的分析，对天津地区浅层地热能特征进行初步探讨，并对今后开展浅层地热能调查和研究提出几点建议，使其得到更为科学合理地开发。

如今成熟的热泵技术使浅层地热能的利用成为了现实，浅层地热能以其储量大、利用方便、对环境危害极小等优点，逐步登上了能源利用的大舞台，现今越来越多的目光转向了这个潜力巨大的能源宝库。这种很有市场前景的新能源，对缓解我国优质能源瓶颈和改善环境质量起到积极的作用。但是目前热泵系统的推广呈现出很大的盲目性，许多项目在没有对当地能储量情况进行充分调查评价的条件下，就匆匆上马，造成了地源热泵系统工作不正常，影响了地源热泵系统的进一步推广与应用。因此对浅层地热能的基础性研究是极具前瞻性的课题。

天津市依山傍海，地下蕴含着丰富的浅层地热能，30多年来地热工作者在地热研究领域进行了大量的勘查及相关研究工作，取得了丰硕的科研成果。但是由于科学技术水平等的限制，以往的地热能开发只侧重于40℃以上的地热水，对浅层地热能的研究几乎是一片空白。如今随着热泵等高新技术的发展，地热能的利用范围得到了很大拓展，潜能巨大的浅层地热能已不再沉睡，相关的利用已在多个示范工程中相继展开，而其基础性调查研究也成为用户及管理部门关注的焦点。

浅层地热能的形成与本区的地质背景是息息相关的，不同地区地层发育和构造特征不同，大地热流亦不相同，因此蕴含的能量也不尽相同。下面从天津地区地质构造特征、地温场特征分析全区浅层地热能的地质背景及特征。

1 地质背景

1.1 构造特征

天津在我国构造体系中，属于Ⅰ级构造单元华北准地台的北部，纵跨两个Ⅱ级构造单元，即燕山台褶带和华北断坳区，其间以宁河-宝坻断裂为界，断裂以北为基岩出露或浅埋区，属Ⅱ级构造单元燕山台褶带中段的次一级（Ⅲ级）构造单元蓟宝隆褶，该区发育的断裂以近东西向为主导。

宁河-宝坻断裂以南为平原区，属于Ⅱ级构造单元华北断坳区的东北部，分布于太行山隆起以东，燕山褶皱带以南，向东延伸于渤海，是中新生代形成的断陷、坳陷盆地，进一步划分自西而东分别为冀中坳陷、沧县隆起和黄骅坳陷三个Ⅲ级构造单元，其间分别以古近系缺失线和沧东断裂为界。断裂可划分为三组：北东－北北东向、北西向和近东西向。北北东向的断裂有沧东断裂、天津断裂、白塘口西断裂、白塘口断裂、白塘口东断裂，北西西向的断裂有海河断裂、汉沽断裂、宁河断裂，近东西向的断裂有王草庄断裂、牛蹄河断裂等。这些断裂活动最强烈的是北北东向断裂。当然，这是就总体相对特征而言，这几组断裂亦存在多期活动和相互切错特征。大部分断裂是继承性断裂，其总体特征为规模大、产状陡、切割深、倾向各异。东西向断裂一般南倾；北东—北北东向断裂大多倾向南东，部分倾向北西；北西向断裂一般倾向南西。这些断层多为正断层，或以正断活动为主，有的切穿了结晶基底和地壳，有的切穿了莫霍面而深达上地幔。这些断裂共同控制着盆地的发展和演化以及其内部的二、三级构造单元。这种隆起与坳陷相间排列及多期断裂的交叉分布构成了天津地质构造格局。

1.2 地层发育概况

天津北部地区主要为山区和基岩浅埋区，新生界地层较薄，一般200m左右；南部平原区由于新生代以来断陷活动强烈，使该区沉积了巨厚的新生界地层，相应的地层发育较全，为一套砂泥互层的碎屑沉积，从上至下分别为第四系、新近系的明化镇组和馆陶组、古近系的东营组和沙河街组及孔店组，冀中坳陷和黄骅坳陷新生界厚度多在3000m以上，而在沧县隆起区新生界厚度1000m左右；新生界之下发育从中生界至中新元古界基岩地层。

2 地温场特征

据多年来地热勘查成果，宁河-宝坻断裂以南新生界地层比较发育，厚度在800m以上，是较为理想的热储盖层，具备储存浅层地热能的条件。在已勘探的4km深度范围内，地壳浅部地温的分布状况受基岩凹凸相间的地质构造格局的控制，在平面上按一定的高低相间的带状特点展布，相对高温区与基岩凸起区一致，相对低温区与基岩凹陷区相对应。本区以地温梯度3.5℃/100m等值线为界，划分出十个地热异常区（图1），地热异常区的展布主要方向为北北东向，部分为北西向，而且大多分布在沧县隆起及拗陷中的凸起区。有些断裂深大断裂如海河断裂、沧东断裂、白塘口西断裂分别对山岭子地热异常区、万家码头地热异常区和王兰庄地热异常区的分布起着重要的控制作用。所以，地温场在平面的展布状态主要受地质构造的影响。

3 天津地区浅层地热能特征概况

宁河-宝坻断裂以北大部分为山区，只有少部分地区为基岩浅埋区，松散的新生界厚大多为100～300m，不利于热量的保持，另外由于受地下水强径流的干扰，使地温明显降低，与平原区正常的地热增温规律有明显的不同，造成了该区地温梯度普遍偏低，约2℃/100m，因此该地区浅层地能储量相对较小。

