Batı Anadolu'da Yüksek Sıcaklıklı Jeotermal Sistemlerde Gözlenen Kabuklaşma Türleri ve Kabuklaşma Oluşumunun Kontrolünün Sağlanmasında Kullanılan Sistemler; Kızıldere-II (Denizli) Jeotermal Güç Santrali Örneği

Jeotermal güç üretimi su baskın rezervuarların derin zonlarından gelen orta-yüksek sıcaklıktaki akışkanlardan elde edilmektedir. Bu sistemlerde sıvı fazda termodinamik değişimlerin kontrolüyle jeotermal akışkan üzerinde sıcaklık ve basıncın etkilerinin izlenmesi jeotermal sistemlerin sürdürülebilirliğinin sağlanması bakımından oldukça önem arz etmektedir.Bir jeotermal sistemde rezervuar kayaların türleri, su-kaya etkileşimleri ve jeotermal akışkanın kompozisyonuna yönelik sağlıklı bilgi elde edilmesi jeotermal güç/ısı sistemlerinin işletilmesi sırasında karşılaşılabilecek kabuklaşma, korozyon gibi problemlerin önlenmesinde önemli olacaktır. Türkiye'de keşfedilmiş jeotermal sistemler su baskın rezervuar tipindedir. Türkiye'deki en büyük iki graben sistemi olan Büyük Menderes ve Gediz Grabenlerinde orta-yüksek sıcaklıktaki jeotermal sahalardan üretim yapan 30'un üzerinde jeotermal enerji santrali bulunmaktadır. Bu jeotermal sistemlerde, sistem performansını doğrudan etkileyen kalsit, silika türünde kabuklaşmalar gözlenmektedir. Güç santrallerinin üretim dönemlerinde bu kabuklaşma problemlerinin önlenmesi amacıyla jeokimyasal testler ve jeokimyasal modellemeler yapılmaktadır. Bir jeotermal sistemin sürdürülebilir olması, kabuklaşma tiplerinin belirlenmesine, uygun kabuklaşma engelleyici inhibitörlerin seçimine ve inhibitör sistemlerinin doğru noktalara kurulmasına doğrudan bağlıdır.Bu çalışmada, Batı Anadolu'daki orta-yüksek sıcaklıktaki jeotermal rezervuarların jeolojisine bağlı olarak farklı tip jeotermal santrallerde üretilen akışkanların kabuklaşma eğilimleri ve etkin kabuklaşma engelleme metotları Kızıldere-II (Denizli) jeotermal güç santrali örneğinde test edilerek tartışılmıştır.

Scaling Types and Systems Used to Provide Controlling of Scale occurrence in High Temperature Geothermal Systems in Western Anatolia; Kızıldere-II (Denizli) Geothermal Power Plant Example

Geothermal power generation has been generally provided by moderate-high temperatures fluids at deep geothermal zones in water-dominated reservoirs. For these systems, controlling of thermodynamically changes of liquid phase and monitoring of temperature and pressure effects on geothermal fluids have great importance to provide of geothermal system sustainability.In a geothermal system, to provide a good information on reservoir rocks types, water-rock interaction and geothermal fluids compositionwill be important to prevent some problems such as; scaling, corrosion etc. during operational stage of geothermal power/heat systems.The discovered geothermal systems have water-dominated type in Turkey. Büyük Menderes Graben and Gediz Graben are two of the largest graben systems in Turkey and there are more than 30 geothermal power generation systems on these moderate-high temperatures geothermal fields along these graben systems in Western Anatolia. All these geothermal systems have scaling problems such as calcite and silica and they directly affect performance of the geothermal energy systems. To prevent these problems geochemical modeling studies and geochemical tests have been performed before operational stage of power generation systems. Sustainability of the system directly depends on determination of scaling types, selection suitable scale inhibitors and installation of inhibitor systems for a geothermal system.In this study, scaling tendency of geothermal fluids depends on reservoir geology and the most effective scale prevention methods at different type geothermal power plantshave beendiscussed for moderate-high geothermal temperature reservoirs in Western Anatolia and Kızıldere-II (Denizli) Geothermal Power Plant has selected as a case study to explain importance of suitable methods to prevent scaling.

