پایان نامه بررسی ساختار و انتخاب بهينه ديزل ژنراتورهای اضطراري در واحدهاي صنعتي با درنظرگرفتن رفتار ديناميكي آنها
1-1 : مقدمه
توليد پراكنده طبق تعريف عبارت است از توليد برق در محل مصرف يا در نزديكي آن با استفاده از سيستم هاي توليد برق نسبتاً كوچك كه ظرفيت آنها معمولاً كمتر از 30 مگاوات ميباشد و به شبكه توزيع متصل مي شوند. سابقه استفاده از توليد پراكنده به بعد از دهه 70 برمي گردد . عوامل مختلفي دست به دست هم دادند و باعث بوجود آمدن مبحثي بنام «توليد پراكنده» شدند. مهمترين عواملي كه سبب شد در اين چند دهه توجه ويژهاي به توليد پراكنده شود را ميتوان به صورت زير خلاصه نمود.
1- نياز به تجديد ساختار در صنعت برق
2- كيفيت برق و مسائل قابليت اطمينان
3- رشد اقتصاد جهاني وجمعيت
4- رشد سريع تكنولوژي و ظهور فناوري هاي با راندمان بالا
5- آلودگي هوا و محيط زيست ناشي از سوزاندن سوخت هاي فسيلي در تكنولوژي هايي كه هم راندمان پايين داشتند و هم آلودگي زيادي توليد ميكردند.
6- لزوم صرفهجويي در مصرف انرژي با توجه به رو به زوال بودن منابع سوخت فسيلي
از سوي ديگر توليد پراكنده مزاياي بالقوهاي دارد كه از آن جمله ميتوان به موارد زير اشاره نمود:
1- كاهش نياز به افزايش ظرفيت برق شبكه
2- احداث و بهرهبرداري بسيار آسان و سريع
3- توليد برق با كيفيت بالا و امكان استفاده از گرماي حاصله به صورت همزمان
4- صرفهجويي زياد در مصرف انرژي
5- کاهش تلفات و آزادسازي ظرفيت خطوط انتقال انرژي
6- بهبود پروفيل ولتاژ
7- پيک سايي
8- امكان استفاده از منابع انرژي اوليه متنوع مانند بيوگاز، گاز طبيعي و …
9- صرفهجويي اقتصادي براي مصرف كننده نهايي
10- افزايش امنيت تأمين انرژي براي مصرف كننده نهايي خصوصا درصنايع
11-انتشار آلايندههاي زيست محيطي پايين
2-1 : وضعيت شهرك هاي صنعتي
همچنين امروزه تعداد شهرك هاي صنعتي در حومة شهرها قابل توجه شده است . بيشتر اين شهرك ها بين 50 تا 200 هكتار وسعت دارند و صنايع سبك و نيمه سنگين در آنها احداث شده و يا در حال احداث است . برق درخواستي اين شهرک ها بسته به وسعت و حجم صنايع احداث شده و يا در حال احداث در آنها 7 يا 8 مگاوات تا چند ده مگاوات و در موارد معدود تا چند صد مگاوات برآورد مي گردد .
