NBT 10265-2019 浅层地热能开发工程勘查评价规范.pdf

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ICS01.040.27 F10

NB/T102652019

Explorationspecificationforshallowgeothermalenergydevelopmentpro

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《全国民用建筑工程设计技术措施》结构篇之二荷载.pdf范围 规范性引用文件 术语和定义 总则 勘查工作内容及要求.. 浅层地热能开发利用评价 勘查设计及报告编写 附录A(规范性附录) 勘查设计编写要求· 附录B(规范性附录) 勘查报告编写要求· 附录C(资料性附录) 浅层地热能资源量计算方法· 附录D(资料性附录) 浅层地热换热功率计算方法

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层地热能开发工程勘查评价规

本标准规定了浅层地热能开发工程勘查评价的基本内容、勘查要求、勘查设计、开发利用评价及报 告编写等要求。 本标准适用于浅层地热能开发利用系统,包括地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水 (含再生水)地源热泵系统工程项目可行性研究及设计前期进行的工程勘查

下列文件对 可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB50021 岩土工程勘察规范 GB50027 供水水文地质勘察规范 GB/T50123 土工试验方法标准 GB50202 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB/T50801 可再生能源建筑应用工程评价标准 GB/T18430.1蒸气压缩循环冷水(热泵)机组 DZ/T0225 浅层地热能勘查评价规范 NB/T10097 地热能术语

1地源热泵系统方案设计前,应进行浅层地热能开发工程勘查评价工作 2勘查完成后,勘查单位应根据工程勘查结果分析浅层地热能开发的可行性和经济性,编写勘 报告。

5.1.1浅层地热能开发工程勘查目的是查明工程场地浅层地热能地质条件,进行场地浅层地热能资源 评价和开发利用的环境影响预测,评估经济性和可行性,为浅层地热能开发工程项目可行性研究及设计 提供基础依据。

区域其它可利用能源的资源条件等资料,选择适宜的浅层地热能换热方式,确定相应的勘

NB/T10265—20195.2地埋管地源热泵系统工程勘查5.2.1勘查工作内容查明工程场地及周边的地形地貌、地下管线布设等场地施工条件;b)查明工程场地范围内地层岩性结构、地下水位、含水层富水性等水文地质条件以及地温场分布特征;c)通过勘查孔取样、测试获取勘查场地岩土的天然含水率、孔隙率、颗粒结构、密度、导热系数、比热容等参数:d)勘查孔应进行岩土热响应试验,取得换热孔的有效传热系数、岩土平均导热系数、岩土初始平均温度等地层换热能力参数;e)进行浅层地热能开发利用评价,计算浅层地热容量和浅层地热换热功率,确定换热孔的布设数量及布设方式,预测环境影响,对热泵系统工程建设经济性进行分析,提出合理的开发利用方案。5.2.2勘查孔施工要求勘查孔施工前应先开展工作区地质条件调查:b)勘查孔的地埋管换热器设置方式、深度和回填方式应与拟建设的工程换热孔保持一致;c)水平地理管地源热泵系统工程场地勘查采用槽探或针探进行,槽探位置和长度应根据场地形状确定,槽探的深度宜超过预计的埋管深度1m,钎探技术标准参照GB50202的相关规定执行;d)竖直地理管地源热泵系统工程场地勘查采用钻探进行,勘查孔的深度宜比预计的理管深度深5m,勘查孔施工按GB50021的规定执行;e)工程场地内地层岩性差异较小时,根据浅层地热能开发工程的服务面积需求,确定勘查工作量,按表1确定:f)工程场地地层岩性差异较大时,宜根据场地内地质条件增加勘查孔数量:g)竖直地埋管地源热泵系统勘查孔应进行岩心编录、地球物理测井,划分地层结构。表1槽探和勘查孔工作量埋管方式工程供暖/制冷面积A(m²)槽探、勘查孔数量(个)A<5001(探槽)水平A≥500≥2(探槽)A<100001 (孔)10000≤A<200002 (孔)竖直20000≤A<400002~3(孔)A≥40000≥3 (孔)注:工程供暖/制冷面积取两者面积中较大者5.2.3取样及测试要求a)勘查孔岩土层单层厚度大于1m的,每层应取代表性的原状样品(砂、砾石层除外),细砂粒径以上应取扰动样;b)岩土试样土工测试指标应包含颗粒分析、密度、导热系数、比热容、孔隙率、天然含水率等参数;c)岩土试样测试分析按GB/T50123的规定执行。3