宁河-宝坻断裂以南的广大平原区，新生界地层在垂直方向上由地表向地下可划分出三个地温带：表层0～30m为变温带，其温度主要受太阳辐射热流、表层岩石和植被、建筑等因素的影响，有昼夜变化、年变化和多年变化周期，温度变幅随深度增加而减小，大约在30m深度为地温恒温带，基本不受气候影响，温度基本稳定在13.5℃左右；恒温带以下为地热增温带，其温度主要受地球深部热流、岩石热导率、地质构造、水文地质等因素的影响，总的规律是随着深度的增加地温亦增加，增加的幅度随着地温增温率的不同而有所差异。

图1 天津市地热异常区分布图

由地温场分布特征可以看出，宁河-宝坻断裂以南广大平原区储存有大量的浅层地热能，由于不同地区大地热流的分布不同，同等深度范围内其地热能储量和可再生的能量也不尽相同，在同等能量的需求中，在地热异常区的采集深度较浅，反之则相对较深。据统计全区地温梯度在2～6.31℃/100m，25℃地温埋深为168～605m，40℃地温埋深为349～1355m，参照区域上的热物理参数进行粗略估算，13.5～25℃地层蕴藏的热量约为3.6×1016kJ，折合标准煤1.23×109t标准煤，折合电能1.0×1013kW·h。当周期性地从恒温层及其以下浅层地层中提取能量时（冬季提取热量，夏季提取冷量），地温也会周期性的提供该种能量。

浅层地热能虽然储量巨大、可再生，但对于不同地域不同的水文地质条件，其开发利用还是要有选择的，采集的规模多大，用何种方式，开采能量不能过度，当这种提取超过一定的额度，地温也会像弹簧一样，发生不可恢复的“形变”，不仅影响经济性、安全性，还会造成地下水文地质条件的破坏。

综上所述，本区储存了十分丰富的浅层地热能，它作为一种清洁的低品位可再生能源，不仅地热能量是常年稳定的、天然的、可重复利用的，而且其潜能巨大，具有极大的环保性能，是不应被忽视的新能源。只要采集能量设计合理、工艺手段恰当，热泵系统的能量平衡是相对稳定的，开发利用浅层地热能有着广阔的前景。

4 浅层地热能调查评价工作过程中的几点建议

4.1 围绕查明浅层地热能特征及评价浅层地热能储量所需参数进行调查

由于天津地区蕴含浅层地能的层位不是以往地热工作的重点，所以缺乏第四系甚至明化镇组上段的资料，包括没有岩土密度、岩土比热、流体密度、平均比热容、岩土的孔隙度及其它热物理参数的准确数据，同时在地热井的物探测试工作中，对于500m以浅的层，基本没有进行过物探测井，对其岩性没有系统的资料可以利用，因此调查工作的布置应围绕查明浅层地热能特征及评价浅层地热能储量所需参数进行。需要的主要数据及参数为：地层岩性及分布范围、埋藏深度、垂向地温梯度的变化、岩土密度及比热容，岩土的孔隙度等。

4.2 全面收集全区基础性地质资料

在地温调查及相关研究工作中，收集资料是一个不容忽视的基础性工作，它对了解本区研究程度及工作布置起着至关重要的作用。主要是全面收集全区基础地质、构造地质、钻探（包括石油井、地热井及部分第四系井）、物探（包括数字地震、大地电磁测深、高精度重力、航磁）、化探、水文和地热勘查资料，并进行综合分析和整理，了解工作区工作程度及存在的问题，针对需要解决的问题布置工作量，避免重复工作。因为以往工作重点是深层地热井，而对第四系井及明化镇组上段顶部的资料不太关注，因此这方面资料的收集是一个重点，以分析本区地质构造特征及地层（尤其是13.5～40℃之间的地层岩性、分布、产状、埋深、厚度等）情况。

4.3 开展野外浅层地热能地质调查

野外调查是地质调查的主要手段，也是地温场调查的基础，因此该项目是调查工作必要的一个环节，通过对全区已有井孔的分布、取水段、取水层温度、浅层地热能利用现状及地能开采量进行调查，能更好地了解区内可利用工作现状，为各项工作的布置提供依据。

4.4 地球物理勘查

（1）现有物探成果的二次解译。利用人工地震、重磁及钻孔的物探测井等资料，分析区内地层发育情况，所处构造位置及断裂发育特征，查明断裂的活动性及其时代，以确定其对浅层地温的影响。在浅层地能的调查研究工作中，与以往工作不同的是物探工作侧重浅部，应首先结合近年来资料及其它工作对已有物探资料，尤其是重磁资料进行二次开发，然后在必要的地区布置适量的物探工作。

（2）大地热流值、地温场调查。在浅层地能的调查研究工作中，最为关键的参数之一是大地热流值，主要通过井孔温度测量等方法查明区内地温的空间变化规律，测量不同地层的地温梯度，同时采集相应层段的岩样，测定岩石的热导率。

5 钻探工作

在浅层地能调查研究工作中，如何取得比较合理的参数是解决问题的关键，而获得参数的方法可以利用已有钻孔，但有些是已有条件不能满足的，有的地区甚至是空白，比如垂向地温梯度及地层的热物理参数等资料严重缺乏，因此一般需要布置必要的钻探工作，钻探尽量与当地利用规划和需求相结合，钻孔应布置在有代表性的位置，据沉积物沉积环境的不同，从北到南，从西到东进行布置，目的是查明地层岩性、结构、构造、地温变化、热储渗透率、地热流体压力及其物理性质、化学组成，取得代表性的计算参数。

6 建立浅层地热能综合利用示范基地

浅层地热能调查工作中后期，有了阶段性成果后，为了促进成果社会化，应结合调查工作筹建浅层地热能综合利用的示范基地，设计供暖制冷面积，进行地点的选择、设备的购置安装与调试、运行情况的跟踪评价，最后提交综合调查研究评价报告，为热泵技术在本区的适用性提供范例。

