日前,全国最大规模地表水热储回灌工程在东丽区东丽湖建成投产,实现了地表水“夏储冬用”,为地热资源可持续开发利用拓展了一条新路径。
在占地面积约1600平方米的回灌车间里,两个篮球场大小的净化池填满了经过除菌、去除水质硬度、等待回灌地下的地表水。安装在三口回灌井的监测仪表显示,回灌速度达到每小时400立方米。
天津地热勘查开发设计院地热监测保护所所长沈健说:“我们的回灌能力最大是每小时450方,也就是说相当于每年120万方的回灌能力,一年回灌量可以灌满一个半的水立方。”
与以往采集地热资源,经过热能交换,地下水再回流地下不同,该工程利用夏季东丽湖丰富的地表水资源,经过处理后灌入地下热储层中,实现地表水就地蓄留、就地资源化的“海绵城市”效果,增加地下热储压力,提升地热资源储量,起到“夏储冬用”作用,实现地热资源可持续开发利用。按照120万方回灌补给量,今后,每年可增加60万方地热开采量,新增地热供暖面积60万平方米,产生的热量相当于每年节约标准煤1.1万吨,可降低向大气中排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物及悬浮颗粒物等2.8万吨。
在东丽湖地下水回灌车间,一共矗立着8排256只管式微滤膜,从地表水最终变成地下水,需要经过三级过滤,才能满足回灌标准的要求。
地表水热储回灌的关键是地表水处理技术,国内外鲜有先例,为此,科研团队经过长达10年的研究攻关,系统分析了东丽湖水文地质条件、地下构造特征、水体硬度,以及地表水藻类等有机物含量,建立起多个数学模型,通过虚拟设计、虚拟生产、虚拟控制,实现多个技术攻关和商业化应用,其中,研发的管式微滤膜不仅易清洗、易维护、过滤好,而且连续可使用5年不更换,比起国外技术,运营成本还下降了3倍以上。

而遍布在整个回灌车间各个角落的数据传感器,则能够适时精准地采集到进水量、回灌量、水的PH值、矿化度等数十个回灌指标,依据设定的工艺流程和工艺参数,计算机远程发出指令,包括除菌、分离杂质、去除水质硬度等都能自动化、智能化完成作业。
天津地热勘察开发设计院地热监测保护所工程师李鹏涛说:“我们这个控制平台,在各个关键节点有上百个(数据)传感器,计算机通过这个传感器来实现在机房远程操控监测等功能,如果系统运行出现异常,平台会自动监测并报警,提示操作员去及时处理问题。”
目前,东丽湖区域地热供暖占总供热面积一半,借助这一地表水热回灌项目,计划明年将地热供热面积从200万增加到300万平方米,利用5年时间,基本实现地热供暖,助力东丽区“双碳”目标实现。