Seçilmiş Bir Termik Santralde ESF Uygulamaları ve Verim Artırıcı Yöntemlerin İncelenmesi

Yıl 2021, Cilt: 33 Sayı: 3, 398 - 405, 01.09.2021

Baran Kurt Hüseyin Özdemir Halil Oruç Göksel Demir

https://doi.org/10.7240/jeps.797478

Öz

Günümüzde hava kirliliği, insanlığın en büyük sağlık tehdidi haline gelmiştir. Endüstri kaynaklı ve özellikle fosil yakıtla çalışan enerji santralleri atmosfere önemli miktarda emisyon salınımı yapmaktadır. Birey başına düşen enerji tüketim miktarının artması da ortaya çıkan hava kirliliğinin artmasına sebep olmaktadır. Yakıt olarak kömür kullanan enerji santrallerinin atmosfere yaydığı kirlilikte en büyük paya sahip kirleticilerden biri partikül kirleticilerdir. Termik santrallerde proses sırasında oluşan partikül kirleticiler, emisyon kontrol teknolojilerinden biri olan elektrostatik filtreler (ESF) vasıtasıyla atmosfere yayılımı en aza indirilmektedir. Bu çalışmada, ESF verimliliğini arttırmak için operasyon parametrelerinde değişiklikler yapılarak filtrelerin partikül tutma verimleri incelenmiştir. Farklı kül değerlerine ve elementel analiz sonuçlarına sahip 3 kömür çeşidinin ESF verimliliğine etkisi gözlemlenmiştir. ESF performansını etkileyebilecek uçucu gaz sıcaklığı değerleri kullanılarak senaryolar oluşturulmuş ve bunların etkisine bakılmıştır. Uçucu gaz konsantrasyonuna direkt olarak etki eden farklı hava ön ısıtıcı kaçak oranları için toz emisyon değerleri hesaplanmıştır. Bununla birlikte, ESF sistemi içerisindeki süreçlerde oluşabilecek problemleri gözlemlemek ve elektrik tasarrufu sağlamak amacı ile elektriksel alanların bazı bölümleri devre dışı bırakılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, farklı senaryolarda ortaya çıkan partikül emisyon değerleri analiz edilmiş ve senaryolardaki değişkenlerin ESF verimine etkisi değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Hava Kirliliği, Elektrostatik filtre, Partikül Madde

Kaynakça

• Adamiak, K. (2013). Numerical models in simulating wire-plate electrostatic precipitators: A review. Journal of Electrostatics, 71(4), 673–680. https://doi.org/10.1016/J.ELSTAT.2013.03.001.
• Çakır, C., & Çınar, B. C. (2015). EREN ENERJİ ELEKTRİK ÜRETİM A.Ş. TERMİK SANTRALİNİN ENERJİ ve EKSERJİ ANALİZİ / Energy and Exergy Analysis of Eren Energy Electricity Production Inc. Thermal Power Plant. Retrieved from https://www.academia.edu/13392206/EREN_ENERJİ_ELEKTRİK_ÜRETİM_A.Ş._TERMİK_SANTRALİNİN_ENERJİ_ve_EKSERJİ_ANALİZİ_Energy_and_Exergy_Analysis_of_Eren_Energy_Electricity_Production_Inc._Thermal_Power.
• Deutsch, W. (1922). Bewegung und Ladung der Elektrizitätsträger im Zylinderkondensator. Annalen Der Physik, 373(12), 335–344. https://doi.org/10.1002/andp.19223731203.
• Energy Agency, I. (n.d.). Key World Energy Statistics 2019. Retrieved from https://www.connaissancedesenergies.org/sites/default/files/pdf-actualites/Key_World_Energy_Statistics_2019.pdf
• İLKILIÇ, C., & BEHÇET, R. (2006). HAVA KİRLİLİĞİNİN İNSAN SAĞLIĞI VE ÇEVRE ÜZERİNDEKİ ETKİSİ. Fırat Üniversitesi Doğu Araştırmaları Dergisi, 5(1), 66–72. Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/pub/fudad/issue/47092/592365
• Jędrusik, M., & Świerczok, A. (2013). The correlation between corona current distribution and collection of fine particles in a laboratory-scale electrostatic precipitator. Journal of Electrostatics, 71(3), 199–203. https://doi.org/10.1016/J.ELSTAT.2013.01.002
• Khare, M., & Sinha, M. (1996). Computer-aided simulation of efficiency of an electrostatic precipitator. Environment International, 22(4), 451–462. https://doi.org/10.1016/0160-4120(96)00033-5
• Nikas, K. S. P., Varonos, A. A., & Bergeles, G. C. (2005). Numerical simulation of the flow and the collection mechanisms inside a laboratory scale electrostatic precipitator. Journal of Electrostatics, 63(5), 423–443. https://doi.org/10.1016/J.ELSTAT.2004.12.005
• Noda, N., & Makino, H. (2010). Influence of operating temperature on performance of electrostatic precipitator for pulverized coal combustion boiler. Advanced Powder Technology, 21(4), 495–499. https://doi.org/10.1016/J.APT.2010.04.012
• Noel de Nevers (2010). Air Pollution Control Engineering (Second). Retrieved from https://www.amazon.com/Noel-Nevers-Pollution-Control-Engineering/dp/B008VQX3PE
• Shah, R. K., Kim, J.-W., & Weitz, D. A. (2009). Janus Supraparticles by Induced Phase Separation of Nanoparticles in Droplets. Advanced Materials, 21(19), 1949–1953. https://doi.org/10.1002/adma.200803115
• Soldati, A., & Marchioli, C. (2009). Physics and modelling of turbulent particle deposition and entrainment: Review of a systematic study. International Journal of Multiphase Flow, 35(9), 827–839. https://doi.org/10.1016/J.IJMULTIPHASEFLOW.2009.02.016
• Vardar, N., & Yumurtaci, Z. (2010). Emissions estimation for lignite-fired power plants in Turkey. Energy Policy, 38(1), 243–252. https://doi.org/10.1016/J.ENPOL.2009.09.011
• Varonos, A. A., Anagnostopoulos, J. S., & Bergeles, G. C. (2002). Prediction of the cleaning efficiency of an electrostatic precipitator. Journal of Electrostatics, 55(2), 111–133. https://doi.org/10.1016/S0304-3886(01)00187-5
• Wang, H., Porter, W. D., Böttner, H., König, J., Chen, L., Bai, S., … Kiss, L. (2013). Transport Properties of Bulk Thermoelectrics: An International Round-Robin Study, Part II: Thermal Diffusivity, Specific Heat, and Thermal Conductivity. Journal of Electronic Materials, 42(6), 1073–1084. https://doi.org/10.1007/s11664-013-2516-0
• Yamamoto, T., & Sparks, L. E. (1986). Numerical Simulation of Three-Dimensional Tuft Corona and Electrohydrodynamics. IEEE Transactions on Industry Applications, IA-22(5), 880–885. https://doi.org/10.1109/TIA.1986.4504808
• Zhao, H., He, Y., & Shen, J. (2018). Effects of Temperature on Electrostatic Precipitators of Fine Particles and SO 3. Aerosol and Air Quality Research, 18, 2906–2911. https://doi.org/10.4209/aaqr.2018.05.0196
• Zhuang, Y., Jin Kim, Y., Gyu Lee, T., & Biswas, P. (2000). Experimental and theoretical studies of ultra-fine particle behavior in electrostatic precipitators. Journal of Electrostatics, 48(3–4), 245–260. https://doi.org/10.1016/S0304-3886(99)00072-8