Lesbók Morgunblaðsins - 07.12.1996, Blaðsíða 17

Lesbók Morgunblaðsins - 07.12.1996, Blaðsíða 17
RANNSÓKNIR Á ÍSLANDI Umsjón: SIGURÐUR H. RICHTER STÁLPLöTUR sem settar voru í dreifikerfi Hitaveitu Suður-Skeiða til prófunar á tæring- arhraða. Súrefni streymdi þar inn um veggi plastlagna og olli ryðgun. LÍKAN af jarðhitakerfi. Uppleyst efni mg/kg VINNSLUEIGINLEIKAR HITAVEITUVATNS Orkustofnun VINN SLUEIGINLEIKAR jarð- hitavatns eru breytilegir og verður að sníða hönnun hita- veitna að þeim til að ekki skapist vandamál við nýt- ingu Jarðhitavatn hefur verið nýtt á íslandi um langan aldur einkum til baða og þvotta. Frá 1970 hefur notkun jarðhita til húshitunar aukist frá 40% upp i 86%. Vatn af lághitasvæðum er einkum nýtt til húshitunar, en á síðari árum hefur notkun háhitavatns aukist. Til að jarðhitakerfi verði til þarf einkum þrennt að vera til staðar: Varmagjafi, vatn og vel sprungið berg. Á íslandi er hitastigull í jarðskorpunni hár og víða mjög grunnt niður á heitt eða jafnvel bráðið innskotsberg. Þar sem bergið er uppbrotið vegna sprunguhreyf- inga nær vatn að renna niður í berggrunninn og hitna. Heita vatnið stígur síðan upp um sprungur og hluti þess kemur upp í hverum og laugum. Þannig myndast staðbundið hrin- grásarkerfí sem nemur varma úr neðri hluta jarðskorpunnar og flytur hann ofar. Upprwni og efnasamsetning jaróhitavatns Jarðhitavatn á íslandi er yfírleitt að stofni til úrkomuvatn sem hefur sitrað niður í berg- grunninn og hitnað þar upp við rennsli gegn- um heit jarðlög. Styrkur uppleystra efna og gasa er yfirleitt lítill í vatni af lághitasvæðum (200-400 mg/1), en eykst með auknum hita berggrunns. Einnig er vatn á sumum land- svæðum saltblandað, annaðhvort vegna inn- streymis sjávar eða rennslis um fom sjávar- set. Vatn háhitasvæða er alla jafna steinefna- ríkara en vatn lághitasvæða. íslenskt jarðhita- vatn er mettað af kalki, kísilsteindum, nokkr- um alkalí-, jám- og álsílikötum, málmsúlfíðum og -oxíðum við hitastig jarðhitageymis. Kísil- styrkur eykst með hita eins og styrkur flestra efna nema karbónats og magnesíums. Einnig em í vatninu uppleystar gastegundir t.d. brennisteinsvetni. Súrefni eyðist úr vatninu við upphitun. Sýmstig (pH) lághitavatns er venjulega á bilinu 9-10, en lægra í háhita- vatni vegna meiri styrks súrra gasa. Súrefni og brennisteinsvetni geta ekki verið saman í vatni nema skamma hríð þvi að þau hvarfast og mynda súlfat. Styrkur þeirra í vatninu skiptir vemlegu máli fyrir vinnslueiginleika. Mat á vinnsluhæfni Áður en teknar eru ákvarðanir um efnis- val og hönnun hitaveitna þarf að efnagreina jarðhitavatnið og kanna hvaða breytingar ætla má að á því verði í dreifikerfi og meta þannig hættu á tæringu og útfellingum. Við mat á nýtingarhæfni og vinnslueiginleikum skipta selta, súrefnisstyrkur og brennisteins- vetnisstyrkur mestu máli. Nær einungis lág- hitavatn er notað beint í hitaveitur en þar sem háhitavatn er notað til upphitunar em að jafnaði byggðar varmaskiptastöðvar til að hita upp ferskvatn. Lághitavatnið er yfír- leitt efnasnauttt (saltinnihald 50 mg/1), þó að saltblöndun sé þekkt (sjá að ofan). Inn- Útfellingahœtta Við vinnslu getur jarðhitavatn orðið yfir- mettað með tilliti til ákveðinna steinda vegna kælingar, afloftunar við upphitun eða suðu, og er þá hætta á útfellingu. Utfellingar hafa einkum orðið í hitaveitum sem nýta saltmengað vatn, helst kalkútfell- ingar. Þó hefur í mörgum tilvikum tekist að sneiða hjá meiriháttar vandræðum með réttri hönnun og góðu tæknilegu eftirliti með rekstri. í öllum þeim hitaveitum, sem nýta háhita- orku til upphitunar ferskvatns, hafa komið upp vandamál