Termik Santrallerde Rehabilitasyon:

1--Termik santrallerin (kömür) en büyük dezavantajlarından birisi olan CO2 emisyonlarının kademeli olarak düşürülmesi ve günümüz karbon tutma ve depolama CCS teknolojilerinin bu ünitelerde uygulanabilir hâle gelmesi için, ünite verimliliğinin belirli bir değerin üzerinde olması zorunludur ki yaklaşık olarak % 10'luk bir verimlilik düşüşüne sebebiyet verecek CCS teknolojilerinin uygulanması sonrasında, net ünite verimi makul değerler içerisinde kalsın.

1.1—Termik Santrallerde Yapılacak Ünite İyileştirmeleri ve Oranları:

2--Bir termik santralin verimliliğini yüksek, emisyon değerlerini mümkün olan en minimum seviyelerde tutması ve emre amadeliğini artırabilmesi için düzenli olarak kısa, orta ve uzun süreli bakımların yapılması şarttır.

2.1--Cebri çekiş fanlarının değiştirilmesi, türbin kanatlarının geliştirilmiş kanat dizaynlarıyla değiştirilmesi ya da yanma sisteminin yenilenmesi gibi ünitede yapılan büyük çaplı değişiklikler (rehabilitasyon), ünitenin tekrar ilk işletime alınmasında gösterdiği performansa yakın bir performans göstermesine sebep olabilir.  

2.2--Hatta söz konusu ünitenin ilk işletmeye alındığı zamandan günümüze kadar olan teknolojik gelişmeler göz önüne alınırsa ünitenin her bakımdan orijinal halinden daha iyi bir duruma getirilmesini beklemek gerçekçi bir yaklaşım olur.

2.3--Günlük bakımların (ya da kısa süreli bakımların) titiz yapılması durumunda, periyodik bakım sıklıklarının azalması ve rehabilitasyon ihtiyacının ertelenmesi çok kuvvetli bir ihtimaldir.

2.4--Yılda bir defa periyodik bakımın yapılması arzu edilir. Fakat ünitenin durumuna göre periyodik bakımlar iki yılda bir defa yapılabilir ya da yılda bir periyodik bakım yapılması durumunda, mümkün olduğu kadar kısa sürede periyodik bakımın tamamlanması arzu edilir ki bu da günlük bakımların titiz yapılmasıyla mümkün olabilir.

2.5--Elektrik üretiminde yakıt giderleri toplam maliyetin % 60 ile 80 arasında bir kısmına tekabül eder. Toplam ünite veriminde % 1'lik bir artış yaklaşık olarak yüzde 3'ün üzerinde bir yakıt tasarrufuna sebep olacaktır

2.6--Toplam ünite etkili bir karbon emisyon azaltma stratejisi olarak uygulanabilir.Kömür verimliliğinin % 33 olduğu varsayılarak). Yakıt tasarrufu ile birlikte ünite ekipman yıpranmaları ve ünite iç elektrik tüketimi de buna bağlı olarak azalacaktır.

2.6.1--Bunun yanı sıra yukarıda bahsedildiği gibi hem CO2 hem de NOx, SOx, Hg ve toz emisyonlarında yakıt tüketim azalmasının doğal sonucu olarak da azalacaktır.

3--Gelişmekte olan ülkelerdeki kömür santrallerinde ortalama verim % 28 civarında iken, OECD ülkelerinde ortalama olarak verim yaklaşık % 37'dir.

3.1--Elektrik üretimindeki verimlilik farklardan dolayı, gelişmekte olan ülkeler bir kWh elektrik üretimi için 1250 gram CO2 (gram/kWh) sakınımı yaparken, OECD ülkeleri aynı miktarda elektrik üretimi için 920 CO2 üretmektedirler.

3.2--Gelişmekte olan ülkeler, OECD ülkeleri CO2 emisyonu değerini referans alarak kWh başına yaklaşık % 36 daha fazla CO2 emisyonu yapmaktadırlar.

3.3--Dolayısıyla ünite verim artışı çok 1990'lı yılların ortalarından beri termik santrallerde yaygın olarak kullanılan yanma optimizasyonu, kısa sürede ünite durması gerektirmeden uygulanabilir.

3.3.1--Yanma optimizasyonu yatırım geri ödemesi çok kısa süreli ve risksiz bir ünite iyileştirme çalışmasıdır. Ünite verimliliği artırılırken aynı zamanda NOx emisyonları azaltılabilmektedir

3.3.2--Onlarca ünitede uygulanan bu yöntemle NOx emisyonlarında % 30'a varan bir düşüş ve ünite verimliliğinde % 0.84'e kadar bir artış sağlanması mümkün olabilir.

3.4--Türk linyitlerinin yüksek nem ihtiva etmesinden dolayı kömür kurutmanın(Güneş Enerjisi İle Kurutma Tesisi) Verimlilik Ve Emre Amadelik Artışında Çok Büyük katkısı olacaktır.

