Xavier Henry – Mühendis / Engineer Laborelec s.c.r.l. Linkebeek – Belçika / Belgium
Patrick Allard – Mühendis / Engineer
Frédéric Mercier – Dr. Mühendis / Dr. Engineer Laborelec s.c.r.l. Linkebeek – Belçika / Belgium
Giriş
Linyitli termik santrallere dair Türkiye özelleştirme programı ile 8 Haziran 2019 sonrasında yürürlüğe girecek baca emisyonlarına ilişkin yeni yönetmelik, mevcut ünitelerin iyileştirmesinin sağlanması için özel sektörün yüksek miktarda sermaye ayırmasını gerekli kılacaktır.
SOx ve toz emisyonlarının yanı sıra, birçok ünitede NOx azaltması yeni emisyon hedeflerine ulaşılabilmesinde gerekli olacaktır. NOx emisyonları, tümü yetkililerce her geçen gün üzerine daha fazla odaklanılan sorunlar olan ozon tabakasının seyrelmesine, asit yağmuruna ve fotokimyasal sise gerçekten katkıda bulunmaktadır.
Bunun sonucunda, yatırımcıların karşılaştıkları zorluklar, sermaye harcaması, işletme harcaması, proses ve proje risklerinin dengelenmesinin ve elbette gerekli olan faaliyete ara verme süresinin kısaltılmasının bir yolu olarak doğru NOx azaltma teknolojilerinin seçimini içerecektir.
Günümüzde NOx azaltma için en çok uygulanan teknoloji SCR (Katalitik Seçici Azaltma) teknolojisidir. Gerçekte, bu katalitik arıtma %90 ve daha yüksek oranda bir giderim verimliliği sunmaktadır. Bu teknoloji kömür, gaz, linyit, biyokütle, atık, yağ ve dizel jenerasyon üniteleri gibi çok çeşitli uygulamalarda dünya çapında bir kullanıma sahiptir.
SCR teknolojisinin NOx giderim oranı ve tutarlılık açısından en performanslı teknoloji olduğu kanıtlanmış olmakla birlikte diğer teknolojiler de sermaye harcamasını, işletme harcamasını ve riskleri optimize etmek açısından da aynı düzeyde dikkate alınmaktadır.
Birincil tedbirler
İlk olarak, kömürlü ve linyitli santrallerde NOx’in (=yakıt NOx’i) bir kısmının yakıtın kendisinde bağlanmış durumda olan azot varlığı nedeniyle oluş- tuğunu (ör: NH2 ya da -CN) ve geri kalan kısmının yanma havasında bulunan moleküler azotun (N2) oksidasyonundan geldiği anlaşılmalıdır. Bu, aşağıdakiler dahil olmak üzere önemli orandaki NOx’in halihazırda yanma sisteminin genelinde bir optimizasyon yapılmasıyla azaltılabileceği anlamına gelmektedir:
- Değirmen performansı ve partikül boyutu dağılımı,
- Brülör teknolojisi ve hava/yakıt oranının her brülör seviyesinde yönetimi (birincil, ikincil ve üçüncül hava),
- Yakma havası (OFA), hizmet dışı brülör (BOOS) ya da taraflı yanma (BF) stratejileri dahil olmak üzere baca içindeki hava/yakıt dağılımının sergilenmesi
- Baca gazı devridaimi.
Bu teknikler dünya genelinde çok sayıda kazanda uygulanmıştır. Ancak, her kazanın yanma sistemi hem tasarım hem de işletimsel ayarlar açısından farklı olduğu için özel bir analiz gerektirmektedir. Bu birincil NOx azaltma teknolojileri, taban hattı performans seviyesine, yanma sistemine ve yakıt özelliklerine bağlı olarak %20 ila 60 oranında NOx azaltma oranları sağlayabilmektedir.
Bu yanma optimizasyonu konusunda yakın zamanda hayata geçirilen geliştirmeler, ya yanma sisteminin operatörler tarafından optimizasyonu için kullanıla- bilen ya da otomatik kontrol için DCS sistemine dahi entegre edilebilen yenilikçi çevrimiçi kömür akışı, hava akışı, FEGT (Baca Gazı Çıkış Sıcaklığı) ve PSD (partikül boyutu dağılımı) gözetim sistemlerinin kullanımını içermektedir.
