فعالیت های عرفان برق

فعالیت های عرفان برق (6)

جمعه, 23 بهمن 774 ساعت 00:00

تولید آب مقطر

نوشته شده توسط
Print Friendly

آب مقطر یا آب چکیده آبی است که ناخالصی آن به شیوه تقطیر گرفته شده باشد. در این شیوه آب را جوشانده و بخار آب را به ظروف دیگری انتقال می‌دهند. دمای جوش در آب چکیده پایین‌تر از آب معمولی است.

روش های مختلفی برای تولید آب مقطر وجود دارد:

۱- جوشاندن و تقطیر کردن

۲- عبور آب از روی رزین

۳- تصفیه بوسیله فیلترهای اسمز معکوس و نانو فیلتر

البته می توان روش های بالا را با هم و یا جدا از هم استفاده نمود.

آب مقطر در باتری اسیدی مورد استفاده اتومبیل‌ها و کامیون‌ها استفاده می‌شود.

نکته‌ها

۱- نکته موجود در روش جوشاندن و تقطیر این است که در حجم های بالا کار چندان به صرفه ای نیست و همچنین آب بدست آمده در این روش درجه خلوص بالایی ندارد و املاح همراه با بخار تقطیر می شود . برای راندمان بیشتر در روش تقطیر باید فشار هوا را کمتر و دما را بیشتر کرد که این کار باعث زودتر به جوش آمدن آب می شود. باید این نکته را در نظر داشت که نا خالصی ها باعث ایجاد رسوب میشود.

۲- در روش عبور از رزین این نکته مد نظر است که رزین خود نیاز به احیا دارد و این کار نیاز به دقت دارد . و مدت زمان احیا سازی رزین را از دو روش دستی و دیجیتالی بدست میآورند روش دیجیتالی : میدانید که ناخالصی در آب باعث ایجاد رسانایی می شود. با توجه به این موضوع دستگاه های محاسبه اتوماتیک ساخته می شود . روش آزمایشگاهی : با چند بار آزمایش و گرفتن درصد خطا با شرایط محیطی این زمان مشخص میشود.

۳- در روش تصفیه بوسیله فیلترهای اسمز معکوس و نانو فیلتر آب را تحت فشار به پشت نانو فیلتر ها می فرستند و از طرف دیگر آب مقطر بدست می آید . این تکنولوژی به لطف نانو فیلتر ها و اندازهٔ ذرات مولکول های آب امکان پذیر می شود. نانو فیلتر ها دارای سوراخهای ریزی هستند که مولکولهای آب از آن رد می شوند اما دیگر ناخالصی ها گذر نمی‌کنند. با این تکنولوژی می توان آب دریا را آشامیدنی کرد.

ویژگی های شیمیایی و فیزیکی

- pH آب مقطر خنثی و در حدود 7 می‌باشد.

- رسانایی ویژه آب مقطر (عکس مقاومت) بسیار کم است. زیرا رسانایی الکتریکی آب با انحلال نمک ها در آن افزایش می‌یابد.

- دمای جوش آن به دلیل خالص بودن پایین تر از آب ‌های طبیعی می‌باشد.

- به علت عدم وجود مواد محلول، خاصیت خورندگی ندارد.

- آب مقطر همانند آب معمولی، نوشیدنی مطلوب و گوارایی نیست و طعم خود را به دلیل حذف یون های موجود، از دست داده است.

روش های تهیه آب مقطر

سیستم های تصفیه آب

تصفیه آب  (Water Purification)‏، به فرآیندهایی گفته می‌شود که طی آن مواد شیمیایی نامطلوب، آلاینده‌های بیولوژیکی، جامدات معلق و گازها از آب آلوده حذف می‌شوند، تا قابل آشامیدن یا مصرف کشاورزی گردد. به طور کلی روش‌های مورد استفاده عبارتند از فرآیندهای فیزیکی مانند فیلتراسیون، تقطیر  و فرآیندهای زیستی مانند  فیلترهای شنی  و فرایندهای شیمیایی مانند  ازناسیون ،  استفاده از تابش الکترومغناطیسی مانند اشعه ماوراء بنفش .

فرآیند  تصفیه آب  ممکن است به کاهش غلظت ذرات معلق یا ذرات محلول در آب از جمله ذرات معلق ، انگل ها ، باکتری ها ، جلبک ها ، ویروس ها ، قارچ ها و طیف وسیعی از مواد محلول و ذرات معلق موجود در آب منجر شود.

تاريخچه :

آب مقطر

حتماً همه شما تا کنون اسم آب مقطر را شنیده اید و یا شاید حتی کار کردن با آن را در آزمایشگاه تجربه کرده اید، ولی آیا تاکنون از خود پرسیده اید که واقعا آب مقطر چیست و چگونه تهیه می شود و با آب معمولی چه تفاوتی دارد؟ آیا تاکنون این سوال برای شما پیش آمده است چرا در آزمایش ها از آب مقطر استفاده می کنیم؟ ما در اینجا قصد داریم شما را با پاسخ این پرسش آشنا سازیم.

آب چکیده یا "آب مقطر"، آبی است که بسیاری از ناخالصی های آن به شیوه تقطیر گرفته شده باشد. همان گونه که می دانید آب دارای املاح و یون هایی است که به طور طبیعی در آن یافت می شود که با سختی موقت و دایم شناخته شده می ‌باشند. برای تهیه آب مقطر، آب را جوشانده و بخار آب را به ظروف دیگری انتقال می‌دهند. اگر بخار آب حاصل را سرد کنیم بخار به مایع تبدیل شده و آب مقطر به دست می‌آید. با تکرار تقطیر می‌توان آب مقطر با خواص بهتری را به دست آورد.

تاریخچه استفاده از آب مقطر به 200 سال پس از میلاد مسیح بر می گردد که برای تهیه آب نوشیدنی در زمان های کم آبی و خشکسالی، از تقطیر آب دریا استفاده می کردند.

نوع دیگری از آب که در آزمایشگاه ها به کار برده می شود، آب دیونیزه (یون زدایی) می باشد. تفاوت آب مقطر و آب دیونیزه در درصد خلوص آنها می باشد آب مقطر را به وسیله دستگاه های معمولی آب مقطرگیری قبلا توضیح داده شد تهیه می ‌کنند و این آب توسط شیلنگی از دستگاه خارج می شود و در ظرف استریل جمع آوری می شود و بدین صورت آب مقطری که فاقد املاح نمکی است به دست می آید، اما، آب دیونیزه درجه خلوص بالاتری نسبت به آب مقطر دارد و برای تهیه آن از دستگاه دیونایزر (یون زدا) استفاده می ‌کنند که دارای ستون هایی از رزین با بارهای مثبت و منفی است، که یون های مثبت و منفی آب توسط این رزین ها گرفته می شود. به علت گران بودن تهیه آب دیونیزه، از این آب در واکنش های بسیار مهم و حساس استفاده می شود.

در آزمایشگاه برای استفاده از آب مقطر از وسیله ای به نام "پی ست" استفاده می ‌شود. از آب مقطر در آزمایشگاه به عنوان حلال، به عنوان ماده اولیه برای شرکت در واکنش های شیمیایی، به عنوان ماده واسطه برای خارج کردن مواد ناخواسته و به عنوان بستر یا محیط واکنش استفاده می شود.

pH آب مقطر خنثی و در حدود 7 می‌باشد. رسانایی ویژه آن (عکس مقاومت) بسیار کم می‌باشد. زیرا رسانایی الکتریکی آب با انحلال نمک ها در آن افزایش می‌یابد. دمای جوش آن پایین تر از آب ‌های طبیعی می‌باشد و به علت عدم وجود مواد محلول، خاصیت خورندگی ندارد. با رسوب کربنات ها، سولفات ها و نیترات ها و سایر یون‌های محلول در آب، دیگ بخار پس از مدتی جرم و رسوب گرفته و باید تمیز شود.

همچنین ضروری است گفته شود که آب مقطر همانند آب معمولی، نوشیدنی مطلوب و گوارایی نیست و طعم خود را به دلیل حذف یون های موجود، از دست داده است.

آب مقطر یا آب چکیده آبی است که ناخالصی آن به شیوه تقطیر گرفته شده باشد. در این شیوه آب را جوشانده و بخار آب را به ظروف دیگری انتقال می‌دهند. دمای جوش در آب چکیده پایین‌تر از آب معمولی است.

روش های مختلفی برای تولید آب مقطر وجود دارد:

۱- جوشاندن و تقطیر کردن

۲- عبور آب از روی رزین

۳- تصفیه بوسیله فیلترهای اسمز معکوس و نانو فیلتر

البته می توان روش های بالا را با هم و یا جدا از هم استفاده نمود.

آب مقطر در باتری اسیدی مورد استفاده اتومبیل‌ها و کامیون‌ها استفاده می‌شود.

۱- نکته موجود در روش جوشاندن و تقطیر این است که در حجم های بالا کار چندان به صرفه ای نیست و همچنین آب بدست آمده در این روش درجه خلوص بالایی ندارد و املاح همراه با بخار تقطیر می شود . برای راند و ماند بیشتر در روش تقطیر باید فشار هوا را کمتر و دما را بیشتر کرد که این کار باعث زودتر به جوش آمدن آب می شود. باید این نکته را در نظر داشت که نا خالصی ها باعث ایجاد رسوب میشود.

۲- در روش عبور از رزین این نکته مد نظر است که رزین خود نیاز به احیا دارد و این کار نیاز به دقت دارد . و مدت زمان احیا سازی رزین را از دو روش دستی و دیجیتالی بدست میآورند روش دیجیتالی : میدانید که ناخالصی در آب باعث ایجاد رسانایی می شود. با توجه به این موضوع دستگاه های محاسبه اتوماتیک ساخته    می شود . روش آزمایشگاهی : با چند بار آزمایش و گرفتن درصد خطا با شرایط محیطی این زمان مشخص میشود.

۳- در روش تصفیه بوسیله فیلترهای اسمز معکوس و نانو فیلتر آب را تحت فشار به پشت نانو فیلتر ها می فرستند و از طرف دیگر آب مقطر بدست می آید . این تکنولوژی به لطف نانو فیلتر ها و اندازه ذرات مولکول های آب امکان پذیر می شود. نانو فیلتر ها دارای سوراخهای ریزی هستند که مولکولهای آب از آن رد می شوند اما دیگر ناخالصی ها گذر نمی‌کنند. با این تکنولوژی می توان آب دریا را آشامیدنی کرد.

