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第1章 地热能与地热资源 1

1.1 概述 1

1.1.1 地热能与地热增温率 1

1.1.2 地热资源 3

1.1.3 地热区、地热田与热储 4

1.1.4 大地热流 4

1.1.5 地热异常 5

1.1.6 奇特的地热显示 6

1.2 地热资源与地热带 9

1.2.1 板块构造和地热带分布规律 9

1.2.2 地热带分类 10

1.3 岩石与地质年代 14

1.3.1 地层单位与地质时代 14

1.3.2 岩石的分类 16

1.3.3 岩石的热物理性质 17

1.3.4 岩石的渗透率和孔隙率 17

1.4 地热资源分类 18

1.4.1 对流型高温水热资源 18

1.4.2 中低温地热资源 20

1.4.3 地压、地热资源 23

1.4.4 干热岩型地热资源 24

1.4.5 熔岩（岩浆）地热资源 26

1.5 中国的地热资源 26

1.5.1 中国的温泉及其分布 26

1.5.2 中国高温地热资源的分布 29

1.5.3 中国中低温地热资源的分布 30

1.5.4 中国地压地热资源初探 32

第2章 地热井施工和试验 34

2.1 概述 34

2.2 钻井设备 35

2.2.1 冲击钻机 35

2.2.2 回转钻机 37

2.2.3 其他类型的回转钻进 38

2.2.4 取芯钻具 40

2.2.5 定向钻井 41

2.3 钻进液 41

2.3.1 概述 41

2.3.2 钻进泥浆的主要性能和各种岩层对泥浆的要求 42

2.3.3 聚合物流体 44

2.3.4 空气基流体 44

2.3.5 复杂岩层中钻进用泥浆的处理 45

2.3.6 散低固相泥浆 46

2.3.7 高温地热钻进泥浆 46

2.4 地热井的设计 47

2.5 地热井钻进 48

2.5.1 中低温地热井的钻进 49

2.5.2 高温地热井钻进 49

2.5.3 固井 50

2.6 地热井钻进事故的预防与处理 50

2.7 防喷器 52

2.8 回灌井 54

2.9 地热测井 55

2.10 地热井试验 56

2.10.1 钻井数据 58

2.10.2 钻机试验 58

2.10.3 抽水降压试验 58

2.10.4 长期生产和干扰试验 60

2.10.5 注水试验 61

2.10.6 恢复试验 61

2.10.7 试验计划与其他一些问题 61

2.11 数据采集与解释 62

2.11.1 井孔压力的测量 62

2.11.2 井孔温度的测量 63

2.11.3 井孔流量的测量 63

2.11.4 测量中的一些经验 65

2.11.5 数据解释 65

2.12 热储工程理论 65

2.13 热储模型 67

2.14 热储模型与数值模拟 68

2.15 中低温地热水的回灌 70

2.16 地热资源评价 71

2.16.1 概说 71

2.16.2 地热资源按研究程度分类 71

2.16.3 地热资源的评价 74

第3章 地热系统的防腐防垢与选材 77

3.1 概述 77

3.2 地热腐蚀的类型 79

3.2.1 按金属腐蚀原理分类 79

3.2.2 按腐蚀破坏形式分类 79

3.3 金属均匀腐蚀速度表示法 80

3.3.1 金属均匀腐蚀速度的质量指标 80

3.3.2 金属腐蚀速度的深度指标 80

3.3.3 均匀腐蚀的分级标准 81

3.4 金属电化学腐蚀的机理 81

3.4.1 电极电位 81

3.4.2 腐蚀原电池 82

3.5 常见的局部腐蚀及其控制办法 83

3.5.1 孔蚀 83

3.5.2 缝隙腐蚀 84

3.5.3 应力腐蚀破裂 84

3.5.4 晶间腐蚀 85

3.5.5 电偶腐蚀 85

3.5.6 脱成分腐蚀 86

3.5.7 氢脆 86

3.5.8 磨蚀 86

3.6 地热流体中的主要腐蚀成分 86

3.7 材料在地热水中的腐蚀行为 88

3.8 地热设备的选材 92

3.9 地热防腐措施 93

3.10 防腐蚀工程的设计原则和设计依据 96

3.11 地热系统的结垢与阻垢 98

3.11.1 阻垢的重要性 98

3.11.2 地热水垢的成垢机理 99

3.12 地热水腐蚀与结垢趋势的判断方法 100

3.12.1 概述 100

3.12.2 碳酸钙结垢趋势判断 101

3.12.3 硫酸钙结垢趋势判断 105

3.12.4 硅酸盐结垢趋势判断 106

3.12.5 用拉申指数判断腐蚀趋势 106

3.13 地热除垢与防垢方法 107

3.13.1 地热除垢方法 107

3.13.2 地热防垢方法 107

3.14 防腐蚀工程设计方案举例 111

3.14.1 影响地热水腐蚀主要因素的论证 112

3.14.2 常用金属材料在地热水中腐蚀行为的论证 113

3.14.3 地热水的腐蚀规律 115

