Buhar Nedir – Buhar Gücü Nasıl Elde Edilir

Buhar Nedir – Buhar Gücü Nasıl Elde Edilir

Buhar gücü Sanayi Devrimini getirdi, ama günümüzde hemen hemen hiç buhar makinasına rastlanmaz. Bununla birlikte, elektrik üre timinde buhar gücünden (türbin döndürme anlamında) hâlâ başlıca hareket’ sağlayıcı güç olarak yararlanılmaktadır.

Modern Güç Saatralları

Buhar Nedir - Buhar Gücü Nasıl Elde EdilirModern bir termik güç santralında yüksek basınçlı buhar elde etmek için kazan borularında dolaşan su, kömür yada yağ yakarak yada nükleer reaktörden elde edilen ısı ile kaynatılır (1). Buhar, borulardan geçerek, üzerinde tek bir mile takılı, pervaneye benzer bir dizi kanadın bulunduğu türbine gider. Memelerden kanatlara doğru püskürtülen buhar, türbini döndürür. Türbin milinin ucuna bağlı bir jeneratör de milin dönme hareketini elektrik gücüne dönüştürür.

Güç santralının üç elemanı, yani kazan, türbin ve jeneratör, en verimli makinanın yapılabilmesi için önemli ölçüde geliştirilmiştir. Sonuç olarak, elektrik üretiminin verimi (verilen ısı enerjisine karşılık alman elektrik enerjisi) 1900 yılında yüzde 5 iken 1975 yılında yüzde 40’a yükselmiştir. Başka bir deyişle, verimde bu artış- sağlanmasaydı, bir güç santralı aynı miktarda elektrik üretebilmek için bunun sekiz katı kadar yakıt kullanmak zorunda kalacaktı.

Büyük bir enerji santralının kazanı, bugün saatte 200 ton’a varan toz kömür yakmaktadır. Dekovil vagonları kömürü santrala getirip büyük depolara boşaltırlar, buradan da kömür, taşıyıcılarla kazana aktarılır. Tartılan ve öğütülerek toz haline getirilen kömür, havayla karıştırılıp vantilatörlerle madeni kanallardan ocağa gönderilir.

Buharın Elde Edilmesi

Kazan, suyu aktaran dik borularla çevrili baca şeklinde uzun bir yapıdan oluşur. Kömür-hava karışımının yanmasıyla elde edilen ısı, suyu kaynatarak buhar üretir. Bu buhar, önce buhar fıçısı içinde toplanır, sonra daha da yüksek sıcaklıklara çıkmak üzere kazanın en sıcak bölümündeki bir dizi borudan geçerek iyice kızdırılır.

Kızdırıcıdan sonra buhar doğruca türbinlere (2) gider. Buhar, önce yüksek basınçlı türbine giderek, sabit türbin bıçaklarının arasından geçer. Bu bıçaklar meme görevi görürler ve püsküren su-buharı döner bıçaklara yöneltirler. Buhar bıçakların arasından geçerken rüzgarın yel değirmenini döndürmesi gibi, türbini döndürür Yüksek basınçla kazandan çıktıktan hemen sonra buhar, kazana gönderilerek yeniden ısıtılır; sonra orta ve alçak basınçlı türbinlerden (3) enerjisini derece derece verip dönme gücü üreterek geçer

Sonunda, enerjisinin çoğunu tüketmiş olan buhar, bir yoğunlaştırıcıda gene suya dönüşür. Yoğunlaştırıcı, içinde soğutma boruları bulunan büyük bir kaptır. Bu boruların içinde dolaşacak soğuk su çevredeki bir akarsudan sağlanır. Soğutucu su, buhardaki son ısıyı da alarak yeniden ısınmak üzere kazana gidecek sıcak suyu oluşturur. Yoğunlaşma sonucunda, yoğunlaştırıcının içinde bir vakum oluşur, bu vakum yoluyla da buhardan daha fazla enerji alınması sağlanır.

Türbin milinin hızı, onu döndüren elektriğin frekansı ile belirlenir. İngiltere ve öteki birçok Avrupa ülkesinde bu hız dakikada 3000 dönüş (saniyede 50 dönüş) yani 50 herz’lik (saniyedeki çevrim sayısı) bir değişken akım karşılığıdır. Amerika Birleşik Devletleri’nde bu hız normal olarak dakikada 3300 dönüş, yani 60 Hz’dır.

Elektrik jeneratörü, iki elektrik bobininden (2) oluşur. Bunlardan «rotor» adını alan bir tanesi türbin mili üzerine takılıdır ve mille birlikte döner. Tabana bağlı olan ve rotorun dışını örtecek şekilde yapılan bölme ise «stator» adını taşır. Stator ve rotorun bağlı hareketi elektriği üretir.

Jeneratörler ve Verimleri

Yüksek verim elde etmek için, jeneratörü sürekli soğutmak gerekir. Bir zamanlar doğal yolla yada vantilatörlerle zorlama soğutma yapılırdı, ama 1950’lerden bu yana daha verimli olduğu için hidrojen gazı kullanılmaya başlandı. Rotor ve stator ısıyı düşüren bir hidrojen ortamında çalışır. En son modellerde rotor bobinleri, aralarından hidrojen geçen bakır borulardan imal edilmeye başlanmıştır. Stator bobinleri ise hidrojen tüpleriyle teker teker soğutulur. «Doğrudan soğutma» yada «iç soğutma» adı verilen bu teknikle, jeneratörün verimi iki katına çıkarılabilir.

Jeneratör 25.000 Volt dolaylarında elektrik üretir. Ev araçlarının çoğu için 250 Volt yeterlidir, ama elektriği uzaklara yüksek gerilimde taşımak daha ekonomiktir. Bu nedenle dağıtımı yaparken gerilim. ilk olarak bir transformatör ile yükseltilir (İngiltere’de 275.000 yada 400.000 Volt). Bu da, ülkeye yayılmış olan üretim santrallannı birbirine bağlayan ulusal şebekeyi besler.

Üretim santrallannı birleştirmek, bütün şebekenin en ekonomik şekilde çalışmasını sağlar. Kısmi yükle çalışan büyük bir jeneratörün verimi düşer. Bu nedenle, isteği karşılamak için verimi düşürmektense jeneratör tümüyle kapatılarak, tam yükte çalışan bir başka santraldan yararlanmak daha uygundur. Elektrik dağıtımında sorumlu olan yetkililer «değer sırasına» göre hazırlanmış bir listeden yararlanırlar. Talebin azaldığı durumlarda santralların hangi sıraya göre kaoatılacağı,- başta en ekonomik santralin yeraldığı bir listeye »öre karşılaştırılır. Böylece en ucuz santralların taban yükü denilen yükte sürekli çalıştırılmaları sağlar

Etiketler:

Yorum yazın