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各区(县)国土资源管理部门、各有关单位：
为规范我市地热开发行为，切实提高地热资源开发利用的技术水平，提高地热回灌率，有效保护地热资源，实现地热开发系统规范化运行，特制订《天津市地热利用工程设计标准(试行)》(以下简称《标准》)，本标准自2006年12月1日起施行。望各地热开发单位、地热工程设计施工单位严格按照《标准》开展地热利用工程的设计、施工。各区(县)国土资源管理部门应按《标准》对地热开发利用工程进行监管。
天津市国土资源和房屋管理局
二00六年十一月十七日
天津市地热利用工程设计标准(试行)
(天津市国土资源和房屋管理局2006年11月发布)
目次
第一章 总则
第二章 地热利用工程标准图例
第一节 通用设备标准图例及说明
第二节 非标设备图例及说明
第三节 地热利用系统中通用管道、阀门、直读仪表等标准图例及说明
第三章 地热井口标准化
第一节 地热井泵房设计要求
第二节 井口装置安装说明
第三节 地热井提水设备
第四节 井口除砂设备
第五节 回灌系统地面净化工艺
第六节 地热井口监测仪器仪表
第四章 地热利用系统标准化
第一节 典型地热利用系统工艺热力站
第二节 典型地热利用系统的电控部分
第三节 地热利用系统中设备制造执行标准
第四节 地热利用系统工程中劳动组织与定员
第五节 地热利用系统工程设计的基本流程
第五章 地热利用工程设计、安装资质
第一节 地热利用设计资质
第二节 地热利用安装资质
附录一 本标准用词说明
附录二 设计图示
说明
第一章 总则
1.0.1 为了使地热利用工程的制图、设计、施工做到统一标准化，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于新建、扩建或改建的地热利用工程的设计。
1.0.3 地热利用工程中的设计、施工除执行本标准的规定外，还应执行国家现行的有关法规和标准。
第二章 地热利用工程标准图例
第一节 通用设备标准图例及说明
通用设备标准图例及说明应按照《给水排水制图标准》(GB/T 50106-2001)和《供热工程制图标准》(CJJ/T 78-97)中的规定执行。
第二节 非标设备图例及说明
2.2.1 地热井系统中设备的系统图和平面图的图例应符合表2.1的规定。表2.1(略)
2.2.2 地热利用系统中部分供暖设备的系统图图例应符合表2.2中的规定。表2.2(略)
2.2.3 地热利用系统中部分水处理设备的系统图和平面图的图例应符合表2.3中的规定。表2.3(略)
2.2.4 地热利用系统中应用的不同类型水泵的系统图和平面图图例应符合表2.4中的规定。表2.4(略)
第三节 地热利用系统中通用管道、阀门、直读仪表等标准图例及说明
2.3.1 地热利用系统中的管道类别应以汉语拼音字母表示，并符合表2.5中的规定。表2.5(略)
2.3.2 地热利用系统中阀门、直读仪表的图例应符合表2.6中的规定。表2.6(略)
第三章 地热井口标准化
第一节 地热井泵房设计要求
3.1.1 地上式井泵房的设计要求：
一、泵房内设排水沟，收集地面管道、设备渗漏，冲洗地面和检修时的排水。沟盖板为带眼盖板；沟内设排水地漏，排水能力按具体工况确定(重力排水)。
泵房内设一压力排水管，排水能力大于地热井出水量。压力排水口预留管高出地面100mm。
二、井泵房内设防爆照明灯具，适当设置通风采光窗。
三、为方便井泵提升，应在泵房顶设电动葫芦，要求泵房内梁下净高不小于7.2米。若不设电动葫芦，屋顶开2×2米的提升孔，采用三角架或汽车吊提升井泵，要求泵房内梁下净高不小于3.0米。吊装孔可做成活动盖板，注意做好屋面防水。
注：地上式井泵房工艺土建条件图见附录二图1、图2。
3.1.2 地下式、半地下式井泵房的设计要求：
一、井泵房为地下或半地下式建筑，井泵房屋顶设井泵检修提升孔、进出人孔、进气孔及排气孔，并做防水。
二、进气孔管道高出室外地面300mm；排气孔管道高出地面500mm。进气孔、排气孔管道室外部分均设防雨、防尘帽。室外进气、排气管道附近应设置警示标志，避免绊倒行人。