 

Print Friendly
چهارشنبه, 21 بهمن 774 ساعت 00:00

تولید سرما

نوشته شده توسط
Print Friendly

سيستم توليد همزمان سرما، گرما و الكتريسيته (CCHP)

چكيده

بهينه سازي انرژي به عنوان يك راهكار اساسي براي كاهش مصرف انرژي و نيز كاهش آلاينده هاي زيست محيطي در كشورهاي پيشرفته دنيا مطرح شده است. امروزه اين كشورها به بهينهسازي و مديريت انرژي به عنوان يك منبع جديد انرژي مينگرند. در اين ميان يكي از مهمترين راهكارهاي بهينه سازي انرژي انجام شده در تمامي اين كشورها با هدف افزايش بازده توليد انرژي و استفاده بهينه از منابع سوخت با بازده كلي 75 تا 90 درصد، استفاده از سيستم هاي توليد همزمان سرما، گرما و الكتريسيته ميباشد. فنآوريهاي توليد همزمان برق و حرارت، برق و يا توان مكانيكي توليد نموده و حرارت اضافي را براي مصارف مختلف از جمله گرمايش و سرمايش به صورت قابل ملاحظهاي بازيافت مينمايد. در اين ميان نقش چيلرهاي جذبي به عنوان منابع تامين انرژي سرمايشي بسيار با اهميت است.
سيستم هاي توليد همزمان كه به توليد انرژي الكتريكي در مقياس هاي كوچك و در نزديك محل مصرف پرداخته و بارهاي سرمايشي و گرمايشي مورد نياز را تامين مي كنند، علاوه بر اينكه موجب كاهش اتلافات ناشي از توزيع و انتقال برق در شبكه مي شوند موجب كاهش مصرف سوخت و در نتيجه كاهش آلودگي هاي زيست محيطي مي گردنند. در اين مقاله به بررسي نقش چيلرهاي جذبي در سيستم هاي توليد پراكنده همزمان برق و حرارت پرداخته و نشان داده شده كه صرفه جويي هاي حاصل از به كارگيري اين سيستم ها با توجه به مصرف بالاي انرژي هاي فسيلي در كشور و با عنايت به كاهش مصرف سوخت در كشور، موجب بازگشت هزينه سرمايه گذاري در كمتر از 6 سال شده و همچنين كاهش 50 درصدي مصرف سوخت را به همراه خواهد داشت.
در اين تحقيق ابتدا نيازهاي انرژي يك مجموعه مسكوني بزرگ شامل انرژي الكتريكي، سرمايش و گرمايش در تمام سال با كمك نرم افزار كرير انجام شده و سپس براي مجموعه مورد نظر يك طرح اوليه سيستم توليد همزمان ترسيم شده است. در ادامه با كمك نرم افزاركلمات كليدي: چيلر جذبي، ليتيوم برومايد، اندازه آزمايشگاهي، تناژ پائين، مقياس صنعتي EES تجهيزات سيستم توليد همزمان، اعم از موتور احتراق داخلي به عنوان محرك اوليه و منبع توليد انرژي الكتريكي و همچنين بويلر بازياب بخار و بويلر كمكي به منظور تامين بخار آب و نيز چيلر جذبي جهت تامين نيازهاي سرمايشي مجموعه، مدلسازي شده است. در نهايت نيز با انجام بهينه سازي به كمك نرم افزار MATLAB اندازه بهينه تجهيزات ذكر شده در سيستم توليد همزمان به گونه اي محاسبه شده است كه مجموع هزينه ساليانه سيستم بهينه باشد.
مقدمه:
سيستم هاي توليد همزمان به عنوان يكي از موثرترين راهكارها جهت تامين انرژي هاي مصرفي ساختمان در بخش تجاري و مسكوني مورد استفاده قرار مي گيرند. اين سيستم ها ضمن برآورده كردن همزمان نيازهاي انرژي ساختمان، با توجه به راندمان انرژي بالا، موجب كاهش مصرف انرژي و در نتيجه كاهش مصرف سوخت هاي فسيلي شده و نتايج ارزنده اي از جمله صرفه جويي قابل ملاحظه اي در هزينه هاي انرژي مصرف كنندگان و نيز كاهش آلاينده هاي زيست محيطي به همراه خواهد داشت. در اين ميان نقش چيلرهاي جذبي در سيستم توليد همزمان به عنوان تامين كننده بارهاي سرمايشي بسيار قابل توجه است.
هزينه هاي انرژي يك ساختمان، متشكل از هزينه هاي الكتريكي جهت تامين روشنايي و ديگر تجهيزات الكتريكي ساختمان و نيز هزينه هاي تامين گرمايش اعم گرمايش در فصول سرد و نيز هزينه تامين آبگرم مصرفي و بهداشتي در تمام طول سال مي باشد. بخش قابل ملاحظه اي از هزينه انرژي يك مجموعه مسكوني يا تجاري، هزينه هاي مربوط به تامين سرمايش در فصول گرم سال مي باشد. بارهاي سرمايشي ساختمان اغلب توسط كولرهاي آبي، گازي و يا چيلرهاي جذبي تامين مي شود. هرچند تامين سرمايش به حجم بارهاي سرمايشي و نيز شرايط اقليمي و موقعيت آب و هوايي منطقه مورد نظر وابستگي مستقيم دارد، وليكن مطالعات نشان مي دهد به كارگيري سيستم هاي جذبي به منظور تامين . سرمايش در ساختمان از لحاظ اقتصادي به صرفه تر خواهد بود.
نكته قابل توجه در اينجا لزوم دقت كافي و محاسبات كامل در برآورد بارهاي سرمايشي ساختمان و نيز بررسي دقيق هزينه هاي خريد، نصب، راه اندازي و تعميرات سيستم هاي سرمايشي به علاوه هزينه سوخت مصرفي در طول دوره معين در محل نصب مي باشد.
تجهيزات سرمايشي متنوعي اعم از كولرهاي آبي، كولرهاي گازي به صورت عملكرد يگانه و اسپليت و نيز چيلرهاي تراكمي و جذبي جهت تامين بارهاي سرمايشي در فصول گرم سال متداول است كه همانطور كه ذكر شد، انتخاب يك سيستم مناسب مي بايست بر اساس حجم بارهاي سرمايشي و نيز در نظر گرفتن اقليم مورد نظر صورت پذيرد. به عنوان مثال مي توان عنوان كرد كه به گارگيري كولر آبي در اقليم مرطوب توصيه نشده و كارآيي مناسبي نخواهد داشت و يا نصب چيلرهاي تراكمي و جذبي براي تامين سرمايش يك ساختمان مسكوني كوچك به صرفه نبوده و توجيه اقتصادي ندارد.
همانگونه كه ذكر شد كولر آبي به دليل هزينه اوليه نسبتا كم و سهولت در نصب و بهره برداري يك از متداولترين سيستم هاي سرمايشي كشور ماست كه ضمن تامين بارهاي سرمايشي، رطوبت محيط را نيز افزايش داده و به همين دليل در اقليم گرم و خشك بسيار مناسب مي باشد.با اين وجود عدم كارآيي اين تجهيزات در اقليم مرطوب و نيز مصرف قابل توجه آب در آنها موجب شده تا به كارگيري چيلرهاي تركمي و جذبي به خصوص در ساختمان هاي بزرگ رايج گردد.
چيلرهاي جذبي در مقايسه با نوع تركمي از هزينه اوليه بالاتري برخوردارند در عوض هزينه انرژي مصرفي آنها به طور قابل ملاحظه اي پايين تر است. به اين ترتيب كه مصرف انرژي گرمايي به جاي انرژي الكتريكي، در سيستم هاي جذبي هزينه هاي مصرفي سيستم را به طرز چشمگيري كاهش مي دهد. اين گرمايش مي تواند بصورت مستقيم از منابع .سوخت فسيلي نظير مشعل هاي گازي و يا از طريق بخار آب يا آب گرم تامين گردد.
بدين ترتيب مي توان اين گونه عنوان كرد كه سيستم هاي جذبي از مزيت نسبي در هزينه هاي مصرف انرژي برخوردار بوده و در صورتي كه انرژي گرمايي مورد نياز به صورت فراوان و ارزان در دسترس باشد اين مزيت دو چندان مي گردد. در سيستم هاي توليد همزمان، گرماي گازهاي خروجي از مولد توليد الكتريسيته كه مي تواند موتور احتراق داخلي و يا يك توربين گازي باشد، در يك بازياب كننده حرارت موسوم به مولد بخار يازياب Heat Recovery Steam Generator - HRSG به آب منتقل شده و توليد آب گرم يا بخار آب مي كند. بدين ترتيب گرماي اتلافي سيستم به انرژي گرمايي مفيد به صورت آبگرم يا بخار آب تبديل مي شود. اين انرژي گرمايي مفيد مي تواند بصورت مستقيم براي تامين گرمايش در ساختمان استفاده شده و يا چنانچه توضيح داده شد جهت تامين نيازهاي سرمايشي به عنون انرژي مورد نياز چيلر جذبي به كار گرفته شود. >br> به عبارت ديگر، در سيستم هاي توليد همزمان با توجه به وجود انرژي گرمايي ارزان قيمت به ميزان قابل توجه، نصب و راه اندازي سيستم جذبي از توجيه اقتصادي بالايي برخوردار بوده و صرفه جويي هاي ناشي از به كارگيري آن موجب بازگشت سرمايه هوليه سيستم در مدت كوتاهي مي گردد. در ادامه مدلسازي انجام شده در نرم افزار EES و سپس بهينه سازي به منظور تعيين نقاط بهينه كاركرد مجموعه توليد همزمان را كه منجر به مشخص شدن اندازه تجهزيات سيتم توليد همزمان مي گردد، تشريح مي شود.

2 - مطالعه موردي سيستم توليد پراكنده همزمان در بخش مسكوني

در اين مطالعه موردي سيستم توليد پراكنده همزمان جهت تامين تقاضاي انرژي الكتريكي، سرما و گرماي يك مجموعه مسكوني واقع در شهر تهران در نظر گرفته شده است. مجموعه ذكر شده يك ساختمان مسكوني ده طبقه داراي مجموع 40 واحد مسكوني است. بار الكتريكي ساختمان مجموع نياز الكتريكي ساختمان به دليل به كارگيري تجهيزات روشنايي و ساير وسايل الكتريكي مرسوم در ساختمان مي باشد. بارهاي سرمايشي نيز ميزان سرماي مورد نياز جهت تامين دماي آسايش در فصول گرم بوده و بارهاي گرمايشي مجموع تقاضاي لازم جهت گرمايش در فصول سرد و آبگرم مصرفي ساختمان است. بارهاي الكتريكي، سرمايي و گرمايي مجموعه توسط نرم افزار Carrier محاسبه شده و در مساله اعمال گرديده است .
سيستم توليد همزمان پراكنده مورد نظر جهت تامين بارهاي مجموعه ارائه شده كه قادر است ضمن تامين نيازهاي انرژي مجموعه، مازاد برق توليدي را به شبكه سراسري بفروشد. به منظور انتخاب اندازه بهينه تجهيزات سيستم مذكور مدلسازي ترموديناميكي سيستم طرح شده در نرم افزار شبيه ساز EES انجام شده و بهينه سازي سيستم كه منجر به ارائه طرح بهينه مي شود، با كمك برنامه نويسي در نرم افزار MATLAB صورت پذيرفته است.
سيستم توليد پراكنده ارائه شده همان گونه كه در شكل مشاهده مي شود شامل يك محرك اوليه است كه ضمن توليد الكتريسيته و تامين نيازهاي الكتريكي شبكه، با فروش مازاد الكتريسيته توليدي موجب درآمدزايي و صرفه جويي ساليانه در سيستم شده كه در نهايت هزينه هاي ناشي از خريد و نصب موتور احتراقي و مجموعه توليد پراكنده را جبران مي كند. محرك هاي اوليه متداول در سيستم هاي توليد پراكنده همزمان برق و حرارت موتورهاي احتراقي رفت و برگشتي گاز سوز 2 و نيز ميكروتوربين 3 مي باشند كه در سال هاي اخير پيشرفت بسياري كرده و با هزينه هاي نسبتا پايين و آلايندگي قابل قبول گسترش بسياري يافته اند. در اين پروژه به كارگيري هر دوي اين مولدها به طور جداگانه به عنوان محرك اوليه در مجموعه توليد همزمان انجام شده و نتايج آن ارائه شده است.

