Afsin Elbistan, A critical look to the Turkish Energy sector
Dear Colleagues
There is an old saying, attributed variously to the Scottish, the Native Americans, and the Chinese, which goes, "Fool me once, shame on you. Fool me twice, shame on me."
The most important electric power generation projects are in "Afsin Elbistan" region where the largest lignite mines are located in Turkey; including almost half of the proven reserves. Turkish Electricity Generation Public Company has already built two groups of four units, each group with 4X340 (1360) MWe electricity generating output capacity. These are tendered internationally. German/ USA/ Japan companies have received the contracts based on their past similar experiences in their home countries or elsewhere.
Article is released in the Journal of Turkish Weekly
posted by yuvakuran at 1:39 AM
1 Comments:
AFSİN SANTRALI KAZAN VE YANMA ODASI ISLETME DEGERLENDIRMESI
Afsin-A Santralı kömür ve kazan değerleri için, Afsin-B sözleşme değerleri baz alınarak,
“Kömür değerlerinin kazan yanma odası tasarımındaki kısmi yeri”
konulu bu çalışma yapılmıştır.
Elektrik üretim tesisleri katı yakıtları yakma teknolojilerinde kullanılan mekanizmaların temel ayırıcı özellikleri genel olarak;
• Yakıtın yanma odasına (fırına) verildiği yer
• Yakıtın yanma odasına verilme şekli
• Yakma teknolojisinin gerektirdiği yakıt parçacık boyutu
• Yanma sırasında yakma havasının ve yakıt parçacıklarının ocak içindeki yukarıya doğru hızı
• Yakıt ve yanma artığı olan kül tarafından sarmalanmış karbon artıklarının yanma odasında kalma süresi
• Yanma işlemi sırasında yakıtın ortalama sıcaklığı
• Ön hava olarak adlandırılan yakıt taşıma havasının sıcaklığı
Başta olmak üzere diğer başka faktörlerdir.
Termik santral kazanı tasarımını etkileyecek en önemli faktör yakıttır. Eğer yakıt kömürse, burada dikkate alınacak en önemli nokta; kömürün heterojen bir yapı göstereceği ve sıklıkla değişebileceğidir. Kömürü homojen bir yapı ve kararlı olarak kabul ederek tasarım yaparsanız o kazanı ne yakabilir ne de güvenle işletebilirsiniz. Aynı Afşinde santralı örneğinde olduğu gibi......
Afşin Termik santralinde yanan kömürde (ağırlıkça %) %55’lere çıkan nem ve düşük kalori değeri kazan yanma odası ve buharlaştırıcı boru yüzeyini artırdığından, kule tipli olarak tasarlanan kazanın boyu 100 metreyi geçmektedir. Kömürde %28’lere varan kül ve bileşiğindeki yüksek kalsiyum oksit ve silisyum oksit içeriği cüruflanma ve ısıtıcı paketleri üzerinde fouling oluşturmaktadır. Yanma odası, buharlaştırıcı boruları ve ısıtıcı paketleri üzerindeki kül birikmesinde silisyumun sinterleşmeye yaptığı katkı önemli yer tutmaktadır. Kömür içeriğindeki yüksek silisyum, değirmen ve kırıcıdaki kömürü şişirmesi nedeniyle kömür beslemesinde de olumsuz etki doğurmakta ve yanma optimizasyonunu doğrudan bozmaktadır.
Nemi yüksek amerikan linyitlerini (North Dakota örneği) yakmak için tasarlanan kule tipli kazanlarda buharlaştırıcı borularında cürüflanma ve ısıtıcı paketlerinde fouling oluşmamasının nedenini kazanın kule tipli tasarımında değil, kömürdeki düşük kül oranında aramak lazımdır(ortalama %6-8).
En kötü kömüre göre kapasite seçimi yapılması gereken değirmen ve kırıcı seçiminde yapılan hata, silis oranı yükselen kömürün değirmende yüksek nemin yardımıyla hacimce büyümesine neden olmakta ve öğütme kalitesi bozulmakta ve kazana püskürtme miktarı ve boyutu değiştirmektedir.
Silisli toprak, kil diye bilinen ve çömlekçilikte kullanılan bir malzemedir. Kaliteli kil de yapışan ve şişen özelliklidir. Bu da kildeki silis oranına göre değişmektedir. Açık ocak işletmesi ile çıkarılan Afşin kömüründe, silisi yüksek toprak da kömürle birlikte kesilmekte ve paçallanmaktadır.
