远望大地 · YUANWANG ENERGY
Core Technology

技术应用

从"取热—换热—用热—回灌"全链条出发,构建地热能深度开发的完整技术矩阵

梯级利用系统原理图 水源热泵机组

地热能梯级利用技术

Geothermal Cascade Utilization

按照"温度对口、梯级利用"原则,将地热流体按温位高低逐级取用:高温段用于发电与高温用热,中温段用于地板采暖、空调供暖与生活热水,低温段经水源热泵取热后用于温泉补水加热、维温与溶液除湿机组热驱动,最终低温尾水回灌地层,实现能量的吃干榨净。

水源热泵工作原理

水源热泵利用地球表面浅层水源吸收的太阳能和地热能形成的低温低位热能资源,采用热泵原理,通过少量高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移。冬季制热时制冷剂向供热水放热;夏季制冷时反向运行,将室内热量转移至地下储存。

节能效益(与燃气锅炉对比)

  • 水源热泵制热 1kW 耗电约 0.25kWh,费用约 0.17 元;燃气锅炉制热 1kW 耗气费用约 0.30 元,可节省约一半运行费用
  • 冬季综合节能率 46.8%,夏季 85.5%,过渡季 79.3%,全年平均节能率 61.9%(太原水蜜芭莎项目实测)
  • 太原水蜜芭莎项目全年节省运行费用约 780 万元
  • 3# 温泉井(33℃、80t/h)生活热水预热全年节省天然气费约 95.9 万元
单井换热原理图 三开小管径单井地热供暖开发图解

单井压裂换热新技术

Single Well Heat Exchange

单井换热技术已被多个省份纳入"取热不取水"清洁供热技术目录,享受简化审批、财政补贴、示范项目遴选等政策支持。北京市对单井换热(中深层井下换热型地热)项目提供最高可达新能源建设投资 30% 的市级资金支持。

一、闭式循环系统(单井 U 型管换热)

  • 单井内下入 HDPE 双 U 型管,形成"下行管—水平段—上行管"封闭回路,管内充注水或防冻液,循环泵驱动
  • 冬季:低温介质流经 U 型管吸收岩土热量 → 热泵升温 → 室内供暖末端放热
  • 夏季:反向运行,将室内热量通过介质转移至地下储存

二、开式循环系统(单井抽灌换热)

  • 单井兼具抽水与回灌功能,通过板式换热器将地热水与建筑循环水分离,避免水质污染
  • 确保 100% 同层回灌,维持地下水位平衡
三开小管径单井温泉入户技术图解 水平井水力压裂原理

单井压裂温泉入户新技术

Fracturing-enabled Geothermal Spa

随着各地封停无合规回灌设施的地热井(河北省平原区约 77% 地热井无合规回灌设施),温泉资源日益稀缺。远望通过压裂技术改造单井换热系统,将自来水直接变成温泉水 —— 既解决了热水制备,又让深层矿泉稀有元素融入自来水,还可以根据需求定制地热水的矿物配方。

技术亮点

  • "取热不取水",符合清洁供热技术目录要求,审批简化、可享财政补贴
  • 压裂增渗使低产井重获新生:多个"出水极少"的老井经改造后出水量达 60-100m³/h、水温 48-78℃
  • 温泉入户系统包含深井泵、地热分割器、纳米/真空保温管等成套装置
地热结垢成因原理图 地热除垢方法原理图 结垢处理设备

地热水除垢新技术

Geothermal Water Descaling

地热流体温度高且呈饱和状态,含大量钙、硅、镁、铁等结垢成分。流体提升过程中压力降低,会在井口、井管、井壁形成碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、方解石和重晶石等盐垢。盐垢逐渐硬化后会减小地热井通流面积,逐步降低产能直至堵塞生产井,已成为影响地热项目安全稳定运行的重要因素。

远望解决方案

  • 成因分析:从流体压力、温度、矿化度多维度诊断结垢类型与部位
  • 配套自洁式排气水过滤器、旋流除砂器等专业除垢设备与药剂体系
  • 系统化除垢方案保障地热井通流面积与生产能力长期稳定
地热防腐成因原理图 防腐处理设备及药剂