ساير تجهيزات سيستم شامل مولد بخار بازياب به منظور بازيابي حرارت خروجي از محرك اوليه و نيز مولد بخار گاز سوز كمكي و همچنين چيارهاي جذبي و تراكمي و نيز برج خنك كننده مي باشد. اندازه بهينه تمام تجهيزات مجموعه همان طور كه ذكر گرديد پس از انجام بهينه سازي حاصل مي گردد. عملكرد كلي سيستم بدين صورت است كه گرماي خروجي از محرك اوليه وارد مولد بخار بازياب شده و بخار اشباع با فشار 2 اتمسفر توليد مي كند. اين بخار براي تامين گرمايش مركزي و همچنين تامين آبگرم مصرفي ساختمان مورد استفاده قرار مي گيرد. بويلر گازسوز كمكي نيز جهت تامين بخشي از نياز گرمايشي به توليد بخار مي پردازد. همچنين بخشي از بخار توليدي در فصول گرم وارد چيلر جذبي شده كه وظيفه تامين سرمايش را بر عهده دارد. در اين بخش نيز يك چيلر كمكي الكتريكي (تراكمي) در مواقع اوج مصرف وارد مدار شده و نيازهاي سرمايشي را تكميل مي كند. اندازه تمام اين تجهيزات نيز بهينه شده تا هزينه كل مجموعه در سرمايه گذاري و مصرف انرژي ساليانه حداقل گردد.


-3 انجام بهينه سازي و انتخاب اندازه چيلر جذبي

همان گونه كه در مقدمه نيز عنوان شد پس از شبيه سازي ترموديناميكي سيستم در نرم افزار EES و با كمك كد نويسي در نرم افزار MATLAB اندازه بهينه تجهيزات سيستم محاسبه مي شود. تابع هدف بهينه سازي در اين پروژه مجموع هزينه هاي سرمايه گذاري و مصرف انرژي در مجموعه است و اندازه بهينه تجهيزات به نحوي صورت مي گيرد كه علاوه
بر تحميل كمترين هزينه، تامين كننده انرژي هاي مصرفي ساختمان يعني الكتريسيته، سرما و گرما باشد. لازم به ذكر
است كه هزينه تجهيزات سيستم و نيز تعرفه هاي خريد گاز و الكتريسيته از شبكه و نيز فروش الكتريسيته مازاد به شبكه
سراسري بر اساس قيمت هاي داخلي در كشور و بر مبناي قوانين موجود در وزارت نيرو و ساير ارگان هاي مربوطه اعمال
شده است. شكل زير تابع هدف را بر حسب پارامترهاي طراحي پس از انجام بهينه سازي نشان مي دهد.

 

پس از انجام بهينه سازي اندازه بهينه تجهيزات سيستم توليد همزمان مشخص مي گردد. همانگونه كه گفته شد، اين اندازه بهينه موجب كمينه شدن مجموع هزينه هاي ساليانه سيستم، اعم از هزينه سرمايه گذاري، تعمير و نگهداري و نيز هزينه هاي مصرف انرژي تجهيزات سيستم خواهد بود. همچنين در اين حالت مي توان نقاط بهينه را با نقاط بيشينه تقاضاهاي الكتريكي و سرمايشي مقايسه كرد، اين مقايسه در شكل هاي زير ارائه شده است.

بدين ترتيب همان طور كه در شكل ديده مي شود، به ازاي موتور احتراقي به ظرفيت 394 KW و چيلر جذبي با ظرفيت 80KW معادل 228 تن تبريد، مقدار تابع هدف برابر با 453* 6^10 ريال بوده و كمترين مقدار (بهينه) است. بنابراين اندازه بهينه چيلر جذبي و ساير تجهيزات سيستم مشخص شده و با توجه به اندازه هاي موجود در بازار بهينه سازي به صورت ناپيوسته (Discrete) مجددا انجام شده و اندازه بهينه تجهيزات را به نحوي كه در بازار موجود باشد تعيين مي كند. جدول زير اين اندازه بهينه را نشان مي دهد.

-4 برآوردهاي اقتصادي

در صورتي كه نيازهاي انرژي مجموعه مسكوني مورد نظر به صورت سنتي يعني خريد برق از شبكه سراسري براي تامين انرژي الكتريكي و نصب و راه اندازي ديگ و تجهيزات گرمايشي و نيز چيلر جذبي به ترتيب براي تامين گرمايش و سرمايش مورد استفاده قرار گيرد، جهت مقايسه بهتر هزينه هاي سرمايه گذاري و مصرف انرژي در سيستم بصورت . ساليانه در نظر گرفته مي شود. بدين منظور از ضريب ساليانه سرمايه گذاري استفاده مي شود.

با توجه به محاسبات انجام شده ميزان صرفه جويي ساليانه حاصل از به كارگيري سيستم توليد پراكنده همزمان 7 برابر با 655/2 ميليون ريال مي باشد. با توجه به اينكه دوره بازگشت سرمايه 8 برابر با ميزان صرفه جويي ساليانه تقسيم بر كل هزينه سرمايه گذاري در سيستم است، بنابراين دوره بازگشت سرمايه در سيستم بهينه بصورت زير قابل محاسبه خواهد بود:

بنابراين سرمايه گذاري انجام شده در سيستم توليد مجزا با به كارگيري موتور احتراقي گازسوز در كمتر از 6 سال از محل صرفه جويي ساليانه حاصل صرفه جويي در مصرف گاز و برق و نيز فروش برق به شبكه بازگشت داده مي شود و با توجه به عمر تقريبي 20 ساله سيستم توليد پراكنده مشاهده مي شود كه اين طرح از توجيه اقتصادي مطلوبي برخوردار است. همچنين مي توان برخي ديگر از پارامترهاي مهم دو روش مذكور را مقايسه كرد. از اين پارامترها مي توان راندمان كلي سيستم، راندمان موثر الكتريكي و نيز ميزان صرفه جويي انجام شده در مصرف سوخت را ذكر كرد كه جدول زير نتايج محاسبه پارامترهاي مذكور را براي دو روش ذكر شده نشان مي دهد.

-5 جمع بندي

به كارگيري سيستم هاي توليد پراكنده براي تامين نيازهاي انرژي بخش مسكوني علاوه بر كاهش هزينه هاي ناشي از انتقال و توزيع برق در شبكه و نيز كاهش هزينه هاي سنگين نيروگاههاي بزرگ در ساخت، بهره برداري و نگهداري، موجب كاهش مصرف سوخت و افزايش بهره وري انرژي در مجموعه مي شود. ضمن اينكه سياست توليد پراكنده به كارگيري موتور احتراقي گازسوز، با توجه به ارزيابي انجام شده بر مبناي قيمت هاي داخلي انرژي و سرمايه گذاري داراي دوره بازگشت سرمايه قابل قبول بوده و با عنايت به مزاياي ديگر اين سيستم ها نظير عدم تملك زمين، افزايش امنيت تامين انرژي، حذف اتلافات ناشي از انتقال برق در شبكه و نيز كاهش قابل ملاحظه مصرف سوخت از توجيه اقتصادي بالايي برخوردار است.
در اين ميان نقش چيلر جذبي در كاهش هزينه هاي مصرفي سيستم با توجه به در دسترس بودن انرژي گرمايي ارزان و فراوان حاصل از بازيابي حرارتي در سيستم توليد همزمان، قابل توجه بوده و ضمن تامين نيازهاي سرمايشي ساختمان، موجب كاهش هزينه هاي انرژي در مجموعه مي گردد.
بدين ترتيب چنانچه در نتايج ارائه شد، سيستم توليد همزمان با بهره گيري از چيلر جذبي، در مقايسه با سيستم تامين انرژي به صورت مجزا، 48 % در مصرف سوخت صرفه جويي نموده و موجب بازگشت هزينه سرمايه گذاري شده در كمتر از 6 سال شده و ضمن صرفه جويي در مصرف سوخت هاي فسيلي، موجب كاهش آلايندگي هاي زيست محيطي مي گردد.

منبع : سعيد كريمي علويجه 2 كامبيز رضاپور 3 رامين كرمي 1 كارشناس ارشد مهندسي مكانيك دكتري مهندسي مكانيك كارشناس ارشد مهندسيكانيك پژوهشگاه صنعت نفت معاونت امور برق و انرژي – وزارت نيرو پژوهشگاه صنعت نفت

 

