Termik santrallerde Elektrik Nasıl Üretilir (Özet)
Termik santrallerde Elektrik Nasıl Üretilir
Termik santrallerde Elektrik Nasıl Üretilir (Özet)
Termik santraller katı, sıvı ve gaz halindeki yakıtlarda var olan kimyasal enerjiyi ısı enerjisine, ısı enerjisini hareket (Kinetik) enerjisine, hareket enerjisinide elektrik enerjisine dönüştüren tesislerdir.
Kısaca termik santrallar kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştüğü tesislerdir ..
Termik santrallerin içinde en karmaşık yapıya sahip olanları Katı Yakıtlı Buhar Santrallarıdır. Daha basit yapılardaki Gaz Türbinleri diğer bir Termik Santral örneğidir.
Bu iki termik santralın bir araya getirilmiş halinede Kombina Çevrim Santrallerı adı verilmektedir.
Kullandıkları Yakıtlara Göre Türkiye deki Başlıca Elektrik Santralları ve Yüzdeleri:
Katı Yakıta Linyit ve Taş Kömürü: % 23,48
Sıvı Yakıta fuel-oil ve motorin: % 7,65
Gaz yakıta Doğal gazı göstermek mümkündür: % 35,53 Bir diğeride Jeotermal (Yeraltı Buhar Santralı): % 0,04 ile elektrik enerjisinin üretimine katkısı ile Toplam % 66,7 yaparak bu da gösteriyor ki elektrik enerjisi üretimimizin yarıdan fazlasını Termik Santrallar tarafından üretilmektedir.
Şimdi genel olarak katı yakıtlı bir Buhar Santralında elektrik enerjisinin üretimi, prosesindeki temel sistem ve elamanları kısaca tek tek inceleyelim.
TERMİK SANTRALIN ÇALIŞMASI
TERMİK SANTRALDA TEMEL SİSTEMLER-ÇEVRİMLER VE ELEMANLAR
Konunun başında da belirttiğimiz gibi Termik Santrallar; yakıttaki kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren tesislerdir demiştik.
Fakat santralda bu enerji değişimi tek kademede gerçekleşen bir olay değildir.
Yakıtın kimyasal enerjisinin ısı enerjisi şeklinde açığa çıkması için kimyasal bir olay olan yakıtın
yanma prosesi gerçekleşmelidir.
Bu prosesin termik santrallarında oluşturulduğu yere Kazan denir. Kazanda acığa çıkan bu enerji, kazanın içerisindeki borularda dolaşan suya verilir ve su buhar fazına geçer. Buhar fazına gecen bu suya ısı enerjisi verilmeye devam edilir.
TÜRBİN ROTORU
Enerji yüklü bu buhar, buhar türbini rotoruna verilir ve buhar türbin rotorunu harekete gecirerek buhardaki ısı enerjisi hareket (Kinetik) enerjisine dönüştürülmüş olur.
GENERATÖR ROTORU
Bu hareket enerjisi Lenz kanunu bazında bir döner alternatif makina sı olan senkron genaratöründe elektrik enerjisine dönüşür.
Böylece prosesten istenilen nihai hedef gerçekleşmiş olur. Yalnız olay burada anlatıldığı gibi termik santrallarda basit ve kolay olarak gerçekleşmez.
HAREKET ENERJİSİ
TERMİK SANTRELDE KÖMÜRÜN YERİ VE ÖNEMİ / KÖMÜR NEDİR ?
Kömür, doğalgaz ve fuel gibi fosil yakıtlar, yüksek basınç altında oluşmuş ve karbondioksit içeriği bakımından çok zengin organik maddelerdir.
Kömür başlıca karbon, hidrojen ve oksijen gibi elementlerin bileşiminden oluşmuş olup, diğer kaya tabakalarının arasında damar haline uzunca bir süre milyonlarca yıl ısı, basınç ve mikrobiyolojik etkilerin sonucunda meydana gelen bir maden çeşididir.
Kömür yanabilen sedimanter organik bir kaya olduğundan, bu yakıtların kullanımı sonucunda açığa çıkan CO2 gazı, atmosfere karışır. Normalde karbon döngüsünün bir parçası olan bu olay, fosil yakıtların kullanımının artması ile atmosferdeki CO2 miktarının normalden yüksek seviyelere çıkmasına neden olur.
