前言

中华人民共和国行业标准

城镇地热供热工程技术规程

Technical specification for geothermal space heating engineering

CJJ 138-2010

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2010年10月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第553号

关于发布行业标准《城镇地热供热工程技术规程》的公告

现批准《城镇地热供热工程技术规程》为行业标准，编号为CJJ 138-2010，自2010年10月1日起实施。其中，第5.1.3、5.1.6、9.2.5、9.3.3、11.0.5条为强制性条文，必须严格执行。

本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2010年4月17日

前言

根据原建设部《关于印发<2007年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）>的通知》（建标[2007]125号）的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规程。

本规程主要技术内容是：1 总则；2 术语；3 设计基本规定；4 地热供热系统；5 地热井泵房；6 地热供热站；7 地热供热管网与末端装置；8 地热水供应；9 地热系统防腐与防垢；10 地热供热系统的监测与控制；11 环境保护；12 地热回灌；13 地热资源的动态监测；14 施工与验收；15 运行、维护与管理；以及相关附录。

本规程中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规程由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由天津大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送天津大学（地址：天津市南开区卫津路92号，邮政编码：300072）

本规程主编单位：天津大学

本规程参编单位：天津市热力公司 天津滨海世纪能源科技发展有限公司 城市建设研究院 北京煤气热力工程设计院有限公司 北京市华清地热开发有限责任公司 西安汇通热力规划设计有限公司（西安市热力公司） 宁波海申环保能源技术开发有限公司 中国科学院广州能源研究所 福州市地热管理处 天津地热勘查开发设计院 天津地热研究培训中心（天津大学） 陕西绿源地热能源开发有限公司 陕西四海环保工程有限公司

本规程主要起草人员：蔡义汉 郑维民 蔡建新 杨健 王建国 柯柏林 高峰 朱家玲 李若中 马伟斌 林建旺 王军 汪健生 崔金荣 戴传山 王行运 孟玉良 林正树

本规程主要审查人员：王秉忱 汪集旸 张振国 廖荣平 高顺庆 贠培琪 吴铁钧 韩金树 许文发 董乐意 陈建平

1总则

1  总则

1.0.1  为使地热供热工程做到技术先进、经济合理、安全可靠，保护环境和保证工程质量，制定本规程。

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1.0.1  中低温地热资源分布广泛，是一种可以有效节约化石燃料、避免温室效应等环境污染的新能源与可再生能源。近年来，地热供热发展迅速，但是各地的地热供热工程质量优劣差异很大，地热资源浪费严重，缺乏统一的技术标准是重要的原因之一。为了规范地热供热工程的设计、施工、验收与运行，确保地热供热工程持续安全可靠运行，更好地发挥其经济效益、社会效益、节能效益和环保效益，特制定本规程。
1.0.2  本规程适用于以地热井提取地热流体为热源的城镇供热工程的规划、设计、施工、验收及运行管理。

▼ 展开条文说明
1.0.2  地热利用范围广泛，本规程限定的适用范围是：1）用地热井供热，包括泵抽或自流的地热井；2）只限于城镇供热，不包括农业温室、地热水产养殖、地热孵化育雏等农业地热利用；3)只涉及地热直接利用，不包括地热发电。

1.0.3  开发地热用于供热时应同时考虑回灌措施，应采取采灌平衡或总量控制的开发方式。

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1.0.3  回灌开采的目的是要使采灌平衡，实现可持续发展的开发利用。由于各地热井所开发地层的地质条件不一，很难保证每一对开采井与回灌井都能做到采灌平衡，因此，对一个开发利用的热田来说，也可以根据地热水的补充条件确定其允许的最大开采量，即条文中所说的“总量控制开发方式”。

