Termik santrallerde elektrostatik filtre uygulamaları ve verim artırıcı yöntemler

Abstract

Hava kirliliği, su kalitesi ve küresel ısınma konularında özellikle son zamanlarda gelişen toplumsal kaygı, fosil yakıt ile çalışan veya hava kirliliğine yol açan süreçlere sahip tesislerin sağlaması gereken çevresel kısıtlar konusunda baskı oluşmasına sebep olmaktadır. Fosil yakıt kullanan santrallerin doğaya yaydığı emisyonların başında gelen partiküler maddeler boyutuna göre sınıflandırılmakta ve genel olarak iki tip olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu parçacıklar kömür santrallerinde elektrostatik filtreler vasıtası ile tutularak atmosfere salımını engellenmektedir. Bu tez kapsamında bu filtreler incelenerek verimlilik artışı sağlamak amacı ile farklı operasyonel koşullar irdelenmiştir. İthal kömürü ile çalışan termik santral incelemesinde öncelikle farklı kömür kaynaklarının santral sistemine girişinin elektrostatik filtre performansı üzerindeki etkilerini görebilmek amacı ile farklı kömür ve kül analizi değerlerine sahip üç kaynak incelenmiş, elektrostatik filtre performansını toz direnci değeri üzerinden etkileyecek bir diğer parametre olan uçucu gaz sıcaklık değeri senaryo analizlerinde kullanılarak, bunların elektrostatik performansı üzerindeki etkisi gözlenmek istenmiştir. Hava ön ısıtıcısı tez kapsamında incelenen bir diğer sistem olmuştur. Bu sistem aracılığıyla uçucu gaza etki eden kaçak hava oranı için farklı operasyonel koşullar seçilerek, bu koşulların toplama verimi üzerindeki sonucu hesaplanmıştır. Yaratılan bu senaryolara ek olarak elektrostatik filtre içerisindeki koşullarda yaşanacak değişikliğin toplama verimi üzerindeki etkisini gözlemlemek amacı ile sırasıyla elektriksel alanlar devre dışı bırakılarak, temiz gaz toz konsantrasyonu değeri hesaplanmıştır. Elektriksel alanların devre dışı kalması durumunda da incelenmiş olan yönetmeliklerin belirlediği limitler dahilinde toz konsantrasyonuna sahip olan senaryolar, santral enerji optimizasyonu açısından yorumlanarak, ileride yapılabilecek çalışmalara temel oluşturması amaçlanmıştır. Senaryolar sonucunda elde edilen tüm sonuçlar, ilgili ulusal ve uluslararası yönetmelikler çerçevesinde incelenerek uygunlukları gösterilmiştir.

Social anxiety that recently developed, on air pollution, water quality and global warming; increase the pressure on thermal power plants or industrial facilities that cause air pollution to obey the environmental limitations. Particular matter that is one of the main emission supplied to the environment by thermal power plants, are grouped according to the their size and they are categorized in two groups. At coal fired power plants, particular matter is kept by electrostatic filters and its dispersion to atmosphere is omitted. This thesis performs efficiency calculations for electrostatic filter and investigate different operational conditions. Different coal types for imported coal fired power plant, are firstly investigated in this thesis to observe different sources' effect on electrostatic precipitator by considering their coal and ash analysis results. Different flue gas temperatures that affect the electrostatic precipitator performance through different dust resistivity values, are selected as another operational data to create case studies. Air preheater system is selected as last operational data that can have different air leakage values for different operational regimes. In addition to these case studies, electrostatic filter inside effects are considered and possible electrical field outages are studied to see their effect on clean gas dust concentration. The cases that are still below the limits specfied by related regulations, are considered as future study materials that may focus on power plant optimization. All results are reviewed and challenged by both national and international regulations and their suitability is shown.