3.14.4 在地热水中使用防腐涂料的试验研究 116

3.14.5 地热采暖系统防腐蚀工程方案 118

第4章 地热井设备与地热流体输送 122

4.1 概述 122

4.2 长轴深井泵 123

4.2.1 基本构造 123

4.2.2 运行与安装的几个问题 123

4.2.3 长轴深井泵设计计算示例 127

4.2.4 泵的运行和维护 131

4.3 潜水电泵 132

4.3.1 基本结构与工作原理 132

4.3.2 高温潜水电泵 136

4.3.3 潜水电泵的选型及注意事项 137

4.4 地热井泵变频调速 140

4.4.1 节流法 140

4.4.2 用储水箱使井泵间隙运行 140

4.4.3 井口回流法 141

4.4.4 改变井泵的转速 141

4.5 地热井口装置 142

4.5.1 地热井口装置的一般要求 142

4.5.2 多功能井口装置 142

4.5.3 井口氮气保护与除氧 144

4.6 地热水除砂 146

4.7 汽水分离装置 147

4.7.1 分离器壁厚计算 147

4.7.2 分离器封头壁厚计算 148

4.7.3 井口系统主管径的确定 148

4.8 地热水除铁 148

4.8.1 概述 148

4.8.2 地热水除铁原理 149

4.8.3 曝气过程与曝气装置 151

4.8.4 天然锰砂除铁滤罐 154

4.8.5 地热水除铁系统 156

4.9 地热流体输送 157

4.10 管道材料 158

4.10.1 碳钢 159

4.10.2 球墨铸铁 160

4.10.3 玻璃纤维增强塑料（FRP） 160

4.10.4 聚氯乙烯（PVC）与增强聚氯乙烯（UPVC） 163

4.10.5 氯化聚氯乙烯（CPVC） 164

4.10.6 ABS 166

4.10.7 聚乙烯（PE）与交联聚乙烯（PEX） 167

4.10.8 铝塑复合管（PEX-Al） 168

4.10.9 聚丙烯（PP）与聚丙烯（共聚）（PP-C） 169

4.10.10 聚丁烯（PB） 170

4.11 管道保温 172

4.11.1 对保温材料的要求 172

4.11.2 常用保温材料 172

4.11.3 保护层 174

4.11.4 预制保温管 175

4.11.5 非保温管 175

4.12 管道保温热力计算 177

4.12.1 计算原则 177

4.12.2 保温层厚度计算 178

4.13 管网布置与敷设 181

4.13.1 管网布置原则 181

4.13.2 敷设方式 181

4.13.3 无补偿直埋敷设的设计与实例 182

第5章 地热供暖 187

5.1 概述 187

5.2 供暖热耗量的估算 187

5.2.1 供暖的气象参数 188

5.2.2 建筑物的供暖热耗指标 188

5.2.3 供暖度日值和累积热负荷 190

5.3 地热供暖系统的调峰 191

5.4 地热间接供暖系统 193

5.5 降低地热排水温度和地热利用率 196

5.5.1 地热供暖利用率 196

5.5.2 降低地热排水温度的制约因素 196

5.6 地热直接供暖系统 198

5.6.1 地热直接供援系统的组成与特点 198

5.6.2 地热直接供暖系统的供热调节 198

5.6.3 调节地热水量的方法 199

5.6.4 地热直接供暖变频调速系统供热调节计算 200

5.6.5 地热直接供暖变频调速系统的混水器 201

5.6.6 地热直接供暖变频调速系统 202

5.6.7 地热直接供暖系统示例 204

5.6.8 地热供暖散热器 205

5.7 低温地热辐射采暖 207

5.7.1 概述 207

5.7.2 地板辐射供暖的特点 207

5.7.3 地板辐射供暖系统的组成 208

5.7.4 地板辐射供暖的设计计算 211

5.7.5 地板辐射供暖的施工与调试 218

5.7.6 经济性 218

5.8 地热热风供暖 218

5.8.1 热风供暖的系统与特点 218

5.8.2 暖风机翅片管束的传热计算 220

5.8.3 翅片管换热器的阻力计算 221

5.8.4 地热热风供暖的电力消耗 223

5.8.5 地热热风供暖系统的优化分析 223

5.9 燃煤锅炉供暖改为地热供暖 224

5.9.1 低温与多余供热量对非标准条件下供暖的影响 224

5.9.2 热水系统的改造 225

5.9.3 热风系统的改造 225

5.10 地热生活热水供应 226

5.10.1 生活热水负荷的计算依据 226

5.10.2 生活热水负荷的计算方法 228

5.10.3 生活热水供应系统 229

5.11 井下换热器供热系统 230

5.11.1 井下换热器的供热原理 230

5.11.2 井下换热器的结构与设计 230

5.11.3 井内对流 232

5.11.4 井下换热器产热量 234

第6章 地热发电 236

6.1 地热发电的方式 236

