JEOTERMAL UYGULAMALARDA KABUKLAŞMA VE KOROZYON SORUNLARI VE ALINACAK ÖNLEMLER

JEOTERMAL UYGULAMALARDA KABUKLAŞMA VE KOROZYON SORUNLARI VE ALINACAK ÖNLEMLER
ÖZET
Jeotermal uygulamalarda, akışkanın kimyasal içeriğine bağlı olarak oluşan kabuklaşma ve korozyon, sistemlerin işletilmesinde karşılaşılan önemli sorunlardır.Bu çalışmada, akışkanın kimyasal içeriğine bağlı olarak oluşan farklı kabuklaşma oluşumları ve korozyon türleri incelenmiş ve bu sorunların giderilme yöntemleri anlatılmıştır.
GİRİŞ
Jeotermal akışkanlar, kullanım sırasında termodinamik davranışlarıyla metal yüzeylere etki ederek, kabuklaşma ve korozyon sorunlarına neden olan çözünmüş gaz ve katı maddeler içermektedir. Bu akışkanların kimyasal bileşimleri; saf su veya buhardan 360000 ppm’lik eriyik katı içeren sıcak tuzlu su arasında değiştiği için, kabuklaşma ve korozyon genellikle yüzeye bağlı olup, tek bir çözüm bulmak oldukça güçtür. Bununla birlikte, jeotermal akışkanların kimyasal bileşimleri ve buna bağlı olarak kabuklaşma ve korozyon sorunları, kaynakları bulunduğu bölgeye özgü olsa da bazı genel ilke ve öneriler verilebilir.
KABUKLAŞMA SORUNLARI
Kabuklaşma, jeotermal kaynaklardan yararlanma sırasında oluşan en önemli sorunlardan birisidir. Silika ve silikat, karbonat, sülfat ve kükürt genel olarak kabul edilen esas kabuklaşma türleridir.
Silika, genellikle opal gibi amorf silis şeklinde olup, silikatlar (SO4) da amorf ile yarı amorf arasındadırlar. Karbonat kabuklaşması esas olarak, düşük magnezyum kalsitlerden oluşmakla birlikte bazı durumlarda yüksek magnezyum ve aragonit (CaCO3) içerenler de belirlenmiştir. Sülfatlar esas olarak, kalsiyum sülfat ve baritler (BaSO4) dir. Yüksek sıcaklıklarda anhidrit (CaSO4) baskındır. Kükürtlü olanlar genellikle düzgün kristalleşmişlerdir ve çok faz şeklinde oluşurlar.
Kabuklaşma Oluşumu
Kabuklaşma oluşumuna neden olan tam mekanizma hakkında çok az şey bilinmekle birlikte, esas olarak üç ortam arasında ayırım yapılabilir:
– tek fazlı bir akışkandan kalan çökeltiler (geri dönüş boru hatları),
– fışkıran akışkandan kalan çökeltiler ( kuyular, ayırıcılar, iki fazlı boru hatları )
– buhar taşınması sonucunda kalan çökeltiler ( türbinler, buhar boru hatları).
Belirtilen bu çökelti türlerinden 1. ve 3. türdekiler anlaşılması en kolay olanlardır, fakat bir çok kabuklaşma sorunu 2. tür çökeltilerden kaynaklanmaktadır.
Tek fazlı bir akışkandan katı maddelerin çökeltilmesi uzun yıllardan günümüze kadar araştırılmıştır. Akışkan bulunduğu faza göre aşırı doymuş halde bulunduğunda çökelir. Çekirdekleşme ve birikimin kineteği; aşırı doygunluk derecesine, basınca, sıcaklığa ve bazı elementlerin bulunmasından kaynaklanan katalitik ve tutucu etkilere bağlıdır.