ماهیگیرانی که در دهکده مارواتا (Maruata) واقع در ساحل مکزیکی اقیانوس آرام و در جوار خط استوا زندگی می‌کنند هیچ وقت دچار برق گرفتگی نمی‌شوند. در واقع در این دهکده اساسا برقی وجود ندارد که کسی را بگیرد. اما این ماهیگیران در ۱۶ سال گذشته برای تهیه یخ مورد نیاز انبار کردن ماهی‌های‌شان هیچ وقت به دردسر نیفتادند؛ هفت دستگاه یخ‌‌ساز بزرگ که به هیچ چیز جز آفتاب سوزان این منطقه استوایی نیاز ندارند، در این ۱۶ سال بی‌وقفه روزانه نیم تن یخ تولید کرده‌اند. تولید و انتشار گازهای گلخانه‌ای مدتی است که به موضوعی بحرانی تبدیل شده است. در سال‌های اخیر تلاش جهانی و گسترده‌ای برای کاهش تولید دی‌اکسید کربن به راه افتاده است. اما همایش‌ها، تحقیقات و پیمان‌های بین‌المللی متعدد در این رابطه هنوز نتوانستند به موفقیت چشمگیری دست یابند. به نظر می‌رسد ماهیگیران دهکده مارواتا دست‌کم در این یک مورد از تمام تلاش‌های جهانی جلوتر و موفق‌ترند. دی‌اکسید کربن ناشی از تامین برق مورد نیاز یخچال‌ها در ایالات متحده سالانه به ۱۰۲ میلیون تن می‌رسد. این در حالی است که یخچال‌های خورشیدی علاوه بر عدم‌تولید گازهای گلخانه‌ای و برداشتن بار بسیار سنگینی از دوش شبکه برق سراسری، در مقایسه با یخچال‌های برقی ارزان‌تر نیز هستند. دو گروه از پرمصرف‌ترین وسایل برقی، دستگاه‌های گرمایشی و سرمایشی‌اند اما همیشه اوج مصرف در فصول سرد سال رخ می‌دهد.
در واقع برای تولید گرما راه‌های ارزان‌تر و پاک‌‌تری نیز وجود دارد اما برای تولید سرما به‌نظر می‌رسد چاره‌ای جز استفاده از برق نباشد. برای مثال در آمریکا، اوج مصرف برق در تابستان از ۵/۱ برابر کل ظرفیت تولیدی نیروگاه‌های ذغال‌سنگی غرب رودخانه میسی‌سیپی نیز بیشتر است. اما اگر بخواهیم این مقدار انرژی را از منبع خورشید تامین کنیم، هرگز با چنین محدودیت‌هایی مواجه نمی‌شویم. بر اساس آمارهای منتشر شده از سوی «آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر» و «اداره کل اطلاعات انرژی» وزارت انرژی آمریکا، کل برق سالانه مورد نیاز یک خانوار آمریکایی برابر است با انرژی خورشیدی تابیده شده به سطحی معادل پنج متر مربع. تولید سرما از گرما، آسان‌تر از آن است که به نظر می‌رسد. سال گذشته گروهی از دانشجوهای دانشگاه سن‌خوزه ماشین یخ‌ساز خورشیدی‌ای ساختند که کل هزینه‌های آن با درنظر گرفتن قیمت یک صفحه بازتاب فلزی به ابعاد ۲/۱ در ۴/۲ متر، به ۱۰۰ دلار می‌رسد. این یخچال که نه به قطعات متحرک نیاز دارد و نه به الکتریسیته، کافی است تنها چند ساعت در برابر تابش خورشید قرار بگیرد تا یک کیسه بزرگ یخ بسازد. در واقع نکته کلیدی این کار در انرژی مبادله شده به هنگام تبدیل مایعات به بخار و برعکس نهفته است، همان فرایندی که باعث خنک شدن بدن موقع عرق کردن می‌شود. در متداول‌ترین روش یعنی همان روشی که در یخچال‌های خانگی نیز به کار می‌رود، با استفاده از موتور الکتریکی یک ماده خنک کننده برای مثال گاز «فرئون» (Freon) متراکم و به مایع تبدیل می‌شود. زمانی که فشار تولید شده توسط کمپرسور از بین برود، مایع تبخیر می‌شود که این فرایند گرماگیر گرمای مورد نیازش را از محیط خواهد گرفت و به این ترتیب دمای محیط کاهش می‌یابد.
اما در دیگر ماشین‌های سرمایشی مثل چیلرهای جذبی که طرز کارشان مثل یخچال‌های خورشیدی است، به جای استفاده از کمپرسور برای تبدیل ماده خنک کننده از حالت گاز به مایع، از منبع حرارتی استفاده می‌شود. مخلوط آب با برمید لیتیوم یا آمونیاک، دوتا از رایج‌ترین ترکیباتی هستند که به عنوان ماده خنک‌کننده در این نوع ماشین‌های سرمایشی به کار می‌روند. در مورد هر دو ترکیب تا زمانی که گرمای منبع حرارتی اعمال شود، گاز خنک‌کننده جذب می‌شود که در مجموع باعث بالا رفتن دما و فشار خواهد شد. با ادامه افزایش فشار در نهایت ماده خنک‌کننده به حالت مایع در می‌آید. از این جا به بعد روند کار مشابه یخچال فرئونی خواهد بود؛ خاموش شدن منبع حرارتی فشار را کاهش می‌دهد و در نتیجه مایع دوباره به حالت گاز برمی‌گردد و همان اثر خنک‌کنندگی به وجود خواهد آمد. ضریب عملکرد این نوع ماشین‌های سرمایشی جذبی بسته به کیفیت و قیمت‌شان بین ۶/۰ تا ۷/۰ است. به بیان دیگر این ماشین‌ها به ازای هر ۱۰۰ Btu (واحد بریتانیایی گرما) از حرارت ورودی، چیزی بین ۶۰ تا ۷۰ Btu سرما تولید می‌کنند. چنین سطح پایینی از بازده و کارایی با استفاده از چند لوله معمولی، یک سطل آب، مقداری کلرید کلسیم (به عنوان ماده جاذب)، آمونیاک (به عنوان ماده خنک‌کننده) و یک صفحه فلزی صیقلی (به عنوان کلکتور خورشیدی) نیز قابل دستیابی است. در واقع اگر می‌خواهید با استفاده از انرژی خورشیدی ماشین گرمایشی یا سرمایشی بسازید، این روش احتمالا کارآمد‌تر و یقینا ارزان‌تر از آن خواهد بود که ابتدا انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل کنید. تام مانچینی (T.Msncini)،

مدیر برنامه بخش توان خورشیدی در آزمایشگاه‌های ملی سندیا در آمریکا، در این باره می‌گوید: «این روش به خوبی می‌تواند با سیستم‌های فتو ولتائیک رقابت کند، حتی می‌توان گفت که این روش کمی بهتر است.»
برای مثال برای تولید سرمایش یک دستگاه تهویه مطبوع کوچک مثل کولر گازی قابل نصب در قاب پنجره که در ساعت شش هزار Btu سرما تولید می‌کند، با فرض استفاده از یک کلکتور متوسط هشت متر مربعی با فرض بازده ۴۰ درصد کافی خواهد بود. توان سرمایشی سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی چیزی حدود ۳۰ هزار Btu یا اندکی بیشتر است که با استفاده از صفحه کلکتوری به مساحت ۴۰ متر مربع، دست‌یافتنی است، البته در خانه‌های معمولی به ندرت فضای کافی برای چنین توانی وجود دارد. البته تعیین مساحت صفحه کلکتور تا حد زیادی به محل نصب سیستم و میزان تابش خورشید در آنجا بستگی دارد. نصب و راه‌اندازی یخ‌سازهای خورشیدی در مناطق روستایی فاقد شبکه برق این امکان را به اهالی روستا می‌دهد تا بدون نیاز به الکتریسیته، مواد غذایی و دارویی‌شان را در شرایط مناسبی نگهداری کنند. برای مثال در ماه می ‌گذشته سازمان خیریه «هایفر اینترنشنال» سه دستگاه یخ‌ساز را در مناطق دورافتاده کنیا راه‌اندازی کرد. هر یک از این سه دستگاه یخ‌ساز می‌توانند ۱۰۰ لیتر شیر را خنک نگهدارند. انتظار می‌رود دست‌کم ۵۰۰ نفر از کارکنان دو شرکت تعاونی لبنیات بتوانند به‌طور مستقیم از این دستگاه‌ها استفاده کنند. الگوهای سکونت در ساختمان‌ها نیز یکی از عوامل تاثیر‌گذار در طراحی و ساخت سیستم‌های خورشیدی است. برای مثال بیشتر آمریکایی‌ها در طول روز در خانه نیستند. پت هیل (P.Hale)، مدیر فروش کمپانی «سیستم‌های انرژی یازاکی» در تگزاس، در این باره می‌گوید: «ما آنقدری از اوقات روز را که در مراکز اداری و تجاری بسر می‌بریم، در ساختمان‌های مسکونی‌مان نیستیم.» از دیگر مشکلات استفاده از سیستم‌های خورشیدی در مناطق شهری می‌توان به مشکل و هزینه نصب تجهیزات و لوازم این سیستم و به‌‌ویژه صفحه‌های نسبتا بزرگ کلکتور روی بام خانه‌ها و نیز دردسرهای مربوط به دمای بسیار زیاد ناشی از تمرکز نور خورشید روی این کلکتورها اشاره کرد.
اما با وجود مشکلات استفاده از سیستم‌های خورشیدی در مناطق شهری برخی از پیشگامان این صنعت معتقدند که بازار این محصولات در مناطق مسکونی رفته رفته ایجاد خواهد شد. والتر راس (W.Ross)، مدیرعامل شرکت تازه تاسیس Austin Solar AC که در حال حاضر مشغول انجام آزمایش‌های نهایی روی چیلرهای خورشیدی ۳۶ و ۶۰ هزار است، در این باره می‌گوید: «محصولات ما حتی توجه آنهایی که از گاز طبیعی برای گرمایش خانه‌های‌شان استفاده می‌کنند را نیز جلب کرده است. بزرگترین مشکلی که با آن مواجه شده‌ایم، مسئله فضا است؛ بیشتر انجمن‌های همسایگی اجازه نمی‌دهند مشتری‌ها چنین چیزهایی را روی سقف خانه‌های‌شان نصب کنند.» این دو محصول خورشیدی شرکت Austin Solar AC، می‌توانند در تابستان و زمستان سرما و گرمای مورد نیاز یک خانه معمولی را تنها به کمک انرژی خورشیدی فراهم کنند.

 

Print Friendly
سه شنبه, 12 ارديبهشت 1396 ساعت 04:10

تولید انرژی پاک

نوشته شده توسط
Print Friendly

معرفی مولدهای مقیاس کوچک

نیاز به انرژی الکتریکی در جامعه کنونی با توجه به انواع مصارف (خانگی، تجاری، صنعتی و کشاورزی) نیازی روزافزون می باشد که این نیاز دارای رشدی سالیانه حدود 7% بطور متوسط در کشور می باشد. در چرخه انرژی الکتریکی سه بخش اساسی فعالیت می نمایند که عبارتند از:
1 بخش تولید که وظیفه تولید انرژی را بر عهده دارد که نیروگاههای برق را شامل می گردد.
2 بخش انتقال و فوق توزیع که وظیفه انتقال انرژی از مراکز تولید (نیروگاهها) به مراکز مصرف ( شبکه توزیع) را بر عهده دارد.
3 بخش توزیع که وظیفه پخش انرژی به انواع مصارف بخصوص خانگی، تجاری و کشاورزی را بر عهده دارد. جهت تامین انرژی نقاط مصرف می بایست انرژی الکتریکی در نیروگاهها تولید و توسط خطوط انتقال و فوق توزیع و در نهایت توزیع به نقاط مصرف رسانده شود. اما اگر جهت تامین بخشی از بار شبکه بتوانیم انرژی الکتریکی را در محل مصرف تولید کنیم، می توانیم صرفه جویی قابل توجهی را در بخش تولید، انتقال و فوق توزیع شاهد باشیم.