Bu çevrimiçi gözetim donanımları mevcut santralle- re kolaylıkla entegre edilebilmektedir ve geleneksel kazan donanımında normalde -kolaylıkla- erişilmesi mümkün olmayan kritik yanma bilgilerine çevrimiçi erişim sağlamaktadır. Kömürlü ve linyitli santraller hakkında çok sayıda referans bulunmaktadır ve bunlar Laborelec tarafından hem yanma ayarlaması işlemleri hem de yanma sistemi iyileştirme projeleri kapsamlı bir şekilde kullanılmaktadır.
Birincil tedbirlerin avantajları bunların sermaye harcaması ve özellikle işletme harcaması açısından ikincil tedbirlere kıyasla genellikle en uygun maliyetli çözümler olmasıdır. Birincil tedbirlerin asıl dezavantajları risklerin kontrol edilmesi ve cüruflaşmanın, korozyonun ve diğer istenmeyen ikincil etkilerin önlenmesi için NOx azaltma oranında sınırlama olması ve doğru bir tasarım/mühendislik/devreye alma uygulamasının önem taşımasıdır.
İkinci tedbirler
Giderek katılaşan emisyon standartları genellikle tek başına yanma modifikasyonları sayesinde ekonomik olarak mümkün olabilecek seviyenin altında NOx emisyonları şart koşmaktadır (en azından yakıt olarak kömür kullanılması durumunda). Daha ileri düzeyde bir azaltma gerçekleştirmek için yanma bölgesinin akış yönünde ilave teknikler uygulanır.
Uygulamada kömür ve linyit yakıtlı santrallerde uygulanan temel olarak iki adet ikincil ya da yanma sonrası baca gazı arıtma tedbiri söz konusudur. Bunlar aynı kimyasal mekanizmayı, yani NOx’i nötr azota (N2) ve suya (H2O) dönüştüren, baca gazına (NH3) enjekte edilen kimyasal bir reaktifle NOx azaltmasının gerçekleştirildiği mekanizmayı esas almaktadır.
Bu iki tedbir aşağıdaki şekillerde adlandırılmaktadır:
- Katalitik olmayan seçici azaltma (SNCR).
Reaksiyon, katalizör kullanılmaksızın tipik olarak 850°C ila 1100°C sıcaklıklarında gerçekleşir. - Katalitik seçici azaltma (SCR).
Reaksiyon çoğunlukla TiO2 üstü V2O5 olan bir katalizörle, tipik olarak 320°C ila 400°C sıcaklıkta ve %90 ve daha yukarı seviyelere ulaşan bir NOx giderme verimliliğiyle gerçekleşir. Bu nedenle, iki teknoloji arasındaki başlıca fark SCR’nin NOx giderim verimliliğini arttırmak için bir katalizör kullanması ve bu sayede prosesin daha düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilebilmesine izin vermesidir. Teknolojiler, kendi başlarına ya da diğer birincil NOx yanma kontrolü teknolojileri ile bir arada kullanılabilirler.
SNCR’nin SCR’ye kıyasla sağladığı ana avantajlar hiçbir katalizör reaktörüne ihtiyaç duyulmaması ve bu sayede pahalı yatırımların önüne geçilmesi, aynı zamanda kaplanan alanın azaltılması ve basınç düşüşünün daha az olmasının (ID Fan) sağlanmasıdır. SNCR bunların yanı sıra enjeksiyon açısından daha fazla performans dezavantajına sahiptir ve doğru sıcaklıklarda karıştırma yapmak kolaylıkla mümkün olmaz,
Bu nedenle, SNCR büyük yanma ünitelerinde, özellikle de yakıt olarak toz halindeki kömür kullanılan üniteler söz konu- su olduğunda hiç mümkün olmamak üzere yaygın şekilde kullanılmamaktadır. CFB kömür yakıtlı ünitelerde iyi karıştırma, daha uzun bekletme süresi ve siklon içinde optimum sıcaklık bulunması nedeniyle daha cazip olabilmektedir.