vegna magnesíumsilikatútfell- inga. Orsökin er sú að magnesíumsiliköt eru torleystari í heitu vatni en köldu og falla því út við upphitun. Styrkur magnesíums er meiri í köldu vatni en jarðhitavatni, því að magnesíum hefur þegar fallið út við upphitun í jarðhitakerfinu. Þar sem vatn streymir gegnum veitur safnast útfelling fljótt upp, þótt aðeins fáein milligrömm falli út úr hverj- um lítra vatns. Nióurstööur EFTIR HREFNU KRISTMANNSDÓTTUR OG HALLDÓRÁRMANNSSON Vinnslueiginleikar iarðhitavatns eru breytilegir og veróur aó sníóa hönnun hitaveitna aó þeim til aó ekki skapist vandamál vió nýtingu. til súrefniseyðingar, eða til að hefta kalkút- fellingu. Þessi efni eru yfirleitt ekki hættu- leg en geta valdið kvillum, sé þeirra neytt í miklu magni í langan tíma. Tæring ■ lagnakerfi Uppleyst súrefni í vatni tærir stálhluti. Vatn, sem ér yfir 80° C, er súrefnissnautt þegar það kemur upp úr jörðinni en getur tekið i sig súrefni í miðlunargeymum og óþéttum rörasamskeytum, eða „streymt" gegnum veggi plaströra í dreifikerfi hitaveitu. Aukin selta vatns örvar öll efnahvörf. Því er súrefnistæring hröðust í efnaríku vatni. Talin er hætta á tæringu og útfellingum í vatni með klóríðstyrk yfir 50 mg/1. Nær ómögulegt er að halda hitaveitukerfum alveg súrefnisfríum og sé vatn saltblandað er hætt við tæringu þótt súrefnisstyrkur sé mjög lít- ill. I sumum hitaveitum er blandað súrefnis- eyðandi efni (natríumsúlfíti) í vatnið til að koma í veg fyrir tæringu. Þegar ferskvatn er hitað upp í varmaskiptistöðvum á háhita- svæðum er yfirleitt blandað í það þéttri gufu, sem inniheldur brennisteinsvetni, til að eyða súrefni úr ferskvatninu. Lágt sýrustig (pH) vatns eykur einnig hættu á tæringu en sýru- stig lághitavatns á íslandi er yfirleitt mjög hátt. Brennisteinsvetni tærir kopar mjög hratt og er óráðlegt að nota kopar í leiðslur fyrir jarðhitavatn. Uppleystur kopar í vatni örvar einnig stáltæringu. ÚTFELLINGAR af kalki innan í fóðurrörum háhitaholu þar sem yfirmettun hefur orðið vegna suðu vatnsins. Rörið í miðjunni var við suðuborð og því er útfelling mest á þeim kafla. streymi af köldu vatni eða breytingar í blönd- unarhlutfalli mismunandi vatnsæða við aukna dælingu úr holu geta breytt vinnslueig- inleikum verulega. Efnahvörf í dreifíkerfi geta breytt bæði vinnslueiginleikum og neysluhæfni vatns. Neysluhæfni hitaveiluvatns Samkvæmt reglugerð heilbrigðisráðu- neytisins er „hitaveituvatn hvorki ætlað til drykkjar né matargerðar en er leitt í hús til upphitunar, baða og þvotta" og þarf því ekki að uppfylla þær kröfur sem gerðar eru til drykkjarvatns. í flestum tilvikum er lág- hitavatn þó hæft til beinnar neyslu en sums staðar stenst vatn ekki ítrustu kröfur um drykkjarvatn og er jafnvel óneysluhæft, oft vegna mikils flúorstyrks. Fá dæmi eru þó um að vatn sé beinlínis hættulegt til neyslu. Aukaefnum er sums staðar blandað í vatnið Lághitavatn á íslandi er yfirleitt vel fallið til beinnar nýtingar í hitaveitum, þótt það sé ekki í öllum tilvikum heppilegt til drykkj- ar. Nauðsynlegt er að rannsaka jarðhitavatn- ið og gera úttekt á vinnslueiginleikum þess áður en teknar eru ákvarðanir um efnisval og hönnun hitaveitna, svo tryggt sé að þess- ir þættir séu sniðnir að aðstæðum á viðkom- andi jarðhitasvæði. Höfundar eru jaréefnafræöingar á Orkustofn- un. Rannsóknarráð íslands stendur að birtingu þessa greinaflokks. LESBÓK MORGUNBLAÐSINS ~ MENNING/LISTIR 7. DESEMBER 1996 17

x

Lesbók Morgunblaðsins

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Lesbók Morgunblaðsins
https://timarit.is/publication/288

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.