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5.2.4岩土热响应试验要求

a)岩土热响应试验应在勘查孔施工完成周围岩土温度恢复后进行,对于灌注水泥砂浆的回填方式, 岩土恢复时间应不少于10天,对于其它的回填方式,应不少于2天; b)试验设备与勘查孔的连接应减少弯头、变径,连接管外露部分应保温,保温层厚度不宜小于 20mm。同一管路内,勘查孔孔口水温与试验设备进、出水口水温温差不宜大于0.2℃; c)岩土初始平均温度测试,可采用埋设温度传感器法、无功循环法或水温平衡法,采用无功循环 法测试岩土初始平均温度时,温度稳定(地埋管出水温度连续12h变化不大于0.5℃)后,持续 时间不宜小于12h; d)岩土热响应试验可采用稳定热流测试或稳定工况测试法,岩土热响应测试持续时间不宜小于 48h; e)稳定热流测试方法,宜进行两次不同负荷的试验,当勘查孔深度在80m~100m时,大负荷宜采 用5kW~7kW,小负荷宜采用3kW~4kW,当勘查孔深度在100m~150m时,大负荷宜采用 7kW~10kW,小负荷宜采用4kW~6kW,实际加热功率的平均值与加热功率设定值的偏差不应 大于土0.2kW,温度稳定(地埋管出水温度连续12h变化不大于1℃)后,持续时间不宜小于12h; f 稳定工况测试方法,设定工况应为系统的设计运行工况,实际供水温度平均值与供水温度设定 值的偏差不应大于士0.2℃,温度稳定(地埋管出水温度连续12h变化不大于0.5℃)后,持续时 间不宜小于24h; g)地埋管换热器内传热介质流态应保持紊流,单U型地埋管换热器管内流速不宜小于0.4m/s,双 U型地埋管换热器管内流速不宜小于0.2m/s

5.3地下水地源热泵系统工程勘查

5.3.1地下水地源热泵系统工程勘查内容

a)开展场地周边水文地质条件调查,根据浅层地热能开发工程的建筑类型、工程场地面积、建筑 负荷等浅层地热能利用需求,确定调查范围,查明区域地下水资源状况及其开发利用情况; b)查明工程场地范围内地层岩性结构、含水层类型及埋藏条件、地下水位等; C 勘查井应进行抽水试验和回灌试验,通过抽水试验获得单井出水量及相应的降深、水温,通过 回灌试验获得单井回灌量及相应的水位上升值; d 勘查井进行地球物理测井,取样分析地下水水质: e 根据技术、经济和地质环境保护的要求确定合理的地下水循环利用量和抽灌井间距; f 进行地下水地源热泵系统浅层地热能资源评价,提出合理的开发利用方案。

5.3.2抽水试验及回灌试验

a)抽水试验及回灌试验可利用已建并开展,不具备合适水并的应专门施工勘查并,勘查并施工应 满足GB50027的要求; b 根据浅层地热能开发工程的建设需求、工作面积、工程负荷,确定勘查井的数量,按表2确定; 勘查井的深度,应根据含水层或含水构造带埋藏条件确定,宜小于200m,当有多个含水层组且 无水质分析资料时,应进行分层勘查,取得各层水化学资料; 勘查井的布置应依据地下水流场、渗透率及其他水文地质参数确定; e)抽水试验及回灌试验步骤应满足GB50027和DZ/T0225的要求。

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a)在勘查井中取样分析地下水,机组热源侧水质应符合GB/T18430.1的要求; b)不符合水质要求的水源应进行特殊处理或采用适宜的换热装置。

5.4地表水(含再生水)地源热泵系统工程勘

a)查明地表水(含再生水)源性质、利用现状、深度、面积及其分布; b)查明地表水(含再生水)水温、水质、流量及逐时动态变化: c)查明地表水(含再生水)悬浮物、无机物、有机物、微生物及衍生物的含量; d)确定地表水(含再生水)取回水适宜地点和路线,确定地表水循环利用量; e)查明再生水取水管线下游用户情况,包括用水需求的水量、水温、水质等; 查明再生水处理厂的维修规律; g)进行地表水地源热泵系统浅层地热能资源评价,提出合理的开发利用方案

a)获取水量、水位、水温和水质动态监测数据,监测数据时间不少于1个水文年; b)试验测试工作应在采暖期或制冷期的最不利的水源条件下进行; c)河流的水循环利用量应根据长系列监测数据所做的水文分析成果确定; d)湖泊、水库等地表水体循环利用量应根据其深度、面积确定,不得影响生态环境: e 再生水可利用量应根据再生水逐时流量及逐时水温数据确定; f)确定水源保证程度

6浅层地热能开发利用评价

.1.1浅层地热能开发利用评价内容包括:环境影响预测、投资估算和开发利用方案制定。 6.1.2环境影响预测的任务是评价和预测浅层地热能开发可能带来的生态环境效应和环境地质问题。 6.1.3投资估算的任务是论证浅层地热能开发利用工程的建设成本。 6.1.4开发利用方案应以环境影响预测和投资估算为基础,满足区域浅层地热能利用规划和地源热泵 工程设计的需要

6.2.1大气环境效应评

少排放的燃烧产物,包括二氧化碳减排量、二氧化硫减排量、粉尘减排量等; b)替代常规能源量和节能减排量计算方法参照GB/T50801。 6.2.2 生态环境影响评价: a 地下水地源热泵系统,应评价回灌水对地下水环境的影响,并对能否产生地面沉降、岩溶塌陷 和地裂缝等地质环境问题进行评价; b): 地理管地源热泵系统,应评价循环介质泄漏对地下水及岩土层的影响; 地表水地源热泵系统,应评价浅层地热能的开发利用对河流、湖泊、水库、海洋等地表水体的 影响,评价回水对水化学特征及生态环境的影响,论证再生水取回水对下游用户的影响。 6.2.3应对浅层地热能开发过程中地下水、地表水和岩土体中的热平衡进行评价,分析地表水体温度 及地下温度场变化趋势及可能造成的影响,提出防治浅层地热能利用产生不利环境影响的措施。