ŞİMDİ BURADA KÖMÜRÜN ANALİZ DEĞERLERİNİ OLUŞTURAN KİMYASAL FAKTÖRLERİ BİRAZ İNCELİYELİM:
Kömürlerin kalitesi ve özelliklerini ortaya koyan kalori (ısısal), Nem, Uçucu Madde, Kül ve Sabit (Fıxed) Karbon gibi analizleridir. Bu analizler bir kömürün analizleri ile birlikte niteliklerini ortaya koyabilmektedir
KÖMÜR TAŞI
KÖMÜRÜN ANALİZ DEĞERLERİNİ OLUŞTURAN KİMYASAL FAKTÖRLER :
ÜST ISI DEĞERİKalori Değeri)
Kömür numunesinin kalorimetre bombasında tam yakılması sonucu açığa çıkan ısının Kcal/Kg. olarak ifadesidir
ALT ISI DEĞERİKalori Değeri)
Kömür numunesinin kalorimetre bombasında tam yakılması sonucu açığa çıkan Üst ısı değerinden kömürün rutubeti ile kömürdeki Hidrojenin yanması sonucu oluşan suyun kondensazyon ısıları toplamının çıkarılması ile hesaplanan ısının Kcal/Kg. olarak ifadesidir.
TOPLAM KÜKÜRT :
Kömür numunesi içerisindeki tüm kükürt bileşiklerinin(sülfat,organik, serbest,pirit,
kalkopirit v.b.) ihtiva ettiği kükürdün % de olarak ifadesidir.
KÜLDE KALAN KÜKÜRT: ( Yanmaz Kükürt)
Kömür numunesinin en fazla 850 C da tam yakılması sonucu elde edilen kül içerisinde sülfatlı bileşikler halinde kalan kükürdün % de olarak ifadesidir.
YANAR KÜKÜRT:
Kömür numunesinin en fazla 850 C da tam yakılması sonucunda yanma gazlarında kükürt bileşiği halinde bulunan kükürdün % de olarak ifadesidir.
TOPLAM RUTUBET (NEM):
Numune olarak alınmış olan kömürde standart şartlar altında bertaraf edilebilen rutubet % de olarak miktarıdır.
BÜNYE RUTUBETİ (Bünye Nemi-Higroskopik Nem):
Havada kuru kömür numunesinin 105 C sıcaklıkta oksijensiz bir ortamda sabit bir ağırlığa ulaşıncaya kadar kaybettiği rutubettir.
SERBEST RUTUBET (Yüzey Rutubeti - Kaba Nem):
Tüvenan kömürün, havada kuru kömür haline dönüşünceye kadar kaybettiği rutubet olup buna kaba nem adıda verilir.
HAVADA KURUMUŞ KÖMÜRDE RUTUBET (NEM):
Maruz kaldığı havada yaklaşık bir dengeye ulaşan kömür numunesindeki rutubettir.
TOPLAM KÜL :
Bir kömür numunesinin tam yakılması sonucu arta kalan mineral maddelerin toplam ağırlığının % olarak ifadesidir.
GAZ :
Kömürün havasız (oksijensiz) ortamda ısıtılması ve damıtılması sırasında kaybettiği kütledir. Uçucu madde ve Rutubet toplamından oluşur.
UÇUCU MADDE :
Kömürdeki gaz miktarından rutubet miktarının çıkarılmasıyla bulunan değerdir.
SABİT KARBON :
Kömürdeki ; Rutubet, Kül ve Uçucu Madde toplamlarının 100′den çıkartılması ile bulunan değerdir.
ELEMENTEL KARBON :
Kömürün bileşiminde bulunan sabit(serbest) ve bağlı karbon toplamından oluşan değerdir.
BAĞIL KÜL :
Fiziksel yollarla kömürden uzaklaştırılamayan mineral maddelerdir.
TERMİK SANTRALDA KÖMÜRÜN YERİ VE ÖNEMİ..!
1 KWh (elektrik enerjisi) = 860 kcal/kg dır. (Bu Değer Laboratuar Çalışmalarında Ortaya Çıkan Teorik Değerdir) Pratikte bir Termik Santralında hiç kayıp olmasa kazana 860 kcal/kg.lık bir yakıt verildiğinde Generatör çıkışından 1 KWh elektrik enerjisi elde edilmiş olur. Bu da kaloriye karşılık % 100 üretim demektir. Maalesef bugün en modern Buhar (Termik) Santrallerinde ki verim dahi hiçbir zaman için %100 olmamıştır.
