HİDROLİK SANTRALLARDA REHABİLİTASYON VE MODERNİZASYON İHTİYACI. Muzaffer BAŞARAN EÜAŞ Genel Müdür Yrd. ÖZET

Transkript

1 HİDROLİK SANTRALLARDA REHABİLİTASYON VE MODERNİZASYON İHTİYACI Muzaffer BAŞARAN EÜAŞ Genel Müdür Yrd. ÖZET Hidrolik santrallarımızın elektrik üretimindeki payı yaklaşık %25-30 mertebesindedir. Haziran 2006 itibariyle toplam ,3 MW olan Türkiye kurulu gücü içinde hidrolik santralların kurulu gücü ,8 MW dır. Hidrolik Santrallar uzun süreli, güvenilir bir işletme için dizayn ve inşa edilirler. Bununla birlikte her ne kadar koruyucu bakım uygulansa da santral makinaları materyal yaşlanması ve santral güvenirliliğini azaltan aşınma ve kırılmalara maruz kalabilir. Rehabilitasyonun amacı, daha az bakım ihtiyacı ve basitleştirilmiş işletme ile santral güvenirliliğini arttırmak ve yeniden tesis etmektir. Çoğunlukla da rehabilitasyon, santral verimini ve enerji üretimini arttırmak şeklinde de tanımlanır. Enerji üretimini bu şekilde arttırmak sistemin kapasitesini arttırmanın en ekonomik yoludur.

2 1. GİRİŞ Türkiye nin 2005 sonu itibariyle ,5 MW lık kurulu gücü vardır. Bunun kuruluşlara göre dağılımı aşağıdaki tablodaki gibidir. Kuruluş Kurulu güç (MW) Pay (%) EÜAŞ ,1 53,9 ÖİB 1.680,0 4,3 İşletme Hakkı Devri 650,1 1,7 Üretim Şirketleri ,0 27,8 Otoprodüktör 4.038,6 10,4 Mobil 749,7 1,9 Toplam ,5 100,0 Türkiye nin 2005 yılındaki 161,5 milyar kwh lik üretiminin kuruluşlara göre dağılımı da şöyledir. Kuruluş Üretim (GWh) Pay (%) EÜAŞ ,9 41,5 ÖİB 6.531,0 4,0 İşletme Hakkı Devri 4.121,7 2,6 Üretim Şirketleri ,5 40,8 Otoprodüktör ,5 10,6 Mobil 855,3 0,5 Toplam ,9 100,0

3 Türkiye nin 2005 yılında kurulu güç ve elektrik üretiminin kaynaklara göre dağılımı ise aşağıdaki tabloda verilmektedir. Kaynak Güç (MW) Pay (%) Üretim(GWh) Pay (%) Hidrolik , ,0 24,50 Doğal Gaz , ,8 43,75 Kömür , ,9 20,25 Jeotermal 15 0,04 94,6 0,06 Sıvı yakıt , ,3 3,57 Rüzgar 20 0,05 56,0 0,03 Diğer , ,3 7,84 Toplam , ,9 100,00 Türkiye deki MW gücündeki işletme halindeki hidrolik santralların MW olan 108 hidrolik santralı EÜAŞ işletmektedir. Ancak hidrolik santrallarda üretim yağışa çok bağımlı olduğu dikkate alınırsa su gelirlerine göre yıllık üretim miktarları aşağıdaki tabloda verilmektedir. MİNİMUM ÜRETİM (KURAK MEVSİM) 22 MİLYAR kwh ORTALAMA ÜRETİM 32 MİLYAR kwh MAKSİMUM ÜRETİM (YAĞIŞLI MEVSİM) 52 MİLYAR kwh TEORİK ÜRETİM 97 MİLYAR kwh

4 EÜAŞ ın işlettiği hidrolik santraların son 5 yılllık üretim bilgileri de aşağıdaki tabloda verilmektedir. Yıl Gelen su (milyar m3) Program Üretim (milyar kwh) Fiili Üretim (milyar kwh) Gerçekleşme % (Üretim/Program) ,7 24,4 20, ,9 23,6 26, ,4 31,4 30, ,4 41,7 40, ,0 36,7 35, Mayıs 93,3 15,2 17, REHABİLİTASYON YAPMANIN NEDENLERİ Teknolojik gelişmenin gerektirdiği bir standart olarak, ülkeler işletme dönemi yılı geçen hidrolik santrallarını belirli zaman aralıklarında bir yenileme ve modernizasyona yani rehabilitasyona tabi tutmaktadırlar. Şirketimizce işletilmekte olan 39 adet büyük-orta ölçekli hidroelektrik santralın 9 adedi 1-10 yıl, 14 adedi yıl, 7 adedi yıl, 9 adedi ise 30 yılın üzerinde sadece periyodik bakım ve onarımları yapılarak çalıştırılmıştır. Santrallarımızda yapılan bakım ve onarım çalışmaları ünitelerin güvenilirliğini, verim kaybını ve yedek malzemelerin bulunmasındaki zorluklar gibi günümüz teknolojisinin getirdiği avantajları karşılamaya yetmemektedir. Santralların rehabilitasyon ve modernizasyona tabi tutulmasının başlıca nedenlerini şöyle sıralayabiliriz. Günümüz teknolojisiyle üretilen türbin ve generatörlerin verimleri çalışan ünitelere göre (kuruluş yıllarına bağlı olarak) %5 10 arasında artmıştır.