如今能源已成为经济发展的“指南针”，天津地区浅层地热能丰富，对其进行调查研究与开发是当务之急，它必将为天津市可持续发展及环境保护作出积极贡献。

ITT工业集团——流体技术公司

该公司是一家提供流体系统与方案的全球性公司。公司业务涉及各种泵、搅拌器、风机、监控设备、热交换器、阀及工业、住宅、农业、商业、市政系统的设计、开发、生产、销售和售后支持等领域。流体技术公司服务的主要市场包括水与污水处理、建筑业、工业以及生物/制药业。

ITT流体技术公司“水循环”产品与系统作为流体处理设备以及给水、水处理与污水回收利用相关产品的世界主要生产厂家，其中泵类的生产企业有：A-C泵业公司(A-C Pump)提供各种公用事业及一般工业给水、分配、处理、防洪、加工用泵送设备；Flowtronex公司设计与制造各种组合式泵送系统，适用于高尔夫球场、风景区与市政项目的灌溉、增压与扬水应用；飞力公司(Flygt)是世界主要的潜水泵、搅拌机与曝气设备制造商，产品适用于水与废水处理、未净化水供给、磨蚀或污染性生产过程、采矿与农作物灌溉等；高质泵泵业集团生产工业用泵与附件，产品适用于化工、造纸与纸浆、发电、炼油、天然气加工、采矿与矿物加工及一般工业等；古尔兹泵业是全球水处理技术市场的领导者，生产世界最好的住宅用水井泵，古尔兹泵业的产品包括住宅、农业与灌溉、污水与排水、商业与轻工业用潜水与动力轴涡轮、4英寸潜水泵、喷射泵、水槽泵、污水泵、废水泵与离心泵；罗瓦拉公司(Lowara)是世界不锈钢泵制造技术的领导者，产品包括：潜水泵、水槽泵、污水泵、废水泵、离心泵与增压泵套件等，可满足世界各地的住宅、灌溉、建筑物维护与商业市场的供水与水泵需要；泵业公司(Madow Pumps)生产各种戏水池用水泵与部件、全套商业性游泳池与水上乐园用泵产品以及全套污水泵与附件。

■源水取水

装有滑动底座的成套增压水泵站(ITT品牌：Flowtmnex, Lowara, Vogel)。

大型潜水推进器与混流泵(ITT品牌：飞力)。

干装泵送装置，包括大型端吸泵、化工进给泵、立式涡轮泵与单级双吸泵(ITT品牌：高质泵Goulds Pumps)。

各种离心泵、铸铁离心泵和潜水泵系统与附件以及深井泵与动力轴涡轮(ITT品牌：古尔兹，Lowara, Red Jacket Water Products, Vogel)。

不锈钢离心泵和潜水泵系统与附件(Lowara)。

■海水淡化

端吸离心泵、水平分裂箱、海水淡化用多级立式泵与多级增压泵(ITT品牌：高质泵)。

■劣质水源

型号齐全的过滤用泵，包括：轴流泵、立式潜水泵、立式涡轮泵、单级泵、双吸泵、化工泵、固料输送泵、自动加注泵与多级增压泵等(ITT品牌：高质泵)。

各种离心泵、铸铁离心泵和潜水泵系统与附件以及不锈钢与铸铁潜水动力轴涡轮泵。还可提供变速传动装置与完整的泵站。一般用于干线系统压力不足以为边远客户或高层建筑供水的场合(ITT品牌：古尔兹，Lowara, Red Jacket Water Products)。

■防洪

可适应大容量、宽扬程要求的混流与轴流泵、沉淀池排水泵和潜水螺旋泵(ITT品牌：A-C Pump，飞力)。

天津甘泉集团公司

长期以来，甘泉集团公司与天津大学有着密切合作，共同承担国家和地方重点科研攻关任务，同时与天津大学地热中心联合成立甘泉集团研究设计院。研究设计院是集地热综合研究及利用、地热工程、给排水工程、水处理工程设计、水工业设备过程控制设计、开发和技术咨询于一体的研究设计机构。可提供地热技术咨询、可行性研究、地热工程设计、供水工程、水质处理、老水厂改造、单井及群井远距离供水计算机全自动监测控制工艺设计、成套设备设计、给排水非标准设备的设计及产品开发等多项服务。已完成120余项地热及供水工程的设计工作。主要产品有：

■漂浮式轴(混)流潜水电泵

适用于可移动的中、小型泵站，特别适用于应急排水，无须水工建筑，工程费用也可比其他方式降低60%以上。适应于自来水源头取水：特别是有利于需要取湖心、江心的无污染水作为自来水水源的场所。可按目前已有的潜水电泵系列，应用中、低扬程及不同流量范围的相应漂浮式电泵系列，以满足不同场合的使用要求。为水利及其他大型工程施工排水泵。

■QZB系列潜水轴流泵

适用于抽送清水或轻度污水，主要用于江河湖水的防洪排涝、农田灌溉、供水工程等方面。流量：500-20000m3/h，扬程：1.5-12m，功率：22-400kW，口径：350-1400mm。

■QWB、QHB系列污水潜水电泵

适用于排送带固体和各种纤维物质的液体淤泥、污水废水，主要用于城市污水处理、江河湖污水治理、工矿企业废水排放等方面。流量：5-10000m3/h，扬程：6-80m，功率：1.5-315kW，口径：50-800mm。

上海凯士比泵有限公司

该公司有着悠久的大型混流泵、轴流泵制造历史，根据用户的不同需求，形成了泵结构形式齐全、品种规格覆盖面广、泵导轴承系统优点独特、先进的动态调节机构等。在南水北调工程中，该公司为江苏省江都水利枢纽工程四个泵站提供了31台大型轴流泵，其中江都四站安装7台轮直径3.1m、配用功率3000kW、叶片液压动态全调节轴流泵。为了加速南水北调工程的进程，又为江苏省皂河泵站提供了国内及世界上最大的混流泵，泵的叶轮直径为6m，单机流量为100m3/s，单机扬程为7m，泵的转速为175r/min，泵配用功率为7000kW，泵叶片为液压可调，泵在运行时可通过液压使叶片按工况需要进行调节。