Ekonomi
İkincil tedbirlere yönelik bir yatırım kararının asıl öğeleri şunlardır:
- İnşaat işleri, reaktif depolaması ve taşıması, ID Fan yükseltmesi ve reaktör dahil olmak üzere tercih edilen teknolojinin sermaye harcaması,
- Devre dışı kalma süresi,
- Reaktif teslimatındaki lojistik amaçlarına yönelik olarak termik santralin konumu,
- Girişteki NOx miktarı,
- Reaktif tüketimi,
- Katalizör değiştirme hızı,
- Tali masraflar,
Aşağıdaki karşılaştırma tablosunda SNCR’nin münasip olması halinde daima en uygun maliyetli yaklaşım olduğu gösterilmektedir. Bu, termik santrallerde ilk olarak birincil tedbirler ile NOx azaltmaya odaklanılması, korozyon ve cüruflaşma gibi istenmeyen yan etkilere dikkat edilmesi ve daha sonra SNCR teknolojisinin güvenilir bir şekilde uygulanıp uygulanamayacağının değerlendirilmesi gerektiği anlamına gelmektedir.
Aşırı NOx emisyonları, kazan hasarları, kül valorizasyonu sorunları ve hava önısıtıcısı tıkanıklığı gibi yan etkiler SNCR teknolojisi ile eşleştirilen yan etkiler oldukları için derinlemesine değerlendirilmeleri gerekmektedir. SNCR güvenilir bir şekilde uygulanamayacaksa ya sermaye harcamasını ya da toplam sahip olma maliyetini azaltmaya odaklı bir SCR uygulaması anahtar çözümdür.
Vaka çalışması
Aşağıdaki vaka çalışmasında Laborelec, yıllara dayanan deneyiminden faydalanarak, sahaya özgü bir karar olan hangi NOx azaltma teknolojilerinin söz konusu elektrik santrali için uygulanabileceği konusunu değerlendirmiştir. Örneğin, bir SCR teknolojisinin söz konusu olması durumunda Sermaye Harcamasının ve Toplam Sahip Olma Maliyetinin güçlü bir fizibilite değerlendirmesi, tasarım, mühendislik, montaj, devreye alma ve işletme ve bakım optimizasyonu sağlayarak azaltılması önemlidir.
Laborelec’in diğer ilgili paydaşlarla (SCR EPC (Termokimik) ve elektrik santrali sahibi (Engie)) birlikte gerçekleştirdiği ve kömürden biyokütleye dönüşümü de içeren oldukça zorlu SCR iyileştirmesi buna örnek teşkil etmektedir. Max Green Projesi adı verilen proje Belçika’daki Rodenhuize 4 ünitesinin tamamen odun yakıtına dönüştürülmesini amaçlamıştır. Rodenhuize 4 işlet- meye 1979 yılında, genellikle sert kömürler yakan bir 262MWe ünite olarak başladı. Bu ünite aynı za- manda yüksek fırın gazı ve fuel-oil A ile de çalışabilmekteydi. 2005 yılında, odun peleti ile eş yakma başlatıldı.
İlk adım olarak odun peletleri ağırlık olarak %30 oranında yakıldı ve yaklaşık 55MW düzeyinde bir elektrik çıkışı sağlandı. İkinci adımda, 2008 yılın- da odun oranı ağırlık olarak %60 düzeyinde arttırıldı ve 110MW elektrik çıkışı sağlandı. Bu her iki adım depolama ve öğütme tesislerinin inşasını içerdi, öğütülen odun, kömür değirmenlerinin hemen arkasında kömür tozu ile karıştırıldı. Bu sırada, NOx emisyonu o zamanlardaki sınırın altında olduğu için baca gazı arıtmasına uyarlama yapılmamıştı ve ESP, toz emisyonlarını da sınırın altında tutuyordu.
