Yanmayla ortaya çıkan ısı
enerjisinden elektrik enerjisi üreten merkez.Yanma,bir kazan yada buhar
ürecinde gerçekleştirilir ve suyun buhara dönüştürülmesini,daha sonrada
bunun yüksek basınç altında (160 bar),yüksek sıcaklıkta(550’C)çok
ısıtılmasını sağlar.Buhar önce türbinin yüksek basınçlı bölümünde ve
daha sonra yeniden çok ısıtıldıktan sonra orta ve alçak basınçlı
bölümlerde genişler.Birbirini izleyen bu genişlemeler sırasında ısı
enerjisi mekanik enerjiye dönüşür.Kondansatörde soğutulunca su yeniden
eski haline geçer;türbinden çektiği buharla çalışan bir yeniden ısıtma
bölümüyse suyun ısısını yükseltip kazana gönderir.Buhar ve su bir
kapalı devre halinde dolaştıkları için,bu çevrim sonsuza kadar yenilenir.
Duman kazan çıkışında
büyük oranda ısı yitirir ve havaya verilir;Böylece yanma olayı
gerçekleşir.Kömürle çalışan santrallerde dumanın daha sonra
elektrostatik düzenekler yardımıyla tozu alınır ve bacadan dışarı
atılır.Bu arada türbinde yaratılan mekanik enerji bir alternatöre
iletilir ve burada elektrik enerjisine dönüştürülür.Türbo-alternatör
gurubunun uzunluğu 600 mega voltluk bir güç için bazen 50m’aşar;
verilen elektrik akımıysa 20 000 voltluk bir gerilim altında 19 200
ampere ulaşır.Modern bir termik santralın verimi %40 dolayındadır.
Bir termik santralın kurulacağı
yerin seçimi birçok etkene bağlıdır.Bunlardan başlıcaları, enerji
kaynağının yakınlığı (maden ocakları,limanlar,rafineriler,vb.),yakıtın
santrale getirilme yöntemleri (demiryolu,denizyolu,vb.) ve özellikle
soğuk bir kaynağın varlığıdır.Bir termik santralın bilançosu
incelendiğinde, üretilen bir kilowatt için 4000 kilojoule’dan fazla bir
enerjinin soğutma suyuna harcandığı anlaşılmıştır.Su bir akarsudan
alınırsa,bu suyun günümüzde en çok 7-10’C arasında ısıtılmasına izin
verilmektedir;bu da büyük bir debi gerektirir.Sözgelimi, 600
megawattlık bir enerji grubunda soğutma için saniyede 22 metreküp su gerekir.Bu nedenlerden ötürü,büyük santraller ancak büyük akarsuların
üzerinde ya da deniz kıyısında kurulur.Bununla birlikte,termik
santrallerin yol açtığı ısı artışı,su bitkileri ve hayvanları için
ciddi sorunlar yaratır.Suyun az, santrallerin çok sayıda bulunduğu
bölgelerde, genellikle hiperbol biçiminde büyük kulelerden oluşan
havalı (atmosferik) soğutma sistemlerinden yararlanılır.
Termik santrallerde kullanılan
yakıtlar mazot, gaz ve kömürdür. Mazot içi gerekli olan tesisler basit
tesislerdir; mazot 30000-40000mküp hacimli,silindir biçiminde metalik
depolarda saklanır.Depolardan alınıp ısıtılan mazot püskürtülerek
brülörlere aktarılır.Gaz kullanımı için gerekli olan donanımlar çok az
sayıdadır; Gaz brülörlere gönderilmeden önce yalnızca
genişletilir,filtreden geçirilir ve ısıtılır.
Termik santrallerde kömür kullanımı;için
gerekli olan tesisler gaz ya da mazota oranla çok daha önemli ve
büyüktür.Burada özellikle kömürün demiryolu,akarsu ya da deniz yoluyla
santrale getirilmesi, boşaltılması, depolanması, santral alanı içinde
dolaştırılması ve kazana verilmesi için gerekli tesisler
yapılmalıdır.Kömür önce toz haline getirildikten sonra,önceden mazotla
500’C’a kadar ısıtılmış olan yanma odalarının brülörlerine kuvvetli bir
hava akımıyla gönderilir.Bu odaların birkaç yüz m küp‘ü bulan bir hacmi
ve birkaç bin m kare büyüklüğünde bir ısıtma alanı vardır.Büyük bir
termik santralin kömür tüketimi günde 3 000 t‘u aşar.