PNT/PNH直联式潜水轴流泵，可输送不含缠绕物质的合流污水和清水，用于排灌、污水处理、防洪和一般水源供应。

Amacan P可用于水利灌溉和排水泵站、雨水泵站、水厂和污水泵站中原水和清水的输送，电站和工业冷却水的输送，工业供水、防洪、水产养殖。

Amacan S直联式潜水混流泵，可输送不含缠绕物质的合流污水和清水，用于排灌、污水处理、防洪和一般水源供应。

PHZ可调叶片抽芯式立式混流泵，用于电厂输送循环冷却水和泵站的排灌，以及城市给排水。

Amamix/Amaprop污水处理搅拌器，用于环保工程中处理城市和工业污水、废水、污泥水。Amamix适用于混合、均匀和稠化。Amaprop应用于循环、悬浮和分散。

Amare KRT用于输送城市和工业污水的直联潜水泵，有固定式和移动式两种设计，叶轮有单叶片、自由涡流和无堵塞三种形式。

LCC用特殊耐磨材料制成的涡壳泵，输送含固体颗粒和高度磨损物质的液体。

MF型、MN型立式和卧式污水泵，可输送城市污水和工业污水。用于污泥泵站和污水处理厂，最大出水口径可达1600mm。

格兰富水泵（苏州）有限公司

是一家全球性的水泵制造商，目前拥有58家子公司，遍及全球38个国家，1999年总产值达11亿美元。公司于1995年12月正式在苏州工业园区注册。

主要产品有：UPSl00系列循环泵、NK/NB系列单级端吸泵、Hydro系列变频稳压供水系统、SPK/CHK系列浸入式离心泵、SP/SPA系列深井潜水泵、UPA系列小型家用增压泵、CRE/CRNE系列立式多级变频泵、CR/CRN/CRI系列多级离心泵、TP系列立式管道泵、MMS潜人马达。Hydr02000系列是格兰富专业制造的恒压供水系统，显著特点是高效优化，功能先进完备，尺寸紧凑，节能环保，并且达到较高的舒适程度。广泛用于生活供水，工业增压液体运输和灌溉场合等领域。格兰富水泵都是有所针对而设计，只要陈述您的情况，确保能给您一个综合效率高、成本低，可靠性高的解决方案。

无锡市锡泵制造有限公司

该公司是全国大型水泵制造公司，主要生产适用于城市给排水、农田排灌、水利工程、电厂水循环和大型调水引水工程所需的大中型水泵，同时生产适用于电厂、矿山、冶金和化工等行业使用的工业泵。是全国水泵行业第一家通过IS09001质量体系认证的企业，同时公司还获得了中国商检局颁发的商品出口许可证。

公司的产品共有九大系列，31个品种，990个规格。安装在江苏省泰州引江河的9台直径为3m的立式开敞式双向轴流泵是该工程的重要设备，泰州引江河水资源调度工程总投资12亿元，是国庆50周年的献礼工程。2003年又一举中得南水北调东线一期工程第一标——宝应站项目，以2099万元的价格获得了建厂以来最大的单项销售订单。该公司产品介绍：

■混流泵

立式混流泵(蜗壳式)、蜗壳式混流泵、蜗壳式混流泵(后开门)、导叶式混流泵、电厂循环泵、导叶式混流泵(单基础)。

■轴流泵

立式半调节轴流泵、立式全调节轴流泵、斜式半调节轴流泵、贯流泵、卧式半调节轴流泵、卧式全调节轴流泵、单基础轴流泵。

■潜水泵

轴流式潜水泵、导叶混流式潜水泵、混流泵、潜水污水泵。

■渣浆泵

渣浆泵、单壳体渣浆泵、液下式渣浆泵、冲灰泵。

■单级离心泵

单级单吸离心泵、单级双吸离心泵。

■多级离心泵

低压锅炉给水泵、次高压锅炉给水泵、高楼给水泵、中压锅炉给水泵。

■真空泵

水环式真空泵。

■自吸泵

■污水泵

卧式无堵塞污水泵、立式无堵塞污水泵。

湘电长沙水泵厂有限公司

经过50年的艰苦创业，已发展成为全国泵行业的重点骨干企业，并分别于1997年12月和2001年3月通过了第一次和第二次IS09001质量体系认证。

TKX、LKX、LBX型立式斜流泵，一般适用于大型火电站和核电站的循环泵，也可用作工矿、城市和农田给排水工程，用来输送55℃以下的清水、雨水、污水以及海水。流量200-90000m3/s，扬程3-60m。

YJ、YJG型沅江泵系单级单吸涡壳式离心清水泵，适用于大型火力发电厂、工矿、城市和农田建设的给排水工程。用来输送不含固体颗粒的清水或物理、化学性质类似于清水的其他液体。流量5760-21060m3/s，扬程13-64m。

SA型单级双吸中开式离心泵供输送清水或物理、化学性质类似于水的纯净液体之用，可作为工厂、城市、矿山、电站、水利工程等的给排水用泵。流量90-6300m3/h，扬程9.5-104m。

ZLB立式、ZXB斜式、ZWB卧式轴流泵适用于抽送清水、污水(废水)及带有轻微腐蚀性的液体，可供农田排灌、盐厂、养殖、供水、排水、污水处理、电厂输送循环水、船坞升降水位或其他水利工程之用，亦可用于冶金、化工等行业。流量650-180000m3/h，扬程1-13m。

XJ(湘江)、XY(湘英)型泵为卧式单级双吸水平中开式离心清水泵。适用于大型火电厂、工矿、城市和农田给排水工程。用来输送不含固体颗粒(磨料)的清水或物理、化学性质类似于水的其他液体。流量9000-24480mVs，扬程12-64m。

