CTP Team Genel Müdürü Özkan Çetin, Çimko Narlı Fabrikasında gerçekleştirilen ‘Atık Isıdan Enerji Üretimi Projesi’nin fabrikanın verimlilik ve sürdürülebilirlik hedeflerini nasıl desteklediğini anlattı

CTP Team Genel Müdürü Özkan Çetin, Çimko Narlı Fabrikasında gerçekleştirilen ‘Atık Isıdan Enerji Üretimi Projesi’nin fabrikanın verimlilik ve sürdürülebilirlik hedeflerini nasıl desteklediğini anlattı

Öykümüz, CTP Team SrI’nin Atık Isı Geri Kazanım (Waste Heat Recovery-WHR) santralinin kurulmasına ilişkin yatırımlar hakkında ekibimizin Çimko Narlı Çimento Fabrikasının teknik ekibi ile görüşmeleri ile başladı. Çimento fabrikalarının en büyük maliyet kalemlerinden biri olan elektrik tüketimine çözüm olması amacı ile Enerji Verimliliği kapsamında ele alınan yatırım sayesinde Klinker Soğutma Ünitesinden çıkan atık ısıdan, fabrikanın yıllık yaklaşık %12’lik enerji ihtiyacı karşılanması hedeflendi. Anahtar teslim olarak üstlendiğimiz bu projede bizleri asıl gururlandıran, mühendislik, imalat, montaj ve devreye alma aşamalarının tamamını kendi işgücü kaynağımız ve teknolojimiz ile gerçekleştirmiş olmamızdır. Projenin teknik detaylarına değinecek olursak;

Tercih edilen teknoloji

CTP Team, Çimko Narlı Fabrikası Atık Isıdan Elektrik Üretim Projesi için, fabrikanın proses tasarım koşulları, çevre bilgileri yanı sıra yatırımın ekonomikliğini dikkate alarak, Avrupa’da ve ABD’de birçok Çimento fabrikasının tercih ettiği, yenilikçi, yeraltı kaynaklarını tüketmeyen, ORC (Organic Rankine Cycle) teknolojisine dayanan yeni bir Atık Isı Geri Kazanım sistemi teklif etmiştir. Türkiye’de ilk kez uygulanacak olan sistem, fabrikanın teknik ekibi tarafından seçilmesi sonrası, projenin başlangıcı ile gerek kendi ekibimizde gerekse Çimko Narlı Fabrikasında büyük bir heyecan uyandırmıştır.

ORC Teknolojisi: Kapalı bir devredeiki aşamalı ısı aktarım süreci

WHR elektrik üretim sistemi “düşük ısılarda” NET elektrik üretimini en yüksek düzeye çıkarmak için tasarlanmıştır: P (net) elektrik = P (brüt) elektrik – P (iç) tüketim.

Sistemin çalışma prensibi ana hatları ile şu şekildedir; Klinker soğutma ünitesinden çıkan atık sıcak gaz sistemin kazan ünitesine beslenir. İlgili atık gaz, kazan ünitesi içerisindeki ‘Isı Transfer Yağı’nı ısıtır, böylece atık gazın içerisindeki termal ısı transferi gerçekleşir. 

Devamında ise, kazan içindeki ısı transfer yağı, üzerindeki ısı enerjisini, özel dış ısı eşanjörleri sayesinde ORC sistemindeki diğer “cyclopentane-siklopentan“sıvısına aktarır ve ilgili sıvının gaz fazına geçmesini sağlar. Organik Rankine Çevriminde, gaz fazına geçmiş organik sıvının 8,2 kVA turbo jeneratöre bağlı bir 3000 RPM türbininde genleştirilmesi sonucu sistem elektrik enerjisini üretmektedir.

Projemizde Isı Geri Kazanım Kazanları CTP tarafından tasarlandı ve üretildi 

CTP Team, ısı geri kazanım kazanlarını çok sayıda faktör arasında bir denge oluşturarak tasarlamış ve boyutlandırmıştır. İlgili faktörler arasında aşağıdakiler yer almaktadır;

• Eşanjörler arasındaki  gaz hızı - Bu faktör kazan boyutunda önemli bir rol oynamaktadır, ileri düzey proses bilgisi gerektirmektedir. 

• Toz içeriği ve tozun niteliği  - (örn: aşındırıcı veya yapışkan)  Normalde bundle’a sıcak gaz verilirken en uygun yaklaşımın belirlenmesinde dikkate alınır ve CFD modellemesi ile optimize edilir. 

• Eşanjörler arasındaki  termal yağın hızı - Boru dışındaki gaz hızıyla birlikte, bu faktör genel alışveriş katsayısını etkiler. 

• Termal yağ çalışma basıncı - Bundle içerisindeki yağ yolu uygun bir şekilde seçilerek devredeki basınç düşmeleri minimum düzeyde tutulur ve sirkülasyon için gereken güce sahip olması sağlanır.  