Çünkü olumsuz yönde etkileyen bir çok faktörler vardır. Bu olumsuz faktörlerin ortadan kalkması mümkün olamayacağı gibi bazılarının olumsuz değer etkilerini minimuma indirmek elimizde.
Bügün en modern termik santrallerinde dahi verim % 45′ ler civarındadır.
Bu durumda:
860 / 0,45 = 1991,111
formülden de anlaşıldığı gibi pratikte 1 KWh elektrik enerjisi için yaklaşık 2000 kcal/kg kömür yakılması gerekiyor.
Çünkü burada kömürün kalorisinin (kcal/kg) yanı sıra diğer kimyasal değerlerde önemli derecede elektriğin üretimin de olum veya olumsuz yönde rol oynar.
Kömürün elektrik üretiminde bu kadar etkili olduğunu öğrendikten sonra şimdi TERMİK
SANTRAL DA HANGİ AŞAMALARDAN GECEREK ELEKTRİK ÜRETİLİYOR
TERMİK SANTRALDA ELEKTRİĞİN ÜRETİMİ:
TERMİK SANTRALDA Elektriğin üretiminde yukarıdaki formülden 1 KWh elektrik enerjisi için 860 / 0,45 = 1991,111 kcal/kg kömüre ihtiyac olduğu ortaya çıkıyor.
Şimdi saatte . MWlık elektrik üretim yapan bir termik santralında 1 KWh elektrik enerjisi için yaklaşık 2000 kcal/kg kömürün yakıldığını ve ..MWı KWh e çevirsek oda KWh eder buda saatte ..ton kömüre ihtiyacımızın olduğu demektir.
Elektrik enerjisi üretimi sürekli olması ve devamlılığı gerektiren bir proseste her saatte ton yakıtı kazana taşımak ve yanma artığı olan kül ve cürufun; .. ton yakıtın % si tonu da yanma özelliği olmayan (yabancı maddedir) kül ve cürufu kazandan atmak ve atma sırasında cevre sorunlarını da mümkün olduğunca minimuma indirmek için var olması gereken, yine ayrıca buharın elde edilmesi için suyun olması ve suyu işlemek için bulunması ve var olması gereken tesis ve sistemlerin oluşturduğu birimler, üretilen elektriğin çıkış trafolarına ve dağıtımı için şalt tesislerine ihtiyaç vardır.
Termik santrallerde Elektrik Nasıl Üretilir
Termik santrallerde Elektrik Nasıl Üretilir (Özet)
Termik santraller katı, sıvı ve gaz halindeki yakıtlarda var olan kimyasal enerjiyi ısı enerjisine, ısı enerjisini hareket (Kinetik) enerjisine, hareket enerjisinide elektrik enerjisine dönüştüren tesislerdir.
Kısaca termik santrallar kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştüğü tesislerdir ..
Termik santrallerin içinde en karmaşık yapıya sahip olanları Katı Yakıtlı Buhar Santrallarıdır. Daha basit yapılardaki Gaz Türbinleri diğer bir Termik Santral örneğidir.
Bu iki termik santralın bir araya getirilmiş halinede Kombina Çevrim Santrallerı adı verilmektedir.
Kullandıkları Yakıtlara Göre Türkiye deki Başlıca Elektrik Santralları ve Yüzdeleri:
Katı Yakıta Linyit ve Taş Kömürü: % 23,48
Sıvı Yakıta fuel-oil ve motorin: % 7,65
Gaz yakıta Doğal gazı göstermek mümkündür: % 35,53 Bir diğeride Jeotermal (Yeraltı Buhar Santralı): % 0,04 ile elektrik enerjisinin üretimine katkısı ile Toplam % 66,7 yaparak bu da gösteriyor ki elektrik enerjisi üretimimizin yarıdan fazlasını Termik Santrallar tarafından üretilmektedir.
Şimdi genel olarak katı yakıtlı bir Buhar Santralında elektrik enerjisinin üretimi, prosesindeki temel sistem ve elamanları kısaca tek tek inceleyelim.
TERMİK SANTRALIN ÇALIŞMASI
TERMİK SANTRALDA TEMEL SİSTEMLER-ÇEVRİMLER VE ELEMANLAR
Konunun başında da belirttiğimiz gibi Termik Santrallar; yakıttaki kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren tesislerdir demiştik.
Fakat santralda bu enerji değişimi tek kademede gerçekleşen bir olay değildir.
Yakıtın kimyasal enerjisinin ısı enerjisi şeklinde açığa çıkması için kimyasal bir olay olan yakıtın
yanma prosesi gerçekleşmelidir.