贯流泵系公司自行开发设计的新产品，适用于城市、农田、给排水工程。流量200-90000m3/h，扬程3-60m。

SAP型系单级、双吸水平中开式离心泵适用于输送不含固体颗粒的清水或物理、化学性质类似于水的其他液体，适用于工厂、城市、矿山、电站、农田、水利工程等领域的给排水。流量72-10500m3/h，扬程6.8-115m。

QH、QZ型潜水混流轴流泵是传统的水泵一电动机组的更新换代产品，适用于低扬程、大流量的场合。流量650-36000m3/h，扬程1-13.4m。

QW型潜水排污泵具有高效率、防缠绕、无堵塞、自动藕合、高可靠性和自动控制等优点，能有效地输送含有固态物体和长纤维组成的固液混合物。适合用作工矿企业、住宅区、医院、宾馆等行业的污水、废水排放工程；市政工程、建筑工地的雨水、污水排放工程；城市污水综合处理工程；也可以作为农田排灌，矿山坑内排水，火电厂污水处理以及自来水工程。流量15-15000m3/h，扬程5-60m。

沈阳水泵股份有限公司

至今已有70年的悠久历史，现已发展成为我国泵类产品最大的专业制造厂、我国水泵行业技术龙头企业、国家重大技术装备国产化基地企业、中国机械行业500强企业。

1996年以来，企业先后获取IS09001质量体系认证和GJB/Z9001国家军用标准质量体系认证。2002年为国家重点项目广东省东江——深圳供水改造工程提供2600HTEXJ大型叶片可调立式斜流泵，填补了国内空白。

改革开放以来，公司先后从德、日、美、英等国引进七大系列产品设计、制造技术。企业的技术和工艺装备能力、产品制造和控制系统达到了国际先进水平。

可为200-1000MW级火电机组、300-1000MW级核电机组、800万t/a炼油、50万t/a合成氨、80万t/a尿素、66万t/a乙烯、2000万t/a输油管线、100万t/d污水处理厂等装置提供成套泵类产品。主要产品有：

H型立式斜流泵；DG、ZDG型高压锅炉给水泵；DG型次高压锅炉给水泵；DG、CHTA、CHTC、CHTZ型高压锅炉给水泵；QG、YNKN型前置泵；LDTN、LDTNA型凝结水泵；NS型凝结水升压泵；LUV型强制循环泵；OH46、0Y55、YOCO422液力偶合器。

高邮水泵厂有限公司

公司设有水力机械研究所和水泵测试中心，具有研制生产较高水平的成套水力机械和其它机械的能力。在中小型轴流泵产品系列化的基础上，公司多年来致力于大型水力机械的研制开发，先后为全国21个地区提供了200多台套大型水泵、水轮机。产品采用先进的水力模型，产品性能和各项指标均属国内先进水平。大型泵叶片仿型加工工艺为国内领先。大中型轴流泵叶片角度调节机于1993年获国家专利。

主要产品有：

大中小口径的ZLB、ZLQ、ZXB、ZXQ、ZWB、ZWQ型系列轴流泵，大型轴流泵结钩型式有立式、贯流式，叶轮直径范围为1.0-3.75m；立式单基础长轴泵；HLQ和HLB型系列混流泵；QZ型系列潜水轴流泵；QH型系列潜水混流泵；QW型系列潜水排污泵；WL型系列立式排污泵；D和S型系列离心泵；XD型系列不锈钢多级泵；LG、DL型系列高楼给水泵；低水头，大流量，单机出率至4000KW的轴流、贯流式水轮机；J44型系列拉伸压力机；LWL型系列螺旋卸料离心机。

山东博泵科技股份有限公司

该公司是以原国有大型企业博山水泵厂改制组建的股份有限公司。公司始建于1929年，具有50多年专业生产水泵的历史，是国家重点高新技术企业、泵行业重点骨干企业。1997年通过IS09001质量体系认证。

公司现拥有离心清水泵、化工泵、耐腐蚀泵、石油化工流程泵、杂质泵、混流泵、真空泵、煤水泵、空调泵、管道泵、高速高压泵、自动给水成套设备等46个系列280个品种3000余种规格的泵类产品，以及各种规格的不锈钢球阀、管件。船用五金仪器、仪表、体育器械和机械设备等不锈钢精密铸造件。其中适用水利的有：

ZLB轴流式水泵，具有流量大、扬程低等特点，可输送温度不超过50℃的清水及物理化学性质类似水的其他液体。中小型轴流泵广泛用于农田排灌、城市给排水、热电站输送循环水、船坞升降水位、水产养殖、盐场汲送池水及其他水利工程。大型轴流泵主要用于大面积农田排灌、跨流域调水和低洼地区、湖区大面积排水。

SV立式单级泵供输送清水及物理化学性质类似于水的液体之用，主要用于需求量大的城市供水、农田灌溉及船坞排水之用。

QW潜水排污泵主要适用于高层建筑、工矿企业、市政工程等污水处理系统。

ISG单级管道泵适用于工业和城市给排水，高楼建筑水塔增压供水，消防增压，管道增压，远距离送水，采暖制冷循环等场合。该系列泵具有运行平稳、可靠、噪音低、使用范围广等优点，是一种理想的单级单吸离心式管道循环增压泵。

心情小星星

1.地源热泵发展史

我国热泵技术的研究开始于20世纪50年代，天津大学热能研究所开展了我国的热泵的最早研究。1956年吕灿仁教授的《热泵及其在我国应用的前途》一文是我国热泵研究现存的最早文献。