5 Yaşlanmaya bağlı olarak ünitelerin verimlerinde yaklaşık yılda %0,2 düşüş meydana geldiği kabul edilen bir gerçektir. 15 yıl ve üstünde çalışan santrallarımızda bu durum santrallarımızın proje değeri veriminin yaklaşık % 3 10 oranında düşmesine sebep olduğu tahmin edilmektedir. Otomasyon alanında gelişen teknolojiyle (SCADA sistemi); ünitelerin optimum çalışma noktalarında çalıştırılması, teçhizatın hasar görmesini engelleyecek erken teşhis sistemini ve beklenmedik zamanlarda karşılaşabileceğimiz arızalara karşı emniyetli çalışma imkanları sağlanmaktadır. Yedekleri bulunamayan eski teknoloji kontrol, kumanda, alarm, gösterge ve ölçü aletleri işletmecilik ve bakım onarım işlerinde zorluklar getirmektedir. Uzun yıllardır çalışmakta olan Hidroelektrik santrallarımızda; Kavitasyon olayının türbin çarklarında meydana getirdiği hasarların kaynak tamiratı ile giderilmesi sonucu, çark kanatlarının formlarının bozulması nedeniyle güç ve verim kaybına sebep olmaktadır. Ayar kanatlarındaki aşınmalar sonucu su kaçakları aşırı boyutlara ulaşmaktadır. Mekanik kumanda ve kontrol sistemleri işletme prensiplerine hızlı cevap verememektedir. Generatör sargılarının yalıtım sınıflarının düşük kalmaları, uzun yıllar çalışma sonucu, malzemenin deformasyonu generatörlerin nominal yükte dahi zorlanmalarına neden olmaktadır. Kontrol, kumanda ve koruma cihazlarının günümüz teknolojilerinden faydalanılarak değiştirilmesi gerekmektedir.

6 İkaz sistemlerinin statik ikaz sistemiyle değiştirilmesi gereklidir. Dinamik ikaz sisteminde kullanılan DC generatörün kaldırılması verimi artıracaktır. Çevreye olan zararlarından dolayı bugün kullanılmamaları yasaklanmış olan PCB içeren trafoların değiştirilmesi gerekmektedir. Ölçüm ve gösterge cihazları modernize edilmelidir. Bugün hidroelektrik santrallarımızın özgül su sarfiyatı belli ayar kanadı açıklıklarında, göl kotuna göre güç optimizasyonuyla tahmini olarak hesaplanmaktadır. Gerçek debinin hesaplanamaması nedeniyle santrallarımızdaki kwh başına harcanan su miktarı da yaklaşık olarak belirlenebilmektedir. Dolayısıyla gerçek verim hesabı da yapılamamaktadır. Oysa günümüz teknolojisiyle % 2 hata ile gerçek debi değeri ölçülebilmektedir. Santrallarımızda yapacağımız rehabilitasyon çalışmalarında öncelikle ele alınacak konulardan biride kwh başına harcanan su miktarının gerçek tespiti olacaktır. Uzun yıllar işletilmekte olan santrallarımızın, gerek eski teknoloji tasarımı oluşu, gerek malzeme yorulmaları ve gerekse yapılan tamir ve onarımlar nedeniyle malzemenin hem evsafının hem de formlarının bozulması neticesinde verimleri son derece düşmüştür yılında Japon uzmanlarının 6 ayrı santralımızda yaptıkları inceleme sonucunda verim değerlerinin yılda yaklaşık %0,2 düştüğünü tespit ettikleri tablolarda verilmektedir. Günümüz teknolojisi de Hidroelektrik santral veriminin %95 lerin üzerinde seyrettiği göz önüne alındığında, kaybımızın ne ölçüde büyük olduğu göz önüne serilmektedir.