Fışkıran akışkandan kalan çökeltiler, kabuklaşmanın esas nedeni olmasına karşın bu durumdaki mekanizma çok az anlaşılmaktadır. Fışkırma, basınç düşmesiyle veya türbülanslı akış nedeniyle başlar ve kalsit kabuklaşmasına neden olur. Fışkırma aşağıdaki mekanizmalardan birisi aracılığı ile aşırı doygunluğu arttırır:
– Sıvı fazdan buhar kaybı, çözünen maddeleri derişimini attırır,
– Genleşme sırasındaki sıcaklık düşüşü ve
– C02 veya H2S gibi kararlı gazların kaybı, pH’ı arttırır.
Buhar taşınmasından oluşan birikintiler, türbinler ve buharla temas halinde olan diğer birimlerde kabuklaşmaya neden olur. Bu tür kabuklaşma tamamen buharlaşmaya bağlı olduğundan, barot ve halit gibi bazı minerallere rastlanabilir.
Kalsiyum Karbonat (CaCO3) Kabuklaşması
Bütün jeotermal akışkanlarda CO2 bulunur ve Henry yasasına göre; bir su çözeltisindeki CO2 miktarı, CO2’nin buhar basıncıyla doğru orantılıdır. Çözünmüş CO2 derişiminde H2CO3 şeklinde karbonik asit de bulunur ve genellikle toplam olarak %3 kadardır. Jeotermal işletim, buhar fazı içermeyen statik CO2 yüklü bir sıvıyla başlar ve üretim başladığında basınç düşer ve denge sağa kayar.
2HCO-3 H2O (gaz) + CO2 (gaz) + CO3-2 (sıvı)
CO3-2 iyonu derişimi artar ve çözünürlük çarpanına göre [Ca+2] . [CO3-2] = Kp , CaCO3 çökelmesine neden olabilir. Bu nedenle CO3 çökelmesi fışkırma ile başlar. Fışkırma üretim kuyusunda başladığında, kabuklaşma kuyu içerisinde başlayacak eğer yüzeydeki aletlerde başlarsa katmanlar bu aletler üzerinde oluşacaktır.
Kalsiyum Karbonat (CaCO3) Kabuklaşmasının Önlenmesi
Karbondioksit (CO2) Kısmi Basıncının Kontrolü
Jeotermal akışkanın basınç ve sıcaklığı, jeotermal kuyudan doğal akışla iletim yerine akışkanın pompalanarak iletilmesiyle kolay bir şekilde düzenlenebilir. Kuyu içi pompası kullanılarak, kuyu içinde fışkırma sonucunda oluşan basınç ve sıcaklık düşmesi önlenebilir. Mekanik bir kuyu içi pompası yardımıyla, üretilen akışkan tek fazlı sistem olarak sürdürülebilir. Böylece, CaCO3 gibi “basınca duyarlı” kabuklaşma oluşumu önlenebilir ve BaSO4 gibi “sıcaklığa duyarlı” kabuklaşma oluşumu da geciktirilebilir. Bu tip pompaların kullanımı akışkan sıcaklığı ile sınırlı olduğundan, yaklaşık 190 °C’nin üzerindeki kuyularda bu pompaların çalışabileceği garanti edilmemektedir.
Kabuklaşmanın önlenmesinde diğer önemli bir yöntem de, üretilen CO2’in bir kısmının tekrardan üretim kuyusuna geri gönderilerek, yüksek CO2 kısmi basıncının yapay olarak sürdürülmesidir. Bu yöntemle yapılan denemeler ABD’de başarılı sonuçlanmıştır, ancak sadece düşük CO2 içeren akışkanlar için geçerlidir.
Akışkan pH’nın Düzenlenmesi
Kabuklaşmanın önlenmesi için diğer bir yöntem de, jeotermal akışkanın kimyasal bileşimini özellikle pH’ını düzenlemektir. Akışkanın pH’ını CaCO3 kabuklaşmasının oluşmayacağı bir değere düşürmek için akışkana HCl eklenmesi teknik olarak mümkün olmakla birlikte, ekonomik bir uygulama değildir. pH’daki çok az bir düşüş için çok miktarda asit eklemek gerekir. Torre Alfina’da yapılan denemeler, CaCO3 kabuklaşmasını önlemek için litre başına 0.l N 200 cm3 HCl gerekli olduğunu göstermiştir.