三、当地热井为自流井或者地热水水温超过45℃时，为保证安装及检修人员的安全，井泵房应设置逃生通道。
四、井泵房内设防爆照明灯具或防水插座。
五、井泵房内的压力排水管应直接引至泵房外的排水系统。
六、根据工程实际需要在井泵房适当位置预埋穿墙防水套管，以便于各种进出管道、电缆的引入。
七、井泵房内设排水集水坑，集水坑内设置潜水排污泵，并应有不间断动力电源供应；污水泵的启闭应设置自动控制装置即水位控制器。
八、地下式、半地下式井泵房净高不小于3.0米。
九、地下式井泵房不宜建在其它建筑物之下，自流井严禁设置为地下式井泵房。
注：地下式井泵房工艺土建条件图见附录二图3、图4。
第二节 井口装置安装说明
3.2.1 订购井口装置前应备的资料：
一、地热井纵剖面图；
二、地热井井管公称直径、护套管公称直径；
三、若是自流井应提供闭井压力；
四、供热系统设计要求供水量及扬程；
五、抽水试验S－Q曲线、静水位；
六、抽水试验时的井口热工参数(压力、流量、温度)等技术资料。
3.2.2 成套的井口装置必须正确安装、使用，才能充分发挥其作用，井口装置的安装应符合下列要求：
施工安装时，钢筋混凝土基础部分按照施工图纸分步骤施工。在施工过程中，按照要求先将基础铸铁构件与混凝土基础浇铸在一起，基础铸铁构件应保持处于水平位置，水平倾角不能超过0.20度。待满足混凝土养护要求后，在填料涵中嵌入填料盘根。当地热水温度超过100℃时，应采用高温石墨盘根。嵌入填料盘根后安装填料压盖，并用紧固螺钉使其均匀受力下滑，压紧盘根。有条件时应使用扭力搬手，使各个紧固螺钉受力一致并达到设计要求所规定的单个紧固螺钉受力的数值。这样才能保证井管伸缩的自由度及无泄漏现象发生。这部分是井口装置安装好坏的关键，用户必须给予高度的重视。上述工序完成后即可安装井口装置的上半部分及水泵，然后再安装井口装置的配管及监测仪表。开机试车后安装调整工作即告完毕。
注：地热井口的安装见附录二图5～图7。
第三节 地热井提水设备
地热井提水设备选型原则及提水设备要求：地热井主要提水设备为井用耐热潜水电泵。选型原则是根据地热水的水质、水量、水温、动水位、静水位、井口出水压力要求等确定。其中水质决定泵的材质；其它几种参数则决定泵的参数。
第四节 井口除砂设备
井口除砂设备选型原则：当地热水中含砂量超过万分之一时，必须采取除砂措施方可保证正常供热。除砂设备必须符合国家工业产品生产许可标准。
注：井口除砂设备的安装见附录二图8。
第五节 回灌系统地面净化工艺
为保证地热回灌的顺利进行，在地热水注入回灌井之前，应建立一套循环处理系统，提高回灌率、维护回灌井的长年有效运行。
注：回灌系统工艺流程图见附录二图13。
3.5.1 粗过滤器
一、作用：过滤管道及系统残留的相对直径较大的颗粒，以减轻精过滤器的工作负担，减少反冲洗次数，提高滤料的使用寿命，降低运行成本。
二、使用要求：
1.在运行过程中，过滤器两端应安装监测器，通过监测，可根据压力的变化辨别过滤器工作的状态，并决定清洗滤料的时间，以保证过滤效果。
2.选择滤料材料要考虑耐温和耐压，宜优先选用石英砂滤料，按单层石英砂滤料级配填充滤料，并应定期补充滤料。
3.5.2 精过滤器
一、作用：有效防止回灌时的物理堵塞，并可有效地拦截或吸附一部分微生物及细菌。
二、使用要求：
1.需要进行第二级过滤工艺要求的场合。
2.在实际进行回灌操作时，需密切观察过滤器两端压力值的变化，一旦压差过大，表明地热水在罐体流动过程中阻力增加，有微小颗粒滞留在滤料上，使得滤料的缝隙变小，过滤能力减小，此时需要更换滤料或者进行反冲洗，以保证过滤罐的工作质量。
3.5.3 排气罐
一、作用：排气罐应安装在加压泵、回灌井口之前，用以在回灌前排出尾水中的不凝气体，以防止压力发生变化生成气泡，产生气堵。
二、使用要求：
1.应根据气样分析报告中气体所含成分的多少确定是否安装排气罐和该设备的规模、容量。
2.在安装排气罐时应注意两点，一是在罐体顶部要设置自动排气阀，当气体浓度聚集到一定程度时，应及时将挥发气体释放到罐体外，降低罐体内的压力，保证安全。二是注意当地热水中含气体容量较高时，要采用连接排气风道方式将已释放出的气体排出设备间，以防止中毒和引发火灾。