Kazan ve brülörlerin uyarlanması gerektiğinden ve NOx’in ikincil tedbirler uygulanarak bu elektrik santralinin azaltılmış yeni NOx emisyon sınırlarının karşılanması için azaltılması gerektiğinden Rodenhuize 4 ünitesinin 2011 yılında %100 ağaca dönüştürülmesi ile ulaşılan kapsam çok daha büyük oldu.
Max Green Projesi ile Rodenhuize 4 ünitesi %100 odun yakma gerçekleştiren bir üniteye dönüştürüldü. Orijinal kazanın derecesi azaltıldı ve bunun sonucun- da nominal olarak 200MW elektrik çıkışı elde edildi. Rodenhuize 4 günümüzde yılda yaklaşık olarak 850000ton odunu 1,4TWh elektriğe dönüştürmektedir. Dönüştürme projesi yeni brülörlerin kurulumu- nu içermiştir. 3. bir odun peleti karıştırma tesisi inşa edilmiştir, kondansatörde revizyon öngörülmüştür ve yardımcı devrelerin modifiye edilmesi gerekmiştir. Rodenhuize 4 tahsis edilmiş brülörler sayesinde halen yüksek fırın gazı ile çalışabilmektedir.
Rodenhuize 4 ünitesinin Max Green projesi boyunca süren kullanım ömrü ile birlikte, ruhsatta %11O2’de azami 60mg/Nm³ kuru olan çok düşük NOx emisyon sınırları şart koşulmuştur. Böylesi düşük NOx emisyon sınırlarına yalnızca ikincil tedbirlerin uygulanması yoluyla ulaşılabilir. Amonyak emisyonuna yönelik olarak projede, 7ppmv NH3 düzeyindeki BREF-LCP değeri değerlendirmeye alınmıştır. %100 odun yakma sonucu ortaya çıkan uçucu külün valorize edilmesi zordur ve ünite 4 desülfürizasyon sistemi ile donatılmamıştır, amonyağa ilişkin tek endişe bacadaki emisyondur. Bu sınır ve tasarımla elde edilen %77’lik NOx azaltması bu SCR NOx giderimi ile her zaman elde edilebilir.
Projede aynı zamanda azami net verimlilik de amaçlandığı için uç kısımda kalan SCR devreden çıkarıldı ve yüksek toz seçeneğinin uygulanması gerekti. Bu, Rodenhuize’yi dünyada büyük ölçekli bir PF (toz kömür yakıtlı) kazan için- de yüksek tozlu SCR ile sürekli olarak %100 oranın- da odun yakabilen bir ilk yapmıştır. SCR reaktörü 4 adede kadar katalizör katmanı tutabilmektedir.
Amonyak suyu buharlaşır ve ekonomizerin arkasın- da baca gazına giren ayarlanabilir bir amontaj enjeksiyon ızgarası ile enjekte edilir. Yüksek tozlu SCR uygulaması, başlatma ve kapatma sırasında herhangi bir su kondansasyonunu önlemek üzere başlatmada SCR reaktörünün ısıtılması ve kapatma sırasında bunun sıcak tutulmaya devam edilmesi için yardımcı bir kazanın inşa edilmesini gerektirmiştir. SCR reaktörü bir bypass sistemine sahip değildir.
Sonuç olarak, oduna dönüştürme projesi ile toz emisyonu sınırları %11O2’de 10mg/Nm³ kuru seviyesine azaltıldığı için Max Green projesi aynı zamanda mevcut ESP’nin yeniden elden geçirilmesini de içermiştir. Bu iyileştirme esas olarak öncelikle elektriksel, ayrıca mekanik parçaların gerekli şekil- de değiştirilmesini ve enerji tasarrufu seçeneğine sahip yeni bir kontrol sisteminin kurulumunu içermiştir.
Proje Hedefleri
SCR sisteminin ana tasarım hedefleri aşağıdaki listede olduğu gibi özetlenebilir:
• Hem Biyokütle hem de BFG (yüksek fırın gazı) Yakıtı kullanma durumu için tüm işletme yelpazesi genelinde NOx emisyonu hedef değerinin sağlanması,
• Mevcut ID Fanlar modifiye edilmeksizin basınç düşüşüne ilişkin önceden tanımlanmış sınıra riayet edilmesi (her iki yakıt tipi için),
• İlgili işletme maliyetinin kabul edilebilir değerler dahilinde tutulabilmesi için gerekli katalizör ömrüne riayet edilmesi.
