10 Ocak 2015 Cumartesi
Termik Santrallerin Kontrol Sistemlerinde Teknolojik Gelişmeler ve Verimlilik
Termik Santrallerin Kontrol Sistemlerinde Teknolojik Gelişmeler ve Verimlilik
1. Giriş
Elektrik enerjisi üretimi, son yıllarda artan ihtiyaç ve çevre bilinci ile birlikte daha da önem kazanmıştır. Dünyamızda halen enerji üretiminin oldukça büyük bir kısmı fosil yakıt tabanlı termik elektrik santrallerden sağlanmaktadır. Ancak, bu santral tiplerinde elektrik üretiminin yanı sıra kömür yanması sonucu çevreye zarar verebilecek gazlar da meydana gelmektedir. Bu durumun ana sebeplerinden birisi, termik elektrik santrallerinde üretim boyunca sisteme ait parametrelerin değişmesidir. Bunun en basit göstergesi, senelerce üretim yapan bir termik elektrik santralinin kazan ve ısıtıcı boru yüzeylerinin kömür yanması sonucu oluşan kurumla kirlenmesidir. Bunun sonucu olarak santralin veriminin düşmesine paralel olarak üretilen enerjinin de kalitesi düşmekte ve kirlenmeden dolayı çevreye saçılan zehirli gaz miktarı artmaktadır.[1]
Yukarıda bahsedilen sebeplere ek olarak; tüketicilerin doğal beklentileri, elektriğin depo edilememesi ve bu nedenle ihtiyaca bağlı üretim yapılması gerekliliği ve ayrıca elektrik santrallerinin giderek büyüyen ve karmaşıklaşan yapısı gibi nedenlerle elektrik santrallerinin kontrolünün de önemi artmıştır. Bu durum ise; gelişmiş kontrol sistemlerinin bu santrallerde kullanımını zorunlu kılmıştır.[2] Santrallerde ısı çevrimi sürekli olarak kontrol altında bulundurulmalıdır. Tüm ölçü ve kontrol sistemleri ile ölçü aletlerinin doğru çalışması, doğru değer göstermeleri ve otomasyon sistemlerinin sağlıklı çalışması, santral verimi için hayati önem taşıdığı gibi santralin emniyetini de güvenli kılar. Çevrimdeki buhar ve su kayıpları en kısa sürede giderilmeli, kazan ve buhar türbini nominal yüklerde çalıştırılarak sıcaklık, basınç, debi, seviye ve diğer ölçümler ile yüzde oranları mümkün olduğu kadar ünitenin verim testlerinin yapıldığı işletme şartlarına çok yakın tutulmalıdır. Tüm bunların yapılabilmesi için santral işletme sahasında ve kontrol-kumanda panolarındaki ekipmanların iyileştirilmesinin yanı sıra santralin kontrolünü sağlayan kontrol sistemlerinde de modern kontrol yöntemlerinin tercih edilmesi gereklidir.
Bilindiği gibi termik santrallerde verimi etkileyen en önemli unsurlardan birisi de bakım ve revizyonlar konusudur. Bir santralde modern kontrol yöntemlerinden herhangi biri uygulandığı takdirde, santral nominal işletme şartlarında tutulacağı ve sistemi oluşturan ekipmanlar zorlanmadan çalıştırılacağı için bakım ve revizyon maliyetleri ve süreleri azalacak ve dolayısıyla kontrol sistemlerindeki iyileştirmelerin verim üzerindeki etkileri de net olarak izlenebilecektir.
Santral dinamiği, kazanın kirlenmesi, ani yük ihtiyaç değişimleri, yakıt kalitesindeki düşüşler gibi birçok nedenden dolayı her an değişime uğrayabilir. PI ve PID gibi klasik kontrol yöntemleri bu değişimlere hızlı bir şekilde karşılık verememektedir. Bu soruna çözüm olarak, kazancının (parametrelerinin) bulanık mantık ile programlandığı PI kontrolörler geliştirilmiştir. Bu kontrolörler, belli başlı bazı tablolara göre PI kazançlarını değiştirmektedir[3]. Bu çalışmada anlatılan yöntem, örnek bir çalışma yapabilmek amacıyla bir doktora tezindeki verilerden yola çıkılarak elde edilen modele uygulanacaktır. Söz konusu tez çalışmasında Ankara-Çayırhan Termik Santrali’nin birinci ve ikinci ünitelerini kapsayan bir modeli çıkartılmış ve bu model üzerinde klasik ve modern kontrol yöntemleri karşılaştırılmıştır. Modelin girişleri, yakıt ve besleme suyu; çıkışları ise elektriksel güç ve entalpi olarak seçilmiştir. Bu çalışmada yapılan simülasyonları bir adım daha ileri götürmek amacıyla tezde kullanılan FLC kontrolörlerin yerine daha üst seviye bir kontrol yöntemi olan Bulanık Mantık-PI Kontrol (FGPI-Fuzzy Gain Scheduled PI Control) yöntemi kullanılmıştır. Karşılaştırma yapabilmek için ise klasik kontrolörlerden PI ve PID kontrolörler de kullanılmıştır.
..........
http://www.3eelectrotech.com.tr/arsiv/yazi/termik-santrallerin-kontrol-sistemlerinde-teknolojik-gelimeler-ve-verimlilik