3.5.4 加压泵
加压泵是为了防止由于回灌井口压力过高(回灌水位上升较快)而回灌困难，在不具备重力回灌条件时，采用加压回灌方案。回灌压力、流量要经过回灌试验求得。
3.5.5 反冲洗
应确保有反冲洗水的水源，当反冲洗水源不能满足过滤器的反冲洗水量时，应设置储水装置，保证过滤器的反冲洗要求。须设置反冲洗污水的压力排水系统。
反冲强度控制在12～15L/s·平方米，过滤装置两端的压力差值达到50～60KPa时，须进行反冲洗。
第六节 地热井口监测仪器仪表
由于地热水质本身特点，在安装和组件中按要求施工，以保证测试数据的准确性和测试仪器仪表的使用寿命。
3.6.1 电磁流量计的安装方法
一、按图纸安装在主管道位置上，旋转倾斜角小于20°。
二、流量计受现场条件限制，不能按图纸安装时，按照产品说明书明示的其它安装方式安装，但必须安装在地热井口处所有分水管及设备之前。
三、流量计安装要严格按照管道中水流方向与箭头标识方向一致。
四、流量计主体与显示部分的信号连接严格按照说明书所示连接。
五、流量计主体配置变送器，输出直流电流信号，信号应为4～20mA。
六、正确选择流量计测试量程，兼顾冬夏季采量的变化。
七、流量计应配有出厂标定证书(仪表常数)。
3.6.2 温度传感器的安装方法
一、温度传感器主体部分按图纸安装在主管道位置上；配套附件中应包括管道螺栓盲堵，一旦探头需要拆卸及维修，应及时封堵。
二、温度传感器主体探头部位，应处于管道中心线以下。
三、探头部位应采用聚四氟护套，并根据地热水温度，选择合适的测温量程和精度。
四、温度传感器主体配戴变送器，输出直流电流信号，信号应为4～20mA。
3.6.3 压力传感器的安装方法
一、压力传感器应按图纸安装在主管道位置上；配套附件中应包括管道螺栓盲堵，一旦探头需要拆卸维修，应及时封堵。
二、压力传感器根据测试压力范围，选择合适的量程和精度。
三、压力传感器输主体配置变送器，输出直流电流信号，信号应为4～20mA。
四、凡具备安装标准井口管路总成的地热井口，应按照标准图进行施工或改造。
3.6.4 水位监测仪的安装方法
一、测试探头随潜水电泵一并安装，将其固定在与潜水电泵连接处第二根扬水管自下而上1米处。探头采用卡箍固定，内衬胶皮护套，固定时用力不宜过大，信号线保护套须逐节泵管捆绑固定，直至井口出线法兰处。
二、安装时探头底部测孔不得被任何物体遮挡或堵塞、不得破坏探头与通气管导线之间的密封、不得磕碰测试探头。
三、井口基座上安装出线法兰，出线后应采用压兰保证出线口密闭，防止空气泄漏，加速井、泵管腐蚀，并方便拆装。
3.6.5 下位机安装的安装方法
一、需安装在方便监测、维护及环境较好的位置。
二、采用支架固定机箱；如现场条件较差或防雨措施较差，机箱上部安装遮水挡板。
三、安装机箱支架时应保证两支架水平，高低位置适合人员观测及维修。
3.6.6 电源要求
一、220V交流电源，电源容量大于500VA，有接地端。
二、在下位机附近安装电源箱，内置不少于3个两孔插座和3个三孔插座，断电保护装置及下位机接线端子若干(视测试数据的数量而定)。
3.6.7 信号传输线安装要求
一、信号传输线可采用普通信号线或屏蔽信号线，需用不同颜色信号线区分不同传感器的接地线及信号线。
二、在机房电气控制柜中，安装的电流互感器用于测量潜水泵电机变频后的电流，电流互感器的副边不得有开路。
三、各路信号线(水位测试、压力、温度及流量等)无论分线还是集中走线，要全部进入线桥(PVC管或PVC线槽)，或地下走线，直至下位机电源机箱入口端，不得走明线。
3.6.8 通讯方式的安装要求
现场应安装有固定电话或网络接口，并接至下位机安装位置，以便用于连接网络通讯。
注：井口监测仪表安装及布线见附录二 图14。
第四章 地热利用系统标准化
第一节 典型地热利用系统工艺热力站
4.1.1 典型地热利用系统工艺热力站土建要求的总说明。
一、设备间、电控间及监控室要求具有良好的进、排风措施；门窗考虑隔音措施。必须预留大型设备吊装孔或垭口，具体尺寸根据最大设备外形尺寸确定。
二、压力排水管直接接至室外的扩容井，扩容井与附近排水井相连，扩容井尺寸根据最大压力排水量确定，从扩容井到附近排水检查井间的排水管径必须足够大，以满足排出水量要求。
