Termik santrallerde kullanılan kömürün kurutulması ve santral performansı üzerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Kömürün yapısında bulunan nem, kömürü fiziksel, kimyasal ve ekonomik açıdan etkileyen en önemli parametrelerden biridir. Kömürleşme derecesi düştükçe kömür içerisinde bulunan nem miktarı artmakta ve bazı genç kömürlerin yapısı ağırlıklı olarak nemden oluşmaktadır. Ülkemizdeki mevcut kömür kaynaklarının büyük bir kısmı genç kömürlerden meydana gelmektedir. Bundan dolayı kömür neminin yanma üzerine etkisi önemli bir çalışma sahası olmuş, birçok araştırmacı tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de bu konu hakkında çalışmıştır. Bu çalışmada, kömürdeki nem miktarının yanma üzerine etkisi teorik olarak analiz edilmiştir. Santrallerimizde kullanılan kömürlerin elementel analizinden yola çıkılarak, kömür bünyesinde bulunan nemin azaltılması sonucu elde edilecek kazanımlar incelenmiştir. Bu işlem elementel analizi bilinen bir kömür için yanma denklemleri kullanılarak `Engineering Equation Solver' (EES ? Mühendislik Denklem Çözücüsü) programında modellenmiştir. Modelin oluşturulmasından sonra, ülkemizde kamuya ait kömür yakıtlı Soma, Yatağan-Kemerköy-Yeniköy, Seyitömer, Çan, Çatalağzı, Kangal, Afşin-Elbistan ve Tunçbilek santrallerinde kullanılan kömürlerin elementel analizleri tasarım şartlarına bakılarak tesbit edilmiş ve bu santraller modellenmiştir. Kömürün kurutulmasının santral performansı üzerine etkisi böylece teorik olarak analiz edilmiştir. Teorik hesaplamalarda kömür neminin azaltılmasına bağlı olarak kömürün alt ısıl değeri artmıştır. Kömürün alt ısıl değerinin artmasına bağlı olarak kazan verimi artmış yani daha az yakıt kullanılarak istenilen kazan sıcaklıklarına ulaşılması söz konusu olmuştur. Giren yakıt miktarındaki azalmaya bağlı olarak değirmenlerin ve fanların harcamış olduğu enerji miktarı azalmış ve bacadan çıkan emisyon miktarında da kayda değer düşüşler meydana gelmiştir. Bu tez çalışması ile geliştirilen model çalışmaya alınan tüm santraller için uygulanmış ve santrallerin ilk durumlarına göre oluşan iyileşmeler ortaya konmuştur. Bu iyileşmeler, maliyet açısından hesaplanarak öngörülen mali kazanımlar belirlenmiştir. Böylece yapılacak olan kurutma sistemi için bir ön bilgi ve yatırım maliyeti analizi yapabilme imkânı kazanılmıştır. Bu çalışma, yerli kaynakların daha verimli kullanılmasını sağlamak ve yapılacak olan enerji yatırımları hakkında ön bilgi edinmek açısından, enerji ve enerji verimliliği konusunda önemli bir yere sahiptir.