地热水防腐新技术

Geothermal Corrosion Protection

地热水腐蚀机理复杂,需从四个维度系统应对:电化学腐蚀(地热水高电导率、Cl⁻与H₂S破坏钝化膜,温度每升10℃腐蚀速率可能翻倍)、酸性物质影响(CO₂形成碳酸、H₂S水解引发析氢腐蚀)、氧腐蚀(微量氧即可引发严重腐蚀,焊缝缝隙处"浓度差电池"效应)与微生物腐蚀(硫酸盐还原菌在50-70℃最活跃)。

工程选型决策表

腐蚀类型首选方案成本(元/吨水)
酸性(CO₂/H₂S)钛合金设备 + 咪唑啉缓蚀剂1.5 - 3.0
高 Cl⁻ 点蚀双相钢管道 + 外加电流保护2.0 - 4.0
氧腐蚀真空脱氧 + 钝化型缓蚀剂0.8 - 1.5
微生物腐蚀ClO₂ 杀菌 + 抗菌涂层1.2 - 2.5
垢下腐蚀阻垢剂(PESA)+ AI 动态控 pH1.0 - 2.2
回灌系统工艺流程图 地热水回灌机组 地热水回灌机组

地热水尾水回灌技术

Tail Water Reinjection

近年来热储开采量持续增加,地热水位年降速达 3-5m/a 且呈加快趋势,开采季吊泵现象频发;地热尾水若直接排放(温度35℃、矿化度4-30g/L)将产生热污染与化学污染。回灌是地热资源可持续开发的必由之路。

回灌系统组成

  • 旋流除砂器 + 粗/精多级过滤器
  • 空气罐:除氧、除二氧化碳,防腐蚀防结垢
  • 水泵加压回灌,配套电气、控制与检测系统
  • 文丘里反作用力回灌装置、特斯拉阀真空回灌装置等专利装备

行业现状

  • 河北平原区地热井1120眼、回灌井仅35眼;山东地热井800+眼、回灌井40眼;天津260眼、回灌井60眼
  • 河北年开采量9000万m³、山东2.2亿m³、天津1800万m³、咸阳1600万m³,回灌缺口巨大
压裂工厂 压裂设备

中深层干热岩压裂地热发电

Hot Dry Rock Geothermal Power

对标美国算力中心能源技术路线,以干热岩压裂造储 + 地热发电为核心,为数据中心等高耗能场景提供稳定基荷绿色电力,是"东数西算"与零碳园区的理想能源方案。

技术要求

  • 地热流体温度大于 70℃
  • 流量不小于 100 m³/h
  • 发电后须配套梯级利用换热系统
  • 小型机组发电量约 350kW,大型机组可扩容至兆瓦级

应用场景

  • 能源孤岛:西部地区远离城市的矿区、厂区
  • 度假村、零碳园区、工业园
  • 地热资源丰富地区的算力中心与数据中心
地热农业高科技应用系统

地热农业 · 零碳园区

Geothermal Agriculture & Zero-Carbon Park

地热能不仅可供暖沐浴,更能赋能高科技农业与零碳能源体系,是"风光电能源的大充电宝"。

地热农业 —— 螺旋藻培养与生物燃料

  • 利用工业烟气 CO₂、余热与沼液为螺旋藻光炱培养系统提供碳源与热源,冬季地热加热保障全年生产
  • 鲜活藻液采收干燥后产出食品原料、高质提取物(藻蓝蛋白、β-胡萝卜素、DHA、EPA)与蛋白饲料原料
  • 养殖粪污制沼气发电、生物质颗粒燃料,形成"地热 + 生态农业"闭环

零碳园区与地热储层再造

  • 以地热为基荷、风光为补充、储能为调节,构建园区多能互补微网
  • 地热储层再造技术让不具备自然出流条件的区块也能规模开发地热

技术赋能,地尽其热

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