PDF

___

Bertani, R. ve Thain, I., 2002. Geothermal power generating plant CO2 emission survey. IGA News 49, 1-3.
Bozkurt, E., 2001. Neotectonics of Turkey-a synthesis. Geodinamica Acta 14: 3-30.
Dewey, J.F.ve Şengör, A.M.C., 1979. Aegean and surrounding regions: complex multiplate and continuum tectonics in a convergent zone. Geological Society of American Bulletin, 90, 8
DiPippo, R., 2016. Geothermal Power Plants : Principles, Applications, Case Studies and Environmental Impact. 4th Edition. Waltham, MA : Butterworth-Heinemann.
Doglioni, C., Agostini, S., Crespi, M., Innocenti F., Manetti P., Riguzzi, F. & Savaşçın M.Y., 2002. On the extension in western Anatolia and the Aegean Sea. Virtual Explorer 8, 169-183.
Dramis, F., Materazzi, M. ve Cilla, G., 1999. Influence of Climatic Changes on Freshwater Travertine Deposition: A New Hypothesis. Phys. Chem. Earth (A),Vol. 24. No: 10, pp. 893-897.
EBRD Pluto, 2016. Assessing the use of CO2 from Natural Sources for Commercial Purposes in Turkey-Pluto. Technical Report Pluto Programme.
EPDK Raporu, 2017. T.C. Enerji Piyasası Düzenleme Kurulu 2017 Ocak Ayı Elektrik Piyasası Sektör Raporu, 60 sayfa.
EPDK, 2017. www.epdk.gov.tr/lisanslar, 7 Nisan 2017 Ellis, G.P., 1959. The Maillard Reaction. En: Advances in Carbohydrate Chemistry, Vol. XIV, Academic Press, New York, s 63-134.
Filiz, S., Tarcan, G. ve Gemici, U., 2000. Geochemistry of the Germencik Geothermal Fields, Turkey. Geothermal Resources Council Transactions, V. 24.
GEA, 2016. 2016 Annual U.S. & Global Geothermal Power Production Report.
Geologica, 2012. Zorlu Energy Kızıldere-II Geothermal Power Plant Design Criteria Report (yayınlanmamış).
Haizlip Robinson, J., Stover, M., Garg, K.S., Haklıdır Tut, F.S. ve Prina, N., 2016. Origin and Impacts of High Concentrations of Carbon Dioxide in Geothermal Fluids of Western Turkey.
Proceedings, 41st Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, February 22-24.
Haizlip Robinson, J., Haklıdır Tut, F. ve Garg, S.K., 2013. Comparison of Reservoir Conditions in High Noncondensible Gas Geothermal Systems. 38th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford- CA, February 11- 13, 2013.
Haklıdır, Tut F.S. ve Sengün, R., 2016. Thermodynamic Effects on Scale Inhibitors Performance At Multiflash and Advanced Geothermal Power Systems. Proceedings, 41st Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, 22-24 February 2016.
Haklıdır Tut, F.S., Şengün, R. ve Haizlip Robinson, J., 2015. The Geochemistry of Deep Reservoir Wells in Kızıldere Geothermal Field (Turkey), Proceedings of World Geothermal Congress, Melbourne-Australia, 19-24 April 2015.
Haklıdır Tut, F.S., 2012. Jeotermal Akışkan Kaynaklı Kabuklaşma Oluşumu ve Engellenmesinde Kontrol Parametrelerinin İzlenmesinin Önemi. Türkiye Jeotermal Kaynaklar Arama ve Uygulama Sempozyumu, İTÜ, İstanbul, 08-09 Aralık 2012.
Haklıdır Tut, F.S., Uzun, A. ve Sengün, R., 2012. Investigation of reservoir characteristics of high enthalpy geothermal fields on Büyük Menderes Graben and sulphate variations of geothermal fluids in the graben.
Proceedings of International Earth Science Colloquium on the Aegean Region (IESCA), 1-5 October 2012, Dokuz Eylül University, Izmir, Turkey.
Ketin, İ., 1966. Anadolu'nun tektonik birlikleri. MTA Dergisi, 66, 20-34.
Haklıdır Tut, F.S., 2007. Bursa İli ve Çevresindeki Termal, Maden ve Yeraltı Sularının Jeokimyasal İncelenmesi. Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 282 S.
Kılıççıoğlu, F., 2009. Jeotermal Kuyularda Kalsit ve Silika Çökelmelerine Karşı Kullanılacak Inhibitör Çeşitleri ve Çalışma Mekanizmalarının İncelenmesi. Bildiriler Kitabı, İzmir, 27-28 Nisan 2009.
