بهینه سازی مصرف انرژی در بویلرهای نیروگاههای بخار

یکی از منابع هدررفت حرارت در بویلرها آب داغ دورریز (Blow down) آن‌هاست. بویلرهای بخار برای کنترل میزان یون‌های محلول در آب (TDS)، ناگزیر به بلودان بخشی از آب ورودی خود هستند. معمولاً سیستم اندازه‌گیری و پایش TDS در بویلرها، در شرایطی که TDS آب از حد مجاز فراتر رود، شیر بلودان را باز کرده و آب را تخلیه می‌کند. دمای این آب در هنگام تخلیه به مخزن اتمسفریک بلودان، حدوداً 100 درجه است و حرارت آن قابل بازیابی است. 
روش‌های متعددی برای بازیابی حرارت بلودان به‌کارگرفته می‌شود که متداول‌ترین آن‌ها استفاده از حرارت بلودان برای پیش‌گرم‌کردن آب ورودی به بویلر است. در روشی دیگر، می‌توان از گرمای این آب برای تأمین انرژی موردنیاز چیلرهای جذبی استفاده کرد. در این روش علاوه بر بازیابی حرارت اتلاف‌شده‌ی آب بلودان و در نتیجه بهینه سازی مصرف انرژی در نیروگاه، دو دسته مزایای عمده‌ی دیگر ناشی از کاهش دمای آب بلودان ورودی به تصفیه‌خانه آب و جایگزینی چیلرهای تراکمی با چیلرهای جذبی، حاصل می‌شود. خنک‌ساختن آب بلودان قبل از ورود به تصفیه‌خانه منجر به افزایش کارآیی و طول عمر رزین‌های تبادل یونی، افزایش زمان کارکرد تصفیه‌خانه و کاهش مصرف مواد شیمیایی جهت احیا خواهد شد. هم‌چنین، جایگزینی چیلرهای تراکمی با چیلرهای جذبی، علاوه بر کاهش هزینه‌ی انرژی مصرفی، منجر به کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری خواهد شد. 
اجرای موفق این فرآیند، منجر به ارائه‌ی راهکاری اجرایی و توجیه‌پذیر از دیدگاه فنی و اقتصادی برای بازیابی حرارت آب بلودان بویلرها خواهد شد که مزایای زیر را در پی خواهد داشت:
1- امکان بازیابی حدود 80 درصد از حرارت اتلاف‌شده‌ی آب بلودان
2- صرفه‌جویی اقتصادی، کاهش هزینه‌های تولید و افزایش سودآوری نیروگاه
3- کاهش مصارف داخلی و اتلافات نیروگاه و کاهش شدت مصرف انرژی
4- افزایش بازدهی تصفیه‌خانه نیروگاه در اثر کاهش دمای آب ورودی
5- کاهش هزینه‌های بهره‌برداری، سرویس و نگهداری سیستم سرمایش
6- کاهش مصرف انرژی سیستم سرمایش
7- افزایش عمر رزین‌های تبادل یونی تصفیه‌خانه
8- بهبود کیفیت آب خروجی از تصفیه‌خانه و کاهش آب بلودان بویلر

بهینه سازی مصرف انرژی در سیستم واحدهای بخار

سیستم‌های تولید و توزیع بخار، سهم بخش بزرگی از مصرف انرژی داخلی صنایع مختلفی را به خود اختصاص می‌دهند و در نتیجه،عدم کارکرد بهینه آن‌ها، منجر به اتلاف انرژی چشم‌گیری خواهد شد. برای مثال، نشتی حاصل از یک سوراخ 0.8 میلی‌متری در خطی با فشار بخار 7 بار، معادل با اتلاف حدود 1500 لیتر سوخت مایع در سال است و یا در واحدهای بخاری که بیش از 5 سال به درستی نگهداری نشده‌اند، معمولاً حدود 15 تا 30 درصد از تله‌های بخار معیوب هستند. 
بنابراین، پتانسیل صرفه‌جویی انرژی در این بخش بسیار زیاد و بر مبنای مطالعات انجام‌شده، در حدود 15 تا 20 درصد است. به عنوان نمونه، می‌توان تنها با عایق‌کاری خطوط بخار، تا 90 درصد اتلاف حرارت تشعشعی و با اجرای سیستم بازگشت آب کندانس به بویلر، 15 تا 18 درصد، هزینه‌ی سوخت مصرفی و عملیات شیمیایی جهت تهیه آب تغذیه‌ را کاهش داد. 
به طور خلاصه، مهمترین مزایای حاصل از اجرای طرح عبارتند از: 
1- کاهش مصارف و اتلافات داخلی انرژی، هزینه‌های تولید و قیمت تمام‌شده‌ محصول
2- افزایش کارآیی انرژی، کاهش شدت انرژی، بهینه سازی مصرف انرژی
3- کاهش مصرف آب 
4- کاهش احجام و هزینه‌های مصرفی سایر سیستم‌های مرتبط با بخار (مانند سیستم تولید آب دمین، تصفیه کندانس، جمع‌آوری پساب، آب‌های سطحی و ...)
5- افزایش بهره وری و سودآوری
6- افزایش طول عمرمفید تجهیزات واحد بخار
7- کاهش هزینه‌های بهره‌برداری، سرویس و نگهداری
8- کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلایندگی زیست محیطی
 