Bir termik santral,kapalı devre
halinde dolaşan suyu buharlaştıran bir kazan ve bir türboalternatör(bir
türbinle harekete geçirilen alternatör) grubu içine girer.Bu tür klasik
santrallerde buhar, kömür, fuel-oil ve nadiren doğalgaz veya yüksek
fırın gazı yakılarak üretilir.Nükleer santrallerdeyse, suyu
buharlaştırmak için gereken ısı, uranyumun zincirleme bölünmesi tepkimesiyle üretilir.
Termik santralleri büyük debili akarsu yakınında
veya deniz kıyısına kurmak gerekiyor;böylece santralde üretilen ısının
yarısını boşaltan kondansatörün suyla beslenmesi sağlanır.Sıcak su
ırmağa doğrudan boşaltıldığı gibi (açık devre soğutma) büyük soğutma
kulelerine yollanabilir; burada havayla temas ederek kısmen
buharlaştıktan sonra kondansatöre basılır(kapalı devre soğutma).Bu son
çözüm daha pahalıdır,ama su alma işlemini ve ırmak sularının ısınmasına
bağlı çevre sorunlarını azaltma olanağı sağlar.
Malzemelerin üretim maliyeti sınırlamak
ve işletimi kolaylaştırmak için santraller standart ve özerk üretim
birimleri halinde gerçekleştirilir.Her ünitede bir buhar kazanı, bir
buhar üretici, bir türboalternatör grubu ve iletişim şebekesine bağlı,
gerilim yükseltici bir trafo (transformatör) bulunur.
Daha mütevazi güçteki termik santraller,su buharı
çevriminden geçmeden elektrik üretir.Bunlar uçak motorlarının çalışma
ilkesine dayanan gaz türbinleridir ve doğrudan doğruya bir alternatörü
veya elektrojen dizel gruplarını çalıştırır.Bu türbinler belirli
zamanlarında devreye sokulmak üzere tasarlanmıştır ve güçleri 100 MW
geçmez;ama oldukça basit olmaları (görece küçük boyut,su buhar
devresinin olmaması,havayla soğutma)nedeniyle birkaç dakikada devreye
alınabilirler.Bu termik tesisler pratik olarak her yerde kurulabilir.
Elektrik santralleri,başka enerji biçimler (termik, nükleer, hidrolik, jeotermal, güneş, rüzgar, gelgit v.b) elektrik enerjisine dönüştürmek amacıyla
bir araya getirilmiş donanımlardan oluşan işletmelerdir.Çağımızda büyük
güçlü sınai donanımların çoğunluğu,hidrolik ve termik (klasik ve
nükleer) santrallerden meydana gelmektedir.Türü ne olursa olsun, her
elektrik santralı, temel olarak bir enerji kaynağı, hareketlendirici
bir aygıt, bir alternatör ve bir dönüştürme istasyonundan meydan
gelir.Dönüştürme istasyonu, alternatörün ürettiği gerilimi, genel
ulusal veya uluslar arası interkonnekte şebekenin beslenme hatları için
uygun bir değere yükselir.
Ülkemizin enerji gereksiniminin önemli bir bölümünü karşılayan
ve Türkiye Elektrik Üretim A.Ş.(TEAŞ) tarafından işleten termik
santraller, fuel-oil, taşkömürü linyit, motorin, jeotermal ve doğal gaz
türde enerji kaynağı kullanmakta olup sayıları 30’u aşmaktadır.
Ayrıca özel sektöre ait fuel-oil
kullanan Mersin Termik santrali ile,kamu ve özel kuruluşlar tarafından
salt kendi tesisleri için elektrik enerjisi üreten irili ufaklı pek çok
otoprodüktör termik santraller da bulunmaktadır.
Termik santraller içinde linyitli olanlar diğerlerinden
çok daha önemli ve güçlü olup,ülkemizin toplam elektrik üretimi içinde
linyite dayalı termik santrallerin parayı giderek artmaktadır.Yerli
enerji kaynaklarımız içinde günümüzde de önemini koruyan linyit
yatakları,ülkemizin hemen her yerinde bulunmaktadır.En büyük linyit
yatakları,Afşin-Elbistan,
Muğla,Soma,Tunçbilek,Seyitömer,Konya,Beypezarı,Ada na,Tufanbeyli ve
Sivas havzalarında bulunmakta olup, kurulu termik santraller de bu
bölgelerde yer almaktadır.Ülkemizde 177 adet sahada görünür 7,3 milyar
ton linyit rezervinin 3,4 milyarını 1100 Kcal/kg civarında ısıl değere
sahip olan Afşin-Elbistan linyitleri oluşturmaktadır. Linyit, konut
sektöründe, termik santrallerde ve sanayi sektöründe yaygın olarak
kullanılmaktadır.Kaliteli olanlar konut ve sanayi sektörlerinde düşük
ısıl değerli olanlar ise termik santrallerde
tüketilmektedir.Linyitlerin büyük kısmı düşük kaliteli olduğundan %77
‘den fazlası termik santrallerde kullanılmaktadır.
