بهینه سازی مصرف انرژی در واحد ها

مقدمه
سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور
وزارت نفت جمهوری اسلامی ایران در راستای اجراس سیاست های استراتژیک کشور در بخش انرژی وبراساس ماده ۱۲۱ قانون برنامه توسعه اقتصادی, اجتماعی وفرهنگی جمهوری اسلامی ایران به منظور اعمال صرفه جویی ومنطقی کردن مصرف انرژی, حفاظت از محیط زیست, همچنین اجرای مقدمات مرتبط با بهره برداری کارآمد وبهینه از انواع حامل های انرژی, در سال ۱۳۷۹ اقدام به تاسیس سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور نموده است.

به طور کلی فعالیت سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور برمعالعه وبررسی, بستر سازی واقدامات لازم برای بهینه سازی مصرف سوخت در تمامی فعالیت هاواموری که به نحوی که در فرایند تولید وچه به عنوان مصرف سوخت نهایی, سوخت مصرف می نماید. متمرکز می باشد.در این راستا وظیفه تهیه وتدوین معیارها, حرارت, مشتمل براستانداردهای ساخت تجهیزات, فرایندها, سیستم ها ووسایل وتجهیزات مصرف کننده انرژی نیز به عهده این سازمان می باشد. براین اساس فعالیت های اصلی سازمان در قالب موضوعات ذیل طبقه بندی می شود:
بهینه سازی مصرف سوخت در سیستم ها ووسایل حمل ونقل
۱-بهینه سازی مصرف سوخت در بخش ساختمان ومسکن
۲- بهینه سازی مصرف سوخت در صنایع

۳- کمک به رشد تکنولوژی وبهبود کیفیت محصولات از لحاظ مصرف انرژی در صنایع سازنده تجهیزات مصرف کننده سوخت
۴- توسعه فرهنگ مصرف بهینه انرژی در سطوح مختلف جامعه از طریق نشر کتب, مجلات ومقالات, تدوین برنامه های لازم در رسانه های گروها, آگاه سازی وآموزش عمومی وهمچنین ایجاد سیستم های تشویقی در جهت تعمیق فرهنگ بهینه سازی مصرف انرژی
۵- حمایت مالی وپشتیبانی علمی از فعالیت های بخش های غیر دولتی وموسسات پژوهشی ودانشگاه ها در زمینه ارتقاء فن آوری های صرفه جویی انرژی وفراهم نمودن زمینه های علمی بهبود مدیریت مصرف انرژی

با تاسیس سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور در سال ۱۳۷۹ فعالیت های مدیریت انرژی واستاندارد سازی مصرف انرژی در بخش های مختلف مصرف کننده کشور از جمله صنعت, شتاب بیشتری گرفته ووارد مرحله تازه ای گردید. همزمان با این اقدامات, حساسیت صاحبان صنایع به امر انرژی نیز این امید را تقویت می کند که آینده ای نزدیک, مدیریت مصرف انرژی در صنایع کشور,

جایگاه اصلی خود را بیابد. با توجه به قیمت فراورده های نفتی در داخل کشور, یارانه پرداختی دولت, محدودیت منابع فسیلی, رشد بالای مصرف سالیانه انواع حامل های انرژی در ایران, عدم کارایی فنی واقتصادی مصرف انرژی, امکان صادرات فراوده های نفتی در صورت صرفه جویی واحد های تولیدی ومسائل ومشکلات مرتبط با محیط زیست ناشی از مصرف غیر منطقی وناکارایی سوخت, مدیریت مصرف انرژی وبالا یردن بازده وبهره وری انرژی را در صنایع به یک ضرورت تبدیل کرده است.
بخش صنعت از جمله بخش های عمده مصرف انرژی در کشور است مطابق با اطلاعات ارائه شده در تراز نامه انرژی کشور در سال ۱۳۸۰ مصرف این بخش بالغ بر ۱۵۹ میلیون بشکه معادل نفت خام می گردد. که در میان بخش های مصرف کننده دیگر پس از بخش های خانگی وتجاری با مصرف ۱/۲۷۵ میلیون بشکه معادل نفت خام وبخش حمل ونقل با مصرف حدود ۵/۱۹۴ میلیون بشکه نفت خام از جایگاه سوم برخوردار است. بخش صنعت حدود ۴/۲۶ درصد از کل مصرف نهایی انرژی کشور را در سال ۱۳۸۰ به خود اختصاص داده است. وبراساس حامل های مختلف انرژی شامل فراورده های نفتی به میزان ۸۷/۳۳ درصد, گاز طبیعی, ۳۷/۴۸ درصد, سوخت های جامد۸/۴ درصد وبرق

۹۶/۱۲ درصد بوده است.
مقایسه شدت انرژی زیر بخش های صنعتی کشور ودنیا, نشان می دهد که این شاخص در ایران به طور متوسط ۲تا ۳ برابر مقادیر متوسط دنیا می باشد. همچنین عدم کارایی فنی مصرف انرژی وهدر رفتن قریب به یک سوم از کل انرژی در فرایند های صنعتی واثرات زیست محیطی ناشی از آن, ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع را واضح وآشکار می سازد. شناخت صنایع انرژی بر در راستای صرفه جویی وافزایش کارایی در مصرف انرزی از نخستین اقدامات لازم می باشد. از جمله اقدامات لازم وعملی در زمینه مدیریت مصرف انرژی, توجه به راهکارهای صرفه جویی انرژی در

کارخانجات مختلف است. این امر از طریق انجام ممیزی انرژی در کارخانه ها جهت مشخص نمودن فرصت های صرفه جویی وعملی ساختن راهکارهای حاصل از ممزی انرژی وتدوین وبکار گیری معیار مصرف سوخت وانرژی در آنها امکان پذیر است.

محیط زیست وبهینه سازی مصرف انرزی:
صفحه اصلی: بهینه سازی مصرف سوخت: محیط زیست وبهینه سازی مصرف انرژی
نفت خام, ترکیبی از مواد مختلف شیمیایی است که هر یک به تنهایی, آلاینده مهمی به شمار می آیند. هیدروکربورهای سبک وسنگین, مواد حلقوی(مانند بنزین,تولوئن, وغیره) فلزات سنگین(مانند نیکلووانادیم وکبالت) عوامل گوگردی( مانند هیدروژن سولفوره مرکاپتان ها) وغیره از آن جمله اند. با این همه صنایع نفت ایران همههنگ با فناوری های زمانه, نسبت به کاهش آلاینده های موجود در فراورده های نفتی اقدام وسعی نموده است که فراورده های نفتی کشور را در حد استاندارد قابل قبول جهانی عرضه نماید. علاوه براین در زمینه فعالیت های زیست محیطی در کشور نیز در پاره ای

زیست, مقوله محیط زیست را به همراه پذیرش هزینه های قابل توجه آن در زمره فعالیت های اصلی خود منظور کرده وبه اقدامات گسترده ای مبادرت ورزیده است. البته باید توجه داشت که فعالیت هایی که منجر صرفه جویی وبهینه سازی در مصرف انرژی می شود به طور محیطی دارای آثار مثبت زیست محیطی است.
آلودگی محیط زیست ناشی از فعالیت های متنوع انسانی است . در این میان سوخت فسیلی از جمله مهم ترین عوامل ایجاد آلودگی های وسیع محیط زیست است. از آنجا که بخش انرژی هم

تولید کننده وهم مصرف کننده عمده انرژی به شمار می آید, ضرورت توجه این بخش به حفاظت محیط زیست واجد اهمیت غیر قابل انکار است. به همین سبب وزارت نفت در سه سال اخیر عملیات گسترده ای در این زمینه داشته که

در این جا به مهم ترین اقدامات وسیاست های ناظر برحفاظت از محیط زیست اشاره می شود:
تشکیل سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور بنزین بدون سرب
کاهش گوگرد نفت گاز وسایل نقلیه همگانی
گسترش استفاده از گاز طبیعی در شهرها وصنایع
ارتقای بازدهی سوخت موتورهای بنزینی ودیزلی
همیاری در توسعه اتوبوس رانی

ساخت نفت کش دوجداره
ایجاد تسهیلات سیار فراورش نفت خام
جلوگیری از سوزاندن گازهای همراه نفت
اجرای طرح ها ومطالعات زیست محیطی
صرفه جویی ومدیریت بهینه مصرف سوخت
آموزش مدیران انرژی
برق دار کردن چاه های آب
عملکرد طرح های مرتبط با بهینه سازی مصرف سوخت کشور
تشکیل سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور

این سازمان در سال ۱۳۷۹ در وزارت نفت تشکیل ومسوولیت اصلی آن .
برای بهینه سازی مصرف سوخت کشور با اولویت کمک در بهینه سازی مصرف سوخت خودروهای تولیدی جدید وخودروهای موجودع بهینه سازی مصرف سوخت در بخاری ها ومشعل ها ونیز بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان ها است. همچنین توسعه استفاده از گاز فشرده طبیعی در دستور کار این سازمان قرار دارد.
با تشکیل این سازمان به عنوان مسوول اصلی بهینه سازی در وزارت نفت, در بودجه سال ۱۳۸۰ اعتبارات مناسبی در قالب تبصره ۲۹ برای این منظور پیشنهاد وبه تصویب رسید.
بنزین بدون سرب:

در راستای اجرای مصوبه۱۶۱۰۴/۲۲۵۳۳ مورخ۲۱/۲/۷۹ هیات محترم دولت به منظور کاهش آلودگی هوای تهران, تدابیر لازم جهت افزایش تولید بنزین موتور بدون سرب توسط پالایشگاه های اراک وتهران صورت گرفت ودر این ارتباط براساس برنامه ریزی های انجام شده توسط شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران, متجاوز از ۶۰ جایگاه عرضه بنزین موتور در سطح تهران منحصراٌ به عرضه بنزین بدون سرب تخصیص داده شده است. از دیگر موارد قابل ذکر, آماده سازی پالایشگاه ها در سال ۱۳۷۹ جهت تولید بنزین بدون سرب را با استفاده از MTBE به منظور عرضه آن در سراسر کشور طی سال ۱۳۸۰ را می توان نام برد.
کاهش گوگرد نفت گاز وسایل نقلیه همگانی که

به منظور کاهش آلودگی هوای تهران از اوایل خرداد ۷۹, نفت گاز مصرفی شرکت واحد اتوبوس رانی تهران ومینی بوس رانی تابع آن از نوع نفت گاز کم گوگرد ودر حد استاندارد اروپایی (با حدوو۵۰۰PPM) تامین می شود. طبق استاندارد ملی میزان گوگرد نفت گاز در حدود۱۰۰۰PPM است.
گسترش استفاده از گاز طبیعی در شهر ها وصنایع:
با توجه به وجود منابع غنی گاز در کشور وبراساس اصل توسعه پایدار واستفاده بهینه از منابع نفت خام کشور وهمچنین به منظور کاهش آلودگی هوای شهرها درصد استفاده از گاز در سبد مصرف انرزی افزایش یافته است واین روند ادامه خواهد یافت. براساس گزارش تا پایان سال ۱۳۷۹, با نصب حدو ۶/۱ میلیون انشعاب جدید تعداد۳۴۶ شهر کشور با جمعیتی حدود ۳۰میلیون نفر تحت پوشش شبکه های گاز شهری قرار گرفته اند. همچنین تعداد ۳۵ نیروگاه و۱۸۰۰واحد صنعتی دیگر از نعمت گاز برخوردار شده اند.

