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1、浅谈地热资源的开发利用摘要: 地热资源作为可再生资源，其发展前途十分广阔，重视对地热资源的研究，加快对其开发和利用，不仅有利于节约资源，更能带来巨大经济效益。主题词地热资源地热开发地热利用地热研究中图分类号： p314 文献标识码： a 文章编号：一、地热研究在本世纪升温地热资源作为可再生资源，其发展前途十分广阔。现今，各国纷纷重视对地热资源的开发利用，不断提高开发技术。重视对地热资源的研究，加快对其开发和利用，不仅有利于节约资源，更能带来巨大经济效益。二、地下热水的开发和利用1,地热资源的温度分级地热资源的温度分级有三类：高温、中温、低温2,地热资源的开发利用地热资源的利用包括发电和非发电利
2、用两个方面,非发电利用也就是直接利用。本世纪以来世界各国利用地热的经验表明,高温地热资源(在150以上)主要用于发电,地热发电后排出的热水可供直接利用;中低温地热资源(在150以下)则以直接利用为主。所谓直接利用是指不进行能量转换而直接对热水(汽)能量的利用,利用于工业和农、林、牧、渔业及人民生活等方面。(1)地热发电意大利利用地热资源发电最早, 1904年在拉德瑞罗地热田利用地热蒸汽建立了第一座地热电站。世界其它国家的地热发电事业都是50年代才相继发展起来的,到目前为止,世界上利用地热发电的国家已有15个。1980年全世界地热发电的总装机容量约为250104kw,截至1983年6月止,已增至
3、319104kw,预计到2000年发电量可达到1700104kw以上。地热发电的优点是,一般不需要燃料,多数情况下发电成本比水电、火电和核电要低,设备的利用时间长,建厂投资一般低于水电站,且不受降雨、季节变化的影响,发电稳定,可减少环境污染等。(2)地热采暖利用地热采暖可以保持室内最佳环境温度,可以节约燃料,还可避免环境污染,因此,近年来利用地热采暖已引起国内外广泛重视。冰岛的地热资源主要用于房屋的采暖。目前全国人口的70%以上已利用地热采暖。此外,法国、美国、新西兰等国也广泛利用地热采暖。我国北方地区冬季漫长而寒冷,平均气温低于15的时间有67个月,因而有必要采取采暖措施。目前除北京、天津两
4、市利用地下热水采暖外,辽宁省熊岳、兴城、山东威海、即墨、湖北应城等不少地区的工厂、机关和医院,都已不同程度地利用地热采暖。华北油田区利用8090的地下热水采暖,节约了大量原油,同时也减少了环境污染。(3)地下热水在轻纺工业方面的利用地下热水用于轻纺工业方面的实例很多,包括纺织、印染、工业锅炉、缫丝、烤胶、木材加工、造纸、干燥、制冷、空调、蔬菜脱水加工等方面。地下热水用于轻纺工业,不仅可以满足特殊工艺的需要,而且还可以提高产品的质量,节约大量煤炭、电力和软化水用食盐。例如,在我国北京、天津、湖北英山等许多纺织、印染、缫丝轻纺工业,已经利用当地地下热水进行生产的全过程或满足了某些特殊工艺的需要。各
5、厂利用地下热水后,普遍提高了产品质量,节约了部分常规燃料,节约了软化水处理费用,相应地降低了产品的成本。(4)地下热水在农林牧副渔业方面的利用世界各国中低温地下热水资源分布广泛,多数分散在农村和边远地区,既不宜于发电,也无法供应城市、工厂利用。因此,因地制宜地将地下热水用于建设温室繁育良种、养鱼、灌溉农田、繁殖饲料和绿肥,发展农村生产和经济,为农林牧副渔业服务,有十分重要意义。目前世界各国越来越重视地下热水的直接利用,除地热采暖及轻纺工业方面的利用外,在农林牧副渔业方面已获得广泛利用。我国在利用地下热水于农林牧副渔方面,也取得了许多显著的成就。例如,西藏羊八井地热田,海拔4300 m,利用地下
6、热水建造了面积2000 m2的地热温室,种植了西红柿、黄瓜、青椒和其它蔬菜等20种,一年四季均可吃到新鲜蔬菜。目前正在着手利用地热电站排出的大量热水扩建地热温室。(5)地热在医疗卫生及旅游事业上的利用地下热水具有较高的温度,有时还含有某些特殊的微量组分或气体成分以及少量的放射性物质,在一些热矿泉附近还常常积有矿泉泥,它们对人体的生理机能有益或有一定医疗作用。这种地下热水称为医疗热矿泉水,能饮用的则称为饮用天然矿泉水。地下热水是否属于医疗热矿水和饮用天然矿泉水,可根据地热资源地质勘查规范国家标准(gb11615-89)规定的医疗热矿泉水水质标准和饮用天然矿泉水国家标准(gb8537-1995)规