دراكثر موارد نياز اين شهرك ها به توان الكتريكي در حدود 10 تا 25 مگاوات است و از آنجا كه صنايع بنا به ضرورت ، خواهان داشتن دسترسي پيوسته به برق مطمئن و داراي شاخصهاي قابل قبول ميباشند وزارت نيرو براي برقرساني به اين صنايع و براي ارائه برق با قابليت اطمينان بالا به آنها براي هر كدام از شهرك هاي صنعتي با مصرف برق بيش از 7 مگاوات احداث يك پست تبديل ولتاژ 20/63 كيلوولت و يا 20/132 كيلوولت داراي دو ترانسفورماتور 15 مگاوات آمپر (كه در صورت خارج شدن هر كدام از ترانسفورمرها ، ديگري بتواند به تنهايي برق مورد نياز را در كوتاه مدت تأمين نمايد) را ضروري ميداند . هزينة احداث اين چنين پستي كه بايد از دو بي خط (يك بي خط ورودي و يك بي خط خروجي) ، باس كوپلر و دو ترانسفورمر قدرت و تعدادي فيدر خروجي 20 كيلوولت (حداقل 6 فيدر) تشكيل شده باشد ، بعهده شهرك صنعتي مربوطه است . امروزه يك پست 20/63 كيلوولت با تجهيزات اشاره شده بالغ بر حدود سي ميليارد ريال و يك پست 20/132 كيلوولت حدود چهل ميليارد ريال هزينه ميبرد . از طرف ديگر در راستاي سياست هاي كلي اصل 44 قانون اساسي و مباني قانون برنامه چهارم توسعه اقتصادي، اجتماعي و فرهنگي كشور و با توجه به عدم تعادل عرضه و تقاضاي برق به ويژه در اوقات اوج بار و نيز محدوديت هاي موجود در زمينه سرمايه گذاري بخش دولتي در احداث نيروگاه ها جهت پوشش شكاف بين عرضه و تقاضا ، از ابتداي مهر ماه سال 1384 مقرر گرديد كه در خواست هاي تامين برق با قدرت بيش از 25 مگا وات به سمت نيرو گاه هاي خصوصي سوق داده شود. با توجه به شرايط بحراني سال جاري احتمال اينكه اين آزاد سازي به در خواست هاي پايين تر تسري يابد، وجود دارد. بعلاوه گاز طبيعي كه يكي از پاكترين سوختهاي موجود در جهان است، وکشور ما به وفور موجود مي باشد. گاز طبيعي با همت وزارت نفت به اقصي نقاط مملكت بخصوص به شهرك هاي صنعتي لولهكشي شده و بنابراين ميتوان در اكثريت قريب به اتفاق موارد از اين سرمايهگذاري انجام شده ، استفاده بهينه و دو منظوره نمود و علاوه بر تأمين سوخت اين شهرك ها براي توليد برق نيز از آن بهره جست. راندمان بالاي موتورهاي گازسوزي كه با تكنولوژي امروزه ساخته مي شود و عدم ايجاد آلودگي زيست محيطي، از جمله دلايل محكمي هستند كه توليد محلي برق را با استفاده از گاز طبيعي تشويق ميكنند . اين شهرك ها ميتوانند بيشتر از ميزان مصرف خود نيز برق توليد نموده و در ساعات اوج مصرف كه قيمت برق گرانتر است توليد مازاد بر مصرف خود را در سطح 20 كيلوولت و از طريق خطوط 20 كيلوولت بدون نياز به احداث پست تبديل ولتاژ به شبكه تزريق نمايند و در واقع اين توليد مازاد را به وزارت نيرو بفروشند .
احداث واحدهاي توليد پراکنده، ضمن كاهش تلفات شبكه و بهبود پروفايل ولتاژ و پايداري سيستم، بنحو قابل توجهي هزينه تمام شده احداث نيروگاه محلي توسط شهرك را به لحاظ صرفهجويي در عدم احداث يك پست تبديل ولتاژ و درآمد حاصل از فروش برق به وزارت نيرو جبران خواهد نمود. اكثر سازندگان باتجربه و مشهور موتورهاي ديزل گازوئيل سوز در سال هاي اخير به ساخت موتورهاي گازسوز رو آوردهاند . ميتوان حداقل بيست سازنده معروف اروپايي ، امريكايي و ژاپني فعال در اين زمينه را نام برد . تعداد قابل توجه سازندگان اين موتورها و رقابت بوجود آمده بين آنها منجر به حصول شاخصههاي فني جالب در طراحي و ساخت موتورهاي گازسوز شده است. از آن جمله مي توان به راندمان بالا ، عمر طولاني ، پايين بودن آلايندههاي زيست محيطي ، پشتيباني و خدمات پس از فروش خوب و هزينه پايين تعمير و نگهداري و قطعات يدكي اشاره کرد به طوري که اين موتورها را حتي در مقايسه با توربينهاي گازي برتري بخشيده و تنوع سازندگان، قدرت انتخاب خوبي در ميان آنها ايجاد نموده است . دراين فصل از موتورهاي رفت و برگشتي گازسوز جهت تامين برق استفاده خواهد شد.