ارتقای بازدهی موتور های بنزینی ودیزلی:
همکاری با صنایع خودروسازی وهمیاری با آنها برای ارتقای بازدهی سوخت در موتوهای بنزینی ودیزلی نیز به عنوان عامل مهم در کاهش سوخت وبهبود محیط زیست در دستور کار وزارت نفت قرار دارد.
همیاری در توسعه اتوبوس رانی:
وزارت نفت در سال های ۷۷-۷۸-۷۹ به ترتیب حدود۲۴۷-۴۵۴-۲۵ میلیارد ریال از محل عوارض فروش فراورده ها در اختیار وزارت کشور قرار داده است تا برای توسعه اتوبوس رانی وحمل ونقل عمومی در تهران وشهر های بزرگ به مصرف برساند.
ساخت نفتکش دو جداره:

در سال گذشته ساخت ۱۰ فروند نفتکش پهن پیکر دو جداره سازگار با محیط زیست برای ناوگان شرکت ملی نفتکش ایران سفارش داده شد که در حال ساخت است.
ایجاد تسهیلات سیار فرآورش نفت خام:
منابع سرمایه گذاری در ایجاد تسهیلات سیار فرآورش نفت خام به منظور جلوگیری از آلودگی محیط زیست با هزینه بیش از ده میلیلرد ریال تامین شده است. این اقدام, مشکلات زیست محیطی را در مرحله به مدار در آوردن چاه های جدید حفاری شده مرتقع خواهد کرد.

جلوگیری از سوزاندن گازهای همراه نفت:
جلوگیری از سوزاندن گازهای همراه نفت که عموماٌ دارای میعانات گازی با ارزش نیز هستند در دستور کار وزارت نفت قرار دارد, از جمله مقدمات اجرای طرح آماک وبه طور کلی طرح جلوگیری کامل از سوزاندن گازهای همراه نفتNOFlare که اجرای کامل آن در برنامه سوم انجام خواهد گرفت تاثیر قابل ملاحظه ای در بهبود وضعیت محیط زیست مناطق نفت خیز خواهد داشت.

اجرای طرح ها ومطالعات زیست محیطی:
شرکت ملی پالایش وپخش فراورده های نفتی در سال های اخیر در ارتباط با انجام مطالعات زیست محیطی مرتبط با تاسیسات پالایشی بسیار فعال بوده است. اخیراٌ براساس اصل پنجاهم قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران, در این شرکت نیز واحدی تحت عنوان امور مربوط به حفاظت محیط زیست شرکت وشرکت های زیر مجموعه را به طور متمرکز مدیریت وبرنامه ریزی می نماید.
این شرکت مجموع مسائل زیست محیطی پالایشگاه های کشور را در ۳۸ مبحث مطالعاتی تحت بررسی وتدوین سیاست های لازم ارائه نموده است.
شرکت های پالایشی برای دریافت گواهی نامه زیست محیطی ایزو۱۴۰۰۱ اقدام نموده, به طوری که هم اکنون پالایشگاه های اراک. اصفهان. بندرعباس. تبریز. تهران. شیرازوکرمانشاه موفق به اخذ گواهی نامه مذکورگردیده اند.

در حال حاضر فضای سبز ایجاد شده در تاسیسات زیر مجموعه این شرکت بالغ بر ۸۴۰ هکتار می باشد. ضمناٌ پیش بینی های لازم جهت افزایش فضای سبز به میزان ۳۰۴ هکتار(براساس استاندارد های مصوب شرکت ملی پالایش وپخش به میزان ۲۰ درصد وسعت تاسیسات پالایشی و۱۰ درصد سایر تاسیسات) به عمل آمده است.
افزون براین شرکت ملی صنایع پتروشیمی برای حفاظت از محیط زیست اقدام های زیر را در مجتمع های پتروشیمی برای حفاظت از محیط زیست اقدام های زیر را در مجتمع پتروشیمی به انجام رسانده است.

کمینه سازی ضایعات, اعم از ضایعات تولیدی وفاضلاب ها وکنترل آلاینده های هواmonitoring پایش
ایجاد نظام مدیریت پسماندها با تاکید بربازیافت مواد ارزشمند
جایگزینی مواد مخرب لایه ازون با مواد مناسب
استقرار سیستم مدیریت زیست محیطی ودریافت گواهی نامه های زیست محیطی
ممیزی انرژی ومحیط زیست وکاهش اتلاف انرژی ومنابع طبیعی
گسترش فضای سبز
انتخاب فرایندهای سازگار با محیط زیست در طرح های توسعه ای
به طور خلاصه پروژه های انجام شده زیست محیطی در شرکت ملی صنایع پتروشیمی در سال های ۷۹-۷۶-,۱۴۷ فقره بوده است. در این میان در سال ۱۳۷۸ طرح ارزیابی اثرات زیست محیطی در مناطق ویزه ماهشهر وعسلویه نیز انجام شد ومجتمع های اصفهان, اراک وتبریز وخراسان وارومیه موفق به اخذ گواهینامه(ایزو۱۴۰۰۱) شدند. در سال ۱۳۷۷ نیز پتروشیمی اصفهان به عنوان (صنعت سبز) انتخاب شد ودر سال ۱۳۷۸ پتروشیمی اراک وشیراز نیز به ترتیب به عنوان(صنعت سبز) و(صنعت پاک) انتخاب شدند.

صرفه جویی ومدیریت بهینه مصرف سوخت طی سال های ۷۹-۱۳۷۶ مصرف انواع فراورده های نفتی شامل نفت سفید, نفت گاز ونفت کوره براثر جایگزینی گاز طبیعی وهمچنین با اعمال سیاست های تغییر الگوی مصرف وصرفه جویی به طور نسبی مهار گردید. لیکن مصرف بنزین موتور همچنان به دلیل گسترش عرضه خودرو با فن آوری نامناسب وارزان بودن نرخ آن , روند فزاینده ای داشته ومصرف گاز مایع نیز علی رغم اعمال کنترل های لازم در بخش مصارف خانگی وصنعتی به

دلیل گاز سوز کردن خودروهای سواری از رشد مثبت برخوردار بوده است. آهنگ رشد مصرف فراورده های عمده نفتی طی سال های ۷۹-۱۳۷۶ در حدود۵/۰ درصد بوده که بیشترین ضریب رشد مربوط به گاز مایع(۶درصد) وبنزین موتور(۸/۶ درصد)وکمترین آن مربوط به نفت گاز(۲/۱درصد) می باشد. لیکن فراورده های نفت سفید ونفت کوره از ضریب رشد منفی برخوردار بوده است. همچنین مصرف فراورده های نفتی در سال ۱۳۷۹ نسبت به سال ۱۳۷۸ از ضریب رشد بالایی درحد۷/۵ برخورداربوده است.

آموزش مدیران انرژی:
موسسه مطالعات بین المللی انرژی براساس مفاد آیین نامه اجرایی ردیف۹ بند(و) تبصره۱۹ قانون برنامه پنج ساله دوم توسعه کشور, از شهریور ماه ۷۶ اقدام به آموزش مدیران انرزی صنایع مختلف در سطح کشور کرده است. در نتیجه از شهریور ۷۶ تا پایان اسفند۱۳۷۸ در مجموع ۲۶ دوره آموزش دو هفته ای رایگان برای ۵۴۵ نفر از مدیران انرزی جذب شده از صنایع مختلف کشور برگزار شده

است. افزون براین به منظور بهره گیری ازاقدام های مدیران انرژی, این موسسه ۱۳همایش یک یا دو روزه برای ۲۸۸ نفر از مدیران آموزش دیده برگزار کرده است. همچنین این موسسه به درخواست مسئولان صنایع مختلف در سال های ۷۶و۷۷و۷۸ چندین دوره حساس سازی یک یا دو روزه نیز در صنایع مختلف از جمله در مناطق نفت خیز جنوب, صنایع شیمیایی پارچین, شرکت ملی گاز ایران, شرکت الیاف وشرکت صنایع شیر ایران برگزار کرده است.

تدوین استانداردها ومعیار مصرف انرژی:
با توجه به آیین نامه اجرایی ردیف ۹ بند(و) تبصره ۱۹ قانون برنامه پنج ساله دوم, مطالعه معیارهای مصرف انرزی در موسسه مطالعات بین المللی انرژی آغاز شد. هدف از این مطالعه ارائه راه حل هایی است که مصرف سوخت را بدون آن که در روند توسعه صنعتی ورفاهی جامعه تغییری ایجاد شود به سطح وتداول جهان صنعتی برساند.
سرفصل های این مطالعه که در سال ۱۳۷۸ به پایان رسیدعبارتند از:
فریندها وعملیات تولیدی انرژی بر
ماشین آلات وسیستم های انرژی بر
در این مطالعه موارد زیر مورد توجه قرار گرفته است
فرایندهای صنایع شامل مطالعات فرایند تولید گاز مایع, تولید فراورده های میان تقطیر, تولید نفت کوره, تولید قیر وروغن موتور, گوگرد, مواد لاستیکی, کود شیمیایی, موادپلیمری, موادآروماتیک, اتان,پروتان, بوتان وپنتان
مطالعات انرژی بری ماشین آلات صنعتی شاما مشعل ها, کوره های صنعتی, دیگ های بخار, توربین های گازی, موتورتوربوکمپرسورها, توربوپمپ ها
تدوین استانداردها ومشخصات فنی انرزی بری شامل بخاری دستس ونفتی وخراک پزی دستی ونفتی, بخاری نفتی دودکش دار, اجاق خوراک پزی, آبگرمکن مخزن دار نفتی, آبگرمکن مخزن دارگازی, آبگرمکن دیواری,شوفاژ کوره ای چدنی با مخزن دو جداره, شوفاژ پکیج وشوفاژدیواری گاز سوز

شرکت ملی صنایع پتروشیمی با اجرای طرح هایی در زمینه انرژی مانند ممیزی انرژی کاهش تلفات وکاهش ضایعات, آموزش وتدوین برنامه های جامع مدیریت انرژی در سال های مورد گزارش موفق شد می زان مصرف انرژی راکاهش دهد.
تنها در سال ۱۳۷۹ بر اساس آمار وارقام محاسبه شده شدت مصرف انرژی در مجتمع های تولیدی حدود ۱۰ درصد نسبت به سال ۱۳۷۸ کاهش یافت میزان کاهش مصرف حامل های انرژی طی سال ۷۹بالغ بر ۳۷۵ میلیون متر مکعب گاز به ارزش تقریبی ۱۰ میلیون دلار بوده است.

برق دار کردن چاه های آب:
بر اساس سیاست صرفه جویی در مصرف سوخت وبرق دار کردن موتور تلمبه های چاه های آب کشاورزی طبق بند(ج) تبصره ۲۷ قانون بودجه سال ۱۳۷۸ وبند (ه) تبصره ۲۷ قانون بودجه سال ۱۳۷۹ مبلغ ۱۸۰ میلیلرد ریال اعتبار به صورت سالانه تامین وازاین طریق بانک کشاورزی وام در اختیار کشاورزان قرار گرفته به طوری که در سال های ۱۳۷۸و۷۹ جمعاٌ حد

ود ۱۲۰۰۰ حلقه چاه برق دار گردیده است.
عملکرد طرح های مرتبط با بهینه سازی مصرف سوخت کشور:
الف. گاز سوز کردن خودرو های جمعی
این طرح در سه مرحله جهت تبدیل سوخت خودروهای کشور به گاز طبیعی فشرده(CNG) اجرا خواهد شد که شامل
۱- گاز سوز کردن ۴۰ دستگاه خودرو سنگین درون شهری
۲- گاز سوز کردن خودروهای سنگین بین شهری
۳- گاز سوز کردن خودروهای سبک واتوبوس های بین شهری
در مرحله اول طرح, تبدیل سوخت ۴۰ هزار دستگاه خودرو شامل ۱۵ هزار دستگاه اتوبوس و۲۵ هزار دستگاه مینی بوس و۱۵ شهر مهم کشور برنامه ریزی شده است. اعتبار این مرحله ۲۵۷ میلیون دلار ارز و۴۶۰ میلیارد ریال می باشد که احداث ۴۲ پایگاه تحویل گاز طبیعی فشرده با ظرفیت ۵ هزار ۴۶۰ میلیارد ریال گاز در ساعت پیش بینی شده است. سرمایه گذاری مورد نیاز طرح طی سال های ۱۳۸۰ و۱۳۸۱ انجام خواهد شد واز ابتدای ۱۳۸۲ اولین جایگاه سوخت گیری با ۸ کمپرسور وپس از آن هر دو ماه یک بار یک ایستگاه حداکثر به بهره برداری خواهد رسید.

