TERMİK SANTRALLER İÇİN KÖMÜR HAZIRLAMA SİSTEMLERİ
Afşin-Elbistan havzasında yaklaşık 4,5 milyar ton linyit kömür rezervi bulunmaktadır. Bu sahada hali hazırda Kışlaköy ve Çöllolar kömür sahalarında madencilik faaliyetleri yapılmaktadır. Bölgede çıkarılan linyit kömürünün kalorifik değerleri 950-1500 kcal aralığında dağılım göstermektedir. Santraller 1050 kcal-1150 kcal’lik kömüre göre dizayn edilmiştir. Kömürün kalorifik değerinin düşük olması yanında nem değeri ortalama %50,kül değeri %25 civarındadır. Santral için bu tasarım verileri kadar önemli olan ve öğütülebilirlik indeksi (HGI)’ni ve elektrofiltre tutma verimini doğrudan etkileyen kömürdeki kireç diye tabir edilen CaO değerinin ise %20-30 aralığında olması istenmektedir.
Bir Termik Santralin üretim kapasitesini, emre amadeliğini, yardımcı yakıt tüketimini ve elektrofiltre verimini doğrudan etkileyen santrale gönderilen kömürün özellikleridir. Santral tasarım değerine uygun kalitede homojen bir yakıt sevkinin yapılması oldukça önemlidir. Ancak santral tasarım dönemlerinde yapılan sondajlarla tespit edilen kömür özellikleri, zaman içerisinde maden sahasının faaliyetlerine göre değişiklikler göstermektedir. Hal böyleyken santralde planlanan üretimin gerçekleşebilmesi için gerekli kömür, eldeki imkanlar doğrultusunda beslenmeye çalışılır.
İdeal işletmecilikte kazı sahasındaki kömür stok sahasına gönderilmeden , basamaktan sondaj yapılarak alınan numunelerden elde edilen verilere göre, sahanın kömür dağılımı belirlenmeli ve elde edilen bu bilgilere göre kömürün stok sahasına gönderilerek harmanlama yapılarak stoklanması gerekmektedir. Ancak bu husus işletmecilik açısından hiç de kolay bir uygulama değildir.
Kazı sahasındaki bulunan kömürün kalitesindeki değişimlerden etkilenmemek için, kömürlerin dökücüler aracılığı ile windrow ve chevron adı verilen döküm teknikleri ile dökülerek iyi bir harmanlama yapılması gerekmektedir. Bu uygulamanın sağlıklı şekilde yapılabilmesi için stok sahası makine teçhizatlarının modern elektromekanik donanımlara sahip olması ve stok sahasına gelen kömürün özelliklerin bilinmesi gerekmektedir. Kömürün kimyasal yapısındaki olağan dışı değişimler de ise bahsedilen döküm teknikleri yeterli olmayacaktır. Bu durumların tolere edilebilmesi için İşletmecilik feraseti ortaya çıkmaktadır. Yıllardır sahanın neredeyse her bir noktasındaki kömürün özelliklerini tecrübe ve Termik Santralın kömür kalitesi ile ilgili geri dönüşleri sonrası bilen işletmeciler, kazı sahasındaki basamaklardaki farklı kömürlerin durumuna göre stoklanır. Zaman zaman kömürün santrale gönderilmeden stok sahasından kömür numunesi alınmak suretiyle kömür özellikleri tespit edilir. Ancak kömür yığınlarının sadece dış yüzeydeki kömürden numune alınabileceği, atmosferik şartlar nedeniyle dış taraftaki kömürün nem gibi parametreleri iç kısımlardaki kömürlerden farklı özellik sergileyeceği için bu analiz her zaman doğru sonuç vermez.
Kömür stok sahasındaki farklı yığınlardan duruma göre birden çok kömür kazıyıcı makine ile farklı nitelikteki kazılan kömürler Termik Santral sahasına gönderilir. İlk etapta Termik Santral sahasında bulunan ve kırıcı bina diye adlandırılan kömür kırma ve eleme tesislerinin olduğu sisteme gönderilir. Burada gelen kömürün tanecik boyutu dağılımı 0-200 mm olduğu için, santral değirmenlerinin tasarım değerlerine göre (60mm veya 30mm) tane iriliğine düşürülmesi gerekmektedir. Tane iriliği merdaneli elekler ve kırıcı değirmenler vasıtasıyla istenilen ebata düşürülür.
Bu sistemde, en az kömür boyutu kadar önemli olan ünitedeki değirmenlere ciddi zararlar verebilen taş ve metal cisimlerin kömürden uzaklaştırılması sağlanır. Metal parçalar mıknatıslı ayırıcı (manyetik separatör) vasıtası ile konveyör üzerinden alınır. Ancak manyetiklenmeyen metaller örneğin SS 304-316 ferritik paslanmaz çelik olmayan Krom-nikel (Cr-Ni) karışımı malzemeler bu mıknatıslarla tutulamazlar.
Merdanelerden geçemeyen taş gibi kırılmayan büyük ebatlı malzemeler taş bandına gönderilerek sistemden uzaklaştırılır.