1.0.4  城镇地热供热工程除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语

2  术语

2.0.1  地热资源  geothermal resources

   在可以预见的时间内，能够为人类经济、合理开发利用的地球内部的地热能，包括作为主要地热载体的地热流体及围岩中的热能。

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2.0.1  地热资源的概念与地热能有所不同。地热能是指地球内部蕴藏的热能；地热资源则是指在可以预见的未来时间内能够为人类经济开发和利用的地球内部的热能，包括作为主要载热体的地热流体及围岩中的热能。目前国家标准规定温度在25℃以上的地热流体为地热资源。地热资源按其温度可分为高温(t≥150℃)、中温(90℃≤t＜150℃)和低温(t＜90℃)三类。

2.0.2  地热田  geothermal field

   在当前或近期技术经济条件下有开发利用价值的地热资源富集区。

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2.0.2  对在现时条件下技术经济上有开发利用价值的地热资源相对富集区，且具备良好渗透性热储的分布地区，一般称为地热田。

2.0.3  地热流体 geothermal fluid

   温度高于25℃的地下热水、蒸汽和热气体的总称。

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2.0.3  地热流体中一般都含有不同成分的矿物质，有的矿化度可达几万甚至几十万ppm。因此，从严格意义上说，它已不是纯粹的水，称它为地热流体更为确切。只是地热流体的外表形态仍为水，因而习惯上仍常以地热水称呼。本规程中，地热流体和地热水两种称呼都有使用。

2.0.4  稳定流温  temperature of steady flow

   长期稳态开采条件下的地热流体温度。

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2.0.4  地热井刚启动开采时，井口水温较低，这是因为井管及四周井壁尚处于从冷态到热态的升温过程，温度场还在不断变化。启动一段时间后，温度场趋于稳定，井口水温也升高到一定程度不再变化，这时的温度称为“稳定流温”。地热供热工程设计所依据的地热水温就是指稳定流温。

2.0.5  地热井 geothermal well

   能够开采出地热流体的管井。开采地热流体的井称为“开采井”或称“生产井”；将利用后的地热流体回灌到热储层的井称为“回灌井”。

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2.0.5  井水温度超过25℃，不论井的深浅都称为地热井。

2.0.6  地热直接供热系统  geothermal direct heating system

   地热流体直接进入终端用热设备的供热系统。

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2.0.6  多数地热流体都有不同程度的腐蚀性，因而采用地热直接供热系统受到很大的制约。供暖面积较大的地热供热工程很少采用地热直接供热系统。

2.0.7  地热间接供热系统  geothermal indirect heating system

   采用换热器进行地热流体与供热循环水换热的供热系统。

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2.0.7  井下换热器供热系统也是地热间接供热系统的一种。由于这种系统需要有浅层中高温地热资源，应用范围有限，因此本规程没有将这种供热系统列入。

2.0.8  地热供热调峰系统  peak load system for geothermal heating

   承担供热尖峰热负荷的其他热源系统。

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2.0.8  地热供热调峰不应该只理解为峰值负荷不够而采取的权宜之计，它是地热供热工程设计必须要考虑的重要技术因素。采用调峰系统，可以有效扩大地热井的供热面积，充分利用地热资源。

2.0.9  地热防腐  geothermal anti-corrosion

   防止地热流体对设备腐蚀而采取的措施。

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2.0.9  地热系统防腐是地热供热工程设计中最常见的问题。出于经济性的考虑，地热系统一般都不采用耐腐蚀的昂贵合金类材料来制作地热管道和设备。采用间接供热系统和使用非金属材料是当前解决地热防腐的主要有效措施。

2.0.10  地热防垢  geothermal scale prevention

   防止地热流体结垢而采取的措施。

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2.0.10  地热防垢与地热阻垢是同一概念。阻止垢的生成就达到防垢目的。

2.0.11  地热流体除砂  geothermal water sand removal

   去除地热流体中固体颗粒的措施。

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2.0.11  地热流体除砂是为了降低流体中的含砂量，避免换热器或管道堵塞。

2.0.12  地热回灌  geothermal reinjection

   将供热利用后的地热流体通过回灌井，重新注入热储的措施。

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2.0.12  回灌对地热开发利用十分重要，它既可保护地热资源，又可保护环境。但是地热回灌涉及地质构造、岩性等多种因素，不可能有统一的回灌模式。回灌还需要做很多前期的试验研究，建立采灌模型。

