Termik Santral Sistemleri

Kömür, linyit, fuel-oil gibi yakıtların yanması sonucu elde edilen kimyasal enerji termik santrallerde elektriğe çevrilir. Bu santraller oldukça kompleks yapıda olup dünya üzerinde birçok ülkenin elektriğini sağlamada büyük rol oynamaktadır. Bu yazımızda temel olarak termik santral sistemlerini inceleyeceğiz.

Termik santraller kısaca kömür ve türevi yakıtların belirli sistemlerde yakılması sonucu açığa çıkan kimyasal enerjiyi çeşitli sistemlerle mekaniğe, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Kabaca sistemi anlatırsak; Kömür veya linyit santralde bulunan kazanlara beslenir. Kazanda oldukça yüksek sıcaklıklarda (800-900°C) yanma başlar. Kazan içinde bulunan boru sistemlerindeki su ısı etkisiyle buharlaşır. Yüksek sıcaklıktaki ve yüksek basınçtaki buhar türbinlere gönderilir. Türbin döner ve generatöre bağlı sistem elektrik üretir. Bir termik santralin ana ekipmanları ise ; Kazan,Türbin-Generatör,Kondenser ve Soğutma Kulesidir.

1-Kazan

Yakıtın çeşitli ateşleme sistemleri ile yakılıp ısının elde edildiği bölümdür. Kazan sıcaklığı kazanın türüne göre 800-1300°C arasında değişir. Isı kazan etrafındaki ve içindeki borulardaki suyu buhar haline getirerek uygun sistemlerle türbine gönderir. Termik santral kazanlarının birçok çeşidi vardır. Bunlardan bazıları: ►Pulverize Kazanlar ►Sürüklemeli Kazanlar ►Akışkan Yataklı Kazanlar ►Atık Isı Kazanları Ülkemizde en fazla Pulverize Kazan teknolojisi kullanılmaktadır. Bu sistemde kömür değirmenlerde öğütülerek mikron boyutunda parçalara ayrılır. Bu şekilde yanmanın homojen bir şekilde gerçekleşmesi sağlanır bu da verimi artırır.

2-Türbin-Generatör

Sıcak ve basınçlandırımış buhar (genelde 500°-600°C,ve 80 - 100 bar) izole boru sistemleri ile türbine gönderilir. Buhar bünyesinde barındırdığı büyük miktardaki enerjiyle türbin kanatlarını döndürmeye başlar. Türbin miline akuple edilmiş generatör rotoru türbinle aynı hızda döner türbin hızı belirli bir hıza ulaştığında(Çatalağzı T.S ‘de 3000 dev/dak) generatör rotuna ikaz verilir ve generatör çıkışından elektrik enerjisi elde edilmiş olur, böylece santralin nihai amacı olan elektrik enerjisi elde edilmiş olur.

3-Kondenser ve Soğutma Kulesi

Türbinden çıkan, buhar enerjisi diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürülür. Bu işlemin sebebi buharın depolanamamasına karşılık suyun depolanabilme özelliğinin olmasıdır. Oluşan su sonra, tekrar kullanılmak üzere santralın ısı üretilen bölümüne geri gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. Su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralın hemen yanında bulunan soğutma kuleleri kullanılır. Bu kulelerin üzerinde görülen beyaz duman su buharıdır.) Bu suyu sisteme geri gönderen soğutma suyu pompaları ile bu işlem kapalı çevrim şeklinde sürekli devam etmektedir.

Termik Santrallerin Avantajları ve Dezavantajları

Enerji ihtiyacının giderek arttığı günümüzde fosil yakıtlardan enerji elde etmek kaçınılmaz ve oldukça gerekli bir yöntemdir. Özellikle kömür ve linyitin kullanıldığı termik santrallerin dünya üzerinde giderek yaygınlaştığı da bilinmektedir. Burada önemli olan nokta çevresel riskleri ve zararları minimuma indirilmiş sistemler tasarlamak ve kullanmaktır. Termik santrallerin yararlarını ve zararlarını şu şekilde sıralayabiliriz: ► Kurulum maliyetleri yatırımcı için oldukça uygundur. ► Yakıtın taşınabildiği heryere kurulabilir. ► Kalitesiz linyit kömürü,kömür tozları ve yakılması güç fuel-oil kullanılabildiği için ekonomiktir. En büyük dezavantajı termik santrallerin çevresel sorunlara neden olmasıdır. Bulunduğu çevrede su,hava ve toprak kalitesini yeterli önlemler alınmadığında düşürebilir. Atmosfere SOx ve NOx emisyonları yayarak havayı kirletirler. Fakat teknolojinin gelişmesiyle birlikte bu emisyonlar minimuma indirilebilmektedir.

Termik Santrallerde SOx ve NOx giderme

Kömür ve linyite dayalı termik santrallerde yanma sonucu kömürün yapısındaki piritik kükürt ve benzeri zararlı minarellerden kaynaklanan SO₂,NO,NO₂ gibi atmosfere zararlı gazlar açığa çıkmaktadır. Bu gibi gazları temizlemek ve zararlarını minimum düzeye indirmek amacıyla kullanılan yöntemlere baca gazı arıtma yöntemi denir. (FGD: Flue Gas Desulphirization) . Bu yöntemler ıslak prosesler ve kuru prosesler olmak üzere ikiye ayrılır.

Bu gibi yöntemlerden en belirgini ve yaygını ıslak kireçtaşı kullanımıdır. Kireç ve SO₂ tepkimeye girerek bir çökelek oluşturur. Bu da zararlı gazların dışarıya verilmesini önler. Baca gazı salınmadan önce çeşitli filtre sistemleri ile zararlı gaz içeriği kireç tarafından absorblanır. Buna benzer birçok yöntem söz konusudur,aynı işlem soda tarafından yapılabilmektedir. Fakat kireç hem çok bulunabilir olmasından hem de maliyet uygunluğu açısından en çok tercih edilen malzemedir.

Temiz Kömür Teknolojileri için tıklayınız.