Kabuklaşmayı Önleyici Kimyasal Katkı Maddeleri Kullanmak
Çizelge 1’de kabuklaşmayı önleyici bazı kimyasal katkı maddeleri verilmiştir. Bu kimyasalların bazıları İtalya’daki çalışmalarda denenmiş olup, en iyi sonuçlar Dequest 2066 ve Sequion 40 Na 32 gibi organik fosfanatlarla alınmıştır.

Çizelge 1. CaCO3 Kabuklaşmasını Önleyici Katkı Maddeleri (Corsi ve ark.,1985)
Katkı Maddeleri Kimyasal Yapısı

Dequest 2060 Organikfosfanik asit
Dequest 2066 Organikfosfanik asit
Ecostabil 4001 Organikfosfanik asit
Ecostabil 4004 Organikfosfanik asit
Ecostabil EP/85 Organikfosfanik asit
Ecopol4014 Poliakrilat
Ecopol 4022 Poliakrilat
Nadar 4053 Organikfosfanik asit
Nadar 4054 Organikfosfanik asit
Flocon 247 Polikarboksilik asit
Chelone DPNA Organikfosfanik asit
Sequion 40 Na 32 Organikfosfanik asit
Procedor ST90 Kanşık
Sodium Fumate –

Kimyasal katkı maddeleri kullanılarak günümüze kadar yapılan çalışmalardan belirlenen sonuçlar aşağıdaki gibi özetlenebilir :
– Ergimiş tuzlar ve bazı eser elementlerin (Mn, Fe, As) bulunması ürün etkinliğini etkilememektedir.
– Kimyasal katkı maddesi, çekirdekleşmenin başlamış olduğu iki fazlı bir akışkana eklendiğinde etkili olmaktadır.
– Fosfanatların etkinliği, 180-200 °C’ye kadar sürmektedir. Bazı sonuçlar 210 °C’den sonra bozulma olduğunu göstermiştir ve bu nedenle katkı maddesinden aynı etkinin sağlanması için iki misli derişim kullanılmalıdır.
– Kimyasal katkı maddelerinin etkinliği bir kaç saat sürebilir, bu nedenle geri besleme sorun oluşmaksızın devam edebilir.
Silikti Kabuklaşması
CaCO3 kabuklaşması orta sıcaklıktaki jeotermal kaynaklarda, üretim kuyularında ve yüksek sıcaklık altında çalışan ekipmanlarda oluşmasına karşın, silis kabuklaşması yüksek sıcaklıktaki kaynaklarda, özellikle geri dönüş hatlarında, ayırıcılarda ve bazen de kuyularda oluşur.
