Enerji Sektöründe Ölçüm Ürünleri

👤Bora Ataç, Ölçüm Ürünleri İş Geliştirme Müdürü - ABB Elektrik
ABB ölçüm ürünlerini kullanarak, santral kullanıcıları proseslerinin verimliliğini maksimum kıldıkları gibi, ürünlerin vermiş olduğu, yerel ve uluslararası mevcut bazı kanunlar gereği takip edilen verileri yetkili yerlere aktarmasıyla, aynı zamanda santralin kanunların gereğini yerine getirmesini sağlamaktadır. Örneğin verimlilik hesabının çok gerekli olduğu kazanın yanma performansı doğrudan kayıpları azaltması sebebiyle çok önemlidir. Bir başka örnek de, doğaya salınan gazların miktarının yerel ya da uluslararası denetim kurumları tarafından denetlenmesi, problemli durumlarda yüksek oranda cezalara maruz kalmalarını engellemesidir. Dünyanın önde gelen kuruluşlarının standart olarak kabul ettiği, enerji santrallerinde kullanılan enstrümanlarda sıkça talep edilen; TUV, NACE, ATEX, FM, FMC, IECEx, CSA, SAA, GOST, UL, TIIS & INMETRO gibi sertifikaları ABB Ölçüm Ürünleri Grubu sağlayabilmektedir. Enerji santralleri için, ABB ürün portföyünü aşağıdaki gruplar altında toplayabiliriz: - Su Kalite Analizi - Basınç Ölçümü - Sıcaklık Ölçümü - Seviye Ölçümü - Akış Ölçümü - Emisyon Gözlemi - Gaz Analizi - Yanma Verimliliği - Vana Kontrolü - Damper Kontrolü Enerji üretimindeki uygulama çeşitleri ve bu uygulamalarda kullanılan ABB ölçüm ürünleri: - Termal santraller - Doğal gaz kombine çevrim santralleri - Nükleer santraller - Atıktan enerji üreten santraller ve bioyakıt - Solar termal santraller Basınç ve sıcaklık ölçümleri Basınç ve sıcaklık enerji santrallerinde en çok kullanılan ölçüm parametreleridir. Sıcaklığın ve basıncın set edildiği değerlerde olması, santralin verimini doğrudan etkileyen bir unsurdur. Buhar kazanındaki sıcaklıkta meydana gelen 10°C’lik bir artış, kazan içerisindeki kimyasal prosesin hızını iki kat artıracak olup, eğer bu durum kontrol edilemez ise, buhar kazanının ömrünü ve verimli çalışmasını şiddetli bir şekilde etkileyecektir. Yine, buhar kazanındaki 600 bar’lık çalışma basıncının, belli oranlarda aşılması ve kontrol edilememesi durumlarında bu, güvenlik ve verimlilik açısından problemlere sebep olacaktır. Genel olarak buhar hatları 800°C sıcaklık ve 600 bar’lık basınca dayanacak şekilde dizayn edilir. Tüm buhar döngüsü için ABB ölçüm ürünleri geliştirmiştir. Basınç ve sıcaklığın ölçüldüğü bazı noktalar; baca, egzoz, kazan, buhar hattı, hava alım noktasıdır. ABB basınç transmitter portföyü aynı zamanda fark basınç transmitterlerini de içermektedir. Akış, kütlesel akış ve seviye ölçümlerinde kullanılan bu fark basınç transmitterleri prosese göre çeşitli aparatlar ile kullanılmaktadır. ABB enerji santrallerinde kullanılmak üzere çok geniş bir sıcaklık sensörü, sıcaklık transmitter ve thermowell çeşitliliğine sahiptir. Aşağıda resmi ve iç yapısı detaylı bir şekilde gösterilmiştir. Baca gazı salınımı ve yanma verimi Tüm endüstriyel proseslerde, verimli bir yanma maliyet yönünden şart olup, aynı zamanda çevreyi kirletmemek adına kanuni bir zorunluluktur. Etkili bir yanma için, hava ve yakıt karışım oranı doğru olarak ayarlanmalıdır. Yanma prosesine sağlanan havanın kontrolü bu dengenin kurulumu için çok önemlidir. Yetersiz hava verilimi ile, tam yanmamış bir is, duman ve karbonmonoksit karışımı oluşur. Eğer hava gereğinden çok fazla verilirse, fazla verilen hava yanan gazın oluşturduğu sıcaklığı uzaklaştıracağı için, kazanın yanma verimini düşürecektir. Bu