Kule tipi kazanda serbestçe yükselen, parçacık boyutu tasarım değerinden sapan yanma ürünleri, ısıtıcı paketleri üzerinde birikmekte ya da yan duvarlara yapışmakta ısı aktarımını bozarak verimi düşürmektedir. Silisyum oranı yüksek ve kalori değeri düşük kömürler için seçilen kazan tipi kule tip yerine genellikle “çift geçişli ” denilen ekonomizer ve yüksek basınç ısıtıcılarının ara pasla yanma odasından ayrıldığı tipdir,. Bu tip kazan da kül partiküllerinin büyük kısmı ısıtıcı paketlerine erişmeden yanma odasında kalmakta ve ızgaradan toplanmaktadır.
Söz konusu tip kazanlarda genel olarak yanma ürünlerinin %20’si kazan altı ızgarasından cürüf olarak alınmakta %80’i baca kanalına gitmektedir (elektro filtre ile tutulmakta). Kule tipi kazanlarda baca gibi çekiş yapan kazan, kazanın üst kotlarına taşınan ve ısıtıcı paketlerine gelen kül miktarını artıran bir özellik göstermektedir.
Dolayısıyla kule tipi tasarımın, Afşin kömürü için bu manada da iyi bir seçim olmadığı, Afşin A ünitelerinin devreye alındığından bu yana geçen en az 25 yıl boyunca;
I-
a) kül ve cüruf analizlerinin paralel olarak takip edip içeriklerinin değerlendirilmesi;
b) Kül ve cürufun ağırlıkça yüzde olarak birbirine,
c) Kömürdeki kül ile yanma ürünleri içindeki kül ve cürüfun ağırlıkça yüzde oranının paralel olarak takip edilmesi,
d) Kazanın çeşitli kotlarından soğuk durmalar sırasında alınan kül fouling ve cüruf örneklerinin,
analizi ve toplu değerlendirilmesiyle anlaşılmış ve ispatlanmış olmalıydı
Ayrıca Afşin A ünitelerinde ısıtıcı paketlerinde görülen boru patlaklarının ana nedeninin, yanma odasından yanmadan yükselerek kaçan karbon taneciklerinin kazanın yukarı kodlarında ısıtıcı paketlerine yapışması ve burada alev alması boru yüzeyindeki ani sıcaklık yükselmesi nedeniyle malzemenin kavrulması olarak verilmektedir.
Isıtıcı paketleri üzerinde kömür taneciklerinin alev alması TEAS ve EÜAŞ tip şartnamelerinde asla müsaade edilmeyen bir durum ve açıkça tasarım hatasıdır.
Kule tipi kazanın yanma ürünleri için belli bölgelerde adeta baca görevi görmesi ve ağır karbon taneciklerini yukarı kotları taşımasıdır, indirek yanma sisteminin özelliği olan ayrıştırılmış karbon taneciklerinin kazana verildiği kotların tespitinde de hata olduğunun göstergesidir.
Yanma odası tasarımında dikkate alınacak konulardan biriside, yakıta kazanda yeterli kalma süresinin verilmesidir. Böylelikle yakıt yeterli ısıya erişip yanacak cürüftaki ve küldeki yanmamış karbon azalacak ve yanma verimi artacaktır.
Kule tipli kazanlarda yakıt kazana 16-30 metre arası kademeli olarak verilmekte , alev topunun tutulduğu yer yanma odasında (benim tahminim) 20-25 metre kodlarına tekabül etmektedir. 26 ve 30 kotlarda kömür yakıcıların yanında brüden yakıcılarının da yerleştirilmesi ısıtıcı paketlerine yapışıp alev alarak yanan kömüre de kısmen açıklık getirmektedir. Ancak doğru yargıya ulaşmanın yolu problemi ele alıp ona yönelik araştırmadan geçmektedir. Kazanın çok sayıdaki sorunu birbirine bağlı olsa da teker teker ele alınması problemi doğru anlamak açısından gereklidir.
Tasarım hatası olduğu izlenimini veren ısıtıcı paketleri üzerindeki alevlenmenin nedenini araştırmada; sorunun işletme hatasından da kaynaklanabileceği unutulmamalıdır.
Bu itibarla ısıtıcı paketleri üzerinde oluşan alev alma probleminin irdelenmesinde;
II-
a) İşletme bakım talimatlarına uygun işletim önemlidir. Bu itibarla;
İşletme talimatlarından sapmalar ve nedenlerinin tespiti ve periyodik raporlama, doğru değerlendirme için gerekliliktir.