Silikanın sulu çözeltilerdeki davranışları ayrıntılı olarak araştırılmıştır. Jeotermal uygulamalarda önemli olan silika şekilleri, kuartz ve amorf silikadır. Genellikle jeotermal kaynaklarda akışkanın kuartz ile akışkan sıcaklığında dengede olduğu varsayılır. Jeotermal uygulamalar için, akışkan içerisinde erimiş olan kuartz miktarı sıcaklıkla artar ve derişimle azalır. pH < 8 durumunda, kuartz çözünürlüğünün pH'dan bağımsız olduğu dikkate alınabilir. Soğutulduğu zaman jeotermal akışkan, kuartz bakımından doygun duruma gelir. Bununla birlikte, kuartzın kinetiği çok yavaştır ve düşük sıcaklıklardaki silika birikimi, belirli sıcaklıktaki çözünürlüğü kuartzdan daha fazla olan amorf silika dengesiyle kontrol edilir. Bu nedenle silika birikimi, amorf silika dengesi için gerekli doygunluk sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda oluşur. Amorf çözünürlüğü sıcaklıkla artar, derişimle azalır ve pH ile belirgin bir şekilde artar. Amorf silika birikimlerinin oluşma hızı, silikanın polimerleşme hızıyla kontrol edilir. Silikanın polimerleşme hızı, doygunluk derecesi ve sıcaklığa bağlıdır. Tepkimeler, klorür ve hidroksitlerle katalizlenen zincirleme tepkimeler şeklinde olabilir ve durumda sodyum, potasyum ve sülfat iyonlarının çok az etkisi vardır. Ortam sıcaklıklarında kabuklaşma oranı çok yavaş olduğundan, kabuklaşmanın oluştuğu bölge aşırı doygun akışkanın tutunma süresine bağlıdır. Çalışmalar asitleşmenin çökme hızını yavaşlattığını göstermiştir. Silika Kabuklaşmasının Önlenmesi Silika kabuklaşmasının oluşumu dikkate alındığında, kabuklaşma oranını azaltmak veya ortadan kaldırmak için esas olarak çözeltinin pH’ını değiştirmek yeterli olmaktadır. Bu yöntem, jeotermal akışkana HCl veya NaOH eklenerek Meksika ve ABD'de denenmiştir. Her iki durumda da ümit verici sonuçlar elde edilmiş olmakla birlikte, kullanılan kimyasalların fiyatları çok yüksek olduğundan bu konuda yeni yaklaşımların denenmesi gereklidir. Basınç, sıcaklık ve akış hızı düzenlenerek ekipman içerisinde oluşan silika kabuklarını hareket ettirme olanağı vardır, ancak bu uygulamalar kabuklaşma sorununu tamamen ortadan kaldırmamaktadır. Kabuklaşmanın Önlenmesi İçin Diğer Yöntemler Kabuklaşma sorununu gidermek için kimyasal katkı maddelerinin etkili olmadığı durumlarda, farklı yöntemler denenebilir. Kabuklaşma oluşumunu önlemek yerine, üretim kuyuları başında ve enjeksiyon kuyuları arasında sıcaklık ve basıncı dikkatli bir şekilde kademeli olarak azaltarak özel olarak tasarımlanmış bir ekipman içerisinde kabuk birikimine olanak sağlanabilir. Bu yöntem için, toplam basınç ve istenilen basınç düşmesine bağlı olarak bir çok ekipman kullanılabilir. Örneğin, kabuklaşma fışkırma tankında (flash-tank) oluşuyorsa özel bir fışkırma kristallendirici kullanılabilir Bu kristallendiricinin çalışma ilkesi, çözeltinin kabuklaşmaya uygun olmayan ortamdan kabuklaşma için uygun olan ortama ani olarak gönderilmesi ve tankın iç duvarları yerine yeterli miktarda eklenen kristal çekirdeği üzerinde katı maddelerin çökelmesinin sağlanmasıdır. Bu nedenle, sıvı içerisindeki duvarlar üzerinde katı madde birikiminin önlenmesi için eklenen çekirdeklerle geniş bir yüzey alanı oluşturulmalıdır. Duvarlar üzerindeki kabuklaşma, duvar tarafından oluşturulan değişik bir çekirdekten veya eklenen çekirdeklerden bazılarının duvarlara yapışmasından kaynaklanabilir. Bununla birlikte, bu yaklaşım akışkan geri dönüş borularında sıcaklık azalmasından kaynaklanan silika parçacıklarına bir çözüm sağlamamaktadır. Bu gibi durumlarda; birikintilerin yüzdürülmesi, fıltrasyon veya siklonla ayırma gibi geleneksel su arıtma yöntemleri uygulanabilir. Jeotermal uygulamalardaki yüksek akış hızları, bu yöntemlerin kullanılmasında arıtma tesislerinin büyüklüğü bakımından bazı sorunlar yaratabilir. Çizelge 2'de bu konuda uygun olabilecek bazı çözümler verilmiştir. Çizelge 2. Silika Parçalarının Ayrılması için Uygun Yöntemler Yöntem Hidrolik Yük (m3 / m2 h) Öneriler Çökeltme (yoğunlaştırıcı + duruluna) Yüzdürme Süzme Tuz süzme Hidrosiklon 1-2 10-15 0.5-1 10-15 > 10 Hidrolik ve konvektif türbülans

Konvektif hareketten kısmen etkilenme Pahalı
Kuvvetli bağlanmış parçacıkların bulunduğu derişimler için uygun değil

Etkinliği düşük

JEOTERMAL UYGULAMALRDA KOROZYON SORUNU
Jeotermal Uygulamalarda Karşılaşılan Korozyon Türleri
Jeotermal uygulamalarda kullanılan malzemelerde karşılaşılan korozyon türleri aşağıda kısaca anlatılmıştır.
