Kömür Yakıtlı Enerji Santrallerinde En İyi Performansa Ulaşmak İçin Kurşun Etkisi Yaratan Buhar Basıncının Uygulanması ‘ Ultra Süper Kritik Enerji Santralleri ’

Ben ve 2 Adet 600 MW Ünite :)

Çoğu insan için, “yeni nesil” dönem denilince akla gelen ilk şey kömür değildir.Nitekim bu siyah tortul kayaçlar fosilleşmiş antik bitki kalıntılarından oluşmuştur ve sonuçta eski birşeydir.

Ama öyle değil işte. Bu kış Almanya’da, GE(General Electric) teknolojisini kullanan Rheinhafen termik elektrik üretim tesisinde 912 megawatt enerji üretilirken yüzde 47.5, net ısıl verim elde edilerek bir dünya rekoruna imza atıldı. Sistemin Karlsruhe’nin bölge ısıtma sistemine bağlanması tesiste yakıt kullanımını yüzde 60 üzerinde seviyelerde arttırmaktadır.

Su basıncı içeride inç kare başına 4.000 pounda ulaşır, bu bir merminin katı bir nesneye çarptığında uyguladığı kuvvetten daha fazladır. Suyun sıcaklık değerleri ise süper kritik durum olan 1,112 Fahrenheit (600 santigrat derecedir).

Edison’a ait Manhattan’da dünyanın ilk elektrik santrali. Bu elektrik santralin verimliliği sadece yüzde 1,6 oldu.

Bugünkü kömür kullanım oranının 2040 yılında yüzde 30’lara düşmesi beklenmektedir.(Amerika’da yüzde 34). Doğal gaz ve yenilenebilir enerji kaynakları potansiyeline rağmen kömür, birçok ülkenin güç sistemlerinin omurgasıdır. Örneğin, Güneydoğu Asya’da enerji talebinin kömürden karşılanma oranı yüzde 80'lere kadar sıçramaktadır. Kömür, bolluğu ve göreceli uygun fiyatı nedeniyle tek başına en büyük enerji kaynağı konumuna gelebilmektedir.

Rheinhafen’deki tesis besleme suyu tankı, suyu kazana giriş öncesinde depolar. Tank 380 Fahrenheit (193,3 santigrat) derecelere kadar kaynama noktasının üzeri derecelerdeki suyu depolayabilmektedir.

İlk buhar türbin jeneratörü, Pearl Street İstasyonunda ilk iki yıl faaliyetinde kömür ısının sadece yüzde 1,6 lık kısmını elektriğe dönüştürebilmiştir.Modern anlamda, bu gülünç şekilde verimsiz bir makinedir.Performans 20 ve daha sonra yüzde 30 verimlere ulaşarak zamanla gelişmiştir. Kömürün enerjiye dönüştürülebilme oranı, daha verimli tesisler ve çevreye daha az karbondioksit salınımı demektir.

Günümüzde daha ileri teknolojiler uygulayarak mevcut kömür yakıtlı santrallerin ortalama verimlilik oranını yüzde 33 ten 40 a yükseltmemiz durumunda her yıl 2 gigaton daha az karbon dioksit (CO2) emisyonu sağlanabilir, Bu Hindistan’ın yıllık CO2 emisyon salınımına eşdeğerdir.

Çoğu bilim adamı CO2 gibi sera gazlarının iklim değişikliğine katkıda bulunduğuna inanmaktadır. NASA ve Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi (NOAA) veri kaydetmeye başladıkları yıl olan 1980 den beri 2015 yılının en sıcak yıl olarak kayıtlara geçtiğini belirtti.

Sisteme geri dönecek olursak, kazan suya basınç uygulayar ve suyu 1112 Fahrenheit (600 santigrat) sıcaklığına ulaştırır. Akışkan bu çok yüksek basınç ve sıcaklıkta süper kritik hale gelir, artık belirli bir akışkan ve gaz fazları yoktur. RDK 8 buhar santrali, Danimarka’da Nordjylland fabrikasının önceden tanınan rekorunu aşarak yüzde 47,1 verimliliği yakaladı ve Almanya’da halen faaliyet gösteren kömür yakıtlı tesislerin ortalamasından tam yüzde 10 daha iyi verim elde etti.

Kazan değirmenleri kömürü ezerek ince bir toz haline getirir ve bu kömür tozu kazanın içerisinde bir ateş topu haline gelerek suyu ısıtır. Yüksek verimliliğin anlamı tesisin daha az CO2 emisyonu yaparak daha az kömür kullanmasının yanında diğer tesislerle aynı miktarda elektrik enerjisi üretmesidir. Tesis daha verimli hale bilimin titizlikle uygulanması sebebiyle gelmiştir.

Bu durum Ultra-süper kritik buhara dayanır daha iyi performans sağlanması için. Sistem çalışırken daha iyi performans için bir merminin katı bir cisme çarptığından uyguladığından daha fazla (4000 pound per square inch) basınç altında (inç kare başına 275 bar) yüksek basınçlı buhar türbinine girerken, RDK 8 buhar koyar, Aynı zamanda su 1112 Fahrenheit (600 santigrat derece)’ye ısıtılır.

Santralin 3B gösteriminde kazan kahverengi, yatay su besleyici beyaz ve ultra süper kritik türbin mor olarak renklendirilmiştir. Jeneratör (sarı renkli) türbine bağlanmıştır. Bu tek bir ünitede 912 megawatt üretilebilir. Su bu basınç ve sıcaklık değerlerindeyken , süper kritik akışkan haldedir artık belirli bir sıvı veya gaz fazında bulunmak yerine, aynı zamanda her iki faz halinin özelliklerini de sergiler. Bu durumda, süperkritik buhar çok daha verimli hale gelerek jeneratörlerin türbinlerini döndürmede daha iyi sonuçlar elde edilir.

Bilim sadece yüksek verimlilik ile sınırlı kalmamaktadır. Araçlarda kullanılan emisyon kontrolündeki benzer şekilde, RDK 8 gibi santraller baca gazlarından zararlı partikülleri ve gaz oksitleri arındırmak için gelişmiş sistemlere sahiptir. Avrupa, dünyanın en sıkı emisyon düzenlemelerinden bazılarına sahiptir ve günümüz teknolojisi bazı durumlarda bu standartları aşabilmektedir.

Verimlilik geliştirme mühendisleri süperkritik buhar sıcaklık ve basınç sınırlarının değiştirilmesiyle gelişimin devamının sağlanacağı görüşündeler. GE buhar sıcaklığını 1.300 Fahrenheit (700 santigrat) üzerine çıkarmak için çalışmalar sürdürmektedir, sıcaklığı yükselterek ve başka yollarında denendiği verimliliğin zorlanması devam etmektedir böylece verimlilik yarışında yol alınmaktadır.

Çeviri ve Düzenleme

Çağın Çevik

http://www.gereports.com/supercritical-thinking-this-coal-power-plant-applies-bullet-like-pressures-to-steam-to-achieve-worlds-best-performance/

http://power4georgians.com/supercritical.aspx

http://www.dbc.com.cn/En/Index.asp

http://www.circulatingfluidizedbedboiler.com/news/index_3.html