از آنجایی که طرح گاز سوز کردن خودروها با ارایه یک برنامه جامع در زمینه امکان تامین سوخت, ترکیب خودروهای کشور, امکان تبدیل خودروها از نظر فنی واقتصادی وابعاد زیست محیطی واستانداردهای جهانی وسایر موارد در کلیه بخش های حمل ونقل مسافر وبار در شهرها وبین شهرها مورد مطالعه قرا خواهد گرفت, مرحله دوم وسوم طرح پس از ارائه نتایج مطالعه که پیش بینی می شود حدود ۸ ماه به طول انجامد, اجرا خواهد شد. همچنین مذاکراتی نیز با شرکت ایران خودرو ودر خصوص مطالعه وطراحی موتورهای Dual Fuels در موتورهای ۳۱۴-OM و۳۵۵-OM که در مینی بوس ها واتوبوس ها, خصوصاٌ بین شهری کاربرد خواهد داشت, انجام ودر مرحله انعقاد قرارداد است.

ب. طرح یارانه سود تسهیلات برای افزایش بازده انرژی:
این طرح براساس تبصره ۲۷ قانون بودجه سال ۱۳۷۹ کل کشور از محل بهینه سازی مصرف انرژی با ۳ پروژه واعتباری معادل ۳۵۳۸۱ میلیون ریال ذیربط اجرا خواهد شد.
براساس آیین نامه اجرایی این تبصره کمیته ای توسط دستگاه اجرایی ذیربط متشکل از نمایندگان وزارت نفت, نیرو, سازمان مدیریت وبرنامه ریزی کشور, جامعه مهندسان مشاور ودستگاه اجرایی مرتبط تشکیل وطرح های رسیده را مورد بررسی وتصویب قرار خواهند داد.
این کمیته در سال ۱۳۷۹ تشکیل شد ودر خصوص پروزه های طرح, تصمیماتی به این شرح اتخاذ شد:

۱- یارانه سود تسهیلات شرکت راه آهن شهری تهران وحومه با توجه به صرفه جویی انرژی ناشی از انتقال مسافر در خطوط مورد بهره برداری شرکت راه آهن شهری تهران وحومه(مترو) در مقایسه با سایر سیستم های حمل ونقل وبراساس تصمیمات کمیته مذکور پرداخت جمعاٌ
۱۰ میلیارد ریال از اعتبارات طرح, جهت باز پرداخت سود وام های دریافتی مورد موافقت قرار گرفت وپس از امضای تفاهم نامه وطی مراحل قانونی بخشی از مبلغ مصوب به مترو پرداخت ومابقی نیز در مهلت مقرر پرداخت خواهد شد.
۲- یارانه سود تسهیلات برای خرید اتوبوس های بین شهری از انجایی که سازمان حمل ونقل بین شهری(مسافری) , تسهیلات لازم را از سیستم بانکی جهت خرید اتوبوس وواگذاری آن به متقاضیان بخش خصوصی دریافت می کند, پیشنهاد شد بخشی از سود تسهیلات دریافتی با توجه به کاهش مصرف انرژی ناشی از نوسازی ناوگان اتوبوس های بین شهری از محل اعتبارات این طرح پرداخت می شود که این موضوع نیز در کمیته مذکور مطرح وتا مبلغ معادل ۲۰ میلیارد ریال مورد تصویب قرار گرفت وپس از امضای تفاهم نامه در خصوص چگونگی پرداخت مبلغ مذکور به سازمان حمل ونقل وپایانه های کشور اختصاص خواهد یافت.

ج. طرح فناوری های صرفه جویی انرژی:
این طرح شامل ۶ پروژه در زمینه های مطالعه وتوسعه سیستم های صرفه جویی انرژی در بخش های مصرف می باشد که موضوعات ذیل در قالب این پروژه ها در دست مطالعه می باشد.
۱- مطالعه کمک به اصطلاح فناوری های صنعتی برای کاهش شدت انرژی این پروژه شامل ممیزی انرژی در ۴۰ واحد صنعتی گروه های مختلف صنعت نظیر صنایع نفت وگاز وپتروشیمی , نیروگاه ها, فلزات اساسی, کانی های غیر فلزی, صنایع غذایی وصنایع چوب وکاغذ وهمچنین طراحی وتوسعه مدل های بهینه سازی انرژی جهت تحلیل ارتباط انرژی وصنعت خواهد بود.

۲- پروزه مطالعه وتوسعه سیستم ها وابزارهای صرفه جویی در بخش خانگی, ساختمان ومسکن
در این پروزه طراحی آزمایشگاه ملی وسایل خانگی نفت وگاز سوز حداکثر در طی ۶ ماه آینده, بررسی اقتصادی وفنی استفاده از گازطبیعی در مصارف سرمایشی وبررسی فنی واقتصادی استفاده از پنجره های دوجداره وعایق بندی در ساختمان ها در دست اجرا است که نتایج آنها تا پایان شهریور ماه سال جاری ارائه خواهدشد.
۳- پروژه ایجاد وتوسعه سیستم اطلاعات انرژی

در این پروژه, طراحی وبه روز نمودن سیستم اطلاعات انرژی شامل شاخص های کلان اقتصادی, تقاضای انرزی در بخش های مختلف مصرف, عرضه انرژی وقیمت گذاری لحاظ شده است. همچنین در قالب این پروژه تهیه تراز نامه انرزی در دست اجرا است که نتایج آن تا پایان خرداد ماه سال جاری ظاهر خواهد شد.
۴- تعیین استاندارد تجهیزاتع فرایندها وسیستم های مصرف کننده بخش سوخت واحتراق:
در این پروژه, ممیزی انرژی بخش خانگی شامل تجهیزات خانگی وساختمان ومسکن در اقلیم های مختلف کشور وهمچنین بهینه سازی لوازم وتجهیزات خانگی پیشنهاد استاندارد انرژی برای تجهیزات خانگی وارائه راهکارهای علمی جهت دستیابی به الگوی مصرف انرژی است. پیش بینی می شود که نتایج پروژه تا پایان سال جاری ارائه شود.

۵- تنظیم رایگان موتور اتومبیل های سواری وارائه کارت سبز این پروزه با هدف کاهش سرعت خودروها از طریق معاینه فنی وارائه کارت سوخت اجرا می شود. در این پروژه, تجهیز مراکز معاینه فنی خودرو وجایگاه های سوخت گیری به سیستم های ثبت خودکار وکنترل هوشمند پیش بینی شده است. پروزه مذکور در حال حاضر در دست مطالعه است ومراحل اجرایی آن پس از فاز مطالعاتی آغاز خواهد شد.
صفحه اول> صنعت> گاز رسانی به صنایع
گاز رسانی به صنایع:

یکی از اصلی ترین سیاست های بخش انرژی کشور, بهره گیری هرچه بیشتر از منابع گاز طبیعی وافزایش سهم گاز در الگوی مصرف حامل های انرژی در تمامی بخش های اقتصادی, به دلیل بهره مندی ایران از ذخایر عظیم گاز طبیعی می باشد. براین اساس, در نظر است با اتخاذ تدابیر لازم, جایگزینی گاز طبیعی در واحدهای صنعتی عمده را به عنوان یک ضرورت در دستور کار قرارگرفته که برطبق آن, سهم گاز طبیعی در سبد سوخت مصرفی بخش صنعت از ۵۷ درصد در سال ۱۳۸۳ به حدود ۸۰ درصد درسال ۱۳۸۸ افزایش یابد.
سهم مصرف فراورده های نفتی وگاز طبیعی در سال های مختلف سال ۱۳۸۶و۱۳۸۵و۱۳۸۴و۱۳۸۳و۱۳۸۲
سهم گاز طبیعی ۳/۵۷۶/۶۱۴/۶۵۴/۶۸۲/۷۵

سهم فراورده های نفتی۷/۴۲۴/۳۸۶/۳۴۶/۳۱۸/۲۴
سهم مصرف فراورده های نفتی وگاز طبیعی در سال های مختلف
ازآنجایی که به دلیل پایین بودن قیمت جاری فراورده های نفتی, برآوردها نشان می هد که با جایگزینی گاز طبیعی به جای فراورده های نفتی در واحد های صنعتی نه تنها هزینه سوخت این واحدها, کاهش پیدا نمی کند, بلکه این هزینه ها افزایش نیز می یابد. بنابراین برای واحد صنعتی که علاوه بر پرداخت هزینه سوخت بیشتر در نتیجه جایگزینی بایستی هزینه های دیگری شامل هزینه های مربوط به حق انشعاب, هزینه های لوله کشی داخلی وهزینه های تبدیل وتغییر سیستم ها وتجهیزات مصرف کننده انرژی به منظور کسب قابلیت مصرف گاز طبیعی رانیز تقبل

نماید, استفاده از گاز طبیعی وتغییر سوخت از نظر اقتصادی توجیه پذیر نمی باشد. لازم به ذکر است که منافع حاصل از گاز رسانی از دید ملی به اختلاف ارزش صادراتی فراورده های نفتی وگاز طبیعی جایگزین شده به جای آن مربوط می شود.
در اکثر واحدهای صنعتی که حجم گاز طبیعی مورد نیاز آنها توجیه احداث یک خط لوله بالاتر از ۴ اینچ را ایجاب می نماید ودر فاصله معقولی از خط لوله اصلی گاز طبیعی قرار دارند, احداث خط لوله وگاز رسانی از توجیه بسیار بالایی برخوردار می باشد وهزینه های انجام گرفته در اکثر موارد در کمتر از یک سال بازگشت می کند. با توجه به منافع زیاد گاز رسانی به واحد های صنعتی از دید ملی, ونیز با در نظر گرفتن عدم تمایل واحدهای صنعتی به تبدیل سوخت از فراورده به گاز طبیعی به دلیل

افزایش هزینه های سوخت مصرفی وتقبل هزینه های گاز رسانی داخلی لازم است دولت, حمایت های لازم را از اقدامات داخلی گاز رسانی واحدهای صنعتی بنماید.
همچنین باید توجه داشت گاز سوز نمودن واحد های صنعتی مصرف کننده نفت کوره, بیش از هر طرح دیگری کاهش انتشار گاز های آلاینده ودر نتیجه کاهش آلودگی محیط زیست را به دنبال دارد.
در این راستا برنامه این سازمان به منظور گاز رسانی به ۴۲۲ واحد صنعتی از محل اعتبارات بیع متقابل به شرح جدول ذیل می باشد:
برنامه گاز رسانی(ارقام مصرف برحسب هزار متر مکعب ارقام ارزشی برحسب میلیون دلار) نام صنعت تعداد واحد گاز طبیعت نفت کوره ارزش نفت گاز طبیعی صرفه جویی ۱۰ ساله هزینه سرمایه گذاری فایده به هزینه
آجر۲۰۹۳۳۱۵۰۰۳۴۹/۳۴۱/۹۱۳/۲۶۲۸۶/۶۲۸/۵۶۱۰
گچ ۲۰۱۸۳۰۰۰۱۹۲/۸۲۳/۱۷/۳۲۱۵۸/۲۱۳/۵۴۱۲
سیمان ۲۶۱۴۸۲۰۰۰۱۵۶۲۱۸۷/۳۱۲۸۱/۲۲۳/۵۶۵۴
قند ۳۳۵۶۳۰۰۰۵۹۴۷۱/۲۷۲۲/۵۴۴۸۷/۲۱۲/۸۷۳۸
کاشی ۱۰۹۰۰۰۰۹۴/۸۱۱/۳۸۳/۶۷۷/۸۱/۲۶۵
صنایع نظامی۲۱۲۰۰۰۰۱۲۶/۴۱۵/۷۴/۸۱۰۳/۷۱/۵۶۶۷
نیشکر ۷۸۵۳۰۰۸۹۹/۴۱۰۷/۹۳۴/۱۴۷۳۷/۹۲۲/۴۳۳۳
شهرک های صنعتی ۱۵۴۵۰۰۰۰۴۷۴/۲۵۶/۹۱۸۳۸۹۱۱/۹۸۳۲
واحد های صنعتی ۱۰۰۱۲۰۰۰۰۱۲۶/۴۱۵/۲۴/۸۱۰۳/۷۱۱/۸۹
برآورد هزینه برای جایگزینی سوخت طبق برنامه براساس اطلاعات موجود در تراز نامه انرزی سال ۱۳۸۲ وپیش بینی روند آن خواهیم داشت.