Düzgün genel korozyon, metal yüzeylerin daha çok klorür, amonyaklı ürünler veya hidrojen iyonları tarafından daha sonra “pas” şekline dönüşen genel bir saldırıya uğramasıdır.
Çukur korozyonu, metal yüzeyinde aşınmaya neden olan bölgesel bir etkidir. Genellikle yüzeydeki bir tabakanın veya kabuklaşmanın parçalanmasıyla ilgilidir. Ama başlangıcını ve oluşma hızını önceden tahmin etmek mümkün değildir.
Aralık korozyonu, aşınma korozyonuna benzer şekilde bölgesel bir etkidir. Diğer korozyon türlerinden farklı olarak, geometriye bağlı ve ekipmanın yapımından kaynaklanan çatlaklarda veya kabuk kalıntıları altında oluşur.
Gerilmeli korozyon çatlaması, malzemenin gerilme altında kalması ve ortamda klorür iyonunun bulunmasından kaynaklanır ve jeotermal uygulamalardaki en tehlikeli korozyon türüdür. Ortamda bulunan oksijen ve yüksek sıcaklık gerilme çatlamasını arttırır.
Kükürtlü gerilim çatlaması, sulu fazda H2S içeren ortamlarda dayanımı yüksek çelik malzemelerin gerilme altında kalması sonucunda oluşur. Gerilme çatlamasının aksine, oksijen ve yüksek sıcaklığın etkisi yok denecek kadar azdır. pH’ın düşük olması durumunda olay hızlanmasına karşın, bu tür korozyon jeotermal uygulamalardan çok petrol endüstrisinde görülür.
Hidrojen kabartması, düşük dirençli çeliklerin H2S içeren sulu çözeltilerle karşılaşması sonucunda oluşur. Boşluklara sıkışan hidrojen birikerek, yeterli basınç uygulandığında yırtılmalar oluşabilir. Hidrojen kabarcıklarının oluşabilmesi için, malzemenin gerilme altında bulunmasına gerek yoktur.
Örgü arası korozyon, metalin damarlarındaki veya yakınlarındaki bölgesel etkili bir korozyondur. Uygun olmayan ısıl işlemlerde kaynaklanan bu tür korozyonda, alaşım parçalanır (damarlar ayrılır) ve dayanımını yitirir.
Galvanik eşleme, farklı iki metalin elektriksel olarak etkileşiminden oluşur.
Yorulmalı korozyon, korozif bir ortamda malzeme üzerine düzenli olarak gerilme uygulandığında oluşur. Korozyon yorgunluğu sınırı; gerilme, sıcaklık ve korozif koşullar altında bir kaç gerilme uygulamasından sonra yorgunluğa neden olmayacak en fazla birim gerilmedir. Gerilme ve korozyonun birleşik etkileri, bu olayları tek başlarına verdikleri toplam etkiden daha tehlikelidir.
Örozyon korozyonu, yüksek hızdaki akışkanın damlacık veya parçacıklarının çarpması sonucunda hızlı bir şekilde oluşan metal kaybıdır. Türbinlerin giriş ve çıkışlarında veya iki fazlı akışın olduğu yerlerde önemli olabilir.