5.3.1应估算浅层地热能开发工程建设初投资。 6.3.2地埋管地源热泵系统的初投资估算主要考虑埋管深度、管材、孔径、回填材料、地层硬度等因素。 6.3.3地下水地源热泵系统的初投资估算主要考虑抽灌井的数量、深度、前期勘查钻探及试验成本。 6.3.4地表水(含再生水)地源热泵系统的初投资估算主要考虑取水口的远近、水质对换热管材、换 热器的影响、取热方式等因素

6.4.1开发利用方案应在浅层地热能资源评价和环境影响预测、投资估算的基础上制定。 6.4.2开发利用方案内容包括:热源侧换热方式、换热系统规模、取热和排热温差、监测方案等。 6.4.3对于冷热负荷差别比较大,或者单纯利用地源热泵系统不能满足冷负荷或热负荷需求时,综合 z

7.1勘查设计编写要求

编写设计前应进行现场踏勘,设计编写提纲及要求见附录A。

7.2勘查报告编写要求

报告内容包括浅层地热能地质条件、计算浅层地热容量、浅层地热换热功率、采暖期取热量利 排热量及其保证程度评价、环境影响预测、投资估算、开发利用建议,报告编写提纲及要求见附 关参数的计算方法参见附录C、附录D。

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附录A (规范性附录) 勘查设计编写要求

第一章前言 第二章工作区地质背景 第三章技术路线及工作方法 第四章勘查内容及工作部署 第五章实物工作量 第六章经费预算 第七章保障措施

第一章前言 第二章工作区地质背景 第三章技术路线及工作方法 第四章勘查内容及工作部署 第五章实物工作量 第六章经费预算 第七章保障措施

附录B (规范性附录) 勘查报告编写要求

附录B (规范性附录) 勘查报告编写要求

第一章前言 第二章浅层地热能资源赋存条件 第三章 浅层地热能开发工程勘查 第四章 浅层地热能资源量评价 第五章 浅层地热能开发利用评价 第六章 结论及建议

第一章前言 第二章浅层地热能资源赋存条件 第三章 浅层地热能开发工程勘查 第四章 浅层地热能资源量评价 第五章 浅层地热能开发利用评价 第六章结论及建议

第一章,说明任务来源及要求,建设项目的规模、功能及冷热负荷需求;勘查区以往地质工作程度 及浅层地热能开发利用现状;勘查工作的进程及完成的工作量。 第二章,概述工作区自然地理条件、气象和水文特征;详细阐述工作区地质、水文地质条件,包括 地层分布特征、含水层、富水性、地下水水化学特征、水位动态特征和补径排条件等,岩土体热物性参 数特征,分析浅层地热能资源赋存条件。应根据工程场地浅层地热能资源赋存条件,分析不同开发利用 方式的适宜性。 第三章,详细论述开展的勘查孔钻探、岩土取样及测试、岩土热响应试验、抽灌试验、地表水水量 及温度监测等工作,并对获取的资料和数据进行整理分析,为浅层地热能资源评价和开发利用方案制定 莫定工作基础。 第四章,按照附录C中的公式计算浅层地热容量,按照附录D中的公式计算浅层地热换热功率。 第五章,浅层地热能开发利用评价内容包括环境影响预测、投资估算和开发利用方案制定。 第六章,结论及建议,施工中和运行后应注意的事项。

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附录C (资料性附录) 浅层地热能资源量计算方法 采用体积法计算浅层地热容量,应分别计算包气带和饱水带中的单位温差储藏的热量,然厂 算评价范围内地质体的储热性能: a)在包气带中,浅层地热容量按下式计算,

附录C (资料性附录) 浅层地热能资源量计算方法

采用体积法计算浅层地热容量,应分别计算包气带和饱水带中的单位温差储藏的热量,然厂 算评价范围内地质体的储热性能: a)在包气带中,浅层地热容量按下式计算:

QR—浅层地热容量,kJ/℃; s—岩土骨架的热容量【工艺标准】系统水压试验及调试施工工艺标准,kJ/℃; Qw—岩土所含水中的热容量,kJ/℃;

Q—浅层地热容量,kJ/℃; s—岩土骨架的热容量,kJ/℃; Qw—岩土所含水中的热容量,kJ/℃;

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D.1地埋管换热功率计算

QGDW 11372.34-2015 国家电网公司技能人员岗位能力培训规范 第34部分:农网营销服务附录D (资料性附录) 浅层地热换热功率计算方法

根据岩土热响应试验 计算单孔换热功率。在浅 层地热能条件相同或相近区域, 计算地埋管换热功率(见图D.1)。 a)在层状均匀的土壤或岩 换热功率按下式计算:

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