6.1.1 地热蒸汽发电 236

6.1.2 地下热水发电 237

6.1.3 全流地热发电 239

6.1.4 干热岩发电 239

6.2 世界典型地热电站介绍 240

6.2.1 西藏羊八井地热电站 240

6.2.2 美国盖瑟斯地热电站 241

6.3 地热能利用的制约因素和环境保护 241

6.3.1 常见的制约因素 241

6.3.2 对环境的影响 243

第7章 地热综合利用技术 244

7.1 地热农业利用技术 244

7.1.1 地热温室大棚 244

7.1.2 地热养殖 251

7.1.3 地热孵化 254

7.1.4 地热干燥 258

7.2 地热水的深加工处理 264

7.2.1 地热水利用反渗透技术生产净水 266

7.2.2 地热GQ-JS系列直饮水设备 268

第8章 水源热泵空调系统 270

8.1 水源热泵机组 270

8.1.1 水源热泵机组的分类 270

8.1.2 水/空气热泵机组 271

8.1.3 水/水热泵机组 272

8.1.4 水源热泵机组的运行特性 273

8.2 地下水源热泵空调系统 274

8.2.1 地下水源热泵空调系统的组成与工作原理 274

8.2.2 地下水源热泵空调系统的设计要点 275

8.2.3 地下水回灌技术 278

8.3 地表水源热泵空调系统 280

8.3.1 地表水换热系统的形式 280

8.3.2 地表水的特点对热泵空调系统的影响 281

8.3.3 地表水换热系统勘查 282

8.3.4 松散捆卷盘管的设计要点 282

8.4 海水源热泵空调系统 284

8.4.1 大型海水源热泵站 284

8.4.2 海水源热泵空调系统的特殊技术措施 285

8.5 污水源热泵空调系统 286

8.5.1 污水的特殊性及对污水源热泵的影响 286

8.5.2 污水源热泵站 286

8.5.3 城市原生污水源热泵设计中应注意的问题 287

8.5.4 污水源热泵形式 288

8.5.5 防堵塞与防腐蚀的技术措施 289

8.6 工程案例 290

8.6.1 冷热负荷 290

8.6.2 设计依据 290

8.6.3 方案设计 290

8.6.4 经济环境效益分析 292

8.6.5 流程图 293

第9章 土壤耦合热泵空调系统 295

9.1 土壤耦合热泵空调系统简介 295

9.1.1 土壤耦合热泵空调系统的组成 295

9.1.2 土壤耦合热泵空调系统的分类 296

9.2 现场调查与工程勘查 297

9.2.1 现场勘查 297

9.2.2 水文地质调查 298

9.2.3 设置测试孔与监测孔 298

9.2.4 土壤热响应实验 299

9.3 地埋管换热器的管材与传热介质 300

9.3.1 地埋管管材 300

9.3.2 管材规格和压力级别 301

9.3.3 传热介质 301

9.4 地埋管换热器的布置形式 303

9.4.1 埋管方式 303

9.4.2 连接方式 305

9.4.3 水平连接集管 306

9.5 地埋管换热器的传热计算 306

9.5.1 地埋管换热器传热分析 306

9.5.2 竖直地埋管换热器的长度 307

9.6 地埋管换热器系统水力计算 310

9.6.1 压力损失计算 310

9.6.2 循环泵的选择 312

9.7 地埋管换热器的安装 312

9.7.1 施工前的准备 312

9.7.2 水平式地埋管换热器 312

9.7.3 竖直式U形埋管换热器 313

9.7.4 地埋管换热系统的检验与水压试验 317

9.8 直接膨胀式土壤源热泵系统 318

9.9 案例分析 319

9.9.1 冷热源需求 319

9.9.2 设计依据 320

9.9.3 方案设计 320

9.9.4 经济环境效益分析 322

9.9.5 绘图 323

第10章 地热开发利用的环境保护 325

10.1 概述 325

10.2 地热流体开发利用对环境的影响 326

10.2.1 热污染 326

10.2.2 空气污染 326

10.2.3 水污染 327

10.2.4 土壤污染 328

10.2.5 放射性污染 328

10.2.6 地面沉降和诱发地震 328

10.2.7 噪声污染 328

10.3 地热水按不同用途的水质评价 329

10.3.1 灌溉 329

10.3.2 养鱼（或其他水产品） 330

10.3.3 直接排放 331

10.4 我国的水环境质量标准 332

10.4.1 地面水环境质量标准 332

10.4.2 污水综合排放标准 333

10.5 地热排水的处理及试验研究 335

10.5.1 水生植物吸收法 335

10.5.2 多孔骨料吸收法除氟和其他有害气体 335

10.5.3 湿地生物系统综合治理 336

10.5.4 简单物理化学沉淀法除盐 336

10.5.5 工程实例 336

参考文献 339