سهم مصرف گاز طبیعی در بخش صنعت در سال ۱۳۸۸(در صورت ادامه روند فعلی)= %۶۱
سهم مصرف گاز طبیعی در بخش صنعت در سال ۱۳۸۸برطبق برنامه هدف گذاری= %۸۰
با در نظر گرفتن ۳۱۴ میلیون متر مکعب به ازای ۱ درصد افزایش در سهم گاز طبیعی در مصرف سوخت بخش صنعت در سال ۱۳۸۸ وبرآورد حدود ۳۰ میلیون دلار هزینه برای جایگزینی یک میلیون متر مکعب گاز طبیعی, در نتیجه برای رساندن سهم مصرف گاز به ۸۰ درصد , سرمایه گذاری به میزان ۱۸۰میلیون دلار تا سال۱۳۸۸ نیاز است که با فرض تخصیص ۱۳۰ میلیون دلار از محل الحاقیه بیع متقابل گاز رسانی, فاز دوم, به حدود ۵۰ میلیون دلار سرمایه گذاری جدید نیاز است.

بهینه سازی مصرف انرژی در واحدهای
ذوب با کوره های القایی
مهندس علیرضا افسریان فرد،مدیر تولید شرکت صنعتی شوفاژ کار
چکیده:
پس از شوک نفتی سال ۱۹۷۳ کشورهای پیشرفته ی صنعتی مجبور شدند تا به مساله انرپی که نیروی محرکه صنعت و رفاه اجتماعی آنها بود به شکل جدی تری بنگرند.
شاید یکی از دلایل به وجود آمدن آژانس بین المللی انرژی د رسال ۱۹۷۴ به رهبری کشور آمریکا که به تنهایی یک چهارم کل انرژی مصرفی جهان را مصرف می کند نیز ناشی از این مساله باشد.
یکی از وظایف این آژانس تهیه و تدوین برنامه های ذخیره سازی انرژی برای کشورهای عضو بود که در چهار چوب موارد ذیل ارایه می شود.
۱٫ کاهش شدت انرژی
۲٫ جایگزینی سوخت مقرون به صرفه
کاهش انرژی بری محصولات مصرف کننده ی انرژی

در علم اقتصاد مشخص شده است که یک ارتباط مستقیم بین مصرف انرژی سرانه با تولید نا خالص سرانه و رشد اقتصادی و رفاه و استاندارد زندگی وجود دارد.
نسبت تغیرات مصرف انرژی GPD (تولید ناخالصی ملی )
۱۹۸۵- ۱۹۹۵
متوسط رشد GPD متوسط رشد انرژی
آمریکا ۲٫۳ ۱٫۰۸
آلمان ۳٫۵ ۰٫۷-
چین ۹٫۹ ۴٫۳
ترکیه ۲٫۹ ۲٫۸

مصر ۴٫۸ ۲٫۵
ایران ۱٫۲ ۴٫۷
در جدول فوق نسبت تغیرات مصرف انرژی به تغیرات تولید ناخالص ملی ارایه شده است.با کمی دقت به این جدول به خوبی می توان دریافت که نحوه ی استفادهدیما از انرژی با کشورهای پیشرفته ی صنعتی و حتی کشورهای د رحال توسعه بسیار متفاوت است.فلذا با توجه به محدودیت منابع انرژی از یک سو و اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از مصرف بی رویه ی انرزی به صورت یک ضرورت انکار نا پذیر در آمده است.
بر اساس آمارهای موسسه ی آمارهای انرژی در بخش صنعت ۳۰% از انرژی مصرفی به علل بهینه نبودن نوع مصرف به هدر می رود.
و از سوی دیگر صنایع فلزی از نظر انرژی بری پس از صنایع شیمیایی در رتبه ی دوم قرار دارند فلذا لزوم توجه بیشتری به مقوله ی مصرف انرژی در این صنعت احساس می شود.
یکی از بخش هایی که در بخش ریخته گری بیشترین انرژی را مصرف می کند واحد کوره می باشد.که این مقاله پاره از راهکارهای علمی و عملی جهت بهینه سازی مصرف انرژی در واحد ذوب با کوره ی القایی را مورد بحث قرار می دهد.

لازم به ذکر است که این روش ها در شرکت صنعتی شوفاژ کار به کار گرفته می شود و کاهش قابل توجه مصرف انرژی و در نهایت قیمت تمام شده محصول را به دنبال دارد.
در راستای بهینه سازی مصرف انرژی در شرکت صنعتی شوفاز کار کمیته ای تحت عنوان کمیته بهره وری انرژی تشکیل شد که اعضای آن به شرح ذیل بودند:

• مدیر کارخانه
• مدیر واحد تولید
• مدیرواحد تعمیرات و نگهداری

• مدیرواحد برق
• مدیر واحد برنامه ریزی
ریوس فعالیت های این کمیته عبارت بودند از:
• حساس سازی
• تعیین مراکز اصلی مصرف انرژی
• اندازه گیری مصرف انرژی در واحد های مختلف
• ایجاد انگیزه برای صرفه جویی
• هدف گذاری و اولویت بندی اهداف

• آموزش پرسنل درخصوص راهکارهای بهینه سازی
• اطلاع رسانی و گزارش دهی موفقیت ها
• جلب نظر مدیریت ارشد برای سرمایه گذاری

Monitoring & Taregting
اولین گام از حرکت کمیته بهره وری انرژی به سوی بهینه سازی مصرف ،اجرای یک متولوژی سیستماتیکی تحت عنوان نطارت و هدف گذاری می باشد.که به کمک این فاز می توان به اهداف زیر رست یافت:
• بررسی میزان مصرف انرژی نسبت به گذشته
• اثرات فصول سال بر آن
• پیش بینی مصرف انرژی د رآینده با توجه به تغیرات حاصله
• شناسایی دقیق تلفات انرژی

• مقایسه با سایر صنایع مشابه
• برسی روند تغیرات در گذشته
• برنامه ریزی و هدف گذاری
یکی از مهمترین وظایف کمیته بهره ورداری انرژی،مقایسه توزیع مصرف انرؤی کارخانه با یک معیار استاندارد می باشد.
پس از رسیدن نسبی به این حد استاندارد مشخص شده است که بیشترین مصرف انرژی در واحدهای ریخته گری مربوط به عملیلت ذوب می باشد.در این مقاله سعی شده راهکارهایی برای بهینه سازی مصرف انرژی در واحد ذوب با کوره های القایی ارایه شود.
توزیع مقدار انرژی مصرفی در کارخانه خای تولید قطعات ریختگری چدن به صورت زیر است :

• واحد تهیه ذوب …………………………………………….۶۱ درصد
• واحد قالبگیری و ماهیچه سازی……………………………۱۳ درصد
• واحد گرمایش هوا……………………………………………..۱۳ درصد
• واحد کنترل آلودگی ……………………………………………۶ درصد
• واحد سند بلاست ………………………………………………۶ درصد
• غیره ……………………………………………………………….۱درصد

به نظر می رسد که هزینه انرژی مصرفی در حدود ۱۵-۲۵ درصد از قیمت تمام شده قطعات را تشکیل می دهد.
البته هر واحد ریخته گری بسته به تولیدی که دارد،درصد متفاوتی از هزینه تمام شده تولیداتش به هزینه مصرف انرژی بر می گردد.به عنوان مثال،در یک کارخانه ریخته گری آلومنیم مصرف انرژی از هزینه بالایی برخوردار است،چرا که ذوب آلومنیم مستلزم صرف انرژی بالایی می باشد.مقدار انرژی که درجه حرارت یک پوند آلومنیم را تا ۷۰۰د رجه بالا می برد،می تواند درجه حرارت یک پوند آهن را ۱۴۸۰ درجه افزایش دهد.

نرخ تولید ذوب در کوره های القایی بسته به عوامل زیر است:
۱٫ درصد بکارگیری توان کوره
۲٫ نرخ توان کوره
۳٫ راندمان الکتریکی
۴٫ اتلافات حرارتی
الف:از طریق القا حرارت به نسوز
ب:اتلاف حرارت توسط سرباره
ج:از طریق تشعشع به هنگام باز بودن درب کوره
۵٫ اتلافات الکتریکی
الف:مبدل ها
ب:کنورتورهای فرکانس
ج:کندانسورها
د:سیم ها و کابل ها

ه:کویل
۶٫ گرمای مورد نیاز برای ذوب شارژ
۷٫ ظرفیت کوره
در شکل (۱) ارتباط بین ظرفیت کوره و نرخ انرژی مصرفی برای ذوب یک تن شارژ آورده شده است که نشان دهنده این مطلب است که با افزایش ظرفیت کوره،انرژی الکتریکی کمتری برای ذوب یک تن شارژ نیاز می باشد.به عنوان مثال برای ذوب یک تن شارژ در کوره های ۱۲ تا ۱۵ تن kwh/t610 و در کوره های ۱ تا ۳ تنی ،تقریباkwh/t700 انرژی مورد نیاز است.همچنین در شکل (۱) ، مقدار مصرف انرژی الکتریکی در حالت استاندارد و ایده آل به صورت خط چین نشان داده شده است.در این حالت،نیمی از ذوب در کوره باقی می ماند و مصرف انرژی شامل انرژی مورد نیاز برای نگهداری ذوب ،سرباره و سایر موارد اپراتوری نمی باشد. لذا مشاهده می گردد که زمینه های بهبود زیادی در کاهش مصرف انرژی وجود دارد.

اتلاف حرارتی از کویل یکی از اساسی ترین فاکتورها می باشد که به ظرفیت کوره بستگی دارد.راندمان حرارتی کوره های فرکانس بالا حدود ۷۸-۶۰ درصد می باشد که بالاتر از کوره های فرکانس شبکه(۷۱-۵۸ درصد) می باشد،چرا که کوره های فرکانس شبکه دارای اتلاف حرارتی بیشتری می باشد در حالی که اتلاف الکتریکی در کوره های فرکانس با لا،بیشتر است.
کوره های فرکانس شهر برای ذوب شارژ ،قدرت کمتری داشته و لذا زمان طولانی تری صرف می کنند،از این رو ،اتلاف حرارتی بالایی دارند.در حالی که کوره های فرکانس بالا با توجه به قدرت

بیشتر ،زمان کوتاه تری برای ذوب شارژ نیاز دارند و به این جهت از اتلاف حرارتی کمتری بر خوردار می باشند،ولی اتلاف الکتریکی به سبب تبدیل فرکانس در آنها بالا می باشد.در جدول (۱)مشخصه های عملکردی انواع کوره های القایی از نظر انرژی با یکدیگر مقایسه شده اند.

