بررسی فنی سیستم های CHP – چگونه برق و حرارت، در یک دستگاه تولید می شوند؟
در مقاله قبلی به برسی سیستم های تولید انرژی رایج کنونی پرداختیم، سپس سیستم های CHP را معرفی کرده و توضیح دادیم که چگونه این سیستم ها دارای راندمان بیشتر و هزینه های کمتری نسبت به سیستم های کنونی می باشند؛ در این مقاله سعی شده به معرفی و توضیح بیشتر جزئیات این سیستم ها پرداخته شود…
استفاده از این سیستم ها موجب کاهش مصرف سوخت می شود که از دید ملی این صرفه جویی چه از نظر صادرات و چه از نظر فراهم شدن شرایطی برای مصرف سودمند تر سوخت یک مزیت بزرگ محسوب می شود.
همچنین استفاده از این سیستم ها موجب کاهش آلایندگی به خصوص در کلان شهر ها می شود، این سیستم ها نه تنها به علت داشتن فیلتر های مناسب مانع انتشار آلاینده های زیست محیطی میشوند بلکه به علت کاهش 35% مصرف سوخت باعث کاهش تولید این آلاینده ها می شوند.
به علت زمینه های متعدد استفاده از این سیستم ها، CHP در زمینه های مختلفی مورد استفاده و بهره وری قرار می گیرد (صنعتی، کشاورزی، تجاری و مسکونی…) به همین دلیل این سیستم های دارای اندازه و سایز های متنوعی می باشد.
سایز و اندازه این سیستم ها معمولا بر اساس توان الکتریکی تولیدی آن ها بیان و مشخص می شود؛ اما به طور معمول اندازه این سیستم ها در سه گروه زیر تقسیم بندی می شود.
گرچه این دسته بندی را نمی توان به طور کامل منطبق بر موارد استفاده از CHP دانست اما به طور معمول :
اندازه های بیش از چند مگاوات را در بخش صنعت، کمتر از یک مگاوات در بخش تجاری و اندازه های کوچکتر در مصرف خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. البته لازم به ذکر است استفاده از CHP تنها محدود به تولید برق، آب داغ و بخار کم فشار داغ نمی شود بلکه حتی در اندازه های بزرگتر میتوان از توان محور برای به کار انداختن کمپرسور چیلر ها، یخچال های صنعتی و از گرمای به دست آمده برای گرمایش مستقیم محیط، چیلر های جذبی و حرارت مورد نیاز صنعت مانند خشک کن ها استفاده نمود .
به علت وجود بحران های موجود انرژی و آلودگی های زیست محیطی کشور های صنعتی با مشکلات جدی مواجه شده اند و راهکار های جدیدی را برای کاهش وابستگی و استفاده از سوخت های فسیلی ارائه کرده اند؛ و همچنین تکنولوژی های سطح بالاتری به علت کاهش مصرف انرژی و بهینه سازی مصرف انرژی به کار بردند. از جمله این اقدامات می توان به استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر، توسعه نیروگاه های اتمی، افزایش راندمان منابع حرارتی، نیرو گاه های زباله سوز و سیستم های CHP (موضوع مورد بحث همین مقاله) اشاره نمود.
به طور متداول تنها یک سوم انرژی به دست آماده ازسوختن فراورده های نفتی یا زغال سنگ ها در نیروگاه ها ی حرارتی به توان الکتریکی مورد نیاز تبدبل می شود و تقریبا دو سوم انرژی حاصل از طریق آب نیم گرم برج خنک کن ها و مقدار خیلی کمی (در صورت استاندارد بودن محیط ) در طول فرآیند اتلاف می شود.
ایجاد تغییر در طراحی و عملکرد یک نیروگاه تولید توان به تولید همزمان حرارت مفید و توان باعث کاهش مصرف سوخت و بهینه سازی مصرف انرژی و بهبود و توسعه استفاده از انرژی می شود لازم به ذکر می باشد که این حرارت باید مقدار و دمای بالا لازم را برای مصارف صنعتی، تجاری و خانگی را داشته باشد.
با توجه به موارد ذکر شده بالا دو کاربرد بسیار مهم برای این حرارت مفید به دست آمده وجود دارد :
1.گرمایش یک قسمت خاص یا ناحیه (تجاری ، مسکونی) (CHP/DH)
(Combined Heat and Power / District Heating)
2. حرارت موردنیاز فرآیند ها در صنعت (CHP/IND)
(Combined Heat and Power / for industry)
که این موارد در دهه 70 شکل جدی تری یافت و برای حل آن فعالیت های فراوانی انجام شد که البته استفاده در کاربرد دوم ( به خصوص کشور های توسعه یافته) مورد استقبال بیشتری قرار گرفت.
حالت اول مربوط می شود به گرمایش یک قسمت خاص یا یک ناحیه که حرارت مورد نیاز گرمایش از آب داغ در دمای بین 15 درجه تا 80 درجه به دست می آید. در حالت دوم (CHP / IND) گرمای مورد نیاز فرآیند از طریق بخار داغ یا گاز های داغ (خروجی از توربین های گازی و بخاری) به دست می آید.
در طی فرآیند تولید همزمان برق وحرارت و استفاده از حرارت تولیدی آن در موارد زیر شامل حرارت سودمند نمی شوند:
- آب گرم خروجی از کندانسور که در بخش کشاورزی و استخر پرورش ماهی مورد استفاده قرار می گیرد.
- زباله هایی که در نیرو گاه های زباله سوز مورد استفاده قرار گرفته و تولید توان الکتریکی می نماید.
به طور کلی تغییر و تبدیل نیروگاه های فعلی و طراحی نیروگاه های جدید CHP جهت جمع آوری و تولید حرارت اضافی به شکل مفید در دمایی بالاتر از نیروگاه های مرسوم است.
ادامه دارد…
منبع: مقدمه بر تولید همزمان برق و حرارت (وزارت نیرو، سازمان بهره وری انرژی، سبا)
مطالب مرتبط:
نقشه های اجرایی تاسیسات مکانیکی