Bahse konu değerlendirme sonunda ısıtıcı paketleri üzerindeki alev oluşumunun tasarım kaynaklı olduğu düşünülürse, sırasıyla;
III-
a) Değirmen öğütmesinin yeterliliği, kömür tanecik boyutunun tasarım kriterlerinden sapması varsa tespiti,
b) Kömür yakıcılarının yerleşim kotlarının düzgünlüğünün sırasıyla kontrol edilmesidir ki bunun için.
b.1) Kazanın alevlenen bölgelerindeki fouling ve oluşumu malzemenin mevcut durumunun tespitinden sonra,
b.2) 26-30 kotlarında yer alan yüksek kalorili kömür püskürtmesinin devre dışı bırakılması,
b.3) Belli bir işletme süresi sonrasında aynı bölgelerin kontrol edilmesi ve farklılığın tespit edilmesidir.
b.4) Uçucu kül ve curüftaki yanmamış karbon ölçümleriyle paralel yapılan kontrol,
söz konusu yakıcı yerlerinin doğru tespit edilip edilmediğini, ileri araştırma teknikleri kullanmadan işletme imkanlarıyla test etmeyi sağlayacaktır.
Buna paralel olarak ;
c) Laboratuar ortamında, yuksek kalorili kömürün verildiği yakıcıdan kazana püskürtme sırasında ortam koşulları yaklaştırılmış nemli kömürün alevlenme noktasının tayini,
d) Kazanın izotermlerinde o bölge sıcaklığı ile yapılacak karşılaştırmada taneciğin kazanda kalma süresinin dikkate alınmasıyla,
yanma odasında karbon taneciklerinin yanıp yanmayacağı hakkında dikkate değer veri sağlayacaktır. Bu değerlendirmeler yapılmadan kazana giren taze hava ve cebri çekme fan ayarlarıyla oynamak ve bu şekilde kaçan karbon taneciklerini yakmayı aşağı kotlarda yakmayı hedeflemek, yanma optimizasyonunu bozmaktan başka işe yaramayacaktır.
Sahsi kanaatimiz; üst bölge yakıcılarının alev topu seviyesinin üzerinde iri parçacık boyutlu yüksek kalorili kömürü püskürtmesi, kömürün kısmen alevlenmesi, yanmayan ve göreceli olarak hafifleyen parçacığın baca çekişi gibi çalışan kazanda taneciğin kalma süresini beklemesine müsaade etmeden aniden yükselmesi ve tanecik ağırlığının gaz hızını yendiği bölgede, karbon taneciklerinin ısıtıcı paketine yapışıp alevlenme sıcaklığına erişince yanmasıdır.
Görüldüğü üzere sorun çok karışık ve bizim teknik yeterliliğimizin üzerinde görülse de temel kimya ve fizik bilgisinin sabır ve sistematik olarak kullanılmasıyla çözülemez değildir. Ancak bunun için niyet gereklidir.
Bizim çözmek için niyetimiz bulunmamakta ancak yabancılara işi ihale etme arzumuz katlanarak büyümektedir.
Afşin B’ de izlenen yol hatanın katmerlenmesi, Afşin A’nın rehabilitasyonu ise artık söylenecek söz bırakmayan bana göre kast taşıyan bir hatadır.
Afşin A rehabilistasyonunda defalarca vurgulanmasına rağmen dikkate alınmamış en kritik/ olumsuz/ problemli nokta;
Kazan rehabilitasyonu ile baca gazı arıtma tesisinin ayrı ayrı ihaleye çıkılacak olmasıdır.
Bu birbiriyle cok ilgili iki işin, birbirinden bağımsız ayrı şirkete sorumluluk verilmeden yaptırılmasına benzemektedir ki çok ağır örnekleri gerek Çatalağzı gerek Yatağan gerekse de Yeniköy de yaşanmaktadır.
Baca gazı arıtma tesisi yapımı, Afşin B ÇED’inin ön şartı olduğu gibi, Dünya Bankası Afşin A rehabilitasyon kredisinin de şartı olduğundan yaptırılması kaçınılmaz,
o zaman BGA niçin kazan rehabilitasyonu kapsamına alınmaz ve anahtar teslimi olarak aynı şirkete ya da oluşturulacak konsorsiyuma işletme sorumluluğuyla verilmez ve her iki tesisin birbiriyle uyumlu çalışması sağlanmaz.
Post a Comment
<< Home