نوع كوره
كوره با فركانس
شبكه (پايين) كوره با فركانس بالا
نوع كانال‌دار نوع بوته اي
نرخ [kW] 300 1600 300 1600 300 1600 300 1600
[t] 5 30 1 8 5/0 2 1/0 5/0
[Hz] 50 50 50 50 500 500 3000 3000
دانسيته جريان [kW/kg] 6/0 50/0 3/0 2/0 6/0 8/0 3 2/3
راندمان حرارتي [%] ۲/۶۷ ۷۹ ۱/۵۸ ۷۱ ۴/۶۰ ۲/۷۳ ۶۱ ۴/۶۶

اتلاف حرارتي [%] ۶/۲۳ ۱۳ ۵/۷ ۷/۵ ۵/۴ ۱/۲ ۲/۲ ۳/۱
اتلاف الكتريكي [%] ۳ ۸/۲ ۲/۲۸ ۱۸ ۲/۲۵ ۴/۱۵ ۱/۲۱ ۵/۱۸
اتلاف سيمها و كابلها [%] ۳/۳ ۸/۲ ۳/۳ ۲ ۲/۳ ۷/۲ ۸/۲ ۶/۲
اتلاف سيستم قدرت ثانويه [%] ۳/۱ ۹/۰ ۳/۱ ۱ ۲/۲ ۱/۲ ۸/۲ ۹/۲
اتلاف سيستم قدرت اوليه [%] ۶/۱ ۵/۱ ۶/۱ ۵/۱ ۵/۴ ۵/۴ ۱/۷ ۳/۸
نرخ توان ذوب سازي [kWh/t] – – 655 534 628 520 622 572
نرخ توان حرارت دهي [kWh/t] 36 30 41 34 40 33 38 36

راه کارهای بهینه سازی مصرف انرژی در عملیات ذوب
۱٫پایین نگه داشتن درجه حرارت ذوب تا حد ممکن
ظرفیت حرارتی فلز مذاب با بالا رفتن درجه حرارت افزایش می یابد و اتلاف حرارتی نیز کاملا به تناسب افزایش در جه حرارت افزایش می یابد.به عنوان مثال ،ظرفیت حرارتی چدن خاکستری با بالا رفتن ۱۰۰ درجه در حدود KWH/T20 افزایش می یابد.اتلاف حرارت به صورت هدایت (Qc) و اتلاف از طریق تشعشع توسط فرمول های ذیل محاسبه می شود.
Qc=[(T-t)/R]*10^-3
Qc=اتلاف حرارتی از طریق هدایت kw
T=درجه حرارت مذاب( کلوین )
t=درجه حرارت آب خنک کن (کلوین )
R= مقاومت حرارتی دیواره کوره (کیلو وات بر کلوین )
QR=5.67*10^-3 A*E*(T/100)^4
QR=اتلاف حرارتی از طریق تشعشع

A=ضریب نشر
E=سطح فلز مذاب (متر مربع )
اتلاف حرارتی از طریق تشعشع نسبت به درجه حرارت مذاب به صورت توانی(با توان چهار) افزایش می یابد .
برای پایین نگه داشتن درجه حرارت کوره به سرعت عمل در کار هایی نیاز می باشد که در مراحل بین بارگیری از کوره و بارریزی در قالب (از قبیل سرباره گیری در پاتیل،حمل ذوب و افزودن جوانه زا یا بعضی آلیاژسازها)صورت می پذیرد.همچنین پیش گرم کردن پاتیل ،کاهش فاصله حمل و نقل پاتیل و استفاده از یک درپوش برای آن می تواند کمک مناسبی باشد.
۲٫بکارگیری حداکثر توان کوره جهت ذوب سازی

جهت کاهش هزینه ذوب سازی بایستی نرخ ذوب سازی واقعی با تئوری نزدیک شود.در کوره های القایی بدون هسته،نرخ ۸۵ درصد بسیار عالی است،در حالی که در کوره های کانال دار نرخ ۹۰ درصد نیز ممکن می باشد.
یکی از مشکلاتی که همواره در واحدهای کوره وجود دارد بالا بودن ریسک کار کردن در ولتاژهای بالا (اشتف های بالا)می باشد.
یکی از مسایلی که این ریسک را باعث می شود مشکل بالا بودن سختی آب و خطر گرفتگی لوله های مدا خنک کن کویل که به این جهت اپراتوران کوره ترجیح می دهند در اشتف های پایین کار کرده و ذوب را طی مدت طولانی تری تهیه کنند.
مشکل کیفیت نا مطلوب آب از سه جهت تاثیرات نا مطلوبی دارد
کاهش قابلیت انتقال حرارت آب
خوردگی الکتروشیمیایی لوله ها
کاهش راندمان الکتریکی کوره به جهت بالا بودن هدایت الکتریکی آب
هر سه عوامل ارتباط مستقیم به میزان ناخالصی های موجود در آب دارد.
به عنوان مثال کل جامدات موجود در آب چاه کارخانه صنعتی شوفاژ کار mg/I2191 بود که قابلیت هدایت الکتریکی mohs/m3685 (میکرو) را بهوجود می آورد ولیکن از وقتی که برای مدار کوره دستگاه سختی گیر آب نصب شده است کل جامدات محلول در آب بهmg/I279 رسیده است و قابلیت هدایت الکتریکی ۴۲۴ می باشد.
در نتیجه بایستی با حل کردن مشکلاتی از قبیل ،از حداکثر توان کوره جهت ذوب سازی استفاده نمود.

۳٫استفاده از حداکثر ذ.ب موجود در کوره تا حد امکان (برای کوره های فرکانس شبکه)
استفاده از مقدار کمی ذوب کوره و شارژ مجدد آن از لحاظ مصرف انرژی مقرون به صرفه نیست.

۴٫سرعت بکار گیری کوره
سرعت در شارژکردن،سر باره گیری،بارگیری و شارژ مجدد در باز دهی تولید و مصرف انرژی بسیار موثر است .

۵٫دسته بندی قراضه ها و تعیین بهتریین محل برای قراضه های آهنی
۶٫تمیز کردن شارژ از مواد غیر فلزی مثل ماسه ،سنگ، خاک و غیره
گرما نهان ماسه تقریبا دو برابر آهن است، لذا از نظر مصرف انرژی در عملیات ذوب ، هر کیلو از ماسه که به همراه راهگاه یا قطعات بر گشتی یا حتی برخی از اوقات در آهن قراضه نیز یافت می شود ،معادل با دو کیلو گرم آهن ذوب نشده است. به عبارتی هر کیلو گرم ماسه ای که وارد کوره می شود،دو برابر انرژی بیشتر ینسبت به فلز نیاز دارد تال به همان درجه حرارت فلز برسد.
اگر در درجه حرارت ۱۵۰۰ ،سرباره ای به میزان یک درصد در ۳ تن مذاب آهن تشکیل شود،اتلاف توانی معادل kwh/t v 10 را د ر پی خواهد داشت.

۷٫اندازه گیری موثر در جه حرارت
اندازه گیری درجه حرارت مذاب اقدامی وقت گیر و هزینه بر است به خصوص که اپراتو ر باستی درب کوره را باز کرده و درجه حرارت را اندازه گیری کند.در این زمینه سیستم کامپیوتری کنترل درجه حرارت می تواند موثر تر عمل کند.
توجه به این نکته ضروری است که پایین رفتن یا بالا رفتن درجه حرارت علاوه بر ضایعاتی که می تواند ایجاد کند باعث به هدر رفتن انرژی در صورت افزایش درجه حرارت احتمالی مذاب یا صرف انرژی جهت گرم کردن مجدد مذاب در صورت سرد شدن آن نیز می گردد.
۸٫عدم شارژ در ساعات پیک مصرف
۹٫کاهش الکتریکی کوره
۹-۱-نگهداری ضخامت مشخص شده جداره دیر گداز

افزایش ضخامت نسوز یعنی دور کردن فلز شارژ از کویل که این خود باعث کاهش ضریب کویل شده و در نتیجه اتلاف انرژی الکتریکی بیشتر می شود.
همیشه باید ضخامت جداره نسوز را از زاویه میزان مصرف انرژی نیز مورد برسی قرار داد.شاید این تصور که اگر جداره نسوز ضخیم تر شده می تواند ریسک کمتر آسیب دیدن کویل را در بر داشته باشد گاهی باعث پرت انرؤی بسیار زیادی در طولانی مدت می شود فلذا همیشه باید ضخامت جداره نسوز را مورد بررسی قرار داده و کاهش و افزایش ضخامت آن را بر روی میزان مصرف انرژی ارزیابی نمود.
۹-۲-کنترل قطر کویل

با گذشت زمان به دلیل فشارهایی که از مواد دیر گداز به کویل وارد می شود ، قطر کویل افزایش یافته و راندمان پایین می آید که بایستی این مسئله را با سفت کردن منظم و دورهای پیچ های یوک کنترل کرد.
اگر در مرحله انتخواب کوره قرار دارید شاید یکی از مهمترین پارامترها ، شکل سطح مقطع کوره می باشد .
امروزه اکثر کویل های جدید با شکلrectangular طراحی می شوند که به علت کاهش مقاومت ، افزایش راندمان الکتریکی را در پی خواهد داشت.
۹-۳-یافتن نقاط داغ و حذف آن
یکی از مهمترین عواملی که بر روی مصرف انرژی تاثیر می گذارد،تغییر در مقاومت الکتریکی ناشی از شل بودن اتصالات می باشد. این تغییر به وسیله رابطه ۳ نسان داده می شود. اگر مقاومت یک مدار در اثر شل بودن اتصالات یا به هر علت دیگری افزایش یابد،توان مصرفی نیز افزایش می یابد.این تغییر در مقاومت می تواند به وسیله تغییر در جه حرارت کنداکتورها که از رابطه زیر پیروی می کند ، تعیین شود:

R2=R1[l+a(T)] T=T2-T1
که T1=20 و دمای۲۰ ،acu=0.0038 ، و aAl=0.0039 اگر در فرمول فوق T برابر ۴۰ باشد ، افزایش مصرفی معادل ۱٫۳ درصد را نشان می دهد .
در یک موتور سه فاز ۴۸۰ ولت که ۳۰ آمپر جریان می کشد ، ۱۴٫۴ کیلو وات ساعت انرژی مصرف می کند. با وجود یک نقطه داغ در این وسیله ، انرژی مصرفی به ۱۶٫۳ کیلو وات ساعت افزایش می یابد. اگر این موتور به صورت میانگین ۱۶۰ ساعت در ماه کار کند، همین یک نقطه داغ ،۳۰۴ کیلو وات ساعت انرژی را به هدر می دهد.بنابراین از تجهیزات خود به صورت پریودی اسکن مادون قرمز به عمل آورید.
۱۰-کاهش اتلاف حرارتی کوره
۱۰-۱-بسته بودن درب کوره تا حد ممکن
حدود ۷۵ درصد از اتلاف انرژی حرارتی کوره از باز بودن در کوره ناشی می شود.هنگامی که در کوره در درجه حرارت ۱۵۴۰ باز باشد، انرژی حرارتی معادل Btu/ft^2 3250 در دقیقه در آن باز باشد، انرژی حرارتی که در این مدت تلف می شود ، معادل kWh 78 خواهد بود.
طبق رابطه ۲ که که برای اتلاف حرارت از طریق تشعشع آورده شد،اتلاف حرارتی از طریق سطح مذاب تابع نمایی نسبت به درجه حرارت می باشد که از توان چهارم بر خوردار است.
۱۰-۲-پیش گرم کردن شارژ کوره

به طور کلی پیش گرم کردن قراضه ها در واحد ریخته گری ممکن است با توجه به یکی از عوامل زیر صورت گیرد:
۱٫ پیش گرم کردن به منظور حذف رطوبت . روغن و دیگر آلودگی های شارژ
۲٫ پیش گرم کردن به منظور کاهش انرژی مورد نیاز کوره برای ذ.ب سازی
۳٫ پیش گرم کردن به منظور کاهش زمان ذوب که افزایش ضریب بکارگیری کوره را در پی خواهد داشت
۴٫ کاهش مصرف الکترود ها در کوره ها ی قوس الکتریک
۵٫ کاهش دود و آلودگی ها ی داخل محیط کارگاه
۶٫ کاهش سرباره تولید شده از مذاب که این امر افزایش طول عمر جداره نسوز را در پی خواهد داشت ، بسته به نوع قراضه هایی که استفاده می شود طراحی تجهیزات پیش گرم متفاوت است.برای روشن شدن تاثیر کوره پیش گرم در بهره وری واحد ذوب مثالی در زیر آورده می شود.
بسته به نوع قراضه هایی که استفاده می شود طراحی تجهیزات پیش گرم متفاوت می باشد . برای روشن شدن تاثیر کوره پیش گرم در بهره وری واحد ذوب مثالی در زیر آورده می شود .