20世纪60年代，我国开始在暖通空调中应用发展热泵，并取得了一大批成果。1960年同济大学吴沈钇教授发表了“简介热泵供暖并建议济南市试用热泵供暖”；1963年原华东建筑设计院与上海冷气机厂开始研制热泵式空调器；1965年上海冰箱厂研制成功了我国第一台制热量为3720W的CKT-3A热泵型窗式空调器；1965年天津大学与天津冷气机厂研制成国内第一台地下水热泵空调机组；1966年又与铁道部四方车辆研究所共同合作，进行干线客车的空气/空气热泵试验；1965年，由原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕教授、吴元炜教授领导的科研小组，根据热泵理论首次提出应用辅助冷凝器作为恒温湿空调机组的二次加热器的新流程，这是世界首创的新流程；1966年与哈尔滨空调机厂共同开始研制利用制冷系统的冷凝废热作为空调二次加热的新型立柜式恒温湿热泵式空调机。

1978～1988年我国热泵应用与发展进入全面复苏阶段。这期间，为了充分了解国外热泵发展的现状与进展，大量出版有关著作，国内刊物积极刊登有关热泵的译文，对国外热泵产品进行测试与分析，积极参加国际学术交流。同时，一些国外知名热泵生产厂家开始来中国投资建厂。例如美国开利公司是最早来中国投资的外国公司之一，于1987年率先在上海成立合资企业。

1989～1999年期间我国热泵又迎来了新的发展里程。在我国应用的热泵形式开始多样化，有空气/空气热气、空气/水热泵、水/空气热泵和水/水热泵等。在这期间国内已有国有、民营、独资、台资等不少于300家家用空调器厂家，逐步形成我国热泵空调器的完整工业体系。水环热泵空调系统在我国得到广泛应用。据统计到1999年，全国约有100个项目，2万台地下水热泵机组在运行。20世纪90年代初开始大量生产空气源热泵冷热水机组，90年代中期开发出井地下水热泵冷热水机组，90年代末又开始出现污地下水热泵系统。土壤耦合热泵的研究已成为国内暖通空调界的热门研究话题。国内的研究方向和内容主要集中在地下埋管换热器，在国外技术的基础上有所创新。

进入21世纪后，由于我国快速城市化，人均GDP的增长，拉动了中国空调市场的发展，促进了热泵在我国的应用越来越广泛，热泵的发展十分迅速，热泵技术的研究不断创新。2000年至2003年间，热泵的应用、研究空前活跃，硕果累累。

2000～2003年4年间，专利总数287项，年平均为71.75项，是1989～1999年专利平均数的4.9倍。2000～2003年间发明专利共119项，年平均29.75项，是1989～1999年发明专利平均数的4.25倍。

2000～2003年中热泵文献数量剧增，如2003年文献数是1999年文献的5倍。全国高校有105名研究生以热泵技术为题目，平均每年有26.25名，是90年代平均数的7倍多。

全国各省市几乎均有应用热泵技术的工程实例。热泵技术研究更加活跃，创新性成果累累。在短短的几年中有3项创新性成果问世：同井回灌热泵系统、土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统、供寒冷地区应用的单、双级耦合热泵系统。

2.地源热泵应用基础与实践的研究

我国地源热泵研究起步于20世纪80年代，首先是一些高校和科研机构对地源热泵的相关技术进行了专题研究。部分研究项目列入表3-1中。

表3-1　部分高校地源热泵研究课题

研究工作主要集中于以下几个方面：地下埋管换热器的传热模型和传热研究；夏季瞬态工况数值模拟的研究；热泵装置与部件的仿真模型的理论和实践研究；

地源热泵空调系统制冷工质替代研究；其他能源如太阳能、水能等与地热源联合应用的研究；地源热泵系统的设计和施工；地源热泵系统的经济性能和运行特性的研究；地下地下水热泵回灌技术与实践；土壤热物性及土壤热导率的试验研究。

同井回灌地下地下水热泵地下水运移数值模拟与实验研究；土壤蓄冷与土壤源热泵集成系统的应用基础研究等。

进入20世纪90年代，北京工业大学丁良士教授、山东建筑工程学院方肇洪教授等人先后在美国俄克拉荷马州立大学和瑞典、德国、加拿大等地学习考察地源热泵技术，回国之后纷纷投入国内地源热泵技术研究的实践中。丁良士教授主持北京市“低温地热能梯级利用技术研究”重大科研工程项目，通过在校内的小试、中试、工程三个阶段，研究深层地热利用技术，开创了国内的先河。方肇洪教授完成的山东省重点科技攻关项目“地热综合利用关键技术”在专家鉴定中被评定为“达到国际领先水平”。

同时，原重庆建筑大学、同济大学、湖南大学、青岛建筑工程学院等院校纷纷建立了土壤耦合热泵实验系统，展开了全面全面的研究，土壤耦合热泵研究迅速成为热门研究课题之一。

进入21世纪后，在国家自然科学基金的资助下，地源热泵的研究更加深入，更富有创新性。哈尔滨工业大学姚杨教授等，在对国内外关于土壤源热泵及冰畜冷技术的发展和应用充分了解的基础上，以新技术改造传统技术，整合集成土壤源热泵和冰蓄冷的技术要素和成果，提出一种适合于以空调负荷为主，采暖负荷为辅的全新空调系统形式，即土壤畜冷与土壤源热泵集成系统。哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所先后建立了同井回灌地下地下水热泵地下水运移的数学模型；并推导了单一均匀介质含水层中定流量同井回灌地下地下水热泵地下水渗流的分析解；对同井回灌地下地下水热泵地下含水层温度场进行了数值模拟；并对北京恒有源科技发展有限公司共同开展了同井回灌地下地下水热泵工程的现场实践研究。