Kındap, A., Kaya, T., Tut Haklıdır, F.S. ve Alpagut Bükülmez, A., 2010. Privatization of Kızıldere Geothermal Power Plant and New Approaches for Field and Plant. World Geothermal Congress, Bali, Indonesia, 24-30 April 2010.
Mertoğlu, O., Şimşek, Ş. ve Başarır, N., 2015. Geothermal Country Update Report of Turkey (2010- 2015). Proceedings World Geothermal Congress 2015 Melbourne, Australia, 19-25 April 2015.
Mutlu, H. ve Güleç, N., 1998. Hydrogeochemical outline of thermal waters and geothermometry applications in Anatolia, Turkey, Journal of Volcanology and Geothermal Research, v. 85, 495-515.
Mutlu, H., 2009. Jeotermal Akışkanlarda Su-Kayaç Etkileşimi. Bildiriler Kitabı, İzmir, 27-28 Nisan 2009.
Nicholson, K., 1993. Geothermal Fluids Chemistry and Exploration Techniques. Berlin: Springer-Verlag. Osborn, W.L., Demirci, N., Güngör, A., Erkan, B. ve Yıldırım, Y., 2007. Carbonate Scale Inhibition in a High-Gas Geothermal Well, Germencik-Turkey.
Geothermal Resources Council Transactions, V. 31, 2007.
Şengör, A.M.C., 1982. Ege'nin neotektonik evrimini yöneten etkenler. O. Erol ve V. Oygür (editörler), Batı Anadolu'nun Genç Tektoniği ve Volkanizması Paneli, Türk. Jeol. Kur., Ankara, S. 59-71.
Mertoğlu, O., Şimşek, Ş., Başarır, N., 2015. Geothermal country update of Turkey (2010-2015). World Geothermal Congress 2015, Melbourne, Australia, April 19-24.
Simsek, S., 1985. Geothermal model of Denizli, Sarayköy-Buldan area. Geothermics, 14 (2/3), 393-417.
Simsek, S., Yıldırım, N. ve Gülgör, A., 2005. Developmental and environmental effects of the Kızıldere geothermal power project, Turkey. Geothermics 34, 239-256.
Schoeller, H., 1962. Les Eaux Souterraines, Mason and C. Paris, 642 pp.
Tarcan, G., Balaban Ozen, T., Gemici, U., Çolak, M. ve Karamanderesi, İ.H., 2016. Geochemical assessment of mineral scaling in Kızıldere geothermal field, Turkey. Environmental Earth Sciences., 75(19):1317
Tarcan, G., 2005. Mineral saturation and scaling tendencies of waters discharged from wells (>150 0
C) in geothermal areas of Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research 142, p. 263-283.
T.C. 10. Kalkınma Planı, 2013. T.C. Kalkınma Bakanlığı 2014-2018 10. Kalkınma Planı. www. onuncuplan.gov.tr, erişim tarihi 7 Nisan 2017.
Tezcan A. K., 1979. Geothermal studies, their present status and contribution to heat flow contouring in Turkey. In: Terrestrial heat flow in Europe. Berlin: Springer-Verlag.
Tut, F.S., 2003. Dünya Doğal ve Kültürel Mirası Pamukkale'nin Beyazlığının Korunması: Hidrojeokimyasal Bir Yaklaşımla. Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, 162 s.
Yamada, S., Tamaya, Y. ve Muto, T., 2015. Unique Steam Turbine for Kizildere Geothermal Power Plant in Turkey. Proceedings World Geothermal Congress 2015 Melbourne, Australia, 19-25 April 2015.
Yazman, M.K.,., Guven, A., Ermiş, Y., Yılmaz, M., Ozdemir, I, Akcay, Y., Gonulalan, U., Tekeli, O., Aydemir, V., Sayılı, A., Batı, Z., İztan, H., Korucu, O. ve Grunnaleite, İ, 1998. Alasehir grabeni ve Alasehir - 1 prospekti nin değerlendirme raporu. TPAO Rapor No. 3864, 146 s (yayınlanmamış).
Yıldırım, N. ve Yıldırım, A., 2015. High Total Inorganic Carbon Concentration, Dependent Carbonate Scaling and Mitigation System, in Moderate to High Enthalpy Geothermal Fields in Turkey.
Proceedings World Geothermal Congress 2015 Malbourne Australia, 25-29 April 2015.
Wiersberg, T., Süer, S., Güleç, N., Erzinger, J. ve Parlaktuna, M., 2011. Noble gas isotopes and the chemical composition of geothermal gases from the eastern part of the Büyük Menderes Graben (Turkey). Journal of Volcanology and Geothermal Research, 208, 112-121.
Zorlu Jeotermal A.Ş. ÇED Raporu, 2013. 45 MWe Alaşehir Jeotermal Santral Projesi Çevre Etki Değerlendirme Raporu.