国家能源局入编案例：东营市牛庄“清洁供暖无烟小镇”项目

能源局入编案例

东营市牛庄“清洁供暖无烟小镇”项目

一、项目基本情况目

前国家推动节能减排，大力提倡清洁供暖，宜地热则地热。为推动东营市的地热产业发展，东营区与山东省地矿工程勘察院签订战略合作协议，以牛庄镇作为试点，推进“清洁供暖无烟小镇”项目，替代当前的燃煤供暖，同时推进地热能+产业的综合利用。

该项目通过利用埋深 1800～2100m 东营组热储层地热水资源作为热源，在牛庄镇聚华小区域附近布置生产井 5 眼（备用 1 眼）及回灌井 5 眼（备用 1 眼）作为热源，替代现有燃煤锅炉（28MW）热源，项目总投资金额为 6100 万元。

项目共铺设管网长度约 9000m，新建换热站 1 座，新建换热站内建设兼容原燃煤锅炉的换热器，确保地热和锅炉双热源均可运行。同时对北区换热站以及原部分管网进行改造，部分加大管径，最终通过各小区现有二级网系统为区域内所有设施供暖。

东营区牛庄镇区域内，热储层主要为东营组。东营组热储层为三角洲相砂体，热储层较发育，厚度较大，物性较好，埋藏深度较合适。为此项目可开发利用的最佳热储层系。牛庄镇及周边东营组热储地热资源量、地热可采资源量均较大，资源丰度较高。地热井为经济地热井，牛庄镇聚华小区东营组地热资源丰富，经济性好,具有较高的开发利用价值。

二、供暖面积

东营市牛庄“清洁供暖无烟小镇”项目建设单位为山东铭峰新能源有限公司，于2019 年 6 月开始施工，于 2019 年 10 月 30 日达到供暖条件，并于当年 11 月 7 日投入供暖运营。项目运行面积约 26 万㎡，其中公建部分 12 万㎡，居民部分 14 万㎡。同时为附近农业大棚提供供暖，包括已建成的 10 万㎡花卉大棚，以及兴建过程中 20 万㎡农业蔬菜大棚。

三、技术路线及工艺流程

1. 负荷情况

本项目共涉及四个换热站，需要供给的供暖建筑有住宅、公建、农业设施等三大类。其中：已建成大棚面积为 10 万㎡，单位热负荷按 80W/㎡，大棚总热负荷为 8000kW。居民及公建建筑总面积 26 万㎡，建筑单位热负荷为 60～65W/㎡，筑物总热负荷为15622.5kW。通过前期统计，入住率达到 80%，建筑总体热负荷为 12498kW。

2. 技术特点

（1）该系统主要先进技术在于开采井及回灌井的设计及合理布局，在综合考虑供暖区域分布和平面布置的基础上，结合掌握的地质资料，采用一抽一回、同层回灌的设计思路，共施工取水井和回灌井各 5 口，采水井与回灌井地下取水层之间的间距在 400m 左右，成井工艺基本相同。部署的原则是：一是回灌井距离采水井相对较近；二是热储层连通砂体厚度较大；三是在井位选择上避开附近的断层；四是回灌井与采水井位于同一断块内；五是综合考虑回灌对热储层温度和压力的影响。

（2）砂岩负压全回灌技术的应用，彻底解决了困扰行业发展的瓶颈，地热尾水在砂岩热储（如馆陶组、东营组等）不需加压即可做到 100%回灌，确保以灌定采的实施，也不会形成加压回灌等方式对地层的破坏及不可持续性。实施过程中从钻井设计、成井工艺、化学助剂、设备及材料等方面均进行了创新设计。利用专利技术生产的井下筛管，结合专利生态过滤装置、旋流装置、加药缓释装置等设备，采用带压分离器在不泄压的状态下进行气体分离，使整个系统进行完全密闭原水回灌。该项目目前通过五个供暖季的实际应用，做到了地热尾水同层同水质等量回灌，且回灌量无衰减。应用该技术后，地热开发活动对地下热储层和地表环境不产生任何影响，真正做到了“取热不耗水”。

（3）地热能梯级利用技术的应用，该项目地热水经过换热用于供暖，供暖后的尾水余热应用热泵和梯级换热技术继续为设施农业、养殖等供热，最后完成低温回灌。由此减少取水量，地热能得以保护性开发和高效开发，解决地热能粗放利用和资源浪费问题，从而实现地热资源可持续利用的良性循环。