3-1 : انواع مولدهاي گازسوز
مولدهاي گاز سوزي كه در سيستم هاي توليد پراكنده و CHP مورد استفاده قرار ميگيرند، عبارتند از:
1- ميكرو توربين ها
2- توربين هاي گازي
3- موتورهاي رفت و برگشتي گاز طبيعي سوز
ميكروتوربين ها در ظرفيت هاي پايين توليد ميشوند و به تازگي شركت هاي معدودي از جمله Capston امريكا و Elliot اقدام به توليد آن نمودهاند. اين سيستم ها اگرچه راندمان بالاتري دارند اما نسبت به موتورهاي رفت و برگشتي هزينه بيشتري دارند. توربين هاي گازي نيز معمولاً در ظرفيت هاي بالا توليد ميشوند و تكنولوژي آن در اختيار چند شركت معروف از جمله زيمنس، آلستوم، رولزرويز و … است و دقيقاً مشابه سيستم هاي توربين گازي نيروگاهي است. اين سيستم ها نيز هزينه سرمايهگذاري اوليه بالايي دارند ولي نسبت به موتورهاي رفت و برگشتي راندمان بالاتري دارند. موتورهاي رفت و برگشتي گاز سوز از جمله قديمي ترين سيستم هاي توليد قدرت محسوب ميشوند كه در تمامي بخش هاي صنعتي كاربرد وسيعي يافته اند. اين سيستم ها مقرون به صرفهترين سيستم هاي توليد برق ميباشند كه در ظرفيت هاي مختلف از چند كيلووات تا چند مگاوات ساخته ميشوند.
1-3-1 : موتورهاي رفت و برگشتي
بيش از يكصد سال از ابداع موتورهاي رفت و برگشتي ميگذرد و اين فناوري از اولين فناوري هاي توليد پراكنده به حساب ميآيد. نيروي محركه اين موتورها از سوخت هاي فسيلي است. موتورهاي رفت و برگشتي جزء موتورهاي احتراق داخلي بوده و عموماً بر اساس سيكل هاي اتو (اشتعال جرقهاي) و ديزل (اشتعال تراكمي) كار ميكنند. اين موتورها توانستهاند تقريباً در تمام بخش هاي اقتصادي مقبوليت وسيعي پيدا كنند. گستره بكارگيري اين موتورها از واحدهاي كوچك (براي تأمين قدرت مورد نياز ابزارهاي دستي) تا نيروگاه هاي برق بار پايه 60 مگاواتي تغيير ميكند. امروزه به خاطر مسايل زيست محيطي از واحدهاي ديزلي در توليد برق پايه كمتر استفاده شده و بيشتر در توليد توان پيك بكار ميرود. موتورهاي كوچكتر عمدتاً براي كارهاي حمل و نقل استفاده ميشوند، ولي ميتوانند با اندكي تغيير شكل و اصلاح به مولدهاي برق تبديل شوند. موتورهاي بزرگتر بطور كلي براي توليد برق، محركههاي مكانيكي يا نيروي پيشران كشتي ها بكار ميروند. موتورهاي رفت و برگشتي هزينه سرمايهگذاري كمي دارند ولي ملزومات و هزينه تعمير ونگهداري(O&M) آنها بالا است. از ديگر قابليت هاي اين سيستم ها دوگانه سوز بودن آنها ميباشد، بطوري كه ميتوانند هم با سوخت ديزل و هم با گاز طبيعي كار كنند و در عين حال راندمان مطلوبي نيز داشته باشند.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.