تولید پراکنده

تولید پراکنده طبق تعریف عبارت است از تولید برق در محل مصرف یا در نزدیکی آن با استفاده از سیستمهای تولید برق نسبتاً کوچک که ظرفیت آنها معمولاً کمتر از 25 مگاوات می‌باشد و به شبکه توزیع متصل میشوند. سابقه استفاده از تولید پراکنده به بعد از دهه 70‏ برمیگردد .عوامل مختلفی دست به دست هم دادند و باعث بوجود آمدن مبحثی بنام «تولید پراکنده» شدند. مهمترین عواملی که سبب شد در این چند دهه توجه ویژه‌ای به تولید پراکنده شود را می‌توان به صورت زیر خلاصه نمود.
- نیاز به تجدید ساختار در صنعت برق
- کیفیت برق و مسائل قابلیت اطمینان
- رشد اقتصاد جهانی وجمعیت
- رشد سریع تکنولوژی و ظهور فناوریهای با راندمان بالا
- آلودگی هوا و محیط زیست ناشی از سوزاندن سوختهای فسیلی در تکنولوژیهایی که هم راندمان پایین‌ داشتند و هم آلودگی زیادی تولید می‌کردند.
- لزوم صرفه‌جویی در مصرف انرژی با توجه به رو به زوال بودن منابع سوخت فسیلی
از سوی دیگر تولید پراکنده مزایای بالقوه‌ای دارد که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- کاهش نیاز به افزایش ظرفیت برق شبکه
- احداث و بهره‌برداری بسیار آسان و سریع
- تولید برق با کیفیت بالا و امکان استفاده از گرمای حاصله به صورت همزمان (CHP)
- صرفه‌جویی زیاد در مصرف انرژی
- کاهش تلفات و آزادسازی ظرفیت خطوط انتقال انرژی
- بهبود پروفیل ولتاژ
- پیک سایی
- امکان استفاده از منابع انرژی اولیه متنوع مانند بیوگاز، گاز طبیعی و ...
- صرفه‌جویی اقتصادی برای مصرف کننده نهایی
- افزایش امنیت تامین انرژی برای مصرف کننده نهایی خصوصا درصنایع
- انتشار آلاینده‌های زیست محیطی پایین
همچنین امروزه تعداد شهرک های صنعتی در حومه شهرها قابل توجه شده است . بیشتر این شهرک ها بین 50 تا 200 هکتار وسعت دارند و صنایع سبک و نیمه سنگین در آنها احداث شده و یا در حال احداث است . برق درخواستی این شهرک ها بسته به وسعت و حجم صنایع احداث شده و یا در حال احداث در آنها 7 یا 8 مگاوات تا چند ده مگاوات و در موارد معدود تا چند صد مگاوات برآورد می گردد .
دراکثر موارد نیاز این شهرک ها به توان الکتریکی در حدود 10 تا 25 مگاوات است و از آنجا که صنایع بنا به ضرورت ، خواهان داشتن دسترسی پیوسته به برق مطمئن و دارای شاخص‌های قابل قبول می‌باشند وزارت نیرو برای برقرسانی به این صنایع و برای ارائه برق با قابلیت اطمینان بالا به آنها برای هر کدام از شهرک های صنعتی با مصرف برق بیش از 7 مگاوات احداث یک پست تبدیل ولتاژ 20/63 کیلوولت و یا 20/132 کیلوولت دارای دو ترانسفورماتور 15 مگاوات آمپر (که در صورت خارج شدن هر کدام از ترانسفورمرها ، دیگری بتواند به تنهایی برق مورد نیاز را در کوتاه مدت تامین نماید) را ضروری می‌داند . هزینه احداث این چنین پستی که باید از دو بی خط (یک بی خط ورودی و یک بی خط خروجی) ، باس کوپلر و دو ترانسفورمر قدرت و تعدادی فیدر خروجی 20 کیلوولت (حداقل 6 فیدر) تشکیل شده باشد ، بعهده شهرک صنعتی مربوطه است . امروزه یک پست 20/63 کیلوولت با تجهیزات اشاره شده بالغ بر حدود سی میلیارد ریال و یک پست 20/132 کیلوولت حدود چهل میلیارد ریال هزینه می‌برد . از طرف دیگر در راستای سیاستهای کلی اصل 44 قانون اساسی و مبانی قانون برنامه چهارم توسعه اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی کشور و با توجه به عدم تعادل عرضه و تقاضای برق به ویژه در اوقات اوج بار و نیز محدودیتهای موجود در زمینه سرمایه گذاری بخش دولتی در احداث نیروگاهها جهت پوشش شکاف بین عرضه و تقاضا ، از ابتدای مهر ماه سال 1384 مقرر گردید که در خواستهای تامین برق با قدرت بیش از 25 مگاوات به سمت نیروگاههای خصوصی سوق داده شود. با توجه به شرایط بحرانی سال جاری احتمال اینکه این آزاد سازی به در خواست های پایین تر تسری یابد، وجود دارد.
بعلاوه گاز طبیعی که یکی از پاک‌ترین سوخت‌های موجود در جهان است، و در کشور ما به وفور موجود می باشد. گاز طبیعی با همت وزارت نفت به اقصی نقاط مملکت بخصوص به شهرک های صنعتی لوله‌کشی شده و بنابراین می‌توان در اکثریت قریب به اتفاق موارد از این سرمایه‌گذاری انجام شده ، استفاده بهینه و دو منظوره نمود و علاوه بر تامین سوخت این شهرک ها برای تولید برق نیز از آن بهره جست. راندمان بالای موتورهای گازسوزی که با تکنولوژی امروزه ساخته می شود و عدم ایجاد آلودگی زیست محیطی، از جمله دلایل محکمی هستند که تولید محلی برق را با استفاده از گاز طبیعی تشویق می‌کنند .
این شهرک ها می‌توانند بیشتر از میزان مصرف خود نیز برق تولید نموده و در ساعات اوج مصرف که قیمت برق گرانتر است تولید مازاد بر مصرف خود را در سطح 20 کیلوولت و از طریق خطوط 20 کیلوولت بدون نیاز به احداث پست تبدیل ولتاژ به شبکه تزریق نمایند و در واقع این تولید مازاد را به وزارت نیرو بفروشند .
احداث واحدهای تولید پراکنده، ضمن کاهش تلفات شبکه و بهبود پروفایل ولتاژ و پایداری سیستم، بنحو قابل توجهی هزینه تمام شده احداث نیروگاه محلی توسط شهرک را به لحاظ صرفه‌جویی در عدم احداث یک پست تبدیل ولتاژ و درآمد حاصل از فروش برق به وزارت نیرو جبران خواهد نمود . اکثر سازندگان باتجربه و مشهور موتورهای دیزل گازوئیل سوز در سالهای اخیر به ساخت موتورهای گازسوز رو آورده‌اند . می‌توان حداقل بیست سازنده معروف اروپایی ، امریکایی و ژاپنی فعال در این زمینه را نام برد . تعداد قابل توجه سازندگان این موتورها و رقابت بوجود آمده بین آنها منجر به حصول شاخصه‌های فنی جالب در طراحی و ساخت موتورهای گازسوز شده است. از آن جمله می توان به راندمان بالا ، عمر طولانی ، پایین بودن آلاینده‌های زیست محیطی ، پشتیبانی و خدمات پس از فروش خوب و هزینه پایین تعمیر و نگهداری و قطعات یدکی اشاره کرد به طوری که این موتورها را حتی در مقایسه با توربین‌های گازی برتری بخشیده و تنوع سازندگان، قدرت انتخاب خوبی در میان آنها ایجاد نموده است .
دراین پروژه از موتورهای رفت و برگشتی گازسوز جهت تامین برق استفاده خواهد شد.

انواع مولدهای گازسوز

مولدهای گاز سوزی که در سیستمهای تولید پراکنده و CHP مورد استفاده قرار می‌گیرند، عبارتند از:
• میکرو توربینها
• توربینهای گازی
• موتورهای رفت و برگشتی گاز طبیعی سوز
میکروتوربینها در ظرفیتهای پایین تولید می‌شوند و به تازگی شرکتهای معدودی از جمله Capston امریکا و Elliot اقدام به تولید آن نموده‌اند. این سیستمها اگرچه راندمان بالاتری دارند اما نسبت به موتورهای رفت و برگشتی هزینه بیشتری دارند.
توربینهای گازی نیز معمولاً در ظرفیتهای بالا تولید می‌شوند و تکنولوژی آن در اختیار چند شرکت معروف از جمله زیمنس، آلستوم، رولزرویز و ... است و دقیقاً مشابه سیستمهای توربین گازی نیروگاهی است. این سیستمها نیز هزینه‌ سرمایه‌گذاری اولیه بالایی دارند ولی نسبت به موتورهای رفت و برگشتی راندمان بالاتری دارند.
موتورهای رفت و برگشتی گاز سوز از جمله قدیمی ترین سیستمهای تولید قدرت محسوب می‌شوند که در تمامی بخشهای صنعتی کاربرد وسیعی یافته اند. این سیستمها مقرون به صرفه‌ترین سیستمهای تولید برق می‌باشند که در ظرفیتهای مختلف از چند کیلووات تا چند مگاوات ساخته می‌شوند.

موتورهای رفت و برگشتی

بیش از یکصد سال از ابداع موتورهای رفت و برگشتی می‌گذرد و این فناوری از اولین فناوریهای تولید پراکنده به حساب می‌آید. نیروی محرکه این موتورها از سوختهای فسیلی است. موتورهای رفت و برگشتی جزء موتورهای احتراق داخلی بوده و عموماً بر اساس سیکلهای اتو (اشتعال جرقه‌ای) و دیزل (اشتعال تراکمی) کار می‌کنند. این موتورها توانسته‌اند تقریباً در تمام بخش های اقتصادی مقبولیت وسیعی پیدا کنند. گستره بکارگیری این موتورها از واحدهای کوچک (برای تامین قدرت مورد نیاز ابزارهای دستی) تا نیروگاه های برق بار پایه 60 مگاواتی تغییر می‌کند. امروزه به خاطر مسایل زیست محیطی از واحدهای دیزلی در تولید برق پایه کمتر استفاده شده و بیشتر در تولید توان پیک بکار می‌رود. موتورهای کوچکتر عمدتاً برای کارهای حمل و نقل استفاده می‌شوند، ولی می‌توانند با اندکی تغییر شکل و اصلاح به مولدهای برق تبدیل شوند. موتورهای بزرگتر بطور کلی برای تولید برق، محرکه‌های مکانیکی یا نیروی پیشران کشتیها بکار می‌روند. موتورهای رفت و برگشتی هزینه سرمایه‌گذاری کمی دارند ولی ملزومات و هزینه تعمیر و نگهداری (O&M) آنها بالا است. از دیگر قابلیتهای این سیستمها دوگانه سوز بودن آنها می‌باشد، بطوری که می‌توانند هم با سوخت دیزل و هم با گاز طبیعی کار کنند و در عین حال راندمان مطلوبی نیز داشته باشند.