Oyulma, metal yüzeylerde buhar kabarcıklarının neden olduğu bögesel bir korozyondur.
Jeotermal Akışkanlardaki Korozif Etkili Maddeler
Jeotermal akışkanlarda, metal yüzeylerde korozyona neden olan başlıca kimyasal maddeler; oksijen, hidrojen iyonu (pH), klorür iyonu, hidrojen sülfıt, karbondioksit, amonyak ve sülfat iyonudur. Bazı jeotermal akışkanlarda daha az rastlanan veya daha az etkili olan florür iyonu, ağır metaller ve boron gibi diğer bazı bileşenler de korozif etkiler yaratabilir. Bu maddelerin korozif etkilerinin miktarını tahmin edebilmek aşağıdaki nedenlerden dolayı güçtür:
– İki yada daha fazla korozif etkili maddenin birbirleriyle etkileşimleri, bu maddelerin tek başlarına oldukları durumda verdikleri etkiden farklı olabilir,
– Kkorozif etkili bir maddenin önemi, korozif etkinin türüne bağlıdır.
Jeotermal akışkanlardaki en önemli kirletici, çözünmüş durumda bulunan oksijen’dir. Havalandırılmış jeotermal akışkan, karbon çeliğindeki sabit korozyon hızını on kat artırır. Oksijen, klorür iyonuyla birlikte belirli sıcaklıklarda gerilme çatlamasına neden olabilir. Bazı malzemeler özellikle alüminyum alaşımları koruyucu tabakalarını devam ettirebilmek için çözünmüş oksijene gereksinim duyar. Sıcaklığın yükselebileceği geri dönüş hatlarında oksijen kirliliğinin önlenmesi çok önemlidir.
Karbon ve düşük alaşımlı çeliklerin korozyonu, genellikle pH (hidrojen iyonu) ile kontrol edilir. Çeliğin korozyon oranı pH arttıkça azalır. Düşük pH’lı çözeltiler; aşınma, gerilme çatlaması gibi korozyon türlerine neden olabilir.
Sabit korozyon oranı, akışkanda klorür iyonunun bulunmasıyla artar. Düşük ocaklıklarda ve 100.00 ppm’lik derişimlerde korozyon oranının, klorür derişiminin kare köküyle doğru orantılı olarak arttığı belirlenmiştir. Klorür iyonu, korozyona dayanıklı alaşımların dayanımlarının azalmasına ve östenit paslanmaz çeliğinde gerilme çatlamasına neden olur. Sıcaklığın 50 °C’nin üzerinde olduğu durumlarda 5-10 ppm’lik klorür iyonu derişimi, paslanmaz çeliklerde (AISI 316) gerilme çatlamasını başlatmak için yeterlidir. Klorür iyonları çok hareketli olduğundan ve çukur ve çatlaklarda doygunluğa erişebildiğinden, akışkandaki ortalama klorür iyonu derişimi yanıltıcı olabilir.
Hidrojen sülfit (H2S)’in en şiddetli etkisi, bazı bakır ve nikel alaşımlarında görülür. Hidrojen sülfit’in etkili olduğu derişim eşiği 30 ppb’dir. Çelik malzemeler üzerindeki etkisini belirlemek güçtür. Havalandırılmış sularda hidrojen sülfit’in oksidasyonu, pH’ı azaltabilir ve korozyonu artırabilir.
Karbondioksit (CO2), çözünmüş durumda bir çok jeotermal akışkanda doğal olarak bulunur ve karbon çeliği ve düşük alaşımlı çelikler üzerinde korozif etkilidir. CO2, jeotermal akışkanlarda pH’ı kontrol etmek için en önemli maddedir. Bir çok durumda, yoğuşmuş buharda çözünmüş olarak bulunan CO2’den kaynaklanan düşük pH, jeotermal buhar hatlarındaki pH’ı kontrol eden en önemli etmendir. CO2 kısmi basıncının artması, çözeltinin pH’ını düşürür.