کوره ذوب ………………………………. نوع فرکانس بالا با ظرفیت بالا با ظرفیت KW/t 600
نوع شارژ………………..۲۰ درصد شمش چدن ،۴۰درصد برگشتی و ۴۰ درصدآهن قراضه
درجه حرارت پیش گرم ………………………..۴۵۰-۵۰۰ درجه سلنتی گراد
زمان پیش گرم …………………………………………۳۰-۴۰ دقیقه
سیستم پیش گرم …………………………………………….جریان هوای داغ
درجه حرارت هوای داغ………………………………….۶۰۰ درجه سانتی گراد
منبع تامین کننده حرارت ………………………………مشعل گازی با توان kcal/h 40*104
بالانس حرارتی این کوره پیش گرم در جدول ( ۲ ) ارائه شده است .

تاثیر پیش گرم شارژ:
مثال ۱: در کوره هاییکه ۲۰ تن ظرفیت دارد و ودارای تئان معادل kw 5000 می با شد برای ذوب ۲ تن شارژ انرژی معادل مقدار زیر مصرف می شود .
کل انرژی مورد نیاز:
۵۳۰*۲=۱۰۶۰ kwh
زمان رسیدن دمای شارژ از دمای محیط به ۱۵۴۰: ۱۲٫۷۲=۶۰*(ساعت)۰٫۲۱۲=۱۰۶۰٫۵۰۰۰
نرخ تهیه ذوب :
۶۰٫۱۲٫۷۲=۴٫۷ شارژ بر ساعت
ظرفیت کوره ذوب بدون پیش گرم : (تن بر ساعت ) ۹٫۴=(تن بر هر شارژ ) ۲*(شارژ بر ساعت ) ۴٫۷
شارژی که تا دمای ۵۰۰ در جه سانتی گراد پیش گرم شده باشد ،نرخ ذوب سازی زا تا حدود ۳۰% افزایش خواهد داد .
ظرفیت کوره ذوب با پیش گرم (تن بر ساعت )۱۲٫۲=۱٫۳۰*۹٫۴
در ضمن برای ذوب شدن شارژی که تا دمای ۵۰۰ پیش گرم شده، حدود kwh 100 انرژی کمتری نیاز است. در کوره های جدید،امکان استفاده از گاز و حرارت ایجاد شده در کوره جهت پیش گرم قراضه ها در نظر گرفته شده است.

مثال ۲: تاثیر پیشگرم شارژ در کوره های پیشگرم در کوره های پیشگرم نقاله ای در جدول ۳ آورده شده است.
برای روشن شدن تاثیر پیشگرم مثال دیگری آورده ممی شود.

مثال ۳: در جدول ۴ مشخصات تولید چدن در کوره های القایی با پیش گرم و بدون پیش گرم شارژ ، مقایسه شده است.
تاثیرات پیشگرم شارژ در جدول فوق به شرح ذیل آورده می شود:
الف:نرخ توان مصرفی از ۶۲۶ به kwh/t 467 کاهش یافته است
ب: مجموع انرژی مصرفی ۶٫۳% کاهش را نشان می دهد.
ج: ظرفیت ذوب سازی افزایشی معادل ۲۷ % را نشان می دهد.

۱۰-۳-کنترل مکش غبار گیرهای کوره
در گذشته سیستم کنترل آلودگی کوره به شکلی طراحی می شد که کانال هایی که از سیکلون های غبارگیر به دهنه کوره متصل بود یک مکش دایمی را اعمال می کرد که در پاره ای از اوقات که کوره درز حال شارژ نبود کار کردن غبار گیرها باعث به هدر رفتن انرژی حرارتی غبار گیر ها می شود.اما امروزه بایستی اپراتور کوره به راحتی امکان خاموش کردن غبار گیر را در زمان مقتضی را داشته باشد.حتی مکش همزمان و مساوی این کانال ها از چندین کوره توجیه منطقی ندارد،به

علت اینکه در شرایط کاری اوقاتی است که یک کوره در حال شارژ و در حال دود و آلودگی بسیار زیادی است ولیکن کوره دیگر در حال نگهداری و ذوب می باشد که توسط سیستم مکانیزه ای که در شرکت صنعتی شوفاژ کار طراحی شد مکش کوره ای که در حال گرم نگهدار می باشد به کوره در حال شارژ شیفت پیدا می کند و در موقع مقتضی قطع خواهد شد.در ضمن بایستی کنترل شود که قدرت مکش غبار گیرهای کوره بیش از حد لزوم نباشد.
نتیجه گیری:

در این مقاله روش های کاربردی به منظور بهینه سازی مصرف انرژی در فرآیند تهیه ذوب ارایه شد. این روش ها اگر چه در بسیاری از موارد با صرف کمترین هزینه تا حد زیادی ما را به هدف هایمان نزدیک می کند ولیکن اجرای پاره ای از این روسش ها مستلزم صرف هزینه هایی است که در نگاه اول، سرمایه گذاری بالایی را می طلبد ولیکن اگر با دقت بیشتری مسئله مورد برسی قرار گیرد صرفه جویی اقتصادی که در بر خواهد داشت ظرف مدت کوتاهی بر گردان هزینه اولیه را در پی خواهد داشت .

به عنوان مثال ، جایگزین کردن کوره های فرکانس متوسط به جای کوره های فرکانس شبکه که در شرکت صنعتی شوفاژ کار قرار دارد در راستای همین سیاست می باشد.

تولید ترکیبی گرمایشی ، سرمایشی و توان
چكیده:
یکی از نیاز های اساسی هر صنعتی توان مورد نیاز جهت چرخاندن ماشین آلات و نیز تولید انرژی الکتریکی می باشد، که با استفاده از محرکه های مختلف که سوخت فسیلی استفاده می نمایند،تولید مگردد.جهت بهینه سازی مصرف سوخت این مولد ها استفاده از سیستم های برودتی وجود دارد،امکان استفاده مجدد از انرژی حاصل در محرکه ها جهت تولید سرمایش در چیلر های جذبی وجود دارد . به همین منظور در این مقاله تولید ترکیبی توان ، گرمایش و سرمایش بررسی و توضیح داده می شود.

مقدمه :
در کشورهای پیشرفته انرژی الکتریکی فقط ۲۰ در صد تقاضای انرژی برای بخش صنعتی را تشکیل می دهد و باقیمانده تقاضا به صورت انرژی گرمایی می باشد. نیروگاههای حرارتی منبع اصلی تولید انرژی الکتریکی در اکثر کشور ها می باشند،اما حداکثر بازده حرارتی این نیروگاه های بخار و نیرو گاه های گازی در حدود ۴۰ درصد می باشد و باقیمانده انرژی حاصل از احتراق سوخت های فسیلی تلف می شود.منبع اصلی تلفات عدم استفاده مفید از انرژی گرمایی همراه گازهای حاصل از احتراق می باشد.

تولید دو منظوره توان و گرما CHP به عنوان یک راه حل مطلوب برای تولید توان و گرما به دلیل بازده بالاتر نسبت به نیروگاههای سنتی ، کاهش مصرف و سوخت و آلودگی کمتر محیط زیست در دنیا شناخته شده است.
سیستم گرما و توان Combined Heat and Power Generation (CHP))) یا سیستم تولید دو منظوره Cogeneration )) به سیستمی گفته می شود که در آن توان الکتریکی و انرژی گرمایی به طور ترتیبی تولید می شوند. با توجه به اینکه بازده این سیستم ها بیشتر از سیستم های تولید توان الکتریکی سنتی می باشد، وآلودگی محیط زیست کمتری دارد، استفاده از این سیستم ها در دنیا رایج شده است.بازده کلی یک سیستم تولید همزمان حدود ۹۰-۸۰ درصد می باشد.

یکی از مهمترین بخش های انرژی بر در اکثر ساختمان های مسکونی،تجاری و صنعتی کاربرد دارند،سیستم های سرمکایش می باشند.امروزه از دو سیستم سرمایش به طور عمده استفاده می شود: سیستم های تراکمی و سیستم های جذبی.ساده ترین سیستم های سرمایشی ، چیلرهای تراکمی هستند که از کمپرسور جهت افزایش تراکم سیال مبرد استفاده می نمایند و لذا تقاضای انرژی زیادی دارند.سیستم های جذبی نیازی به کمپرسور ندارند و از پمپ جهت افزایش فشار مایع جذب کننده استفاده می نمایند و بنابر این تقاضای انرژی نسبتا کمتری دارند .اما

سیستم های جذبی ،نیاز به بخار جهت احیا مایع جذب کننده دارد،که به همین دلیل استفاده از بخار تولیدی در نیروگاه های تولید دو منظوره پس از استفاده اولیه بخار ،در سیستم های سرمایش جذبی به عنوان یک راهکار مطلوب پذیرفته شده است. به دلیل تولید ترتیبی قدرت،گرما و سرمایش،به این مجموعه یک سیستم سه منظوره Combined Heat and Power Generation اطلاق می گردد،که در این مقاله به بررسی این سیستم ها می پردازیم.

در این مقاله ، ابتدا مروری خلاصه بر سیستم های تولید دو منظوره و همچنین سیستم های سرمایش جذبی ارائه می گردد. در ادامه ، سیستم های سه گانه و روش های محاسبه ضریب عملکرد این سیستم ها توضیح داده می شوند، و در پایان این سیستم ها در شرایط متفاوت بیان می گردد.

۲-سیستم ترکیبی گرما و توان Combined Heat and Power Generation (CHP)))
در شکل -۱ مشخصات نیروگاه های CHP و نیروگاه های سنتی ارائه و با یکدیگر مقایسه شده اند. نیرو گاه تولید همزمان دارای انواع متعددی بوده و بسته به نیاز محل مورد نظر ،از توربین گاز ،توربین بخار و یا موتور رفت و برگشتی بعنوان محرک اصلی استفاده می شود.انتخواب نوع موتور محرک بستگی به میزان حرارت مورد نیاز و نسبت گرما به توان و عوامل اقتصادی دارد.این سیستم به دلیل نیاز به سرمایه گذاری اولیه بالا ، باید به شکلی طراحی شود که مطابق با نیازهای انرژی الکتریکی منطقه و محیط مورد نظر باشد، در غیر این صورت سرمایه گذاری صورت گرفته سود آور نخواهد

بود.همان طور که ذکر شد ،نیروگاههای تولید همزمان دارای انواع متعددی هستند، ولی در این مقاله نیروگاههای تولید همزمان و تولید سه منظوره با سوخت گاز بررسی می شوند.با توجه به حجم وسیع منابع گازی در کشور و وسعت استفاده از این نیروگاهها در صنایع برق و نفت و بازده پایین تر این نیروگاهها نسبت به نیروگاه های حرارتی و سیکل ترکیبی، بازیافت حرارت خروجی از این نیروگاه ها در اولویت قرار دارد.در نیروگاه های تولید دو منظوره با محرک توربین گازی ، انرژی

گرمایی گازهای خروجی از توربین در یک دیگ بخار بازیافت و جهت تولید بخار استفاده می شود.
یک نیرو گاه تولید دو منظوره بر اساس توربین گاز، شامل یک سیکل توربین گاز ، کمپرسور و اتاق احتراق و توربین و یک دیگ بخار باز یافت گرما برای تولید بخار می باشد.برای افزایش نسبت گرما به توان در این سیستم می توان از یک اتاق احتراق تکمیلی با تزریق سوخت از اکسیژن مصرف نشده در گازهای خروجی (بدلیل هوای اضافه مصرف شده در اتاق احتراق سیستم توربین گاز) برای انجام احتراق مجدد استفاده می شود. نمودار شماتیک این سیکل در شکل-۲ نشان داده شده است. از بخار تولید شده می توان برای تولید گرما یا برای تولید توان در یک توربین بخار و یا هر دو به طور همزمان استفاده کرد.