三、设备间照明由土建设计单位统一考虑，具体要求如下：井泵房及供热站设备间照度大于100勒克斯，电控间、监控室、办公室照度大于200勒克斯。
四、设计中与建筑相关的土建基础、预留孔等均由土建专业按照工艺提供的土建条件图进行设计。
五、通风、排烟以及隔断等的设计均由土建专业负责。
六、设备间梁下净高为最高设备高度加1米，也可根据最高设备布置情况局部加高。
七、根据不同地区冬季的气候条件，在寒冷地区，站房冬季要求采暖。
注：典型地热利用系统热力站土建条件图见附录二图15。
4.1.2 典型地热利用系统工艺热力站给水、排水设计要求说明。
一、给水：地热利用系统工艺热力站内的给水部分主要用于采暖季循环水系统初次充水；运行时期系统补水；当地热水温度较高时，在夏季供应生活热水时需要混入部分自来水。自来水引入量根据各种实际情况按最高时用水量选择管径。
二、排水：供热站排水分重力排水和压力排水。重力排水为设备溢流、管道渗漏、设备检修等排水的收集排放。具体要求如下：设备间设排水沟及排水地漏。压力排水为未得到充分利用和未回灌的地热尾水、除铁设备反冲洗排水，这些排水具有一定温度，排放时注意避免造成环境的热污染，排放前需要采取一定的降温措施；另外由于排水具有压力，直接进入重力排水系统会产生溢流、冲刷排水系统等问题，需要设置适当容积的扩容井，从扩容井靠重力流进入排水系统。
第二节 典型地热利用系统的电控部分
4.2.1 典型地热利用系统工艺热力站的供电保障原则、电控间电气设备设计要求。
供热站房电源由甲方根据工艺设计提供的总容量及相关要求负责引入电控间指定位置。电控柜的布置和电缆敷设应按照国家相关规范执行。
4.2.2 典型地热利用系统自动化仪器仪表安装的技术要求。
自动化仪器仪表的安装及线路的敷设等均应按现行国家标准《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002的相关规定执行。
4.2.3 典型地热利用系统计算机监控的基本要求和说明；计算机监控间的土建要求说明；计算机监控设备平面布置要求说明。
为满足地热利用系统的自动化控制要求，采用上位工控机＋可编程序控制器＋现场仪器仪表＋被控设备相结合的方式对系统中各种水泵、变频装置以及系统运行的相关电动阀门等进行动态实时监控。
计算机监控间的设计应按现行国家标准《电子计算机机房设计规范》GB50174-93的相关规定执行。
第三节 地热利用系统中设备制造执行标准
4.3.1 压力设备均按JB741-80《钢制焊接压力容器技术条件》及国家劳动总局颁布的《压力容器安全监察规程》进行制定、试验、验收。
4.3.2 焊接均采用E4301(GB5117-1995)，焊条焊接均按JB/T 4709-2000《钢制压力容器焊接规程》执行。
4.3.3 对接焊缝均应做局部射线探伤检查均按GB3523-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分析》执行。
4.3.4 水处理设备均按JB2932《水处理设备技术条件》制造验收。
4.3.5 无缝钢管均按《输送流体用碳钢与低合金钢无缝钢管》(GB/T8163-1999)中规定执行。
4.3.6 设备的油漆、包装运输，按JB/T4711-2003《压力容器涂敷与运输包装》的规定执行。
第四节 地热利用系统工程中劳动组织与定员
建立供热站企业劳动组织与定员表，应根据供热站规模、供热面积等因素确定各工种的人数以及供热站管理人员的人数。
例如--某工程供热站劳动组织定员见下表：
┌──────────┬──────────┬──────────┬──────────┐
│ 工作名称 │ 每班人次 │ 班次 │ 人数 │
├──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
│ 井口、换热站 │ 1 │ 3 │ 3 │
├──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
│ 技术员 │ 1 │ 1 │ 1 │