3.4.1--Bu teknolojinin ilk yatırım maliyeti yüksek olmasına rağmen, ünite verim artış oranı yatırım geri dönüş zamanını kısaltacaktır. Yapılan teorik, deneysel ve saha çalışmalarının sonucunda kömür kurutma teknolojisinin toplam ünite verimliliğini % 0.1 ile 1.7 arasında artırdığı belirlenmiştir

4--Termik santrallerde en yaygın olarak kullanılan toz tutma teknolojilerinin başında elektro filtreler (ESP) gelir.

4.1--Ünitelerin toz emisyonlarını regulasyonların altında tutabilmek için, ünite mühendislerinin başvurabileceği birkaç yöntem vardır. Bu yöntemler öncelik sırasına göre aşağıda sıralanmıştır.

1--Yanma ve elektro filtre optimizasyonu

2--Kükürt trioksit (SO3), amonyak, amonyum sulfat ve sodyum bileşenleri püskürtülmek suretiyle uçucu kül rezistans ayarlaması (baca gazı şartlandırma ünitesi)

3--Baca gazı dağılımının iyileştirilmesi için baca kanal modifikasyonları

4--Elektro filtre boyutunun artırılması

5--Elektro filtre rehabilitasyonu (tamamen yeni bir dizayn ile değiştirilmesi)

6--Elektro filtrenin torba filtre ile değiştirilmesi

4.2--Yanma ve elektro filtre optimizasyonu en ekonomik ve kısa sürede uygulanabilecek yöntemlerdir. Ünitenin durması gerekmez ve 2-3 ay gibi kısa bir süre içerisinde baca toz emisyonlarının düşürülmesi için kazan ve elektro filtre optimizasyonları yapılabilir

4.3--Üniteye özel, kazan ve elektro filtre parametreleri belirlenerek yapılacak optimizasyon çalışması, kısmen kısa sürede, yatırım maliyeti gerektirmeyen, ünite çalışırken uygulanabilecek cazip bir çözüm yöntemi olabilir

4.4--Ikinci yöntem ise, uçucu kül rezistansının değerlerine göre belirlenebilecek bir baca gazı şartlandırma ünitesinin dizayn ve montaj edilmesidir. Baca gazı şartlandırma ünitesinin görevi, çeşitli sebeplerle optimum çalışma penceresinin dışına çıkan uçucu kül rezistansının tekrar pencere içerisine çekilmesidir.

4.4.1--Bir santral mühendisinin başvuracağı üçüncü yöntem ise baca gazı elektro filtre giriş kanallarını modifiye ederek baca gazının filtre girişi öncesi hem akış hem de sıcaklık dağılımlarının homojen hâle gelmesini sağlamaktır.

4.4.2--Birçok uygulamada elektro filtreler hava ön ısıtıcılarından hemen sonra montaj edildiklerinden dolayı elektro filtre girişinde baca gazı sıcaklığında 60 °C'ye varan değişimler gözlenebilir.

4.5-- 60°C'lik sıcaklık farkının elektro filtrenin farklı iki kenarında akan uçucu küller için çok ciddi boyutlarda rezistivite farkı yaratacağı görülecektir ki bu da elektro filtre verimliliğinde ciddi düşüşlere sebep olacaktır

4.6--Elektro filtrelerin ilk bölümlerinin toz tutma kapasitelerinin sonraki bölümlerden daha yüksek olması bilindiğinden dolayı akış yönünde dik ilave bölmeler eklemek suretiyle toz tutma verimliği artırılabilir.

4.7--Elektro filtrelerin rehabilitasyonuna karar verilmesi durumunda alternatif toz tutma teknolojilerinin de araştırılarak elektro filtrelerle avantaj ve dezavantajlarının kıyaslanması gerekmektedir

4.8--Termik santraller için elektro filtre toz tutma teknolojisinin tek alternatifi torba filtrelerdir. Torba filtre toz tutucular binlerce silindir şekle sahip hücrelerden oluşan bir yapıya sahiptirler. Filtre malzemesi olarak genelde teflon, fiberglas, polyester, cam elyafı ya da uygulamaya özel seçilebilecek diğer malzemeler kullanılır.

4.8.1--Uygun olarak dizayn edilmiş bir torba filtre dizayn edilen şartlar altında çalıştırılması durumunda % 99.9'un üzerinde bir toz tutma verimliliğine ulaşabilir

4.8.2--Özellikle küçük toz parçacıklarının tutulmasında torba filtreler elektro filtrelere göre daha etkindirler. Torba filtrelerin yüksek verimlilik değerlerine ulaşmasına rağmen uygulanması durumunda sebebiyet vereceği ilave basınç düşümü, operasyonel ve bakım sorunları göz önünde bulundurulmalıdır.