Teorik hesaplamalar, 80 °C’ye kadar CO2 ve NaCl2’lü ortamda uniform korozyon oranının yüksek olduğunu gösterir. 80 °C’nin üstünde kararlı demir katmanları oluşur ve bu tabaka korozyon oranını tahmin edilen değerlere göre daha da yavaşlatır. Amonyak, bazı bakır alaşımlarında gerilme çatlamasına neden olabilir ve soğutma suyunun pH’ını etkiler. Ağır ve geçiş metal iyonları yükseltgenmiş şekillerinde bulunursa korozif etkili olabilirler fakat, genellikle jeotermal akışkanlarda en düşük yükseltgenmiş durumlarında bulunurlar. Sülfat iyonları genellikle jeotermal akışkanlarda bulunur fakat klorür gibi bölgeselleşmiş şiddetli etkilerde bulunmazlar.
SONUÇ VE ÖNERİLER
Jeotermal uygulamalarda kabuklaşma ve korozyon sorunlarının önlenmesi, projenin sürekliliği için çok önemlidir. Kabuklaşmanın önlenmesi için uygulanacak yöntemler, jeotermal bölgenin kendine özgü özelliklerine bağlı olarak belirlenmelidir. Jeotermal akışkanın kimyasal içeriğinin bilinmesi, bu ortamlarda kullanılacak malzemelerin nasıl davranış göstereceklerinin belirlenmesi bakımından önemlidir. Bu nedenle, jeotermal kaynakların işletilmeye başlatılmadan önce kimyasal analizlerinin yapılması kullanılacak malzemelerin seçimi ve uygulamanın uzun ömürlü olması bakımından büyük önem taşır.
Jeotermal kuyu içerisine yerleştirilen ve kaynaktaki sıcak akışkandan ikincil bir akışkana ısı aktaran, “kuyu içi ısı dönüştürücüler” kabuklaşma ye korozyon sorunlarının önlenmesinde önemli bir paya sahiptir. Bu tip ısı dönüştürücü parçalarının seçimi, yerleşimi ve temizlenmesi kolaydır. Bunların en önemli üstünlüklerinden birisi, jeotermal akışkanın basınç değerinin kullanım alanlarına gönderilen ikincil akışkanın basıncından bağımsız olmasıdır. Bu tip ısı dönüştürücülerin tasarımında; kuyu delik çapı, kolon borusu çapı, ısı dönüştürücü uzunluğu ve çapı, akış hızı ve sıcaklık değerleri dikkatli bir şekilde seçilmelidir.
Jeotermal uygulamalarda kabuklaşmayı önleyici kimyasal katkı maddeleri, yüksek sıcaklık ve derişimden dolayı sorun oluşturmaktadır. En önemli sorun, bir çok çeşitli kimyasal arasından en uygun olanının belirlenmesidir.
Jeotermal uygulamalarda karşılaşılan farklı korozyon türleri gözönüne alındığında, sistemde kullanılacak uygun malzemeleri seçmek çok zordur. Akışkanların kimyasallar bileşimleri değiştiği için genelleme yapmak mümkün değildir.
Kullanılan malzemelerin korozyon oranının ölçülmesi, dayanıklı malzeme seçiminde etkin bir yöntemdir. Malzeme seçiminden önce, akışkanın kimyasal analizini yaparak korozyona dayanıklı alaşım malzemeleri belirlemek, korozyona sebep olan etmenleri ortamdan uzaklaştırmak ve sistemde metalik malzeme kullanımını en aza indirmek korozyonun önlenmesi bakımından önemlidir. Akışkanın geri dönüşü düşük sıcaklıklarda gerçekleşirse, geri dönüş hatları için fiberglas malzeme bir alternatif olarak düşünülebilir.

Yorum yazın