Genel proje süresi programına inşaatın da entegre edilmesiyle birlikte yukarıdaki hedeflere ulaşılmasını garanti etmek için proje kısıtlarının çok derinlemesine analiz edilmesi, mühendisliğin ve üretim prosesinin güçlü bir şekilde kontrol edilmesi ve belirlenmiş planlamaya titizlikle uyulması gerekir.
Riskleri makul seviyelere çekmek için tüm gerekli yolları uygulamaya geçirmek üzere başarılı bir ifanın başlangıç noktası, proje zorluklarının tanımlanmasıdır.
Proje zorlukları
Max Green Projesinin SCR kısmına yönelik temel zorluklar iki kategori altında gruplanabilir:
• Proses Riskleri
• Proje İfa Zorlukları Bunların ilki, esas olarak bir PF Kazana uygulanan SCR prosesinin yenilikçi niteliğiyle ilişkinken, ikincisi kısa zaman programı ve saha koşullarından kaynaklanmaktadır.
Proses Riskleri – Katalizör Etkisizleşme Hızı
SCR teknolojisi normalde, proses riski azaltılmış bir teknoloji olarak değerlendirilir. Bunun nedeni, birçok farklı uygulamada çok sayıda referansın söz konusu olmasıdır. Buna bakılmaksızın, şebeke ölçeğindeki kazanlarda yakıt olarak biyokütle kullanımı nispeten yeni bir gelişmedir ve bundan daha yeni olan bir gelişme ise bu tür ünitelerde SCR teknolojisinin uygulanmasıdır.
Etkisizleşme mekanizmalarından bazıları artık, hem deneyim hem de bilimsel literatür ile birleştirilmiş ve teyit edilmiş olarak değerlendirilebilir ve esas olarak katalizör etkisizleşmesini etkileyen iki ana etkenin belirlenmesi için en azından yeterli bilgiler mevcuttur; yanma koşulları ve yakıt tüketimi.
Geçmişte bulunmayan ve günümüzde halen sınırlı olan şey ise, katalizörün etkisizleşmesini güvenilir bir şekilde tahmin etmeye izin veren bir saha bilgileri veritabanıdır. Katalizör etkisizleşmesi hızının hesaplanmasında temel benzer vakalara yönelik istatistiksel bilgilerin (geribildirim) esas alındığını vurgulamak önem taşımaktadır.
Laborelec, riski sınırlandırmak için katalizör için benimsenen güvenilirliği değerlendirmek amacıyla mevcut tesisatları ve ilgili işletim koşullarını analiz etmek üzere derinlemesine bir araştırma gerçekleştirmiştir. Bu araştırma Elektrik Santrallerinden ve katalizör üreticilerinden bilgilerin toplanması ve ayrıca farklı yaklaşımlara yönelik yapılmış olan eksiksiz bir analiz yoluyla gerçekleştirilmiştir.
Yukarıdaki bilgilerin analizinden, etkisizleşme hızını tahmin etmek için güvenilir bir temel olarak kullanılabilecek istatistiksel bir örneğin mevcut olmadığı açıktır. Bir karşıt tedbir olarak aşağıdaki eylemlerin uygulanmasına karar verilmiştir: a) Etkisizleşme hızının daha iyi değerlendirilmesi için Awirs Elektrik Santralinde (benzer kazan konfigürasyonu ve yakıt özellikleri) bir yan akım Laborelec Pilot Santrali kullanılarak bir işbirlikçi test çalışmasının başlatılması, b) Tüm katalizör tipleri ve hesaplanan hacimler için boyutlandırılmış bir SCR Reaktörünün tasarlanması, c) Baca gazına maruz kalırken kondansasyonu azaltmak için sıcak hava ile ön ısıtma yapabilen bir SCR sisteminin tasarlanması.