مکانیزم

تقریباً تمام موتورهایی که به منظور تولید برق بکار میروند، چهار زمانه بوده و در چهار مرحله (مکش، تراکم، احتراق و تخلیه) کار میکنند. در ابتدا سوخت و هوا با نسبت معین با هم مخلوط شده و سپس از طریق منیفولد ورودی به محفظه احتراق هدایت میشود. در برخی از موتورها برای افزایش قدرت خروجی از توربوشارژر یا سوپرشارژر استفاده میشود. در توربوشارژر (یا سوپرشارژر) هوا پیش از اختلاط با سوخت متراکم شده و آنگاه با سوخت مخلوط میشود. مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق با بالا آمدن پیستون متراکم می‌شود. در موتورهای دیزلی سوخت و هوا به طور جداگانه وارد محفظه احتراق میشوند. به این صورت که ابتدا هوای متراکم خروجی از توربو یا سوپرشارژر وارد محفظه احتراق میشود. در محفظه احتراق پیستون با حرکت به سمت نقطه مرگ بالا، هوا را متراکمتر میکند. با تراکم هوا دمای آن بالا رفته و در این لحظه سوخت به داخل محفظه احتراق به صورت اتمیزه شده, تزریق میگردد. دمای هوای متراکم به قدری است که به محض تزریق سوخت عمل احتراق صورت میگیرد. عمل احتراق در موتورهای دارای اشتعال جرقه‌ای قدری متفاوت است. در این موتورها پس از متراکم شدن مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق، احتراق با جرقه شمع انجام میگیرد. به هر حال بعد از عمل احتراق، قدرت تولید شده در نتیجه آزاد شدن انرژی شیمیایی سوخت، باعث عقب راندن پیستون به سمت نقطه مرگ پایین میشود. حرکت پیستون به سمت پایین باعث چرخش میل لنگ و تولید قدرت دورانی میشود. بدین ترتیب می‌توان از قدرت تولید شده توسط موتور با استفاده از یک ژنراتور برق، الکتریسیته تولید نمود. گازهای داغ حاصل از احتراق با بالا آمدن مجدد پیستون از طریق دریچه خروجی به بیرون هدایت میشوند و بدین ترتیب سیکل کامل میشود. در شکل 3-1 شماتیک یک مولد برق با موتور رفت و برگشتی اشتعال جرقه‌ای نشان داده شده‌است. موتورهای رفت و برگشتی با کمی تغییر شکل و اصلاح می توانند از چند نوع سوخت استفاده کنند. امروزه به خاطر مشکلات زیست محیطی که اینگونه موتورها دارند، از پیکربندیهای دوگانه سوز استفاده می‌شود. در اینگونه موتورها سوخت اول گاز طبیعی است.

شماتیک یک مولد برق با موتور رفت و برگشتی اشتعال جرقه‌ای

 

Print Friendly
سه شنبه, 12 ارديبهشت 1396 ساعت 04:19

مجموعه فرهنگی ورزشی عرفان

نوشته شده توسط
Print Friendly

از آنجا كه پرداختن به فعاليت‌های ورزشی، ضامن سلامتی جوانان و آينده‌سازان ميهن اسلامی می‌باشد؛ لذا مديريت تربيت‌بدنیِ شرکت عرفان برق غرب  به عنوان يكی از اركان اساسی حوزۀ معاونت فرهنگی و امور انسانی عهده‌دار برنامه‌ريزی و اجرای تمرينات، مسابقات و برنامه‌های ورزشی کارمندان شرکت و سایر آحاد مردم  می‌باشد.
امكانات ورزشی مجموعه ورزشی عرفان برق  مجتمع آبي عرفان از نظر جغرافيايي در یکی از خوش آب و هواترین مناطق کردستان در کنار رود قزل اوزن با منظره منحصر به فرد است ، واقع شده است .

استخر سرپوشيده استاندارد که بزرگترین استخر حال حضر استان نیز هست جهت برگزاري مسابقات، سوناي خشك و بخار، جكوزي، سرسره هاي آبي، سالن ماساژ و بوفه از امكانات اين مجتمع تفريحي مي باشد.

يكي از جاذبه هاي اصلي اين مجتمع سرسره هاي آبي متنوع مي باشد

وجه تمايز اين مجتمع كه تنها مكان تفريحي چند منظوره (ورزشي ، مسابقات و تفريحي) در استان مي باشد، طبقاتي بودن آن است كه محيطي مجزا و متنوع براي هر بخش ايجاد نموده، شما مي توانيد در عين حال در هيجان سرسره هاي متنوع سرگرم شويد و يا در محوطه كاملاً مجزا سونا و جكوزي از موسيقي آرامبخش و بزگترین ال سی دی جهت تماشای مسابقات و فیلمهای مورد علاقه یتان لذت ببريد.

از جمله ويژگي هاي منحصر بفرد اين مجتمع مجهز بودن به سيستم آلماني تمام هوشمند كنترل فاكتورهاي آب است كه همگام با استاندارهاي روز دنيا مي باشد. اندازه گيري دقيق فاكتورهاي آب نظير سختي ، اسيديته، كلر، قليائيت و كدورت همچنين استفاده از مرغوبترين مواد تصفيه، علاوه بر تضمين سلامت شناگر لذت شنا در مجتمع آبي عرفان  را چندين برابر مي كند.

یکی دیگر از مزیات بسیار حائذ اهمیت در این مجموعه عدم مصرف گاز برای گرم کردن آب است که این امر با  استفاده از گرمای هدر رفته نیروگاه امکان پذیر شده و این مجموعه را مجموعه ای دانش بنیان نیز کرده است .

یکی دیگر از امکانات این مجموعه محوطه آب درمانیست که مخصوص معلولین طراحی شده که حتی دوش و دستشوی آن نیز مخصوص معلولین است .

 

خط مشی کارکنان مجموعه ورزشی عرفان

  • ورود و خروج بموقع در محل کار
  • داشتن وضع ظاهری مرتب برابر مسئولیت تعریف شده
  • رعایت شئونات اسلامی
  • رعایت نظافت محل کار
  • رعایت موارد ایمنی و استفاده صحیح از امکانات
  • راهنمایی و حسن برخورد و رعایت ادب در قبال مشتری در هر حالت
  • پاسخگو بودن در قبال مسئولیت محوله
  • هوشیار بودن و تسلط به چهارچوب مسئولیت محوله
  • خودداری از آوردن افراد متفرقه تحت عنوان همراه به محل کار خرج از سهمیه و ساعات تعریف شده
  • خارج نشدن از محل کار در مدت تعیین شده بجز در موارد ضروری با هماهنگی مدیریت
  • حفظ اسرار مجتمع و کارکنان و مشتریان و استفاده کنندگان از امکانات مجموعه
  • رعایت کامل نکاتی که بصورت تخصصی برای مسئولیت به عهده گرفته شده تعریف و ابلاغ گردیده
  • حضور بموقع در جلسات توجیهی بعنوان مهمترین رکن تداوم نظم و حل مشکلات
  • همکاری و انعطاف پذیر بودن در برابر برنامه های فوق العاده (خارج از برنامه هفتگی)
  • رعایت سلسله مراتب و ارتباطات برابر با چارت سازمانی تعریف شده
  • توجه به اطلاعیه ها و ابلاغیه ها و اجرای
  • حفظ خونسردی و آرامش در محیط کار
  • امانتداري در قبال اسرار و اشيا مشتريان
Print Friendly
چهارشنبه, 21 بهمن 774 ساعت 00:00

حرارت

نوشته شده توسط
Print Friendly

Hararat

تولید حرارت نیروگاه و بازیافت آن 

فراهم کردن فضایی که منجر به تولید مشترک برق و حرارت شود علاوه بر آنکه سبب صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود، این امکان را به وجود می‌آورد که از فن‌آوری مناسب در جهت تولید برق بهره‌ لازم گرفته شود.

تولید مشترک برق و حرارت (Cogeneration) تولید همزمان برق با توان محوری و حرارت مفید، توسط یک سیستم، با استفاده از دو شکل مختلف انرژی مفید با به کارگیری یک منبع اولیه انرژی به شمار می‌آید.

این فنآوری برای نخستین بار در نیروگاههای سیکل بخاری استفاده شد، به طوری که از بخار استخراج شده از سیکل برای مصارف گرمایشی کارخانه و واحدهای اطراف آن بهره گرفته می‌شد. اگرچه با این عمل راندمان اینگونه نیروگاهها اندکی کاهش می‌یافت ولی با تأمین حرارت مورد نیاز در مصرف سوخت تا حد زیادی صرفه‌جویی به عمل می‌آمد. در سالهای اخیر، کاربرد این سیستم‌ها که بهره‌وری بالایی را در مصرف انرژی درپی دارد، به نیروگاههای بخار محدود نگشته و به سایر مولدهای تولید قدرت اعم از مکانیکی یا الکتریکی گسترش یافته است، به طوری که امروزه می‌توان هر سیستم مولد قدرت را با هر اندازه و با هر کاربردی به صورت یک واحد مشترک طراحی کرد و بدین ترتیب علاوه بر تولید توان الکتریکی یا مکانیکی به وسیله دستگاه، بهره‌گیری از حرارتی اتلافی مولد یا موتور را به صورت انرژی گرمایی می‌توان قابل استفاده و امکان‌پذیر ساخت.

آشنایی با مفاهیم سیستم‌های CHP
در دنیای امروز با توجه به نقش و اهمیت کاربرد این نوع سیستم‌ها در بعضی از صنایع که به طور همزمان به انرژی الکتریکی و بخار فشار پائین جهت انجام فرآیندهای صنعتی نیاز دارند و نیز به دلیل نهادینه کردن فرهنگ کاربرد آنها، به جای اصطلاح (Cogenration) از عنوان ”سیستم‌های ترکیبی حرارت و قدرت“ (CHP) و یا به عبارتی: Combined Heat & Power استفاده می‌شود.


مزایای احداث نیروگاه های مقیاس کوچک


قابلیت فروش برق به شبکه و ایجاد درآمد
با توجه به نیاز کشور به سرمایه گذاری در زمینه تولید پراکنده برق، مشوق های مالی متعددی توسط وزارت نیرو برای سرمایه گذاری در زمینه تولید پراکنده قرار داده شده است که تولید پراکنده برق و فروش انرژی الکتریکی به شبکه را به عنوان یک گزینه قابل ارزیابی برای مجتمع های صنعتی تبدیل نموده است، این حمایت های وزارت نیرو عبارت است از :
تامین هزینه های سوخت در قراردادهای تبدیل انرژی و خرید تضمینی انرژی الکتریکی
بازگرداندن هزینه های انشعاب به مشتریان
حذف هزینه های دیماند از هزینه های مشترکین
افزایش قابلیت اطمینان برای در دسترس بودن انرژی الکتریکی
با تولید انرژی الکتریکی در محل و کاهش عوامل موثر مانند شبکه های انتقال و توزیع و نیروگاه های بزرگ، خطای این عوامل کمتر به مشترکین منتقل می گردد و مشترک از خاموشی های ناخواسته حتی در حد چشمک زدن برق آزاد می گردد. بدین ترتیب با پشتوانه تولید دائم انرژی الکتریکی در محل، تداوم تامین انرژی الکتریکی تضمین می گردد و مشترک می تواند از برقی با اطمینان بالاتر و با کیفیت مناسب تر بهره برداری نماید.ضمن آنکه شبکه برق همچنان به عنوان پشتوانه تولید انرژی الکتریکی حضور خواهد داشت.
3- امکان بازیافت حرارت و تولید همزمان برق و حرارت
در این سیستم‌ها، انرژی شیمیایی سوخت به وسیله یک محرک اولیه (موتور یا توربین) آزاد شده و به توان مکانیکی در محور خروجی تبدیل شده و سپس محور محرک با یک ژنراتور کوپل شده و توان الکتریکی تولید می‌شود. با توجه به اینکه حداکثر راندمان موجود برای محرک اولیه دستگاه و مولد کمتر از ۵۰ درصد است،‌ در نتیجه بیش از نیمی از انرژی سوخت به صورت حرارت تلف می‌شود. بنابراین می‌توان با شناسایی منابع اتلاف حرارت یعنی گازهای خروجی از محرک اولیه و سیکل خنک‌کن روغن روغنکاری و با قراردادن مبدلهای حرارتی مناسب، گرمای اتلافی را به صورت حرارت با دمای بالا و قابل استفاده بازیافت کرد.
این نوع سیستم‌ها دارای بیشترین بهره‌وری درمصرف سوخت بوده و در حالیکه در سیستم‌های نوع مجزا، متوسط راندمان یک مولد برق در حدود ۳۵ درصد و متوسط راندمان یک بویلر ۹۰ درصد است، یک سیستم CHP با تولید همزمان برق و حرارت دارای راندمانی بیش از ۸۵ درصد خواهد بود، یعنی راندمان الکتریکی حدود ۳۵ درصد و راندمان حرارتی ۵۰ درصد خواهد بود.
راندمان حرارتی عبارت از انرژی حرارتی تولیدشده به انرژی سوخت مصرفی است. از دیدگاه اقتصادی، کاهش ۳۵ درصدی مصرف سوخت توسط این سیستم، کاهش هزینه سوخت مصرفی را در پی داشته و از دیدگاه ملی، صرفه‌جویی در مصرف سوخت، از طریق صادرات و فراهم کردن شرایط لازم، استفاده مفیدتر از سوختهای فسیلی را دربر دارد.
با توجه به دمای بالای گازهای خروجی از اگزوز، همراه با هر کیلووات انرژی الکتریکی تولیدی نزدیک به 2 کیلووات انرژی حرارتی برای مصارف گرمایش و سرمایش قابل بازیافت است و این خود هزینه سرمایه گذاری و نیز هزینه سوخت و نگهداری واحد های سنتی تاسیسات حرارتی و تهویه مطبوع را کاهش می دهد.