7、定的饮用天然矿泉水的界限指标及其它技术要求作出评价。医疗热矿泉水沐浴,饮用天然矿泉水,利用矿泉泥泥敷等,对于某些慢性病,如神经衰弱、关节炎、外伤后遗症等,常有一般药物难以替代的疗效。因此常常在地下热水出露地区建立疗养院。我国的温泉疗养院已有100余所,在一些重要的热矿泉,还建立了矿泉理疗机构,如北京小汤山、江西庐山、广东从化、重庆南温泉等地。温泉出露之处,常常是青山叠翠、绿草如茵、小桥流水、古刹钟声,到这些地方去旅游、休息,不但能饱赏当地美好的风光,而且还能疗养、治病、消除疲劳和增强体质,对发展旅游业十分有利。4,地下卤水的开发利用地下卤水中往往含有大量的盐类(如氯化钠、氯化钾等)和富集碘、溴
8、、硼、锂、锶、铷、铯、钡等有用元素,具有工业开采价值。世界上碘、溴元素主要来自地下卤水。在地下卤水中除提取碘、溴元素外,还综合利用其它组分。我国利用地下卤水历史悠久,过去主要制盐,从60年代以来,开始转向盐化工业的综合利用,已能从卤水中综合提取碘、溴、硼、锂等有用元素。但是与工业发达国家相比,我国地下卤水开发和综合利用方面仍然存在较大差距。以碘的生产为例,我国至今仍然是主要从海带中提取碘,成本高昂,年产量仅300 t左右,远远不能满足国家的需要,不得不依靠进口。以碘、溴为例,湖北沙4、沙5井的碘含量42 mg/l、溴含量230 mg/l,四川蓬基井的碘含量34 mg/l、溴含量1723 mg/
9、l,四川川25井的碘含量398 mg/l、溴含量1790 mg/l。此井的突出特点是氯化钾含量高达4%,为国家颁布的工业评价标准单独开采工业品位2%的一倍。此外,四川盆地中碘含量超过工业评价标准单独开采工业品位(29 mg/l)的比比皆是,例如高1井为57、阳深1井为85、张6井为186、川4井为2074、邓1井为290 mg/l等。溴含量超过工业评价标准单独开采工业品位(300 mg/l)的也不少,如铁山、罗家坪、九龙山、龙女寺等构造,其溴含量分别为1347、1675、1500和2211 mg/l。除碘、溴之外,其它有用组分含量也有很突出的,如硼含量可达2092 mg/l,甚至有高达8200
10、 mg/l的;锂含量可达1500 mg/l左右,个别突出的可达2805 mg/l,锶最高可达3081 mg/l。镁大部分构造含量在20000mg/l以上,个别构造可达61800 mg/l。三、地下热、卤水的合理开发利用和开发利用中应注意的问题(1)正常认识热、卤水资源的特点地下热、卤水的储量是有限度的,并非取之不尽,用之不竭,加之提取要靠深井,钻井费用昂贵,因此在使用时应根据其可开采量合理规划和利用,并应加以珍惜和爱护,不使用或暂不使用时,应安装水闸门予以关闭,并加强维护和管理。(2)利用石油勘探旧井是开发利用地下热、卤水的捷径钻深井开发地下热、卤水,费用昂贵,且具有风险性,若能利用石油勘探旧
11、井(这样的勘探井在全国各油气盆地是大量的),选择其中适合利用的而加以利用,这无疑是开发利用地下热、卤水的一条重要的捷径,这方面已有许多成功例子,如四川广元、开江和大邑花水湾温泉,都是油气勘探井钻出的地下热水。四川蓬莱盐厂自1959年11月起生产至1988年2月已采出卤水354104m3,用以制盐和提取溴、碘、钡等物质,取得了较好的经济效益,其生产井即是利用石油部门在蓬莱镇构造上钻的基准井。像蓬莱盐厂这样利用油气勘探井综合生产盐、溴、碘、硼等的例子可以列举出许多。(3)合理利用地下热、卤水资源热水利用的途径很广,如住宅供暖、洗浴、农业、工业应用、医疗保健等不同的用途有不同的温度要求,应按温度的变
12、化综合应用于各个方面,以充分发挥热水的作用,获取更大的经济效益。地下卤水实际上也常常具有较高的温度,如四川盆地三叠系地下卤水,上统须家河组温度为2537,中、下统雷口坡组和嘉陵江组温度为2287,在利用其中所含盐类及各种有用组分的同时,也应充分发挥其所具热能的作用。这方面日本作法可供参考。日本计划利用高矿化热水建立一所发电量为7000 kw,同时每年还可以生产10104食盐和一定数量淡水的工厂。冰岛计划建立一个系统,利用矿化度29 g/l的高温热水(270),即从中提取各种盐类,并同时发电。参考文献：1 梁厚甫.现代水文地质调查工作手册m.北京 ：地质出版社，2009.注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。