Yukarıdaki tedbirlerin tamamı uygulamaya konulmuş ve sistem tasarımına elbette CFD ve fiziksel model aracılığıyla optimize edilmiş ve hassas bir akış dağılımı tasarımı dahil olmak üzere tüm en iyi SCR teknolojisi uygulamalarıyla müşterek şekilde entegre edilmiştir.
Proses Riskleri – Uçucu Kül Özellikleri
Partikül boyutu, partikül dağılımı, yapışkanlık ve vadi açısı gibi konularda uçucu külün özelliklerine yönelik olarak da belirli bir kararsızlık söz konusuydu. Düşük olarak tahmin edilmiş miktarın aksine katalizör aralığı seçilirken muhafazakar bir yaklaşım sergilenmiştir. Ayrıca, katalizörün tıkanma riskini sınırlandırmak için tasarıma kurum üfleme yoluyla katalizör temizliği ve Büyük Partiküllü Kül (LPA) Filtresi entegre edilmiştir.
Proje İfa Zorlukları – Zaman Programı Sorunları
Proje zaman programı Max Green SCR Projesinin en kritik yönlerinden biriydi.
Ana dönüm noktalarına ilişkin genel bir bakış aşağıda özetlenmiştir:
• Sözleşme Kapanış Tarihi Kasım 2009
• İşe Başlama Emri Ocak 2010
• Kazan Kapatmanın Başlangıcı Eylül 2010
• Montajın Tamamlanması (katalizörsüz) Ocak 2011
• Kazan Sıcak Devreye Alma Şubat 2011
• Katalizör Kurulumu 10 gün • Endüstriyel Başlatma Mart 2011
• Geçici Kabul Nisan 2011 En kritik olan ilk husus mühendislik, tedarik ve donanımın sahaya teslim süresinin sınırlı olmasıdır: yalnızca 9 ay (10 Ocak ila 10 Eylül).
Mevcut olan sürenin bu kadar kısa olmasından kaynaklanan riskin azaltılması için mühendislik sürecinin yeniden organize edilmesi gerekti. Proje gidişatı normalde proses ve ana donanım tasarımı ile başlatılıp daha sonra akışkan dinamiği modelinin doğrulanmasıyla devam ettirilip son olarak da nihai konfigürasyona ait yapım çizimlerinin geliştirilmesiyle tamamlanır.
Ancak, böylesi sınırlı bir zaman diliminde proje faaliyetlerinin geleneksel öncelik sıralamasını adım adım takip eden bir yaklaşım optimum bir seçenek değildi. Mühendisliğin uzun tedarik zamanlı malzemelerin tedarik zamanına göre yeni- den programlanması gerekmekteydi. Başlangıçtan itibaren SCR reaktörünü destekleyebilecek bir destek yapısının ve teknik performansların düzeyine uygun boyutlara ve geometriye sahip ilgili kanalların tasarlanıp inşa edilmesi gerekliydi.
Buna paralel olarak, yukarıdaki varsayımlar ışığında akışkan-dinamik tasarımı, kanalın ve reaktörün dış şeklinin korunması hedefiyle tanımlanmış bir geometri esas alınarak ve aerodinamik profillerin, deflektörlerin, akış düzelticilerinin ve Amonyak Enjeksiyon Izgarasının dahil edilmesiyle yalnızca bunların içinde faaliyet gösterecek şekilde gerçekleştirildi.
Böylesi bir yaklaşım sayesinde, akış modelinin son haline getirilmesinin tamamlanmasından önce donanımın birçoğunun üretimini başlatmak mümkün oldu ve standart bir projeye kıyasla neredeyse 2 aylık bir süre kazanıldı.
Proje İfa Zorlukları – Sahada İnşaat
En başından beri, sahadaki inşaat faaliyetlerinin zaman programına göre yürütülmesinin gerçekleştirilmesi çok güç bir hedef olduğu açıktı. Temel kısıtlamalar şunlardı:
• Çok sınırlı kazan kapalı kalma süresi (16 hafta),
• Şiddetli hava koşulları (rüzgar / yağmur / kar),
• Diğer yüklenicilerin eşzamanlı olarak orada bulunması.