durum set edilen sıcaklık değerine ulaşmak için daha fazla yakıt harcanmasına sebep olacaktır. Yanma gazı içindeki oksijen oranı, bize yanma için sağlayacağımız havanın miktarı için bir fikir verecektir. Dolayısıyla, bu oksijen miktarı verimli bir yanmanın sağlanması için kritik bir veridir. ABB ölçüm ürünleri grubunda bulunan AZ20 model oksijen gaz analizörü -20°C’den 800°C’ye kadar ortamlarda oksijen ölçümü yapabilmektedir. Maksimum buhar kalitesi için kazan kimyasalları kontrolü Besleme suyu içerisindeki çözünmüş oksijen, kazan içerisinde paslanma sonucu çürümelere sebep olur. Besleme suyu içerisine enjekte edilen hidrazin oksijenle tepkimeye girerek nitrojen ve suya dönüşür, oksijen miktarını azaltır. Bu bakımdan hidrazinin kontrollü bir şekilde verilmesi gerekmektedir. Fazlası maaliyetleri artıracağı gibi, azı da kazanın ve hattın ömrünü kısaltacaktır. Yine yüksek sıcaklık ve basınçta çözünmüş oksijen amonyağa dönüşecektir. Bu da besleme suyunun pH değerini değiştirerek, korozyon problemleri yaratacaktır. Bu sebepten pH ölçümü çok önemlidir. Sodyum ve silica ölçümleri de online olarak yapılması gereken diğer analizlerdir. ABB, enerji santralleri ve petrol rafinerileri için paket analizör çözümleri üretmekte olup, isteğe bağlı dizayn yeteneğine sahiptir. ABB’nin Navigator 600 silica analizörü 0’dan 5000 ppb’ye kadar ölçüm yapabilmektedir. Yine model 8037 ve 9438 online analizörler ile sodyum çözünmüş oksijen ölçülebilmektedir. Doğal gaz kalorifik değeri Doğal gazın birim miktarından elde edilen yanma enerjisi, kalorifik değer olarak adlandırılır. Kalorifik değeri ölçülerek bir anlamda doğal gazın kalitesi ölçülür. Örneğin, ülkemize İran’dan gelen doğal gaz ile Rusya’dan gelen doğal gazın kalorifik değerleri farklıdır. Doğal gaz çevrim santrallerinde bu veri oldukça önemlidir. Doğal gaz bir örnekleme sistemi ile doğal gaz kromotografına aktarılır. Burada bileşenlerine ve her bileşenin miktarına (% olarak) ayrılarak değerler belirlenir. Örneğin; ethan, bütan, propan vb. ABB, PGC1000 saha tipi gaz kromatografı bu analizleri başarılı ve çok hassas bir şekilde yapmaktadır. Doğal gaz enerji santrallerinde sıklıkla kullanılan bu ürün, ABB tarafından komple skid olarak sağlanıp devreye alınmaktadır. Buhar akışı izleme Buhar akışının ölçümünde en önemli faktörlerin başında montaj maliyetleri ve ölçüm hassasiyetleri gelmektedir. Birçok buhar akış ölçüm tekniği, akışmetrenin önünde ve arkasında bırakılması gereken düz boru mesafesi gerekliliğinden dolayı istenilen performansı yakalayamamaktadır. Buhar uygulamalarında, kütle ölçümü, hacimsel ölçüme göre daha hassas bir enerji hesabına imkan verdiği için tercih edilmektedir. Geleneksel fark basınç yöntemleri ile kütlesel olarak akışı ölçebilmek için, fark basınç transmitteri yanında, sıcaklık transmitteri, basınç transmitteri ve flow computer (akış bilgisayarı) gibi yan ölçüm cihazları da istemektedir. ABB Swirl flowmetreler, sıfır bakım masrafları ve yüksek ölçüm hassasiyetleri (±%0.5) ile ölçüm yapabilmektedir. ABB Swirl akışmetreler, akışmetre öncesinde 3X boru çapı ve akışmetre sonrasında 1X boru çapı kadar düz boru mesafesi ihtiyacı duymaktadır. Swirl flowmetreler, kendi bünyelerinde bulundurdukları sıcaklık sensörü ile online kalibrasyon yaparak kütlesel olarak buharı okumaktadır. Kompakt yapısı dolayısıyla, diğer ölçüm prensiplerine göre çok daha az kaçak olduğundan, buhar kayıplarını %5 oranında azaltmaktadır.