Kırıcı bina çıkışında ünitelere gönderilen kömür miktarının ölçülüp kayıt altına alınması için bant kantarları bulunur. Bu kantarların okuduğu değerler, santrallerin teknik ofisleri tarafından sürekli takip edilmekte olup, verim,kül ve cüruf miktarlarının hesaplanmasına kadar bir çok yerde kullanılan kritik önem haizdir.
Kırıcı bina çıkışında diğer önemli sistem numune alıcılardır. Numune istasyonları bant üzerinden geçen kömürden standartların belirlediği miktarda yapılacak analizler için kömür numunesi alınması sağlarlar. Numune kömürlerinden 2 tip analiz yapılmaktadır.
1-Endüstriyel analiz denilen Alt Isıl Değer(AID), nem, kül ve CaO oranların tespit edildiği işletmecilik döngüsü içerisinde rutin yapılan testler. Bu testlerin sonuçları kömür tedarikçileri tarafından da takip edilmektedir.
2-Elementel analiz diye tarif edilen kömür içerisindeki elementlerin tayini için yapılan genelde santral dizaynı veya performans testleri için gerek duyulan özel testlerdir. Karbon(C), Hidrojen(H2), Oksijen(O2),Nitrojen(N2),Nem(w)ve Kül(Ash) değerleri akredite laboratuvarlarda test edilir.
Bu elementlerden yanma reaksiyonu sonucu Karbon,Hidrojen ve Kükürt yanabilmektedir. Hidrojen genelde karbon elementi ile birleşik halde bulunur. Kül,H2O,N2 ve O2 yanmayan elementlerdir. Kömür için elementel analiz yapıldığı gibi için külde de elementel analizler önemlidir. Çünkü kül içeriğindeki CaO oranı her zaman kazan altı cüruf teknesindeki aşırı malzeme birikimini veya uçucu külün elektrofiltre altından uzaklaştırılmasında yaşanan zorlukları anlamaya yetmeyebilir. Bu nedenle Silisyumdioksit(SiO2),Aluminyumoksit(Al2O3) ve Demiroksit(Fe2O3) değerlerine de zaman zaman bakılması gerekmektedir. Bu bileşiklerin belirli bir oranın üstünde olması halinde (yaklaşık%10) kömür gibi görünse de kil diye tabir edilen ve ünite değirmenlerini tabiri caizse boğan, ciddi problemlere yol açan yabancı maddelerin oranlarının artması problemlere yol açmaktadır.
Kömür içerisindeki yanabilen elementlerin verdiği ısıl değer Dulong formülünden bulunabileceği gibi kalorimetrede cihazı ile kolayca ölçülebilir. Kömürün yanı sıra,saf su, yardımcı sıvı yakıt,kül ve cürufta yanmamış karbon tayini ve buhar paremetrelerinin de analizlerinin yapıldığı laboratuvar sistemi başka bir makalede detaylı olarak ele alınacaktır.
Kırıcı bina tasarımına uygun tane boyutundaki kömür ünite bunkerlerinde stoklanır. Buradan da bunkerin altındaki çıkarıcı ve besleme konveyörleri aracılığı ile nihai kırılmanın ve değirmen miline bağlı fanın uyguladığı kuvvetle yakıcılara gönderme işlevini göre değirmenlere gelir. Değirmenlerde pulverize hale gelen kömürün elek analizinde 3 önemli paremetreye bakılır. Tane boyutun R1000 değeri (1 mm’nin altına düşemeyen kömürün % değeri) R90 (µm milimetrenin binde biri) ve artık nem (W2). Bu değerler yanma reaksiyonunu ciddi ölçüde etkilemekte olup, R1000 değerinin %3-5, R90 değerinin ise %50 mertebesinde olması gerekmektedir. Değirmen çıkışındaki elek analizinin santral dizaynına uygun olması istenilen üretim gücünün elde edilmesi için gereklidir. Çünkü değirmenlerden yakıcılara gönderilen kömürün belirli tane boyunda, belirli akış hızında, belirli basınçta, belirli sıcaklıkta ve belirli bir artık nemde olması gerekmektedir.
Ülkemizin cari açığında önemli bir etken olan enerjide dışa bağımlılığın azaltılması ve yerli kaynaklardan elde edilen kömürün elektriğin arz güvenliği için baz yük elektrik üretim potansiyelinin ortaya konmasının bir devlet politikası olduğu göz önünde bulundurulduğunda, santral tasarımlarının saha gerçeklerine uygun yapılması oldukça önemlidir. Her ne kadar santral dizaynı sahadaki kömür dağılımına göre yapılsa dahi elektrik üretim taahhütlerinin gerçekleşebilmesi için ve termik santralin çevresel sınır değerlerine uygun çalıştırılabilmesi için kömür özellikleri yer yer değişebilmekte, buna uygun işletmecilik tedbirlerinin alınarak bu değişimlerden santralin fazla etkilenmemesi sağlanmalıdır.
“Bütün Yollar Roma’ya Çıkar” deyiminin Termik Santral literatüründeki karşılığı, “Bütün Yollar Kömüre Çıkar” .
Bu vesile ile elektrik üretimi için canla başla çalışan emekçilerimizin 4 Aralık Dünya Madenciler Günü ve 5 Aralık Dünya Mühendisler Günü kutlu olsun.
Ayağınıza taş, gözünüze yaş değmesin.
Saygılarımızla…
Blog Yorumları
0 Yorum Var