 




برای بازیافت حرارت، سیستم های متنوعی با کاربردهای مختلف وجود دارند. انتخاب سیستم مناسب در هر فرایند، با در نظر گرفتن عوامل متعددی صورت می گیرد. برخی از سیستم های بازیافت حرارت متداول عبارتند از:
- بویلرهای بازیافت حرارت
- لوله های حرارتی
- رکوپراتورها
- اکونومایزرها
- ...
بویلرهای بازیافت حرارت یکی از متداولترین سیستمهای بازیافت در کاربردهای CHP می باشد. در این بویلرها، گازهای داغ حاصل از احتراق، پیش از اینکه وارد دود کش شوند، از میان تعداد زیادی لوله های موازی که درون آنها آب جریان دارد، می گذرند. در نتیجه این تبادل حرارت، آب تبخیر شده و درون مخزن بخار جمع آوری می شود. پس از آن بخار تولید شده، در فرآیند توزیع می گردد.
این بویلرها در اندازه های متفاوت و با ظرفیت دریافت 5/0 تا 500 مترمکعب در ثانیه محصولات احتراق ساخته می شوند. فشار و نرخ تولید بخار در این بویلرها، به درجه حرارت و نرخ جریان گازهای داغ خروجی و نیز راندمان بویلر بستگی دارد.
همانطور که گفته شد اکونومایزر یکی دیگر از دیگر سیستم های بازیافت حرارت می باشد. اکونومایزرها مبدل های حرارتی هستند که در آنها هوا و آب با هم تبادل حرارت می کنند. کاربرد اصلی این تجهیزات برای پیش گرم کردن آب تغذیه بویلرهاست، البته برای گرمایش آب فرایندی و یا تولید آب گرم مورد نیاز برای گرمایش محیط نیز از آنها استفاده می شود. حرارت حاصل از تولید همزمان میتواند بمنظور گرمایش ناحیهای یا در صنایع فرآیندی مورد استفاده قرار گیرد.
گرمایش ناحیهای شامل سیستمی است که در آن حرارت بصورت متمرکز تولید و به تعدادی مشتری فروخته میشود. این کار با استفاده از یک شبکة توزیع که از آب داغ یا بخار بعنوان حامل انرژی حرارتی بهره میبرد، انجام میپذیرد. کاربرد اصلی گرمایش ناحیه ای در شهرک ها، پادگان های نظامی، شهرک های صنعتی، مناطق دانشگاهی، ساختمان های تجاری، هتل ها، بیمارستان ها و...می باشد.
برخی از مزایای استفاده از یک سیستم گرمایش ناحیهای به شرح زیر می باشد:
افزایش راندمان: در واحدهای تولید همزمان برق و حرارت، تلفات به حداقل میرسد. بازده کلی این واحدها بین 80 تا 90 درصد خواهد بود، شکل زیر یک سیستم موتور ژنراتور گازی فرضی با راندمان الکتریکی 44% را نشان می دهد. ملاحظه می شود که با بازیافت حرارت تولید شده به صورت آب گرم راندمان به 84%  افزایش خواهد یافت.

راندمان کل یک موتور ژنراتور گازی در کاربرد به صورت تولید همزمان برق و حرارت
تأمین حرارت مطمئن و انعطاف پذیری: با توجه به اینکه واحدهای تولید همزمان از حرارت تولیدی نیروگاهها استفاده میکنند، تولید انرژی حرارتی در آنها بدون وقفه انجام میشود. همچنین میزان تولید برق و حرارت، با توجه به تقاضای آنها قابل تغییر است.
محیط زیست : بازدهی بالای این واحدها، باعث میشود تولید دی اکسید کربن و سایر آلایندهها نظیر ترکیبات گوگردی و اکسیدهای نیتروژن به ازای تولید مقدار مشخصی انرژی الکتریکی در مقایسه با نیروگاه های موجود کاهش یابد
 هزینه های کمتر : در توجیه پذیری واحدهای CHPباید محدودیتهای مالی را بدقت لحاظ نمود. لازمست در هر ناحیه انرژیهای رقیب با واحدهای تولید همزمان مقایسه و تصمیم گیری بدقت انجام پذیرد. معمولاً واحدهای تولید همزمان به سرمایه گذاری بیشتری نسبت به سیستمهای معمول تبدیل انرژی نیاز دارند. ولی باید دقت داشت که میزان مصرف انرژی در آنها بسیار پایینتر است. بعبارت دیگر، هزینههای متوسط تبدیل یک واحد انرژی در واحدهای CHP پایینتر از سایر روشهاست.
5) هزینههای پایینتر تعمیرات و نگهداری: با توجه به اینکه برای استفاده از حرارت تولیدی در یک واحد تولید همزمان، تجهیزات کمتری در هر ساختمان مورد نیاز است، هزینههای تعمیرات و نگهداری تجهیزات نیز کمتر خواهد شد.
کاربرد سیستم های CHP
معیار اندازه این سیستم‌ها بر مبنای توان الکتریکی تولیدی آنها است که در سه بخش تقسیم‌بندی می‌شوند که به طور اعم اندازه‌های بیش از چند مگاوات در بخش صنعتی، کمتر از یک مگاوات در بخش تجاری و اندازه‌های کوچک در مصارف خانگی کاربرد دارد.
کاربرد این سیستم‌ها تنها شامل تولید برق و آب یا بخار کم فشار است و در اندازه‌های بزرگتر، از توان محور برای به کارانداختن کمپرسورهای چیلر، یخچالهای صنعتی و یا هوای فشرده و از حرارت حاصله برای گرم کردن مستقیم محیط، چیلرهای جذبی و حرارت مورد نیاز فرآیندهای صنعتی از قبیل خشک ‌کن استفاده می‌شود که در بخش تولید سرما بیشتر توضح داده خواهد شد .

دو کاربرد مهم CHP برای حرارت مفید به شرح زیر است:
۱- گرمایش ناحیه یا بخش خاص (CHP/ DH)- مانند مناطق تجاری و مسکونی و یا به عبارتی: Combined Heat and Power/ District Heating
۲- استفاده در صنایع جهت انجام فرآیندها (CHP/ IND) و یا به عبارتی: Combined Heat and Power/ for industry
که حالت اول به شبکه گرمایشی ناحیه‌ای که حرارت تغذیه آن توسط آب داغ در دمای بین (۱۵۰ سانتیگراد- ۸۰ سانتیگراد) فراهم می‌شود ارتباط دارد و در حالت دوم نیز بخار داغ یا گازهای داغ (خروجی از توربین گاز یا بخار) گرمای مورد نظر را ایجاد می‌کند. باید اذعان کرد که آب گرمی که از کندانسور نیروگاهها خارج می‌شود و در بخش کشاورزی و استخر پرورش ماهی کاربرد دارد و نیز آشغالها و زباله‌هایی که برای تولید توان الکتریکی به عنوان سوخت در نیروگاهها زباله‌سوز به کار می‌روند به عنوان حرارت مفید در این سیستم‌ها به شمار نمی‌آید. بنابراین، امروزه تبدیل و تغییر نیروگاههای موجود و یا طراحی نیروگاههای جدید CHP به منظور تولید حرارت مازاد به صورت مفید در دمایی بالاتر از نیروگاههای مرسوم مدنظر است.

اگرچه در کشورهای آمریکا و انگلستان طرحهای زیادی به منظور تولید توام حرارت و توان و استفاده از حرارت حاصله جهت انجام فرآیندها به صورت (CHP/ IND) وجود دارد و از نیروگاههای خاصی بدین منظور استفاده می‌شود، با این حال، کاربرد نوع (CHP/D H) این نوع سیستم‌ها در این کشورها نسبتاً محدود است، اما در چند کشور اروپایی تولید توام توان و حرارت برای کاربرد در گرمایش ناحیه‌ای استفاده وسیع‌تری دارد.

دامنه کاربرد موثر سیستم‌های CHP شامل موارد زیر است:
الف) تولید مشترک‌ در Utility  از قبیل سرمایش و گرمایش منطقه‌ای
ب) تولید مشترک در صنعت: همانطور که گفته شد از سیستم تولید همزمان برق و حرارت می توان در برخی صنایع فرآیندی نیز استفاده کرد. تاریخ استفاده از سیستم تولید همزمان به صنایع مختلف به ویژه صنایع کاغذسازی، صنایع شیمیایی انبوه و صنایعی که احتیاج به حرارت و الکتریسیته فراوان دارند می رسد. در زیر تعدادی از صنایعی که تولید همزمان برق و حرارت در آن با موفقیت به کار گرفته شده ذکر می گردد:
- صنایع کاغذ سازی
- فرایندهای تولید مواد غذایی
- صنایع نساجی
- صنایع داروسازی
- صنایع سرامیک سازی
- صنایع سیمان و آجر سازی
- فرایندهای چوبی و تیرهای چوبی
- صنایع گلخانه ای و باغی
- صنایع پالایش نفت
- ...

ج) تولید مشترک در مؤسسات خانگی و تجاری نظیر: - بیمارستانها، دانشگاهها و هتلها
ضمناَ از این سیستم‌ها می‌توان در تأمین برق مورد نیاز و گرمایش واحدهای مسکونی از قبیل: آپارتمانها، برجها و نیز واحدهای مسکونی تک خانوار نیز بهره جست.
مشخصات یک سیستم CHP ایده‌آل در نصب و اجرا شامل موارد زیر است:
۱-  نیاز مبرم به استفاده از توان الکتریکی.
۲-  افزایش موارد کاربرد انرژی حرارتی نسبت به انرژی الکتریکی.
۳-  وجود الگوهای بار پایدار و ثابت انرژی حرارتی و الکتریکی.
۴-  طولانی‌بودن ساعات بهره‌برداری فرآیند.
۵-  بالابودن قیمت برق شبکه یا عدم دسترسی به شبکه.