Şekil 5
Şekil 5’de SCR sistemine tahsis edilmiş olan ana alanlar gösterilmektedir.
Gecikme risklerinin azaltılması için aşağıdaki karşıt tedbirler uygulamaya geçirilmiştir:
• Mümkün olan en yüksek prefabrikasyon derecesinden teslimat yapılabilmesi için tüm donanım ve çelik işlerinin mühendisliği yapılmıştır,
• Sahada uzatılmış önmontaj için tahsis edilecek alan tespit edilmiştir ve önmontajı yapılmış öğelerin dikme alanına taşınmasına yönelik dahili lojistik süreç simüle edilmiştir,
• 130 tonu 70 metre yüksekliğe kaldırabilen 1.750 tonluk bir paletli vinci de içeren 2 vinçten oluşan bir sistem uygulamaya konulmuştur.
Kazanın kapatılmasından önce saha faaliyetleri buna yönelik olarak iki cephede yoğunlaştırılmıştır. Bunların ilki SCR reaktörünün önmontajı ve de tahsis edilen alandaki ilgili kanal çalışmasıdır (Bkz. Şekil 6).
şekil 6
İkincisi ile SCR alanında yapılan ve SCR destek yapısının mümkün olan azami ölçüye ulaştırılmasını sağlayan inşaattır. Destek yapısı bu nedenle bir köprü olarak nitelendirilmiştir (bkz. Şekil 7). Bu sayede köprünün iki yanını kazanın kapatılmasından önce inşa etmek mümkün olmuştur.
şekil 7
Ne yazık ki sistemi kapatmadan önce tüm köprüyü inşa etmek mümkün olmamıştır ve bu nedenle kapalı kalma süresi sırasındaki inşaat faaliyetlerini asgari seviyeye çekmek için çok büyük bir paletli vinç kullanılması gerekli olmuştur ve hava durumuyla ilişkili durmaların riskini bir şekilde azaltmak için inşa sıralaması birkaç kaldırma işlemi olarak nitelendirilmiştir.
Paletli vinç sayesinde kömür binasının üzerinden geçmek ve diğer vinçlerle çakışmayı önlemek mümkün olduğu için bu tür bir vincin kullanımı sayesinde özellikle ESP alanındaki faaliyetlerle ilgilenenler söz konusu olmak üzere diğer yüklenicilerin eşzamanlı olarak orada bulunmasının etkisi de azaltılabilmiştir. Bu mükemmel bir sonuç vermiştir ve zaman programına kusursuz bir şekilde riayet edilmiştir. Sıralamaya ilişkin kısa bir bilgi Şekiller 8, 9 ve 10’da yer almaktadır.
Şekil: 8 Kapatma öncesindeki inşa faaliyetleri
Şekil:9 Kapatma sırasındaki inşa faaliyetleri
Şekil:10 Kapatma sırasındaki inşa faaliyetleri
REX İŞLETME VE BAKIM
Rodenhuize 4 ünitesi şimdi 5 yılı aşkın bir süreden beri SCR ile yakıt olarak %100 odun kullanılarak işletilmektedir. Başlangıçta 3 katalizör katmanı re- aktöre takılmıştı. Katalizörün faaliyeti düzenli olarak ölçülmüştür ve etkisizleşme hızları Lew Awirs 4 elektrik santraline daha önceden kurulmuş olan %100 odun yakıtlı bir SCR pilot kurulumunda ölçülen etkisizleşme hızlarının Rodenhuize SCR’sinin koşullarıyla ekstrapolasyonunu esas alan beklentilere uygun olmuştur.
Beklendiği üzere, birincil NOx’te odun içindeki azot içeriğine bağlı olarak güçlü bir değişkenlik gözlemlenmiştir ve bu durum tasarım durumuna kıyasla İşletme ve Bakım maliyetlerinde azalma olmasına izin vermiştir. SCR tasarımında odun içindeki ileri seviye azot konsantrasyonu esas alınmıştır ve bu sayede SCR, değişiklikleri kolaylıkla idare edebilmektedir.