7 Hidroelektrik santrallardan beklenen en önemli faktörler emre amadelik, işletme güvenirliği, işletme emniyeti ve işletme kolaylığıdır. Bu nedenle ileri ülkelerdeki Hidroelektrik santralların tamamı SCADA sistemiyle teçhiz edilmiştir. Bu sistem ile kişisel bilgisayarda sahadaki teçhizatlara ait her türlü ölçüm ve kontrol bilgilerini görmek mümkün olacaktır. Sahada bulunan teçhizatlara ait bilgiler bilgisayarda arşivlendiği için anlık ve geriye dönük raporlar alınabilecektir. Operatör bilgisayar üzerinden vereceği bir komut ile her türlü manevra işlemlerini yapabilecektir. Arızalar konusunda arşiv bilgileri değerlendirilerek arıza kaynağı ve arıza sebebi konusunda elimizde yeterli veri bulunacaktır. SCADA sisteminin bu özelliği insan faktörüne bağlı hataları ortadan kaldıracağı için hata oranını sıfıra oldukça yaklaştırmaktadır. Ayni zamanda eldeki bilgi birikimi yapılacak analiz ve araştırma çalışmalarına kaynak olacak olup, verimlilik ve ekonomiklilik çalışmaları için gerekli bilgileri de içerecektir. Ayrıca yakın bir zamanda Enerji sektöründe serbest piyasa şartlarına geçileceği bilinmektedir. Bunun gerektirdiği anlık değer toplama ve değerlendirme işlemleri içinde elektronik ortamda bilgilerin bulunmasının ve değerlendirilmesinin gerekli olacaktır. 3. REHABİLİTASYON HAZIRLIKLARI Rehabilitasyon kapsamına aldığımız santrallarımız ile ilgili 2004 yılına kadar yapılan çalışmalar hazırlık çalışması olarak nitelenebilir. Kuruluşumuza bağlı Hidrolik Santralların mevcut problemlerini tespit etmek üzere her bir santraldan gerekli veriler toplanmıştır. Bu sorunlardan rehabilitasyon kapsamına alınanlar ile ilgili veriler Merkez de ilgili Daire Başkanlığında toplanarak gerekli ön hazırlık çalışması yapılmıştır. Rehabilitasyon kapsamına alınan sorunların çözüm yöntemleri araştırılmıştır.

8 Piyasa araştırması yapılarak işin tahmini mali boyutu belirlenmeye çalışılmıştır. Rehabilitasyon kapsamına alınan işlerin termin planı hazırlanmıştır. İlgili işletmenin çözebileceği sorunlar konusunda İşletme Müdürlüklerimiz yönlendirilmiştir. 4. REHABİLİTASYON ÇALIŞMASINDAN BEKLENTİLER 2004 yılı Temmuz ayı sonunda Fransız EDF firması ile sözleşme imzalanarak önemli santrallarımızın rehabilitasyonu ile ilgili olarak fizibilite çalışmalarına başlanılmıştır. Ön çalışmalar Mayıs 2005 yılında tamamlanmıştır. Bu çalışmalar sonucu 5 projenin ön fizibilitesi yapılmıştır. Bu 5 projenin başlıkları şöyledir. a. Keban Hidrolik santralının rehabilitasyonu, b. Sakarya havzasındaki hidrolik santralların rehabilitasyonu c. Fırat havzasının tek merkezden kontrolu d. Türbin verimlerinin artırılması projesi e. Yan hizmetlerin geliştirilmesi projesi En ekonomik bulunan Keban HES in rehabilitasyon projesinin fizibilite raporu EDF ile birlikte hazırlanmıştır. Keban HES de yenilenmesi gereken bölümler özet olarak şöyle olacaktır. - Türbin çarkı ve kanatları - Salyangoz ve ayarlanabilir kanatlar - Generatör stator ve rotor sargıları - Hız regülatörü - Voltaj regülatörü - İkaz sistemi - Ölçü kontrol ve scada sistemi - YG ve OG Elektrik sistemi Dolayısıyla yapılacak yaklaşık 70 milyon dolarlık yatırımla santralın verimi, emre amadeliği ve güvenirliliği artırılacak ve bu yatırım yılda ilave milyon dolar getiri sağlayarak 3,5 4 yılda kendisini amorti edecektir.

9 Diğer kalan 4 proje ile ilgili olarak fizibilite raporu çalışmaları devam etmektedir. Ancak burada üzerinde dikkatle durulması gereken bir konu türbin verimlerinin artırılmasıdır. Türbinlerdeki verim 1960 larda %88, 1990 larda %90 civarında iken bugün %95 leri aşmaktadır. Yapılan bir ön çalışmaya dayanarak bazı santrallarda olabilecek verim artışları aşağıda listelenmiştir. Santral adı Yaş Güç (MW) Üretim milyon kwh/yıl Ünite sayısı Verim artışı % Keban ,5 Karakaya ,4 Hasan Uğurlu ,5 Altınkaya , ,4 Kesikköprü ,2 Gökçekaya ,3 Doğankent 25 74, ,2 Aslantaş ,8 Sarıyar ,7 Hirfanlı ,2 Suat Uğurlu ,1 İkizdere 45 18, ,0 Almus ,3 Demirköprü ,2 Kapulukaya ,1 5. SONUÇ Rehabilitasyon ve Modernizasyon işleminden beklenen sonucun alınması için santrallarımızın durumunun ortaya konması önem kazanmaktadır. Kullanılacak sistemde aranacak kriterlerin uzun vade de ek maliyet getirmemesine dikkat edilmelidir. Sistem yazılımlarının ve teçhizatlarının standartları belirlenmeli, yedekleme ihtiyacının getireceği maliyeti azaltmak için tercih edilmesinde ve temin edilmesinde piyasa şartları göz önünde bulundurulmalıdır. Rehabilitasyondan elde edilebilecek ek üretimin en ucuz kaynak olduğu da unutulmamalıdır.