Bu prosesin termik santrallarında oluşturulduğu yere Kazan denir. Kazanda acığa çıkan bu enerji, kazanın içerisindeki borularda dolaşan suya verilir ve su buhar fazına geçer. Buhar fazına gecen bu suya ısı enerjisi verilmeye devam edilir.
TÜRBİN ROTORU
Enerji yüklü bu buhar, buhar türbini rotoruna verilir ve buhar türbin rotorunu harekete gecirerek buhardaki ısı enerjisi hareket (Kinetik) enerjisine dönüştürülmüş olur.
GENERATÖR ROTORU
Bu hareket enerjisi Lenz kanunu bazında bir döner alternatif makina sı olan senkron genaratöründe elektrik enerjisine dönüşür.
Böylece prosesten istenilen nihai hedef gerçekleşmiş olur. Yalnız olay burada anlatıldığı gibi termik santrallarda basit ve kolay olarak gerçekleşmez.
HAREKET ENERJİSİ
TERMİK SANTRELDE KÖMÜRÜN YERİ VE ÖNEMİ / KÖMÜR NEDİR ?
Kömür, doğalgaz ve fuel gibi fosil yakıtlar, yüksek basınç altında oluşmuş ve karbondioksit içeriği bakımından çok zengin organik maddelerdir.
Kömür başlıca karbon, hidrojen ve oksijen gibi elementlerin bileşiminden oluşmuş olup, diğer kaya tabakalarının arasında damar haline uzunca bir süre milyonlarca yıl ısı, basınç ve mikrobiyolojik etkilerin sonucunda meydana gelen bir maden çeşididir.
Kömür yanabilen sedimanter organik bir kaya olduğundan, bu yakıtların kullanımı sonucunda açığa çıkan CO2 gazı, atmosfere karışır. Normalde karbon döngüsünün bir parçası olan bu olay, fosil yakıtların kullanımının artması ile atmosferdeki CO2 miktarının normalden yüksek seviyelere çıkmasına neden olur.
ŞİMDİ BURADA KÖMÜRÜN ANALİZ DEĞERLERİNİ OLUŞTURAN KİMYASAL FAKTÖRLERİ BİRAZ İNCELİYELİM:
Kömürlerin kalitesi ve özelliklerini ortaya koyan kalori (ısısal), Nem, Uçucu Madde, Kül ve Sabit (Fıxed) Karbon gibi analizleridir. Bu analizler bir kömürün analizleri ile birlikte niteliklerini ortaya koyabilmektedir
KÖMÜR TAŞI
KÖMÜRÜN ANALİZ DEĞERLERİNİ OLUŞTURAN KİMYASAL FAKTÖRLER :
ÜST ISI DEĞERİKalori Değeri)
Kömür numunesinin kalorimetre bombasında tam yakılması sonucu açığa çıkan ısının Kcal/Kg. olarak ifadesidir
ALT ISI DEĞERİKalori Değeri)
Kömür numunesinin kalorimetre bombasında tam yakılması sonucu açığa çıkan Üst ısı değerinden kömürün rutubeti ile kömürdeki Hidrojenin yanması sonucu oluşan suyun kondensazyon ısıları toplamının çıkarılması ile hesaplanan ısının Kcal/Kg. olarak ifadesidir.
TOPLAM KÜKÜRT :
Kömür numunesi içerisindeki tüm kükürt bileşiklerinin(sülfat,organik, serbest,pirit,
kalkopirit v.b.) ihtiva ettiği kükürdün % de olarak ifadesidir.
KÜLDE KALAN KÜKÜRT: ( Yanmaz Kükürt)
Kömür numunesinin en fazla 850 C da tam yakılması sonucu elde edilen kül içerisinde sülfatlı bileşikler halinde kalan kükürdün % de olarak ifadesidir.
YANAR KÜKÜRT:
Kömür numunesinin en fazla 850 C da tam yakılması sonucunda yanma gazlarında kükürt bileşiği halinde bulunan kükürdün % de olarak ifadesidir.
TOPLAM RUTUBET (NEM):
Numune olarak alınmış olan kömürde standart şartlar altında bertaraf edilebilen rutubet % de olarak miktarıdır.
BÜNYE RUTUBETİ (Bünye Nemi-Higroskopik Nem):
Havada kuru kömür numunesinin 105 C sıcaklıkta oksijensiz bir ortamda sabit bir ağırlığa ulaşıncaya kadar kaybettiği rutubettir.