在各高校研究工作的基础上，研究成果也不断地被应用于工程实践中。例如重庆大学城市建设与环境工程学院在新疆米泉市小型办公楼和重庆大学B区暖通实验楼采用了土壤源热泵系统。北京工业大学新建的综合科技楼、逸夫图书馆、改建的经管学院楼、室内地热游泳池和新建的能容纳8000名学生的教学楼等建筑，供热（制冷）面积5000m2以上的“低温地热能梯级利用技术研究”重大科研工程项目。山东建筑工程学院的学院学术报告厅工程（包括学术报告厅500m2，学生自习室及计算机房等空调面积约2700m2）选用2台水-水热泵冷热水机组。室外地热换热器采用垂直U形埋管形式由25组并联的垂直U形埋管组成的地源热泵系统。

为了推广研究成果，各高校纷纷走上产、学、研结合的道路。1999年天津大学地热中心、天津甘泉集团公司成立研究设计院。2000年山东建筑工程学院成立了首个专门从事地源热泵供热空调系统的理论研究、技术开发、工程设计和旋工指导的方州地源热泵研究所。北京工业大学成立了北京天地能流科技发展有限公司。清华大学的北京清源世纪科技有限公司也参与到地源热泵的工程实践当中。而许多企业也与高校科研机构紧密结合，以高校的技术力量为依托，共同建立科研机构、开发产品、承接工程。比如清华大学和山东富乐达空调设备有限公司，同济大学和广州从化中宇冷气科技科技发展有限公司，山东建筑工程学院和北京嘉和晟业地下水热泵空调有限公司、烟台荏原空调设备有限公司、山东宏力空调设备有限公司，北京工业大学和山东利丰公司，湖北风神净化空调设备工程有限公司和华中科技大学、东南大学等。

3.北京区地源热泵相关的管理规定和政策

1）地下水热泵

近年来，随着国家加大建设“资源节约型、环境友好型”社会的力度，实现国家节能减排目标，各地也相继出台支持开发利用浅层地温能项目。如2006年5月31日，由北京市发展改革委联合市水务局、国土局等九个委办局联合发文对采用地下地下水热泵系统实现供暖和制冷项目按35元/m2的标准进行补贴。

由于地下水热泵项目必须凿井抽取和回灌地下水，因此地下水热泵项目开工前须按照水利部颁发的《建设项自水资源论证管理办法》要求，开展建设项目水资源论证，编制水资源论证报告书，对地下水热泵项目取水、退水的可行性、用水的合理性、保护措施及对其他取水用户的影响进行分析。

为保护珍贵的地下水资源，避免地下水热泵盲目上马对现有集中供水水源地的不良影响和产生不良的地质环境后果（如地下水交叉污染、地面沉降，地裂缝等），各地方水务主管部门还根据当地的水文地质条件有针对性的制定了管理措施，如北京市水务局2007年5月16日发布的《关于加强我市地下水热泵管理工作的通知》中对地下水热泵项目抽、灌距离，限制发展范围等提出了明确要求：

（1）地下水热泵系统抽灌含水层为第四系水，井深不得超过100m

（2）抽灌井与建筑物距离不少于30m；抽灌井之间水平距离不少于50m，抽水井之间距离不少于100m

（3）为防止不同含水层水体交换造成水污染，保证回灌效果，抽灌必须在同一含水层内进行；

（4）严禁在自来水水厂地下水源保护区范围内、地面沉降区、地下水严重超采区、承压含水层内批准建设地下水热泵系统；

（5）地下水热泵抽灌井的施工，应严格遵守国家有关规程规范，确保抽灌井质量。承担凿井施工的单位须应具有相应资质；

（6）新建地下水热泵系统抽灌水井应分别安装抽水和回灌计量装置。已建地下水热泵系统也必须限期安装计量设施；

（7）地下水热泵抽灌水量实行月统季报制度。地下水热泵系统使用单位每月末应书面报告当月的抽水量、回灌水量。

2）地源热泵

由于地源热泵无需开采地下水，对地质环境的影响远远低于地下水地源热泵，其潜在的地质风险、安全风险等也远远低于地下水地源热泵，但是地源热泵初投资略高于地下水热泵项目。因此，在2006年5月31日，由北京市发展改革委联合市水务局、国土局等九个委办局联合发文对采用地源热泵系统实现供暖和制冷项目按50元/m2的标准进行补贴，高于地下水地源热泵补贴（35元/m2）。

根据北京市国土资源局关于申报地源热泵项目的通知，项目建设单位需提交经专家审查通过的《地源热泵系统浅层地温能勘查评价报告》，报告主要内容为：序言：情况简介及任务的来源与要求说明；简要评述勘查区以往水文地质的工作程度及浅层地温利用的现状；叙述区域的地层分布情况、气候条件及水文特征；简述勘查工作的进程以及完成的工作量。地源热泵系统的初步设计方案；项目所在地水文地质条件论证；勘查工作情况；项目所在地的浅层地温能的评价：地层换热能力的测试情况；论述浅层地温能利用量计算的依据，计算评价浅层地温能；根据保护资源，合理开发的原则，提出相应的利用方式，简述其保证程度，并预测其可能的变化趋势，对浅层地温能资源进行综合的评估。结论及建议。

沈阳市发布的《关于地源热泵系统建设和应用工作的实施意见》中明显指出：地源热泵系统是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，具有清洁、高效、节能的特点。推进地源热泵系统建设，有利于优化能源结构，促进能源互补，提高能源利用效率。要求在沈阳市三环内的455km2核心区范围内，对符合应用地下水热泵技术的409km2范围内的建筑物，原则上都要采用地下水热泵技术规划建设。

4.地源热泵相关的学术交流

近年来，有关地源热泵的学术流，也是逐步升温。从地热应用、热泵技术发展和清洁能源利用等多角度对地源热泵发展和应用的会议日益增多。

1978～2005年，中国制冷学会第二专业委员会主办过12届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”。1988年中国科学院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。自20世纪90年代起，中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会主办全国暖通空调制冷学术年会上专门增设“热泵”专题交流。1994年9月6日中国能源研究会地热专业委员会在北京召开了“第四次全国地热能开发利用研讨会”。