استفاده از این نیروگاهها در دنیا گسترش روز افزون یافته و به طور مثال در یک دهه گذشته ظرفیت نیرو گاههای CHP در انگلستان بیشتر لز دو برابر شده است. در سال ۲۰۰۱ در انگلستان، ۱۵۷۳ نیروگاه CHP وجود داشت که کل ظرفیت تولید انرژی الکتریکی آنها برابر ۴۸۰۱ مگا وات بود. از این تعداد ۴۲۹ نیروگاه در بخش صنعتی و ۱۴۴۴ نیروگاه در بخش عمومی ، تجاری و مسکونی قرار داشتند. به عنوان نمونه ، یک نیروگاه CHPکه در شمال غربی انگلستان ، انرژی گرمایی مورد نیاز

یک کارخانه کاغذ سازی را تامین می کند، دارای ظرفیت تولید بخار و برق ۵۸ مگا وات می باشد ،که بر اساس محاسبات اقتصادی صورت گرفته حدود ۲ میلیون پوند در سال در هزینه انرژی صرفه جویی می شود . همچنین این کشور قصد دارد با اتخاذ راهبرد مناسب ظرفیت نیروگاه های CHP خود را تا سال ۲۰۱۰ به ۱۰ گیگا وات لرساند . بر اساس مطالعه ای که در اروپا انجام گرفته است ، ۲۲ در صد انرژی الکتریکی اروپا توسط نیروگاههای CHPتامین می گردد.

۳- سیستم سرمایش جذبی (Absorption refrigeration Systems )
سیکل جذبی سرمایش متشکل از اوپراتور و میعان کننده و نیز واحد های جذب کننده Absorberو احیا کننده Generator که نقش مشابه کمپرسور در سیکل های تراکمی را ایفا می کنند ، می باشد.در سیکل های جذبی معمو لا از آب به عنوان مبرد و از محلول لیتیم بر ماید و آب به عنوان جذب کننده استفاده می شود. دراین سیکل سیال مبرد (آب) پس از جذب گرما از مایع خنک شونده(آب) تبدیل به بخار می شود و توسط مایع جذب کننده ( محلول لیتیم برماید ) در واحد جذب کنندهAbsorber و تحت مکش و تحت مکش تبدیل به مایع می شود و فشار آن توسط پمپ به حد

مطلوب افزایش می یابد و با فشار بالا وارد احیا کننده می شود. در این واحد با جذب گرما تبخیر شده ، که در این عمل لیتیم برماید آن جدا می شود و سیال مبرد در این مرحله تبدیل به مایع می شود و سیکل مربوطه با ورود سیال به تبخیر کننده تکرار می شود.در این سیکل بهترین عبارت برای توصیف عملکرد احیا کننده و جذب کننده کمپرسور ترموشیمیایی می باشد که جایگزین کمپرسور سیکل تراکمی شده است ، که نیاز به انرژی مکانیکی فراوانی برای افزایش فشار بخار سیال تبرید در سیکل های تراکمی دارد. در این سیکل فقط از پمپ استفاده شده است که مصرف انرژی نسبتا کمی دارد و جهت افزایش فشار جریان با غلظت کم لیتیم برماید استفاده می گردد، شکل -۳

نمودار شماتیک سیکل چیلر جذبی را نشان می دهد. راندمان یا ضریب عملکرد به دست آمده از سیکل جذبی تقریبا ۰٫۷ می باشد. البته برای بهبود بیشتر ضریب عملکرد را می توان از مدل سیکل جذبی ( دو مرحله ای ) بهره گرفت و ضریب عملکرد را تا ۱٫۲ بهبود بخشید. در این سیکل به جای استفاده از یک احیا کننده از دو احیا کننده استفاده می شود.
استفاده از چیلر های جذبی هزینه راهبردی و نگهداری را به طور قابل ملاحظه ای در مقایسه با چیلر های تراکمی کاهش می دهد، چون قسمت های متحرک کمتری در این چیلر ها نسبت به چیلر های تراکمی وجود دارد.

توجیه اقتصادی استفاده از این چیلر ها با استفاده از گرمای اتلافی گاز های خروجی نیروگاهی جهت احیا مایع جذب کننده بسیار قوی می باشد. به عنوان مثال اگر به جای یک چیلر تراکمی که با ضریب کارکرد COP=4 ( 4 ) برای تولید متوسط ۳۰۰ تن تبرید در ۴۰۰۰ ساعت در یک سال می شود ( هزینه برق متوسط ۰٫۰۵ دلار بر کیلو وات ساعت می باشد )، از یک واحد چیلر جذبی که از حرارت اتلافی نیروگاه استفاده می نماید و میزان بخار مصرفی آن Ibs/h 5400 در فشار psig 15 می باشد ، میزان صرفه جویی در هزینه برق سالیانه تقریبا ۵۲۷۴۰ دلار خواهد بود.

۴- تولید سه منظوره Trigenereration
تولید سه منظوره به مفهوم گرفتن سه شکل مختلف انرژی از یک منبع اولیه می باشد. این سه شکل انرژی شامل گرمایش، سرمایش و انرزی الکتریکی می باشند.
از آنجایی که در این روش تولید این سه شکل انرژی به طور همزمان از منبع اولیه انرژی امکان پذیر است ، این روش را تولید ترکیبی گرمایش، سرمایش و توان (combined heating ,cooling &power generation ) و یا به اختصار CHCP می نامند.

در این روش از توربین گاز و یا موتور گاز به عنوان محرک برای به دست آوردن انرژی الکتریکی استفاده می شود .انرژی حرارتی کازهای داغ خروجی از توربین گاز و یا موتور گاز سوز در یک دیگ بخار بازیافت حرارت جهت تولید بخار برای چرخاندن توربین بخار که به یک ژنراتور تولید انرژی الکتریکی متصل است،جهت گرمایش و یا تزریق در برجهه استفاده می شود. پس از عبور از توربین بخار ، بخشی از بخار خروجی از توربین که هنوز دارای ظرفیت بالای انرژی حرارتی می باشد با عبور از یک مبدل حرارتی ، انرژی گرمایی را جهت تولید آب گرم به سیال دیگر منتقل ، و بخشی دیگر از بخار به عنوان منبع انرژی گرمایی جهت احیا سیال جذب کننده استفاده می شود. نمودار شماتیک یک سیستم سه منظوره در شکل ۴- نشان داده شده است.

تولید سه منظوره نسبت به روش تولید دو منظوره cogeneration کارایی و بازدهی بیشتری دارد ، که به دلیل استفاده از بخار خروجی از توربین از توربین بخار در فناوری مربوط به چیلر های جذبی استفاده می باشد.

در شکل ۵ و ۶ کارکرد دو سیستم جهت تولید ۱۰۰۰ کیلو وات انرژی الکتریکی و ۵۰۰ تن تبرید سرمایش مقایسه شده اند.
در شکل ۵ از چیلر های تراکمی که از انرژی الکتریکی جهت چرخاندن کمپرسور خود استفاده می نمایند، جهت تولید سرمایش استفاده شده است.با فرض ۰٫۶۵ کیلو وات توان الکتریکی مورد نیاز برای هر تن تبرید ، چیلر تراکمی ۳۲۵ کیلو وات از سیستم برق استفاده می نماید.
بدین ترتیب کل انرژی الکتریکی مورد نیاز کارخانه که باید از طریق توربین گازی تامین شود،بالغ بر ۱۳۲۵ کیلو وات خواهد شد. با فرض بازده حدود ۳۰% برای توربین گاز جهت تولید برق ، توان اولیه مورد نیاز که باید از طریق احتراق سوخت گاز در منفظه احتراق سیستم توربین گاز تولید گردد حدود ۴۴۱۷ کیلو وات می باشد.

در شکل -۶ از یک چیلر جذبی برای تامین سرمایش استفاده می گردد.
در این روش از انرژی حرارتی گازهای خروجی از توربین گاز جهت احیا مایع جذب کننده استفاده می شود و بدین ترتیب انرژی اولیه مورد نیاز برای توربین گاز چیزی حدود ۳۳۳۳ کیلو وات خواهد بود.
همانطوریکه ملاحظه می شود استفاده از چیلر های جذبی در کنار سیستم تولید همزمان برق و حرارت به میزان ۲۵% از مصرف سوخت گاز این کارخانه کاسته است.

۵-کارایی تولید سه منظوره
کارایی و بازدهی یک نیروگاه که بر اساس تولید سه منظوره کار می کنند به صورت زیر تعریف می شود (۷ و ۹ )
P=(E+H+R)/F
P(performance)=بازدهی نیروگاه
E=توان الکتریکی تولید شده KW
H=توان حرارتی بازیافت شده KW
R=توان سرمایی تولید شده در واحد تبرید جذبی KW
F=توان حرارتی تولیدی ناشی از احتراق سوخت گاز KW
نسبت توان الکتریکی تولید شده به کل حرارت بازیافت شده در این سیستم به شکل ذیل محاسبه می گردد:

توان الکتریکی تولید شده از معادله زیر قابل محاسبه است :
E=(PHR*S0*HR*CF)/10^6 [MWh/year]
PHR=نسبت توان الکتریکی تولید شده به کل حرارت بازیافت شده
S0=مقدار بخار مورد نیاز فرایند
CF =تعداد ساعات کاری در سال ضریب عملکرد پیوسته (۰٫۹۵-۰٫۹)
HR=تعداد ساعات کاری در سال

مجموع حرارت بازیافت شده و سرمای تولید شده به شکل ذیل محاسبه می شود :
S=(P0*H0*HR*CF)/PHR*10^6 [TJ/hr]
P0=مقدار توان الکتریکی مورد نیاز فرایند که می بایستی تامین شود .
H0=آنتالپی بخار مورد نیاز فرایند

۶-انتخواب ترکیب بهینه اجزا برای یک نیروگاه تولید سه منظوره با توجه به عوامل متعدد تاقیر گذار نیاز به بررسی فراوان در مدت زمان قابل ملا حظه و تحلیل فنی-اقتصادی جامع بر روی موارد متعددی از جمله در دسترس بودن سوخت ، تعرفه های برق و گاز ، بررسی میزان تقاضا برای برق ، آب سرد ، بخار و آب گرم ، بررسی میزان تقتضای بیشینه و مدت تداوم آن دارد.
با این وجود برای تولید سه منظوره در حالت کلی می توان ۴ شکل عمده را معرفی نمود که عبارتند از:
۱٫ تولید سه منظوره به منظور بکارگیری موتور های گاز

۲٫ تولید سه منظوره به منظور بکارگیریتوربین های گاز
۳٫ تولید سه منظوره به منظور بکارگیری سیکل ترکیبی(BACK PRESSURE STEAM TURBINE)
4. تولید سه منظوره به منظور بکارگیری سیکل ترکیبی condensing steam turbine
از بین گزینه های ۲ و ۳ بیشترین کاربرد را در دنیا دارند که از جمله به کاربرد تولید سه منظوره در صنعت گاز باید اشاره کرد.
صنایع نفت و گاز جز مهمترین صنایع در جهان می باشند و پتانسیل بالایی برای تولید سه منظوره در این صنایع وجود دارد.

به طور کلی در تمامی نقاطی که نیاز به سرمایش و توان الکتریکی وجود دارد استفاده از تولید سه منظوره اقتصادی خواهد بود.
کاربرد روش های سه منظوره بستگی زیادی به دمای مورد نیاز برای سرمایش دارد.چیلرهای جذبی لیتیم-برماید در شرایطی که دمای حدود صفر درجه سانتی گراد مورد نظر است ،کاربرد دارد.چیلر های جذبی آمونیاکی دسترسی به دماهای سرد پایین تر حدود -۶۰ درجه سانتی گراد را نیز فراهم می نمایند و عمده کاربرد آنها در صنایع غذایی است.در شرایطی که حرارت زیاد باشد و یا سوخت گازی ارزان قیمت در دسترس باسد، چیلر های جذبی direct-fired راه حل مناسبی می باشد.استفاده از چیلرهای تراکمی در شرایطی که تعرفه های برق پایین و یا انرژی الکتریکی مازاد بر نیاز موجود باشد، توجیه اقتصادی دارند.

 

بهینه سازی مصرف انرژی در دیگ های بخار نیروگاهی
چکیده:
در این مقاله روش های صرفه جویی و مصرف بهینه سوخت و در نتیجه کاهش هزینه بهره برداری دیگ های بخار نیروگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است.برای نیل به این مقصود ابتدا روش های مختلف محاسبه راندمان کادکرد دیگ های بخار با توجه به استانداردهای معتبر استخراج و بیان می گردد. سپس با استفاده از استفاده از تحلیل های نرم افزاری و تغییر پارامترهای موثر در راندمان در جهت افزایش بازدهی عملکرد راهکارهای مناسب برای بهبود کارایی و کاهش اتلاف های انرژی موجود در دیگ های بخار ، مورد بحث قرار می گیرد و در انتها نتایج حاصله از محاسبات در مورد یک دیگ بخار نمونه ( دیگ بخار نیروگاه توس ) به صورت عملی ارایه می گردد.

