地熱流體

地熱流體

地熱流體是地下熱水、地熱蒸汽以及載熱氣體等存於地下、溫度高於正常值的各種熱流體的總稱。它包括地熱蒸汽、地熱水和含有多種成分且濃度很大的熱液。常見的載熱氣體有二氧化碳、硫化氫、氫、氧、氮、甲烷等氣體。地熱流體通常以地下熱水和地熱蒸汽為主。

基本介紹

  • 中文名:地熱流體
  • 外文名:geothermal fluid
  • 組成:地下熱水、地熱蒸氣等
  • 套用:地熱流體發電
  • 學科:地熱學
  • 載熱氣體:二氧化碳、硫化氫、氫、氧、等
物化性質,分類,能位,地熱流體腐蝕,

物化性質

地熱流體不管是蒸汽還是熱水一般都含有二氧化碳、硫化氯等不凝結氣體,其中二氧化碳占90%。不同地區地熱流體中所放出的不凝結氣體的成分與濃度是不一樣的。地熱流體中還含有數量不等的氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣等物質。地區不同,含鹽量差別很大,以重量計地熱水的含鹽量在0.1%~40%之間。不同地區地熱流體中所含鹽的成分與濃度是不一樣的。
在地熱利用中必須充分考慮地熱流體物理化學性質的影響,如對熱利用設備,由於大量不凝結氣體的存在需要對冷凝器進行特別設計;由於含鹽濃度高需要考慮管道的結垢和腐蝕;如含硫化氫就要考慮對環境的污染;如含某種微量元素就應充分利用其醫療效果等。

分類

在地熱利用中按地熱流體的性質分為以下幾大類:
(1)pH值較大,而不凝結氣體含量不太大的於蒸汽或濕度很低的蒸汽;
(2)不凝結氣體含量大的濕蒸汽;
(3)pH值較大,以熱水為主要成分的兩相流體;
(4)pH值較小,以熱水為主要成分的兩相流體。

能位

地熱流體的熱能高低叫地熱流體的能位,是指能夠從單位質量或單位體積的地熱流體裡抽取出來,並通過理想可逆式熱機來實現的機械功的量。地質背景不同,地熱流體的能位也不同,能位越高,作功本領也越大。衡量地熱流體能位的常用單位是焓,因此又有高焓地熱流體與低焓地熱流體之分。

地熱流體腐蝕

地熱流體對一般的金屬表面都會產生程度不同的腐蝕。金屬的腐蝕有若干類型,可以從腐蝕原理上來劃分類型,也可以從腐蝕形式來劃分類型。按腐蝕原理劃分金屬的腐蝕,可有化學腐蝕和電化學腐蝕兩大類。
1.化學腐蝕
化學腐蝕是指金屬表面與非電解質直接發生化學作用而引起的破壞。其特點是在腐蝕過程中沒有電流產生。下列兩種情況均屬此類腐蝕。
(1)氣體腐蝕:指金屬在溫度很高的乾燥氣體中發生的腐蝕,例如軋鋼產生的氧化皮。
(2)在非電解質液巾的腐蝕:指金屬在不導電液體中發生的腐蝕,例如金屬在有機液體中的腐蝕。
2.電化學腐蝕
電化學腐蝕是指金屬表面與電解質因發生電化學作用而產生的破壞。其特點是在腐蝕過程中有電流產生。電化學腐蝕是最常見的腐蝕類型。按照腐蝕進行的環境,電化學腐蝕又可分為如下幾類。
(1)大氣腐蝕。腐蝕在潮濕的空氣中進行,如地熱利用系統中的貯罐等金屬設備,其外表面的腐蝕屬於此類。
(2)土壤腐蝕。埋設在地下的金屬結構的腐蝕是土壤腐蝕。地熱利用系統中埋地金屬管道的腐蝕即屬此類。

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