4.8.3--Ayrıca torba filtrelerin düşük kaliteli linyit yakan santrallerdeki verimliliği ve bir o kadar daha önemli olan problemsiz olarak uzun süreli işletilebilmeleri ve bakım zamanlarının makul zamanlara çekilebilmesi çok önemlidir.

4.8.4--Torba filtre gözeneklerinde oluşabilecek muhtemel asit (HCl, H2SO4 ve HNO3 gibi asitler) yoğunlaşmasını önleyebilmek için gerekli dizayn, malzeme seçimi ya da operasyonel tedbirlerin alınması şarttır.

4.8.5--Torba filtrelerin yüksek toz tutma verimliliklerinin yanı sıra civa emisyon kontrolü amaçlı aktive edilmiş karbon sorbent püskürtme sistemleri kullanılması durumunda elektro filtrelerle kıyaslanamayacak kadar civa emisyon gidermede avantajları vardır.

4.8.6--Aynı şekilde, torba filtreler sorbent püskürtme sistemleriyle SO2, SO3 (SOx) ve ağır metal emisyon tutma verimliliğini de ciddi oranda artırmaktadırlar.

4.8.7--Torba filtre sistemlerinde filtre ömürleri kullanılan torba filtre teknolojisi, bakım sıklığı, ünite işletme şartları ve yakılan kömür cinsine göre değişir. Amerika Birleşik Devletleri'nde torba filtre kullanan kömür santrallerinde çalışan mühendislerin tecrübelerine dayanarak filtre değiştirme zaman aralığı üç ile sekiz yıl arasında değiştiği söylenebilir

5—Bakımlarda:

5.1--Kısa süreli bakımlar genelde günlük olarak yapılması gereken, durma gerektirmeyen, ünite verilerinin analiz edilmesi, ölçüm cihazlarının ve kontrol ekipmanlarının denetlenmesi gibi günlük bakımlardır.

5.2--Orta vadeli bakımlar ise yılda bir yapılan önceden belirlenen, planlanan ve ünite durmadan yapılması mümkün olmayan bakımlardır. Bu bakımlar genellikle 3 - 6 hafta arası sürer.

5.3--Bütün yıl boyunca ünitede meydana gelen arızaların kaydedilmesi, eskiyen değişmesi gereken ömrü azalmış ekipmanların listesi yapılarak ya da önceki tecrübelere dayanarak belirli periyotlarda değişmesi gereken teçhizatlar yıllık bakımlarda değiştirilir.

5.3.1--Örneğin aşınan öğütücü parçalarının değişimi, buhar borularının yenilenmesi, kondenser boru iç ve dış yüzeylerinin temizlenmesi, ya da baca gazı kanal ve kazan sızdırmaların tamir edilmesi periyodik bakımlarda yapılması gereken çalışmalardan bazılarına örnek gösterilebilir.

5.4--Üçüncü ve uzun vadeli bakımlar/iyileştirmeler ise ünite rehabilitasyonlarıdır.

5.5--Rehabilitasyon bir sülfürsüzleştirme (FGD) ünitesinin montajı, toz tutucuların yenilenmesi, kazan/SHT/RHT/ekonomiler yüzeylerinin artırılması, düşük NOx sistemlerinin montajı gibi ünitenin başlıca büyük ekipmanlarının yenilenmesinin yanı sıra bütün ünitenin bakım/yenilenme işlerini de kapsayabilir.

6--Son zamanlarda tartışılan oksijenli yanma sistemleri, pulverize kömür sistemlerinin dolaşımlı akışkan yatak teknolojisine dönüştürülmesi gibi, bir teknolojiden diğerine geçiş rehabilitasyon tarifinin dışında değerlendirilmelidir.

6.1—Ülkemizde Termik Santrallerde Bakanlık tarafından özel uzman mühendis  ekip tarafından madde madde iyileştirmeler bir liste olarak maliyetleri ile belirlendikten sonra bunların uygulanması için santrali işleten firmalara belirli süre verilebilir.

6.2--Ayrıca diğer öneriler şunlar olabilir:

1--yakma teknolojilerinde stinga teknolojisinden faydalanma

2--Linyitlerin kurutulmasında güneş enerjisi destekli kurutma teknolojilerinin devreye alınması-

3--Verimde sağlanacak artışa karşı verimden %5-8 düşüş kabul edilerek Santrallerin karbon tutar ve depolar hale getirilmesi

4--Santral tozlarının paketlenip ısı yalıtım blokların üretiminde kullanılması

5--Santral baca gazı atık ısı ile çevrede kurulacak sera ve evlere sıcak su sisteminin oluşturulması

6--Santral çevresine çabuk büyüyen yoğun karbon tutan ağaçların(pavulinia vs) dikilmesi öncelikli olarak uygulanabilir.

7—Santral rehabilitasyon ihaleleri işi iyi bilen yerli(yabancı ortaklı olursa -%50 altı ortaklı yabancı) firmalara verilebilir ve % 50 yerli malzeme kullanım şartı aranabilir.