SERBEST RUTUBET (Yüzey Rutubeti - Kaba Nem):
Tüvenan kömürün, havada kuru kömür haline dönüşünceye kadar kaybettiği rutubet olup buna kaba nem adıda verilir.
HAVADA KURUMUŞ KÖMÜRDE RUTUBET (NEM):
Maruz kaldığı havada yaklaşık bir dengeye ulaşan kömür numunesindeki rutubettir.
TOPLAM KÜL :
Bir kömür numunesinin tam yakılması sonucu arta kalan mineral maddelerin toplam ağırlığının % olarak ifadesidir.
GAZ :
Kömürün havasız (oksijensiz) ortamda ısıtılması ve damıtılması sırasında kaybettiği kütledir. Uçucu madde ve Rutubet toplamından oluşur.
UÇUCU MADDE :
Kömürdeki gaz miktarından rutubet miktarının çıkarılmasıyla bulunan değerdir.
SABİT KARBON :
Kömürdeki ; Rutubet, Kül ve Uçucu Madde toplamlarının 100′den çıkartılması ile bulunan değerdir.
ELEMENTEL KARBON :
Kömürün bileşiminde bulunan sabit(serbest) ve bağlı karbon toplamından oluşan değerdir.
BAĞIL KÜL :
Fiziksel yollarla kömürden uzaklaştırılamayan mineral maddelerdir.
TERMİK SANTRALDA KÖMÜRÜN YERİ VE ÖNEMİ..!
1 KWh (elektrik enerjisi) = 860 kcal/kg dır. (Bu Değer Laboratuar Çalışmalarında Ortaya Çıkan Teorik Değerdir) Pratikte bir Termik Santralında hiç kayıp olmasa kazana 860 kcal/kg.lık bir yakıt verildiğinde Generatör çıkışından 1 KWh elektrik enerjisi elde edilmiş olur. Bu da kaloriye karşılık % 100 üretim demektir. Maalesef bugün en modern Buhar (Termik) Santrallerinde ki verim dahi hiçbir zaman için %100 olmamıştır.
Çünkü olumsuz yönde etkileyen bir çok faktörler vardır. Bu olumsuz faktörlerin ortadan kalkması mümkün olamayacağı gibi bazılarının olumsuz değer etkilerini minimuma indirmek elimizde.
Bügün en modern termik santrallerinde dahi verim % 45′ ler civarındadır.
Bu durumda:
860 / 0,45 = 1991,111
formülden de anlaşıldığı gibi pratikte 1 KWh elektrik enerjisi için yaklaşık 2000 kcal/kg kömür yakılması gerekiyor.
Çünkü burada kömürün kalorisinin (kcal/kg) yanı sıra diğer kimyasal değerlerde önemli derecede elektriğin üretimin de olum veya olumsuz yönde rol oynar.
Kömürün elektrik üretiminde bu kadar etkili olduğunu öğrendikten sonra şimdi TERMİK
SANTRAL DA HANGİ AŞAMALARDAN GECEREK ELEKTRİK ÜRETİLİYOR
TERMİK SANTRALDA ELEKTRİĞİN ÜRETİMİ:
TERMİK SANTRALDA Elektriğin üretiminde yukarıdaki formülden 1 KWh elektrik enerjisi için 860 / 0,45 = 1991,111 kcal/kg kömüre ihtiyac olduğu ortaya çıkıyor.
Şimdi saatte . MWlık elektrik üretim yapan bir termik santralında 1 KWh elektrik enerjisi için yaklaşık 2000 kcal/kg kömürün yakıldığını ve ..MWı KWh e çevirsek oda KWh eder buda saatte ..ton kömüre ihtiyacımızın olduğu demektir.
Elektrik enerjisi üretimi sürekli olması ve devamlılığı gerektiren bir proseste her saatte ton yakıtı kazana taşımak ve yanma artığı olan kül ve cürufun; .. ton yakıtın % si tonu da yanma özelliği olmayan (yabancı maddedir) kül ve cürufu kazandan atmak ve atma sırasında cevre sorunlarını da mümkün olduğunca minimuma indirmek için var olması gereken, yine ayrıca buharın elde edilmesi için suyun olması ve suyu işlemek için bulunması ve var olması gereken tesis ve sistemlerin oluşturduğu birimler, üretilen elektriğin çıkış trafolarına ve dağıtımı için şalt tesislerine ihtiyaç vardır.