مقدمه
بهترین روش برای شناخت شیوه های افزایش راندمان عملکرد و کاهش مصرف اتلاف انرژی در هر واحد صنعتی شناخت دقیق و صحیح از محاسبه راندمان عملکرد آن واحد صنعتی می باشد.
در این مقاله منبع محاسبه عملکرد دیگ های بخار استاندارد ASME PTC 4.1 تحت عنوان steam Generation Units Test from PTC می باشد.در این بین از آنجایی که بیان حجم وسیع فرمول های به کار برده شده در این مجال میسر نیست صرفا به فرمول ها و روابط کلیدی و اساسی اشاره می گردد. در انتها به عنوان نمونه ای از محاسبه عملی راندمان دیگ های بخار نیروگاهی اطلات فنی یکی از دیگ های بخار نیروگاه توس استخراج و با استفاده از فرمول های بیان شده راندمان عملکرد آن محاسبه شده است.

 

الف-محاسبه بازده حرارتی دیگ بخار
بازده حرارتی یک دیگ بخار به دو روش عمده محاسبه می باشد:
۱-روش ورودی/خروجی
۲-روش اتلاف حرارتی

الف-۱-روش ورودی/خروجی
اساس و مبنای این روش بر پایه رابطه کلی زیر است:

در این روش مقدار کل انرژی حرارتی داده شده به سیال ورودی ( در اینجا آب تغذیه ) اندازه گیری می شود و نسبت این مقدار را به مقدار کل انرژی ورودی به سیستم ، بازده حرارتی می نامند.
لازم به ذکر است که در این روش میزان اتلاف های انرژی مورد بحث قرار نمی گیرد و صرفا حرارت خالص منتقل شده به آب تغذیه ورودی به بویلر اندازه گیری می شود.

الف-۲-روش اتلاف حرارتی
رابطه دیگری که می توان بر اساس آن مقدار بازده حرارتی یک مجموعه را بیان نمود به صورت ذیل است:

در این روش ابتدا مقادیر مختلف اتلاف های انرژی شناسایی و اندازه گیری می شوند و سپس با جمع کردن این مقادیر ، کل انرژی اتلافی موجود در دیگ بخار مشخص می گردد ف از طرفی با در دست داشتن میزان انرژی ورودی سیستم می توان مقدار بازده حرارتی را محاسبه نمود.

ب-انتخاب روش محاسبات
با توجه به روابط ارائه شده در استاندارد مشخص می شود که به دست آوردن میزان بازده حرارتی مستلزم نمونه برداری متعدد از نقاط مختلف ساختمان دیگ بخار می باشد و بعضی از مقادیر به دست آوردن بازده از این روش اتلاف حرارتی تنها در صورتی قابل سنجش می باشد که دیگ بخار خاموش باشد.
از آنجایی که دیگ های بخار عمدتا در حالت کارکرد مداوم قرار دارند و خاموش کردن دیگ های بخار در موارد به خصوص ویا زمان تعمیرات دوره ای بویلر انجام می شود ،
تصمیم گرفته شد برای به دست آوردن بازده حرارتی بویلر از روش ورودی / خروجی استفاده شود چرا که تمامی مقادیر کمی مورد بحث در این روش در زمان کارکرد بویلر قابل اندازه گیری می باشند.بنا بر دلایل فوق در این مقاله هر دو روش توضیح داده می شوند.اما محاسبات نمونه و همچنین برنامه نرم افزاری تهیه شده ، بر اساس روش ( ورودی/ خروجی ) می باشند.

ج-محاسبه بازده دیگ بخار به روش ورودی/ خروجی
در به دست آوردن بازده دیگ بخار به روش ورودی/خروجی ، مقدار خالص حرارت جذب شده توسط سیال عامل و همچنین کل انرژی حرارتی ورودی به مجموعه بویلر مورد بررسی و محاسبه قرار می گیرند.

تذکر ۱:
معادله ۲ در زمانی صادق است که در مجموعه بویلر فقط از یک گرم کن مجدد استفاده شده باشد و در صورتیکه تعداد گرمکن های مجدد بیش از یک عدد باشد حرارت افزوده شده توسط هر گرمکن مجدد به صورت جداگانه به به معادله افزوده می شود.

تذکر ۲ :
اگر در بویلر از بخار کمکی استفاده شود مقدا حرارت افزوده شده از این طریق نیز به معادله اضافه می شود .

تذکر ۳ :
در صورت وجود پمپ سیر کولاسیون مقدار زیر باید به خروجی های معادله اضافه شود.
Wwe48(hw48-hw47)+(Ww47-Wwe48)*(hw24-hw47)
اولین قسمت معادله ۳ ، ناشی از حرارت منتقل شده توسط نشتی آب (leak-off) می باشد و دومین قسمت مربوط به میزان حرارتی است که برای رساندن دمای آب ورودی به پیش گرمکن مصرف می شود.
ج-۱- شرح عوامل موثر در راندمان بويلر (روش ورودي/خروجي)
پارامترهاي مختلفي در تعيين ميزان بازده يك بويلر موثر مي باشند . با توجه به شكل ۱ ، اين مقادير در روش ورودي/خروجي به شرح ذيل مي باشند .

شدت جريان بخار گرمكن مجدد

آنتالپي بخار در خروجي سوپرهيتر ، ورودي گرمكن مجدد و خروجي گرمكن مجدد
آنتالپي آب تغذيه ورودي ، آنتاپي آب پاشيده شده به سوپرهيتر ، آنتالپي آب خروجي از درام ، آنتالپي آب تزريقي به گرمكن مجدد ، آنتالپي آب نشتي خروجي از پمپ ، آنتالپي آب تزريقي به پمپ.

در صورتي كه مقدار ارزش حرارتي سوخت مرطوب (LHV) مورد نياز باشد به طريقه زير عمل مي نماييم .
(۴)
: ارزش حرارتي سوخت بدون آب كه در آزمايشگاه بدست مي آيد .
: درصد رطوبت (آب) موجود در سوخت كه توسط نمونه گيريهاي آزمايشگاهي بدست مي‌آيد .
تذكر : مقدار ارزش حرارتي سوختدر حجم ثابت اندازه‌گيري مي شود براي بدست آوردن ارزش حرارتي در فشار ثابت به صورت زير عمل مي نماييم .
(۵)

(۶)
:‌ارزش حرارتي بالاي سوخت در فشار ثابت

: ارزش حرارتي بالاي سوخت در حجم ثابت

: جرم اكسيژن جابجا شده در واكنش توسط تقطير بخار
H :‌جرم هيدروژن موجود در سوخت تقسيم بر سوخت مصرفي ( اين مقدار توسط آزمايشگاه محاسبه مي شود )
RU : ثابت جهاني گازها برابر
T : دماي استاندارد كالريمتر ۵۳۷ R
Wfe : نرخ مصرف سوخت
نرخ مصرف سوخت بر مبناي جرم سوخت مصرفي بدست مي آيد در صورتيكه سوخت گازي شكل باشد محاسبات Wfe به صورت زير و از طريق حجم مصرفي سوخت انجام مي شود .

Qfe : مقدار گاز مصرفي
: وزن مخصوص گاز ، اين فاكتور توسط
( American Gas Association ) AGA مشخص مي شود . و در دماي ۶۸۰f تصحيح مي گردد .
ج-۲- انرژيهاي حرارتي ورودي به استثنا انرژي حرارتي سوخت
در اين قسمت به مقادير مختلف انرژي هاي ورودي يك ديگ بخار به استثناء انرژي پتانسيل (انرژي فسيلي ) موجود در سوخت ، اشاره و هر مورد محاسبه مي گردد . اگر كل انرژيهاي ورودي به سيستم را Be بناميم با توجه به فرمول (۹) خواهيم داشت :
(۹) Be=BAe+BZe+Bfe+BXe+Bm Ae
Be : = مجموع انرژي هاي ورودي به بويلر به استثناء انرژي حرارتي سوخت .
ج-۲-۱-) BAe حرارت ورودي توسط هوا
(۱۰)
= جرم هواي خشك تقسيم بر جرم سوخت مصرفي

جرم گاز خشك تقسيم بر جرم سوخت مصرفي

Co2 , O2 , Co : درصد حجمي در گاز خشك خروجي در محلهاي ۱۲ ، ۱۴ و ۱۵ (به شكل ۱ مراجعه شود )
N2 : از كم كردن حاصل جمع مقادير Co2 , O2 , Co بدست مي آيد .

Cb=C-
14500
Cb : جرم كربن سوخت شده تقسيم بر جرم كل سوخت مصرف شده .
C : جرم كربن سوخت شده موجود در سوخت (بوسيله آزمايشگاه بدست مي آيد ) .
: جرم اضافات باقي مانده تقسيم بر جرم سوخت مصرف شده
: ارزش حرارتي اضافات باقي مانده (در حالت خشك) كه در آزمايشگاه بدست مي آيد .
۱۴۵۰۰ : ارزش حرارتي كربن موجود در يك پوند اضافات باقي مانده .
S : جرم سولفور تقسيم بر سوخت مصرفي كه اين مقدار در آزمايشگاه بدست مي آيد .
N : جرم نيتروژن تقسيم بر جرم سوخت مصرفي .
: ميانگين حرارت مخصوص هواي خشك در دماي ورودي كه از منحني موجود در پيوست بدست مي آيد ، اين منحني شامل مقادير دماي ورودي و دماي مبنا (مرجع) مي باشد .
tA7 , ta8 : دماي هواي ورودي در مورد اندازه گيري اين دماها وجود پيش گرمكنهاي بخاري و هوايي مي بايست مورد توجه قرار گيرند .
tRA : دماي هواي مبنا ، دماي پايه طراحي كه باعث اتلاف حرارت محسوس مي شود و در مقدار راندمان بويلر موثر است .
ج-۲-۲ ) انرژي ورودي از طريق سيستم سوخت پاش مشعل
BZe : حرارت اكتسابي به وسيله پاشش بخار :
BZe = WZe*(hZ42-hRU¬)

WZe : جريان بخار در سيستم پودر كننده سوخت
hZ42 : آنتالپي بخار پاشيده شده در فشار و دماي مشخص .
hRU : آنتالپي بخار اشباع در دماي مبنا (مرجع) .
ج-۲-۳-) انرژي ورودي از طريق حرارت محسوس سوخت
Bfe : حرارت محسوس اكتسابي به وسله سوخت .
Bfe=Wfe*cpf( tf 1,3,4-tRA)
Wfe : نرخ مصرف سوخت

cpf : ميانگين حرارت مخصوص سوخت ( در مورد زغال است )
tf3 و tf2 و tf1 : دماي ورودي سوخت در قسمتهاي مختلف .
tRA : دماي مبنا طراحي براي هوا
ج-۲-۴) انرژي ورودي از طريق اجزا الكتريكي
Bxe : حرارت اكتسابي توسط گردنده ها

Wsxe : نرخ جريان بخار
h¬sx : آنتالپي بخار در گردش
hix : آنتالپي در فشار خروجي
: راندمان گردش وسايل الكتريكي كه شامل راندمان چرخدنده ها ، راندمان كوپلينگ و راندمان الكتريكي مي شود .
ج-۵-) انرژي ورودي از طريق رطوبت موجود در هوا
BmAe : حرارت اكتسابي از طريق رطوبت موجود در هوا ورودي .

: جرم بخار آب تقسيم بر هواي خشك

: = نرخ جريان هواي خشك .
: جرم هواي خشك تقسيم بر جرم سوخت مصرفي
: نرخ سوخت مصرفي
cps : ميانگين حرارت مخصوص بخار
: دماي هواي ورودي
: دماي هواي مبنا (مرجع)