بهینه سازی مصرف انرژی در خانه؛ اینفوگرافیک

بهینه سازی مصرف انرژی در صنعت سیمان توسط بازیافت حرارت خروجی WHR

صنعت سیمان یکی از صنایع با مصرف انرژی بالا محسوب می‌شود که بخش نسبتاً بزرگی از انرژی مصرفی در آن، در طی فرآیند پخت کلینکر به مخلوط سیمان داده و پس از خروج مخلوط از کوره در گریت‌کولرها، بدون استفاده مستقیماً وارد محیط می‌گردد. گازهای داغ خروجی گریت کولرها با دمایی بین 250 تا340 درجه سانتیگراد و گازهای خروجی پیش‌گرمکن‌ها با دمایی 300 تا 400 درجه سانتیگراد به محیط تخلیه می‌شود. این درحالیست که با استفاده از بازیافت حرارت خروجی از پیش گرمکن و گریت‌کولرها می‌توان مقادیر قابل توجهی انرژی الکتریکی تولید نمود و اثرات ناشی از مصرف بالای سوخت در این صنایع را نیز کاهش داد. 
یک سیستم بازیافت حرارت، شامل بویلرهای بازیاب حرارت HRSG (Heat Recovery Steam Generator) ، توربین بخار، ژنراتور و کندانسور نوع آبی یا هوا خنک می‌باشد. استراتژی بازیافت حرارت، به عوامل متعددی از جمله طراحی بخش‌های مختلف فرآیند تولید سیمان، نوع و مشخصات موادی که برای تولید سیمان به‌کارگرفته می‌شوند، درجه حرارت گازهای گرم خروجی و مسائل اقتصادی آن وابسته است. اما به‌طور متوسط با این روش 30 درصد از انرژی الکتریکی مورد نیاز و حدوداً % 10 از کل انرژی اولیه مورد نیاز کارخانه‌های سیمان قابل تولید است. بازدهی این سیستم حدود 45 تا 50 kwh/ton می‌باشد. 
فناوری استفاده از حرارت گازهای خروجی کارخانجات سیمان برای تولید برق، اولین بار توسط شرکت‌های ژاپنی ابداع و به کارگرفته‌شد. در سال 1988، این فناوری برای اولین بار وارد کشور چین شد و حال حاضر شرکت‌های چینی، بزرگترین سهم از بازار این فناوری را در دنیا دارند. بر اساس گزارش IFC(International Financial C orporation ) در سال 2014، نصب 739 واحد بازیافت حرارت در کارخانه‌های سیمان این کشور انجام‌شده‌است. از سال 2011، احداث کارخانه جدید سیمان در چین بئون واحد بازیافت حرارت، ممنوع شده‌است. کشورهای هند و ژاپن نیز به ترتیب با 24 و 26 واحد WHR نصب شده، پس از چین، بیشترین استفاده از این فناوری را داشته‌اند. 
با توجه به مصوبه سال 94 وزارت نیرو در خصوص خرید تضمینی برق از نیروگاه های انرژی تجدیدپذیر و پاک و تعرفه 3050 ریال به ازای هر کیلووات ساعت برق تولیدی از بازیافت تلفات در فرآیندهای صنعتی، تولید و فروش این انرژی، توجیه‌پذیر به نظر می رسد. علاوه بر فروش انرژی، از دیگر عواملی که استفاده از سیستم‌های بازیافت حرارت را توجیه‌پذیر نمودهاست، کاهش آلایندگی زیست محیطی با کاهش زیاد میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای مانند CO2 و امکان استفاده از مزایای درنظرگرفته‌شده در پیمان بین‌المللی کاهش صدور گازهای گلخانه‌ای (کیوتو) است. 
با توجه به مطالب فوق، اخیراً برخی از کارخانه‌های سیمان کشور نیز علاقه‌مند به مطالعه، بررسی فنی و اقتصادی و حتی سرمایه‌گذاری در این خصوص شده‌اند. شکی نیست که پیش از اجرای چنین طرحه‌ایی با حجم سرمایه‌گذاری بالا و مسائل مختلف تأثیرگذار فنی و اقتصادی، به جهت مطالعه همه‌جانبه کلیه پارامترهای مؤثر و ارزیابی پتانسیل موفقیت پروژه، نیاز به انجام مطالعات امکان‌سنجی کاملی است. این مطالعات معمولاً توسط شخص ثالثی خارج از مجموعه سرمایه‌گذاران و شرکای پروژه صورت می‌گیرد و این امکان را فراهم می‌آورد که تمام جوانب مثبت و منفی پروژه یا موقعیت سرمایه‌گذاری سنجیده شود. 
به‌طور خلاصه می‌توان مهمترین مزایای حاصل از اجرای طرح حاضر را به شرح زیر عنوان نمود: 
1- ایجاد یک فرآیند کنترل‌شده برای ورود به سرمایه‌گذاری (گام نخست در فرآیند تصمیم‌گیری سرمایه گذاران و مدیران) 
2- تجزیه و تحلیل علمی و دقیق طرح از نظر فنی و اقتصادی و مشخص نمودن هم‌زمان مشکلات و مزایا 
3- کاهش ریسک سرمایه‌گذاری و حصول اطمینان از توجیه‌پذیری اقتصادی طرح 
4- شناسایی هزینه‌ها، درآمدها و سود ناشی از اجرای طرح و تحلیل هزینه فایده 
5- بهبود مدیریت و برنامه‌ریزی اجرا (تدوین نقشه راه و برنامه عملیاتی اجرایی طرح) 
6- کمک به بازنگری استراتژی بخش مدیریت انرژی در راستای افزایش کارآیی انرژی، بهره وری و سودآوری 

بهنیه سازی مصرف انرژی با استفاده از درایو سرعت متغیر