├──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
│ 电工 │ 1 │ 1 │ 1 │
├──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
│ 维修 │ 2 │ 2 │ 4 │
├──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤
│ 合计 │ │ │ 9 │
└──────────┴──────────┴──────────┴──────────┘
第五节 地热利用系统工程设计的基本流程
4.5.1 地热井口系统。
地热井与供热站的相对位置，地热水输送管道材料、管径、管道敷设等情况，井泵控制是否放在井泵房，除砂器布置情况等。
4.5.2 地热采暖系统。
根据地热水的腐蚀性情况，确定供暖系统工艺流程，按工艺流程确定站房各个设备的平面布置，力求工艺管道布置顺畅，设备间距符合设计规范要求。
确定工艺流程的关键，根据地热水的水质情况，氯离子和硫酸根离子含量，地热水温度等综合因素确定供暖系统是地热间接供暖还是直接供暖，如采用间接供暖，换热器的材质是采用钛板换热器，还是采用不锈钢换热器等问题需要论述清楚，这些问题将影响工程的设备投资费用。
4.5.3 地热恒压供水系统。
根据甲方水质检验报告中铁离子含量是否超过国家规范所允许的数值，确定地热水处理工艺流程，并根据前面热水量计算数值确定水处理设备的容量，按水处理工艺流程确定各个设备的平面布置，力求工艺管道布置合理。
4.5.4 调峰系统确定。
依据项目当地燃料供应情况，原有热源设备具备情况，综合考虑设置调峰系统，如果项目设计不同的调峰方式，须分别进行设备选型，调峰设备平面布置，注意如果采用燃油、燃气锅炉作为调峰，尚需符合燃油、燃气锅炉房防火设计规范要求。
4.5.5 地热供热站房与室内、室外管网设计的关系。
根据甲方提供的室内采暖设计和室外采暖管网设计资料，帮助甲方分析室内采暖设计和施工是否与地热供热站房相适应，还存在哪些问题需要解决。
4.5.6 热源优化组合与综合利用模式。
注：典型地热利用系统工艺流程图见附录二图16。
第五章 地热利用工程设计、安装资质
建议地热利用设计资质要求：市政公用行业(给水、排水、热力)主导工艺乙级及以上资质。
建议地热利用安装资质要求：机电设备安装工程专业承包三级及以上资质。
附录一：本标准用词说明
一、为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
⒈表示很严格，非这样做不可的用词：
正面词采用“必须”；
反面词采用“严禁”。
⒉表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：
正面词采用“应”；
反面词采用“不应”或“不得”。
⒊表示允许稍有选择，在条件许可时首先应该这样做的用词：
正面词采用“宜”或“可”；
反面词采用“不宜”。
二、条文中指明应按某些有关标准、规范执行的写法为“应按……执行”或“应符合……要求(或规定)”。
附录二：设计图示
图1 地上式井泵房工艺土建条件图1
图2 地上式井泵房工艺土建条件图2
图3 地下式井泵房工艺土建条件图1
图4 地下式井泵房工艺土建条件图2
图5 井口装置基础图
图6 井口装置安装示意图
图7 井口装置安装图
图8 系列井口除砂器安装图
图9 地热井口装置机械总装图
图10 开采井井口工艺标准施工图
图11 回灌井井口工艺标准施工图
图12 除砂器机械总装图(80m3/h)
图13 回灌系统工艺流程图
图14 井口监测仪表安装及布线图
图15 典型地热利用系统热力站土建条件图
图16 典型地热利用系统工艺流程图
图17 典型地热利用系统供热站网络监测图
图18 典型地热利用系统计算机监控数据采集系统平面布置图
本标准主编单位、主要起草人名单、审定单位
主编：天津大学地热中心天津甘泉集团公司研究设计院
审定：天津市国土资源和房屋管理局地热管理处
主要起草人：朱家玲 齐金生 韩金树 李春华 王幼军
赵学娟 盛中杰 王坤 赵申 刘剑