از طرف دیگر از انرژی حرارتی حاصله می‌توان به منظور خشک‌کردن، پیش گرم کردن، تولید بخار فرآیند، محرک تجهیزات بازیافت حرارت، تولید آب سرد، آب گرم، سیال داغ و مانند آن استفاده کرد. بنابراین در صنایعی که نیاز مبرم به استفاده توأم از حرارت و توان احساس می‌شود، ظرفیت ایجاد تولید مشترک وجود دارد و با دارابودن مشخصات بالا می‌توان صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه انرژی بدست آورد و سیستم تولید مشترک مقرون به صرفه‌تری داشت.
در طی سالهای اخیر، با توجه به دامنه کاربرد سیستم‌های CHP و اشاعه فرهنگ استفاده از این نوع سیستم‌ها، شرکتهای سازنده به منظور جلب رضایت مشتریان و سهولت عرضه، خرید و نصب این سیستم‌ها در اندازه کوچکتر از یک مگاوات آنها را به صورت پکیج شده تولید می‌کنند. بدین ترتیب علاوه بر اطمینان مشتریان از سلامت دستگاه در هنگام خرید، هزینه نصب، تعمیر و نگهداری آنها نیز کاهش پیدا می‌کند.

معیار اصلی در انتخاب صحیح اندازه CHP و نحوه استفاده از آن به نیاز واقعی مصرف‌کننده به برق و حرارت بستگی دارد و عدم رعایت این معیار هزینه‌های گزافی را هم در مرحله خرید و هم در زمان تعمیر و نگهداری دستگاه درپی خواهد داشت.

Print Friendly
پنج شنبه, 21 -2669 ساعت 00:00

تولید co2

نوشته شده توسط
Print Friendly

CO2

نوشابه‌هاي گازدار از پرمصرف‌ترين نوشيدني‌ها مخصوصاً در ايران است. گازي كه در اين نوشابه‌ها وجود دارد گاز كربنيك (CO2) و يا همان دي‌اكسيد‌كربن است. افزودن گاز كربنيك به نوشابه عمدتاً بخاطر حس تازگي و حالت مطلوبي است كه پس از آشاميدن بجاي مي‌گذارد در حاليكه حتي بهترين نوشابه‌هاي گازدار نيز زماني‌كه گاز خود را از دست داده اند، ديگر فاقد آن طعم دلچسب هستند. كيفيت گاز كربنيك افزوده ‌شده به نوشابه‌ها از اهميت بالايي برخوردار است. به ‌همين ‌دليل توليدكنندگان شناخته ‌شده نوشابه‌هاي گازدار در جهان سخت‌گيري زيادي در رابطه با گاز كربنيك مورد ‌مصرف در نوشابه‌هاي خود دارند و گاز كربنيك مصرفي مورد قبول آنها بايد داراي مشخصات تعيين‌ شده توسط متخصصين مربوطه باشد.

يكي از اولين شاخص‌ها در مورد گاز كربنيك، درجه خلوص آن است. مطابق استانداردهاي موجود گاز كربنيك مصرفي در صنايع نوشابه‌سازي بايد داراي حداقل خلوص 98/99%  باشد. به بيان ديگر، ناخالصي موجود در گاز مصرفي بايد كمتر از 01/0% باشد. نكته مهم آن است كه در همين ناخالصي كمتر از 01/0%، ميزان بعضي از عناصر و مواد بايد آنقدر اندك باشد تا زياني را متوجه مصرف‌كننده نوشابه نسازد. بخش عمده كنترل كيفي گاز كربنيك مورد استفاده در نوشابه‌هاي گازدار روي همين ناخالصي كمتر 01/0% متمركز است تا اطمينان حاصل شود كه هيچ عنصر يا ناخالصي زيان بخشي بيش از مقدار تعريف‌شده و مجاز در گاز مصرفي نباشد.

گاز كربنيك به روش‌هاي مختلفي توليد مي‌شود. يكي از راه‌هاي آن استفاده از سوخت‌هاي فسيلي است كه چگونگي توليد آن هدف اين نوشته است.

از سوختن گاز طبيعي و يا گازوئيل، گاز كربنيك و آب توليد مي‌شود.

فرض كنيم گاز متان با اكسيژن سوزانده شود كه فرمول شيميايي آن بشكل زير است:

0.71 Kg CH4 + 2.86 Kg O2 → 1.96 Kg CO2 + 1.60 H2O

ملاحظه مي‌گردد كه از سوختن 71/0 كيلوگرم گاز متان با 86/2 كيلوگرم اكسيژن، مقدار 96/1 كيلوگرم گاز كربنيك (CO2) و 6/1 كيلوگرم آب توليد مي شود.

حال اگر بجاي گاز متان از گازوئيل استفاده كنيم كه در زنجيره تركيبي خود تعداد بيشتري اتم كربن دارد، فرمول آن به شكل زير خواهد بود:

1 Kg C18H38  + 3.46 Kg O2 → 3.11 Kg CO2 + 1.34 Kg H2O

مشاهده مي شود كه اگر يك كيلوگرم گازوئيل را با 46/3 كيلوگرم اكسيژن بسوزانيم مقدار 11/3  كيلوگرم گاز كربنيك و 34/1 كيلوگرم آب توليد مي شود.

در خط توليد گاز كربنيك، ابتدا در يك «بويلر»، گاز طبيعي و يا گازوئيل سوزانده مي شود. مشعل و ديگي كه براي اين منظور استفاده مي‌شود به‌گونه‌اي طراحي‌شده كه هواي لازم و كافي براي احتراق كامل سوخت تزريقي به مشعل، تأمين گردد. بديهي است كه گاز و گازوئيل مصرفي مخلوطي از آلكان‌ها و يا هيدروكربن‌هاي مختلف بوده و هواي دميده ‌شده هم تركيبي از نيتروژن و اكسيژن و هيدروژن و ناخالصي‌هاي ديگر خواهد بود.

 

نتيجه آن‌كه در اثر احتراق علاوه بر آب و گاز كربنيك كه در بالا اشاره شد گازها و مواد ديگري هم توليد مي‌شوند.

بنابراين اگر دود خروجي از دودكش بويلر را تجزيه‌كنيم، ملاحظه مي‌شود كه گاز CO2 تنها درصد پاييني از تركيبات آن (حدود 12-10%) را تشكيل مي‌دهد و بقيه شامل گازها و ناخالصي‌هاي ديگر از جمله تركيبات نيتروژن مي باشد. دود خروجي از «بويلر» در واقع ماده اوليه براي توليد گاز كربنيك مي‌باشد.

پس از سوزاندن گاز طبيعي يا گازوئيل، دود خروجي از دودكش «بويلر» به قسمت پايين ستون يا برج بلندي كه بخش عمده آن از قطعات سراميكي خاصي پرشده، هدايت مي‌شود. در اين برج كه «برج شستشو» ناميده مي‌شود، با پاشش آب از قسمت فوقاني برج برروي سراميك‌ها، دودي كه از پائين به سمت بالا در حركت است، ضمن خنك شدن، بخشي از ناخالصي‌هاي قابل‌حل در آب را از دست مي‌دهد. خروجي اين برج، مخلوطي از گازهاي مختلف ازجمله گاز كربنيك است.

در مرحله بعد، گازهاي خروجي از «برج شستشو» به قسمت پايين برج ديگري وارد مي‌شود كه داخل آن نيز با قطعات سراميكي پر شده است. در اين برج كه به نام «برج جذب» شناخته مي‌شود، با استفاده از ماده‌اي كه خاصيت جذب CO2 را دارد، جداسازي گاز كربنيك از مخلوط گازهاي مختلف صورت مي‌گيرد. ماده جاذب گاز كربنيك Mono Ethanol Amine) MEA) نام دارد كه محلول آن با غلظتي مشخص از قسمت فوقاتي «برج‌جذب» روي سراميك‌هاي داخل ستون پاشيده مي‌شود و با اين عمل گاز كربنيك موجود در مخلوط گازي كه از پائين ستون بطرف بالا در حال حركت است، توسط محلول MEA جذب مي‌شود.

محلول MEA حاوي گاز كربنيك از قسمت پايين «برج جذب» به قسمت فوقاني ستون ديگري كه «برج جداسازي» ناميده مي‌شود، انتقال مي‌يابد.

«برج جداسازي» با بويلر در ارتباط بوده لذا MEA  ورودي به آن در مجاورت شعله بويلر حرارت ديده و در اثر اين گرمايش گاز كربنيك از MEA جدا مي‌شود و با خروج از قسمت فوقاني «برج جداسازي» از يك مبدل حرارتي عبور مي‌كند تا خنك شده و در عين حال بخشي از رطوبت همراه آن به‌ صورت كندانس جدا شود.

سپس براي آنكه بخش ديگري از ناخالصي هاي موجود در گاز كربنيك توليدي همانند NOX ها، آلدئيدها، الكل‌ها و H2S از MEA گرفته‌شود، آن‌ را از ستوني عبور مي‌دهند كه حاوي پرمنگنات پتاسيم است.

در مرحله بعدي، گاز توليدي وارد «كمپرسور گاز كربنيك» مي‌شود تا فشار آن به حدود 16 بار افزايش يابد. در ادامه گاز كربنيك توليدي از «ستون خشك‌كن» عبور مي‌كند تا ضمن دفع رطوبت، نقطه شبنم گاز به حدود 60- درجه سانتيگراد برسد. بعد از  «ستون خشك‌كن»، گاز كربنيك از «ستون كربن فعال» عبور مي كند تا بو و برخي ناخالصي‌هاي گاز حذف شود.

آخرين مرحله در فرايند توليد گاز كربنيك، تبديل گاز كربنيك توليدي از حالت گاز به مايع است. عمل تقطير گاز كربنيك در مبدل حرارتي يا كندانسوري مرتبط با يك كمپرسور آمونياكي يا فرئوني صورت مي‌گيرد و دماي آن تا حدود 30- درجه سانتيگراد پايين آورده مي‌شود تا به مايع تبديل گردد. در اين مرحله گازهاي غيرقابل ‌تقطير همراه گاز كربنيك جدا شده و نهايتاً گاز كربنيك مايع با خلوص 99/99% در مخزن ذخيره مي شود.

 

Print Friendly

درباره ما

مجموعه اهداف تعريف شده در اين ساختار هر يك داراي نقش مستقل و متمايزي بوده كه ايفا آن همانند قطعات يك منظومه يكديگر را كامل و هم افزايي مثبتي را ... ادامه

مطالب ویژه

سرویس ها

خدمات

تماس با ما

آدرس: کیلومتر 5 جاده دیوان دره - سنندج ، نیروگاه برق دیواندره
شماره تماس: 6-38836224
ایمیل: این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید
فکس: 38720172 , 38836218
Top
We use cookies to improve our website. By continuing to use this website, you are giving consent to cookies being used. More details…