2.0.13  同层回灌  geothermal reinjection into same reservoir bed

   将地热流体回灌至同一开采热储的回灌方式。

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2.0.13  将地热尾水回灌到同一热储层能起到保护资源的作用。在可能的条件下应力争做到同层回灌。

2.0.14  异层回灌  geothermal reinjection into different reservoir bed

   将地热流体回灌至不同热储的回灌方式。

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2.0.14  异层回灌虽不如同层回灌，但从总体来说，异层回灌仍可起保护环境和部分保护资源的作用，只是对抽水的热储不能达到延长使用寿命的目的。

3设计基本规定

3.1 一般规定

3  设计基本规定

3.1  一般规定

3.1.1  地热供热工程设计前，必须对工程场地及周边状况等资料进行搜集和调查。

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3.1.1  地热供热工程设计，必须对工程场地及周边状况等资料进行搜集和调查，一般包括：
1  现状及规划供热范围内的热负荷类型和供热参数；
2  现状及规划供热范围的总平面图及地形图；
3  调峰热源的位置、供热参数；
4  地热井泵房、地热供热站的位置和水文地质资料；
5  供水、供电、排水、道路交通等建设条件；
6  管线综合图；
7  与工程设计相关的其他资料。

3.1.2  地热供热工程应依据地热资源勘查部门所提供的资源可采储量及地热井参数进行设计。主要参数应包括地热流体稳定条件下的温度、流量、压力或水位。

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3.1.2  地热井的流量对确定地热井的可供热负荷至关重要。可持续使用的流量要通过地热井成井后的抽水试验确定。

3.1.3  地热供热设计应确定地热供热负荷、调峰负荷、供热工艺流程和地热井井泵选型。

3.1.4  地热供热系统设计与能源配置应考虑下列措施：

   1  采用地热梯级综合利用形式；

   2  设置调峰系统；

   3  采用蓄热储能系统；

   4  采用自动控制装置；

   5  采用低温高效的末端装置。

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3.1.4  对本条各款说明如下：
1  地热梯级利用是降低地热水排放温度的有效方式，包括采用低温地板辐射或风机盘管采暖、利用热泵和余热利用等；
2  地热供热设置调峰系统，其热源可采用煤（环保允许）、油、气、电等其他常规能源，因为调峰所耗的能量占总热负荷的比例很小；
3  采用地热蓄热设备可以调节地热利用的日不均匀性，提高地热井产水率；
4  提高系统自控水平可降低动力设备耗电量，提高生产效率，节约能源；
5  地板辐射采暖与风机盘管都属这类末端装置。

3.1.5  中、低温地热田供热工程设计，地热资源可开采量的保证程度应按现行国家标准《地热资源地质勘查规范》GB 11615的有关规定执行。

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3.1.5  地热资源开发利用一般分两个阶段进行：第一阶段由有资质的地热勘察部门按现行国家标准《地热资源地质勘查规范》GB 11615进行地热资源的地质、地球物理和地球化学勘察，提交可行性报告。根据这些勘察资料选定比较有利的井位开凿地热井，经抽水试验取得地热井的有关参数；第二阶段为地面利用。设计部门根据地热地质勘察及钻井所取得的数据，结合城镇供热规划进行地热供热工程设计。两个阶段既有联系又相互独立。地热供热工程设计者只要求开发者提供正式的地热井有关参数的书面材料就可作为设计依据，其职责就是保证地热供热工程质量达到最优，并不对地热资源的勘察和评价承担责任。但是设计部门应了解提供的地热井参数是否符合有关规定和要求，能否保证持续使用的年限。若发现问题应及时提出，以免工程受到不必要的损失。
地热井可持续开采的年限与其开采量和补给的情况有关。开采量超过补给量，开采越多，热储压力和水位下降越快。地热发电的地热资源开采年限一般定为30年，地热供热等直接利用项目要大于100年，对于著名的温泉风景区和温泉历史文物点，则没有利用时间的限定，要实现无限期地持续利用。
在冰岛，地热界对“地热资源的可持续利用”进行如下定义(Axelsson et al.2001)：对于每一个地热系统，每一种生产模式，都存在一个确定的最大能量生产值E₀；当生产量小于E₀，该系统就可以长时间（100～300年）保持稳定生产；生产量高于E₀，它就不能维持长时间的稳定生产。因此，当地热能生产量低于或等于E₀即为可持续生产。所以，从管理角度控制生产量小于E₀是十分重要的。如果生产量大于E₀，则称为过量生产。应该指出的是，最大可持续生产量取决于生产模式，即一个给定的地热资源的最大可持续生产量受资源管理的影响。如果采取回灌开采措施，当生产量大于E₀时，根据回灌量的多少，也可使地热系统长时间维持稳定生产。