Ayrıca, SCR’nin düşük sıcaklıklı tasarımı sayesinde katalizör ve basınç düşüşü için İşletme ve Bakım maliyeti tasarrufları ve ayrıca kazan çıkış kapasitesinin geliştirilmesine yönelik paylar söz konusu olmuştur.
Dönüştürme sonrasında Rodenhuize’nin faaliyete geçirilmesinin ardından kazanın yükü kaçınılmaz olarak hızlı bir şekilde, projede belirtilen nominal kazan yükünün %10’undan daha fazlasına yükselmiştir. Sonuç olarak bu durum SCR reaktörünün işletme sıcaklığını arttırmıştır.
Beklendiği üzere, katalizörler (yeni ve kullanılmış) bu yüksek sıcaklıklarda test edilmiştir ve NOx giderme faaliyeti ve katalizör ömrü için faydalı olan benzer ya da arttırılmış bir faaliyet ölçülmüştür. Meydana gelen tüm SO3 yüksek oranda bazik uçucu kül ile reaksiyona girdiğinden SO2 dönüştürmede de bir artış teyit edilmekle birlikte elektrik santralini etkilememektedir. Ancak, sıcaklık artışıyla birlikte etkisizleşme hızı da artmıştır.
Sonuçlar
Kömür yakıtlı kazanın %100 biyokütle yakıtına dönüştürülmesi ile birlikte yakıt çeşitliliği/esnekliği ve düşük NOx’li brülörler gibi birincil tedbirlerin yeterli olmadığı büyük ölçekli kazanlarda SCR teknolojisini kullanmasının avantajlarını belirten SNCR referanslarının bulunmayışı sonucunda NOx emisyonlarının idaresi önemli bir emisyon zorluğu teşkil etmiştir.
Kömür ile işletilen tozlaştırılmış yakıtlı bir kazanın %100 biyokütle yakıtı ile işletilen bir sisteme dönüştürülmesi söz konusu olduğunda, yakıt çeşitliliği, proje aşamasında uygun tasarım kriterlerinin seçimini oldukça zorlayıcı kılacaktır. Yakıt özellikleri belirli bir brülör konfigürasyonu için kazan çıkışındaki sıcaklıkları ve birincil NOx’i büyük ölçüde etkileyebileceği için nominal yükün ne olabileceğini belirlemek çok karmaşıktır.
Bunlara ek olarak, biyokütle yakma sonucunda SCR katalizör etkisizleşme hızlarının daha yüksek olması nedeniyle kazan ve SCR arasındaki ilişki daha da kritik bir niteliktedir. Max Green Projesinin (SCR) başarısı hem proses performansları hem de süre, kalite ve inşaat güvenliği açılarından artık açık bir şekilde görülmektedir.
Bu başarı, aşağıdaki ana öğelerin bir sonucudur:
• Yenilikçi bir SCR iyileştirmesi için elektrik santrali sahibi/Laborelec ve Orijinal Donanım Üreticisi arasında mükemmel işbirliği sağlanması,
• %100 biyokütle ile işletme yapılmadan önce yanma özellikleri bilgisinin değerlendirmeye alınması sağlandığı için kazan ve SCR arasındaki ilişkilerin doğru şekilde yönetilmesi,
• Proses kısıtlamalarının tam olarak değerlendirilmesi ve gerekli karşıt tedbirlerin uygulamaya geçirilmesi,
• Tüm proje aşamalarının tespit edilen riskler ele alınarak ayrıntılı şekilde planlanıp hazırlanması ve bu planlamanın yine titizlikle uygulanması.
Max Green Projesi ile projenin tüm teknik belirsizlikleri doğru şekilde ele alındı. Genel katalizör etkisizleşme hızları beklendiği şekilde gerçekleşti.
İşletme ve Bakım aşamasında Laborelec, katalizörün ömür döngüsü ve tüm İşletme ve Bakım maliyetlerinde maksimizasyon sağlamak için SCR’nin toplam sahip olma maliyetlerini düzenli denetim, bağımsız katalizör testi esas alınarak optimize etmeye devam etti.
