更新时间:2022-08-25 12:29
地热流体是地下热水、地热蒸汽以及载热气体等存于地下、温度高于正常值的各种热流体的总称。它包括地热蒸汽、地热水和含有多种成分且浓度很大的热液。常见的载热气体有二氧化碳、硫化氢、氢、氧、氮、甲烷等气体。地热流体通常以地下热水和地热蒸汽为主。
地热流体不管是蒸汽还是热水一般都含有二氧化碳、硫化氯等不凝结气体,其中二氧化碳占90%。不同地区地热流体中所放出的不凝结气体的成分与浓度是不一样的。地热流体中还含有数量不等的氯化钠、氯化钾、氯化钙等物质。地区不同,含盐量差别很大,以重量计地热水的含盐量在0.1%~40%之间。不同地区地热流体中所含盐的成分与浓度是不一样的。
在地热利用中必须充分考虑地热流体物理化学性质的影响,如对热利用设备,由于大量不凝结气体的存在需要对冷凝器进行特别设计;由于含盐浓度高需要考虑管道的结垢和腐蚀;如含硫化氢就要考虑对环境的污染;如含某种微量元素就应充分利用其医疗效果等。
在地热利用中按地热流体的性质分为以下几大类:
(1)pH值较大,而不凝结气体含量不太大的于蒸汽或湿度很低的蒸汽;
(2)不凝结气体含量大的湿蒸汽;
(3)pH值较大,以热水为主要成分的两相流体;
(4)pH值较小,以热水为主要成分的两相流体。
地热流体的热能高低叫地热流体的能位,是指能够从单位质量或单位体积的地热流体里抽取出来,并通过理想可逆式热机来实现的机械功的量。地质背景不同,地热流体的能位也不同,能位越高,作功本领也越大。衡量地热流体能位的常用单位是焓,因此又有高焓地热流体与低焓地热流体之分。
地热流体对一般的金属表面都会产生程度不同的腐蚀。金属的腐蚀有若干类型,可以从腐蚀原理上来划分类型,也可以从腐蚀形式来划分类型。按腐蚀原理划分金属的腐蚀,可有化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
1.化学腐蚀
化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏。其特点是在腐蚀过程中没有电流产生。下列两种情况均属此类腐蚀。
(1)气体腐蚀:指金属在温度很高的干燥气体中发生的腐蚀,例如轧钢产生的氧化皮。
(2)在非电解质液巾的腐蚀:指金属在不导电液体中发生的腐蚀,例如金属在有机液体中的腐蚀。
2.电化学腐蚀
电化学腐蚀是指金属表面与电解质因发生电化学作用而产生的破坏。其特点是在腐蚀过程中有电流产生。电化学腐蚀是最常见的腐蚀类型。按照腐蚀进行的环境,电化学腐蚀又可分为如下几类。
(1)大气腐蚀。腐蚀在潮湿的空气中进行,如地热利用系统中的贮罐等金属设备,其外表面的腐蚀属于此类。
(2)土壤腐蚀。埋设在地下的金属结构的腐蚀是土壤腐蚀。地热利用系统中埋地金属管道的腐蚀即属此类。