3.2 热负荷

3.2  热负荷

3.2.1  地热用户采暖通风与空气调节设计热负荷的确定应按国家现行标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019、《城市热力网设计规范》CJJ 34、《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ 26和《公共建筑节能设计标准》GB 50189的规定执行；既有建筑应按调查实际热负荷确定；生活热水设计热负荷应按现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB 50015的规定执行。

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3.2.1  供暖系统的采暖设计热负荷，是指在设计室外温度下，为了达到室内设计温度，供热系统在单位时间内向建筑物供给的热量。确定合理的采暖设计热负荷是节能的基础，它影响到设备容量大小、工程投资和运行成本。

3.2.2  地热供热系统设计应以地热承担基本热负荷，辅助能源承担调峰热负荷。热负荷应按下列规定计算：

   1  地热基本热负荷应按下式计算：

 式中：Qd——基本热负荷(kW)；

    Gd——地热井开采量(m3/h)；

    ρp——地热流体的密度(kg/m3)；

    Cp——地热流体的定压比热[kJ/(kg·℃)]；

    tdi——地热流体供水温度(℃)；

    tdo——无调峰装置时地热流体回水温度(℃)。

   2  调峰热负荷应按下式计算：

Qt＝Q－Qd      (3.2.2-2)

 式中：Qt——调峰热负荷(kW)；

    Q——设计热负荷(kW)。

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3.2.2  用辅助能源承担调峰热负荷，选热泵作为一级调峰装置，燃煤、燃气锅炉等作为二级调峰装置是一种节能的调峰方法。

3.3 地热利用率

3.3  地热利用率

3.3.1  地热利用率应按下式计算：

 式中：η——地热利用率；

    Qs——地热实际利用热量(kW)；

    Qmax——地热最大可供热量(kW)；

    t1——地热稳定流温(℃)；

    t2——地热流体排放温度(℃)；

    t0——当地年平均气温(℃)。

▼ 展开条文说明
3.3.1  地热利用率表示地热供热负荷与地热供热理论最大负荷的比值，它与地热利用后的排水温度有关，即与地热利用温差有关，但与地热产水量无关。地热利用温差越大，地热利用率越高。地热流体理论最低排水温度一般可取当地年平均室外气温，这与国外低温地热资源评价方法一致。
但是，严格地说，采用地热利用率来评价地热资源利用的完善程度还不够准确，因为这里所指的地热利用率还不是地热有效利用率。例如，地热水输送系统的热损失，也会降低地热水的温度，而这部分温降并不代表有效利用的能量。还应考虑整个采暖期内地热井的流量利用率，即采暖期内地热井实际采水量与最佳采水量之比。

3.3.2  地热利用率不应小于60％。

▼ 展开条文说明
3.3.2  60％的地热利用率指标是考虑到各种地热供热水温都应达到的要求，意在解决地热利用率普遍较低的问题。地热供热水温愈高，地热利用率的百分比也应该愈高。例如80℃～90℃的地热水，其地热利用率能达到70％以上。