Yukarıdaki faktörlerin tamamı gerek kazan tasarımına gerekse sistemin tamamının tasarımına homojen bir şekilde entegre edilmiştir. 

CTP olarak güçlü yönlerimizden birisi de, ORC sistemi türbin üreticileriyle olan güçlü teknik ve ticari bağlantılarımızdır. CTP, endüstriyel süreçler, anahtar teslim proje yönetimi ve ekipman entegrasyonu hakkında derin bilgi birikimine, güçlü bir teknolojik ve ticari yapıya sahiptir.

Dikkat Edilmesi Gereken Kritik Noktalar

Uygun noktada proses entegrasyonu   

Proses gaz dengesi açısından, ORC sistemi gaz alma bağlantı yeri ve noktası en önemli konudur. Döner Fırın ve Klinker Soğutma ünitelerindeki gaz akışındaki dengesizliklerine tepki verebilme ve sistemde herhangi bir gaz türbülansına sebebiyet vermemek önemlidir. Gerçek anlamda atık gazın kullanılması gerekmektedir. CTP Team’ın çimento üretim süreçleri hakkındaki derin bilgi birikimi sayesinde, üretim parametrelerini etkilemeksizin, sadece Klinker soğutma ünitesinden çıkan atık gaz kullanılarak WHR tesisi mevcut fabrikaya tam olarak entegre edilmiştir. Bu bağlamda sistemi tam entegre hale getirmek için; otomasyon, mekanik ve elektrik ara yüzlerin tamamı CTP tedarik kapsamına alınmıştır. 

Anahtar Teslim Sistem    

Anahtar Teslim EPC proje kapsamında:

Mühendislik: Proje kapsamında genel yerleşimlerin yapılması, ORC Ünitesi yerleşimi, kazan yerleşimi ve dizaynı CTP kapsamında yapılmıştır. Ayrıca detay mühendislik çalışmaları, inşaat kapsamında temel ve detay betonarme ve çelik mühendislik tasarımı, elektrik ve otomasyon detay mühendislik çalışmaları CTP kapsamında tamamlanmıştır. 

Satın alma ve İmalat: Tüm ekipman tedarikleri Avrupa menşeili markalardan oluşan “vendor/tedarikçi listesinden” tedarik edilmiştir. Tüm çelik imalatlar Adana’da yerleşik CTN Makine fabrikamızda yapılmıştır.

Montaj: Mevcut soğutucu kanallarının tadilatı ve değiştirilmesi, inşaat işleri, çelik mekanik montaj işleri, elektrik ve otomasyon montaj işlerinin tamamı CTN Makine ekibimiz tarafından gerçekleştirilmiştir. 

Devreye Alma: Sistemin devreye alınması, fabrika operatörlerinin eğitilmesi, dokümantasyon, devir-teslim ve garanti şartlarının sağlanması ile projemiz tamamlanmıştır. 

Yukarıda belirtilen tüm adımlar Avrupa standartlarında yapılmıştır. 

Hızlı Teslimat Süreci    

Sözleşmenin imzalanmasına müteakip sistem 14 ay gibi kısa bir süre içinde hizmete alınmıştır. 

Çimento Üretim Sürecinde Ek Enerji Tasarrufları

Filtreleme süreci için gaz soğutmanın talep edildiği durumlarda (örn: Torba Filtresi), WHR ısı yayılım kapasitesi, kısmen söz konusu ekipmanların yerine kullanılarak hava-hava ısı eşanjörleri veya soğutma kulesi gibi mevcut gaz soğutma sistemlerinin enerji ve su tüketimleri azaltmaktadır.

Bugün, Çimko Narlı Fabrikası gerçekleştirmiş olduğu WHR projesi ile, fabrikanın sürekli çalıştırılması halinde günde 110 bin KwH mertebelerinde ek elektrik üretimi gerçekleştirilebilecektir. Diğer bir deyişle, bir yılda beklenen net elektrik üretimi 36 milyon kWh olacaktır. Bu rakam ise, sistemin, çimento fabrikasının mevcut elektrik ihtiyacının yaklaşık %12’sini karşılayacağı ve çevre açısından bir yılda yaklaşık 15.000 ton CO2’nin doğaya salınmayacağı anlamına gelmektedir. Sistemin devreye alınması ile tüm WHR tesisi bir Scada sistemiyle yönetilmekte olup CTP tarafından uzaktan bağlantı ile takip edilmektedir. 

Kısacası, kurulan sistem, atık ısıdan enerji elde ederken, teknolojisi sayesinde su gibi doğal kaynakların kullanımına ihtiyaç duymadan, tamamen otomatik ve uzaktan izlenebilen bir ünitedir.