بهسازی نیروگاهی؛ گامی در صرفه جویی انرژی

مینا علی اسلام خبرنگار سایت خبری مدارا نوشت: با توجه به جایگاه نیروگاه ها در حرکت چرخ اقتصادی کشور از یک سو و اهمیت بحث راندمان و نوسازی نیروگاه‌ها برای افزایش ظرفیت شبکه، کاهش تلفات و نیز کاهش میزان مصرف سوخت از سوی دیگر، نگاهی خواهیم داشت به انواع نیروگاه های تولید برق در ایران و راه های کاهش مصرف سوخت و افزایش بازدهی آنها.

نیروگاه محل استقرار مولدهای نیروی برق و تجهیزات وابسته است و انواعی دارد: نیروگاه حرارتی، سوخت ترکیبی ، برق آبی و هسته ای و …

در نیروگاه حرارتی، انرژی شیمیایی موجود در سوخت‏های جامد، مایع و گاز به انرژی برق برگردانده می‏شود. نیروگاه‏های هسته‏ای، بخاری، گازی، سیکل ترکیبی و دیزلی شامل این تعریف می‏شوند. نیروگاه‌های حرارتی در کشور یا دارای توربین‌های بخار یا دارای توربین‌های گازی و یا سیکل ترکیبی (توربین گازی و بخاری) هستند؛ دو پارامتر ارتفاع از سطح دریا و دمای محیط، در میزان توان خروجی توربین‌های گازی بسیار موثر است؛ به طوری که هرچه ارتفاع از سطح دریا بیشتر شود و دمای محیط افزایش یابد شاهد کاهش توان خروجی توربین هستیم.

عمده نیروگاه های کشور حرارتی و رایج ترین شکل آن نیروگاه های گازی است. اما الزام به تولید روزافزون این نیروگاه ها بواسطه افزایش سطح تقاضای انرژی برق در مصارف خانگی، تجاری و صنعتی، فشار مضاعفی است بر تولید و انتقال گاز به نیروگاه ها که با توجه به رکورد مصرف گاز در ایران بویژه در فصول سرد، زمینه ساز کاهش سوخت رسانی و قطعی های پراکنده گاز نیروگاه های و نهایتا کاهش خروجی از آنها می شود. این مساله در فصول گرم با توجه به میزان بالای مصرف برق در کشور، قطعی های گسترده برق را نیز بدنبال دارد.

راهکار چیست؟

بی شک بهینه سازی مصرف انرژی در نیروگاه ها ضروری است اما این ضرورت خود وابستگی تام به بهبود کیفیت فرایند تولید در سایه بهسازی ساختار نیروگاه و بروز رسانی تکنولوژی های مورد استفاده دارد.

نیروگاه‌های گازی اساسا برای عبور از پیک مصرف برق مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند، هزینه سرمایه‌ای کمتری نیاز دارند، اما به علت محدودیت ترمودینامیکی از بازدهی بسیاری پایینی برخوردار هستند. میانگین بازده نیروگاه های گازی براساس نوع و مدت زمان بهره برداری از ۳۳ درصد تا ۳۸ درصد متغیر است که در صورت تبدیل آنها به سیکل ترکیبی می توان راندمان این واحدها را به نزدیک ۵۰ درصد رساند. نیروگاه هایی که از ترکیب چند سوخت برای تولید برق استفاده می کنند، از راندمان بالاتری نسبت به سایر نیروگاه های متکی به یک نوع سوخت برخوردارند.

نوسازی نیروگاه‌های قدیمی برای افزایش راندمان و بهره‌وری یک انتخاب نیست بلکه یک الزام اساسی است. نکته مهم این است که مسئله راندمان پایین نیروگاه‌های قدیمی در بیشتر موارد با طرح‌های بهینه‌سازی حل نمی‌شود، چراکه راندمان نیروگاه‌های قدیمی نمی‌تواند نسبت به رقمی که در طراحی اولیه پیش‌بینی ‌شده تغییر چندانی داشته باشد.

به این ترتیب موضوع افزایش راندمان نیروگاه‌های قدیمی با احداث واحدهای سیکل‌ترکیبی جدید قابل حل است چرا که تلاش برای افزایش راندمان با اتکا به تغییرات فنی و سطحی نمی‌تواند تاثیر چندانی بر افزایش راندمان نیروگاه داشته باشد.

بعنوان مثال در صورت تبدیل واحدهای گازی نیروگاه بعثت یکی از قدیمی ترین نیروگاه های پایتخت، به سیکل ترکیبی، راندمان نیروگاه ما از ۳۰ به نزدیک ۶۰ درصد افزایش‌یافته و تقریبا دو برابر می‌شود. یا در صورت نصب واحد سیکل‌ترکیبی در نیروگاه مشهد به عنوان یکی از قدیمی‌ترین واحدهای تولید برق در کشور، راندمان این نیروگاه از ۲۷ درصد به حدود ۵۵ درصد افزایش‌یافته و تقریبا دو برابر می‌شود.

در صورتی که بتوان همه راهکارهای موجود را برای افزایش بازده نیروگاه ها بکار گرفت، راندمان این تأسیسات به بیش از ۴۵ درصد نیز قابل افزایش است.

این اقدام سهم قابل توجهی در کاهش مصرف سوخت و افزایش توان تولیدی خواهد داشت و به همین دلیل است که عمده نیروگاه‌هایی که در حال احداث بوده یا در طول سال‌های اخیر راه‌اندازی شده‌اند، سیکل‌ترکیبی هستند. چرا که این دست از نیروگاه‌ها راندمان بالاتر و مصرف انرژی پایین‌تری دارند و با محیط ‌زیست نیز سازگارترند.

در مجموع به منظور افزایش راندمان نیروگاه های کشور، لازم است بسیاری از نیروگاه های قدیمی از مدار خارج شوند؛ می توان با اقدامات موازی راندمان نیروگاه ها را افزایش داد که این کار به بومی سازی و وارد شدن تکنولوژی های جدید نیز کمک می کند.

از آنجایی که نیروگاه های گازی برای پیک بار مناسب هستند نمی توان با تبدیل همه نیروگاه‌های گازی به سیکل ترکیبی مشکل را حل کرد. راه حل های دیگری برای افزایش راندمان نیروگاه ها مناسب به نظر می رسد که عبارتند از:

• سرد کردن و خنک کردن توربین نیروگاه گازی
• از رده خارج کردن نیروگاه های قدیمی که با این کار متوسط عمر نیروگاه های گازی افزایش یافته و نشان دهنده راندمان بالاتر این نیروگاه ها خواهند بود
• شناسایی نیروگاه های فرسوده و تعمیرات اساسی آنها یا از رده خارج کردن آنها
• احداث نیروگاه های گازی جدید برای بالا رفتن متوسط عمر نیروگاه ها