（4）在开采的过程中，全程检测开采井及回灌井的水位、压力、流量及温度，通过上述参数的变化判断生产及回灌的运行情况，以确保 100%达标回灌及整个系统的安全运行。

3. 工艺流程

聚华锅炉房供暖区域共有地热井五口，编号分别为牛热 1 井、牛热 2 井、牛热 5 井、牛热 8 井，牛热 9 井，五口井下入潜水泵抽水地下热水，单井年开采量按 20×104m3/a 进行。地热水通过电潜泵提取出来后，通过高压气液分离器（部分情况需加除砂器），分离其中的气体以及固体悬浮物。经过分离后的地热水进入板式换热器与二级管网的循环水换热，换热后的地热水直接进入回灌管线，最终不加压流入回灌井回注。换热后的二级管网循环水通过各小区现有二级网系统直供用户，负责居民楼供暖和办公楼、学校、卫生院等公建的供暖，地热尾水供给当地花卉及蔬菜养殖使用。

四、主要设备选型

机房主要设备包括补水系统、板式换热器、末端循环水泵、配电设备、自控设备等。地热井成井深度 2060m，开采井水温 82～85℃，流量 90～120m³/h，静水位 55m，动水位 63m。

五、生产运行情况

无。

六、建设运营模式

（1）政府主导、多方参与。政府主导搭建平台，技术及社会资本积极参与，促进产业发展；本项目市政资产管理公司的支持是成功实施的关键。

（2）政府授权企业投资、建设、改造、运营（水、电、热等）和维护事宜，企业拥有投建设施的产权，并授权企业在有效期限和规定地域内，享有供热业务的特许经营权利。经营期间，居民的供暖时间、供暖效果和收费标准，按当地政府统一要求执行。农业设施用暖，用暖单位与供热企业协商签订供热协议。该区域经营权为 30 年。

（3）项目碳指标及政府补贴，归于投资建设企业。

七、项目经济性

地热能先用于居民冬季取暖，供暖尾水为 10 万㎡的花卉大棚提供热源，大大降低了花卉企业种植成本，促进了当地花卉特色产业的规模化发展，为当地农民就地就近就业创造了条件。项目计划为万亩现代农业项目清洁供暖。

八、环境及社会效益

该项目利用地热资源量 29.02×106kJ，单位面积耗电量 2.14kWh/㎡，地热能节约标准煤 1.25 万 t，减少二氧化碳排放 2.6 万 t。项目节能减排、经济高效，供暖无煤炭消耗，直接运营成本远低于燃煤供暖。

九、典型经验和做法

该项目已入选新能源利用“省级改革创新试点”，主要特点如下：

1. 清洁供暖、无烟小镇

利用地热能完全替代原有两台 14MW 燃煤锅炉，在山东省属于首例。牛庄镇地热供暖总体可实现年减排标准煤 125万t，减少二氧化碳排放 2.6万t。

2. 群井群连，双热源保障安全供暖

5口生产井与5口回灌井完全连通，自由切换，确保安全稳定运行。同时地热机房与现有燃煤锅炉互联，极端情况可启用燃煤锅炉作为备份热源。

3. 地热尾水 100%同层负压回灌

通过创新性的回灌井设计、施工及设备材料的选择，实现在砂岩热储100%同层负压回灌，通过国家地热能专业委员会技术委员会的回灌评价。

4. 全程运行的可视化

对地热生产井及回灌井的水位、压力、温度、流量，以及机房设备的运行状态，均通过仪表全程监控并远程反馈至中控室，时时把控地热生产的每一个细节。

5. 地热能+产业

该项目为附近 300000 ㎡设施农业提供热源，助力当地设施农业的发展。同时经省地矿部门的检测，本项目地热水品质优良，五种成分（偏硼酸、偏硅酸、锶、锂、锰）达到“国家医疗热矿水水质标准”中有医疗价值浓度，其中两种成分（偏硼酸、偏硅酸）达到可命名矿水浓度，地热水的综合利用大有可为。目前牛庄镇计划利用该地热资源，打造温泉康养旅游的特色小镇，综合利用大有可为。

十、问题和建议

无。