Ülkemizdeki enerjiye bağlı hava
kirliliği,daha çok, bu düşük kalorili linyitlerin yakılması sonucu
oluşan gazların atmosfere karışmasından kaynaklanmaktadır.Yanma
gazları, karbondioksit (Co2), karbonmonoksit (CO), azot oksitler (NOx),
uçucu organik bileşikler (VOC), kükürt dioksit (SO2), metan (CH4) v.b.
gazlar ile tanesel madde içermektedir. Yakılan kömür, bu kirliliklerin
yanısıra kül ve külün içerdiği kadmiyum, civa, kurşun, arsenik v.b.
ağır metallerin çevreye yayılarak kirletmesine sebep
olmaktadır.Linyitlerin düşük kaliteli olmaları nedeniyle termik
santrallerin çevre hava kalitesine etkisinin azaltılması için oluşan
kirleticilere karşı kontrol sistemlerinin uygulanması çok
önemlidir.Ülkemizde elektrik üretimi yaklaşık %60’ı termik
santrallerden elde edildiğinden ve linyitlerimizin kükürt ve kül
içeriklerinin de yüksek olması nedeniyle,büyük miktarda linyit kömürü
kullanan termik santrallerin kirletici emisyonları da çok yüksek
olmakta ve çevreye verdikleri zarar da buna orantılı olarak
artmaktadır.
Ülkemizdeki linyit kullanan termik santrallerin teknik özellikleri ile kullanılan
linyit özellikleri sunulmuştur. (TEAŞ,1994).Kurulu gücü 5700 MW’yı aşan
bu santrallerde kullanılan linyitlerin ısıl değerleri 1300-3900
kcal/kg; kül oranı %15.3.3-42.4; kükürt oranı ise1.4-4.65 arasında
değişmektedir. Bu değişimler, termik santrallerin bulundukları yerlerin
ve linyit yataklarının farklı oluşlarından kaynaklanmaktadır.
Ülkemizdeki linyitli termik santrallerin hesaplanan partikül
madde (toz), kükürt dioksit (SO2), azot oksitler (Nox), karbon monoksit
(CO), uçucu karbon bileşikleri (VOC) ve metan CH4) emisyonları sunulmuştur.
Ülkemizde linyit ile çalışan termik
santrallerin emisyon debileri oldukça yüksektir. Bu santrallerin
topl***** toz emisyonları 7,7 ton/sa, kükürt dioksit 213,8 ton/sa, azot
oksitler 48,5 ton/sa, karbon monoksit 2,4 ton/sa, uçucu hidorkarbon
bileşikleri 0,3 ton/sa ve metan emisyonları ise 0,12 ton/sa olarak
hesaplanmıştır.Yönetmelikte mevcut karşılaştırdıkları zaman toz
kontrolu açısından mevcut sistemlerim bir çoğunun yetersiz olduğunu ve
desülfürizasyon sistemlerinin gerekli oldukları ortaya çıkmaktadır.
Termik santraller kalitesiz linyit yatakları
için çevre kirliliğine neden olur.Termik santrallerin bacalarından
çıkan kükürt,azot ve karbon oksitleri havada su buharı ile birleşerek
asit yağmurlarını oluştururlar.Toprağın ve suların kirlenmesine neden
olurlar;atık madde olan küllerin aşırı birikimi toprağın kirlenmesine
sebep olur.Uçucu külleri tutmak için bacalarına takılan filtreler çoğu
kez yetersiz kalır ve atmosferi kirletir, Aşırı çevre sorunlarına neden
olduklarından tercih edilmemesi gerekir. Fakat ülkemizde elektrik
enerjisi gereksinimini karşılamak için vazgeçemeyeceğimiz enerji üretim
kaynağıdır.
Termik santrallerden başka hidroelektrik, nükleer santraller gibi elektrik enerjisi üreten santraller vardır.
Alıntı : Termik Santral