2000年6月19～23日，国家科学技术部高新技术开发与产业化司在北京召开了“中美地源热泵技术交流会”，会议介绍了地源热泵技术、国外的应用状况和在中国的推广，会议的主题就是“提供运用地热泵技术为住宅小区或公用楼宇采暖制冷，大幅降温低运行费用的节能解决方案”。

2002年5月20日上午，国际能源机构（LEA）第七届会议在北京国际会议中心举行，这是该组织第一次在中国也是第一次在非组织成员国举行这样的会议，此次会议的目的是促进热泵技术在世界范围内特别是中国的交流和应用。居于国内行业领先地位的富尔达公司成为惟一赞助单位。

2003年3月17日，山东建筑工程学院地源热泵研究所与山东建筑学会热能动力专业委员会联合在山东建筑工程学院举行“国际地源热泵新技术报告会”。

为了落实“科技奥运”、“绿色奥运”的理念，为奥运场馆建设提供可行的清洁能源建设方案，由北京工业大学和《工程建设与设计》杂志组织的体育场馆工程清洁能源建设方案研讨会于2004年7月6～8日在北京召开。此次会议邀请国内外专家就以地源热泵技术为主的体育场馆可能应用的清洁能源建设方案进行了研讨，为2008年奥运会体育场馆最终确定能源方案提供依据。北京奥组委、北京发改委、北京科委等有关单位，国内外学术界、设计界的权威以及28个奥运场馆业主代表、相关企业代表参加了会议。

2005年9月，国际地热协会第39次理事会在北京召开，出席会议的主席伦德先生和参会理事被邀请出席全国地热产业可持续发展学术研讨会。

2005年9月23日，由联合国开发计划署驻华代表处、科技部和国家环保总局共同举办的中国清洁能源行动推广会议在北京举行，来自国内40多个城市的市长、环保局长和其他代表出席了会议。会议旨在推广联合国开发计划署、科技部和国家环保总局共同设立的为期四年的名为“通过使用清洁能源和清洁能源技术减少城市空气污染的能力建设”的项目所取得的成绩和经验。

2007年1月27日，中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心成立，中心设在北京市地质矿产勘查开发局。该中心专门从事全国浅层地温能研究与推广工作。2007年1月29～30日，由国土资源部主办，北京市国土资源局、北京市地质矿产勘查开发局承办的在全国地热（浅层地热能）开发利用现场经验交流会上在北京友谊宾馆召开。来自全国400多位代表考察了示范工程，并就国内外浅层地温能资源勘查评价、开发利用情况、热泵利用现状及其发展前景、浅层地温能利用实例、政策及技术规程等进行了充分的交流，会议号召地质科技人员深入进行浅层地温能资源赋存、来源、运移规律等基础研究，为国家大规模科学合理的开发利用浅层地温能资源奠定坚实的基础。会议出版了《全国地热（浅层地热能）开发利用现场经验交流会论文集》。

2007年12月，由中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心组织的全国浅层地温能资源开发利用高级研修班在北京召开，众多在浅层地温能资源开发利用领域的专家学者从理论和实践两方面详细介绍了浅层地温能资源从勘查评价到开发利用的理论、核心技术和实践经验，会议鼓励科学合理的开发利用浅层地温能资源，为国家节能减排目标的实现做贡献。

在增加会议交流的同时，与地源热泵相关的出版物也不断面世。1988年由中国建筑工业出版社出版了徐邦裕教授等编写的《热泵》教材。机械工业出版社1993年出版了郁永章教授主编的《热泵原理与应用》，1997年出版了蒋能照教授主编的《空气用热泵技术及应用》。1994年由华中理工大学出版社出版了郑祖义的《热泵空调系统的设计与创新》。1998年出版了郑祖义博士的《热泵技术在空调中的应用》。

2001年由中国建筑科学研究院空调所徐伟等人翻译的《地源热泵工程技术指南》一书出版，为国内地源热泵工程设计和施工人员提供了参考。《地源热泵工程技术指南》原是由美国能源部、美国国防部、加拿大自然资源等七家单位支持，美国ASHRAE学会出版的地源热泵技术专业书，全书分为原理篇、设计篇、安装篇和节能篇。内容包括：介绍地源热泵系统的分类、工作原理、系统构成、与常规系统比较；如何进行现场地质调查和实验；地热换热器、地下水换热器及地表水换热器系统的设计；输配系统和室内空调系统的设计；地源热泵系统的安装、调试和检验；地源热泵系统的节能措施和节能设计计算，并提供了土壤和岩石的特性数据、防冻剂的特性数据以及塑料管和配件的特性数据。

2004年哈尔滨工业大学马最良教授等人写作的《水环热泵空调系统设计》出版，这是一部较全面阐述水环热泵空调系统应用理论基础与实践的专著。书中首次归纳出可再生能源水环热泵空调系统的称谓，这个概念的提出，将为水环热泵系统注入新的活力，使其系统的应用更加广泛、更加合理、更加经济。因此，这种可再生能源水环热泵系统将会有很好的应用前景，对解决暖通空调的能源与环境问题将有更长远的战略意义。

这些教材、著作、译著的出版，推动了热泵空调技术在我国的普及与推广。

与此同时，国内的科技期刊上有关地源热泵技术的论文也大幅增加。《暖通空调》、《制冷与空调》等杂志都开设专题进行研讨。《工程建设与设计》杂志为此出版了地源热泵专刊，同时开展了“国内地（水）源热泵应用情况调查”，2004年第4期据调查形成的《国内地源热泵应用情况调查报告》首次全面地展现了国内地源热泵应用的情况。《建设科技》杂志对际高集团有限公司、山东富尔达空调设备有限公司等单位的地源热泵技术给予多次报道。