مقاله بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع پتروشیمی

بخشی از مقاله

بهینه سازي مصرف انرژي در صنایع پتروشیمی

چکیده:

این مقاله میکوشد در قسمت اول لزوم و اهمیت اقدام به بهینهسازي مصرف انرژي در صنایع پتروشیمی را با ارائـه آمارهـا و مقایـسه الگوي مصرف در کشور با کشورهاي صنعتی ارائه نوده وسپس اصول اساسـی، موانـع موجـود، اولویـتبنـدي اقـدامات عملـی و اجرایـی موردنیاز را شرح و مثالهایی را براي بهبود عملیات بهـرهبـرداري، جـایگزینی حامـل هـاي انـرژي مـصرفی، بهبـود کـارایی تجهیـزات و دستگاهها، بهینهسازي فرآیندهاي موجود یا جایگزینی آنها با فرآیندهاي جدید و با انـرژي کمتـر ارائـه دهـد. همچنـین در ایـن مقالـه زمینههاي اصلی و اولویتدار پژوهشی در بهینهسازي مصرف انرژي ذکر شده است. سپس به مقوله مدیریت انرژي و اصول عمومی آن و مقایسه هر یک از اصول مدیریت انرژي از نظر هزینه، زمان، پیچیدگی و مقدار صرفه جویی هر یک از آنها پرداخته شده است. درقـسمت دوم ترکیب و ساختار یک کمیته انرژي در یک مجتمع تولیدي پتروشیمی با عنایت به ساختارهاي سـازمانی موجـود ارائـه و وظـایف و مسئولیتهاي آن عنوان شده است. سپس در آخر به مراحل اجرایی پیشنهادي جهت اقدام به بهینهسازي مـصرف انـرژي از تـصمیم تـا اجرا اشاره شده است. هدف این مقاله آگاهسازي، آشناسازي، ارائه اولویتهاي پژوهشی، ارائه روشهاي بهینه سـازي و درصـد هـاي صـرفه جویی هریک از آنها و در نهایت هدایت مدیران و کارشناسان شاغل در صنعت پتروشیمی در جهت بهینه سازي مصرف انرژي و چگونگی اقدام و راهبري آن است.

واژههاي کلیدي: انرژي، بهینهسازي مصرف انرژي، مدیریت انرژي

.1 مقدمه:

تفکر بهینهسازي مصرف انرژي در جهان از سال 1970 آغاز گردیده است بطوریکه هم اکنون مقوله مدیریت و بهینهسازي مصرف انرژي خود بعنوان یکی از منابع جدید انرژي، درکنار منابع فیزیکی موجود، محسوب میشود.
در کشورهاي صنعتی علیرغم کاهش رشد مصرف انرژي در دهههاي گذشته، تولید ناخالص ملی ( GDP) نه تنها کاهش نیافته بلکه افزایش نیز یافته است. درکشورهاي درحال توسعه سهم مصرف انرژي بخش صنعت %34 و بخش خانگی و خدمات %21 است (شکل .(3

ولی این الگو در ایران به ترتیب %27 و %40 است (شکل.(2 این بدان معنی است که بخش خانگی و خدمات در ایران دو برابرکشورهاي در حال توسعه انرژي مصرف مینمایند. در کشورهاي صنعتی این الگوي مصرف به ترتیب %21 و %19 است. (شکل (1

در ایران انرژي مصرفی بسیاري از صنایع موجودحدوداً 3 برابر الگوي سه دهه گذشته است و این به معناي عدم امکان رقابت در بازار

جهانی براي کالاهاي تولیدي ایرانی در این صنایع است.

شکل :1 ترکیب مصرف انرژي در کشورهاي صنعتی

خانگی و خدمات; 40%

شکل 2: ترکیب مصرف انرژي در ایران

شکل 3: ترکیب مصرف انرژي در کشورهاي در حال توسعه

.2 چرا باید براي بهینه سازي مصرف انرژي اقدام نمود؟

با افزایش قیمتهاي جهانی حاملهاي انرژي همانند افزایش قیمت نفت و گاز در چند سال اخیر، به تدریج درصد ریالی سهم انرژي مصرفی در کالاهاي تولیدي افزایش یافته و با توجه به بالابودن مصرف انرژي در ایران نسبت به کشورهاي دیگر، چنانچه هر چه زودتر نسبت به بهینهسازي انرژي مصرفی در تولید این کالاها اقدام نشود به جایی خواهیم رسید که با افزایش هر چه بیشتر سهم ریالی انرژي، دیگر امکان رقابت براي کالاهاي صادراتی ایران با کالاي خارجی وجود نخواهد داشت.
حال به این موضوع اضافه نمائید لزوم و اجبار پیوستن به سازمان تجارت جهانی((WTO را که در آیندهاي نزدیک اجتناب ناپذیر میباشد. با پیوستن به این سازمان کشورها بجز چند مورد خاص و استثنایی امکان وضع تعرفه هاي گمرکی براي ورود کالاهاي خارجی را ندارند. در این حالت پر واضح است که کالاي تولیدي شده با انرژي بري زیاد قابلیت رقابت را در بازار از دست خواهد داد.

.3 سه اصل اساسی در بهینه سازي مصرف انرژي:

سه اصل اساسی در بهینه سازي مصرف انرژي در صنعت پتروشیمی را می توان به صورت ذیل نام برد:

1. جلوگیري از اتلاف انرژي (مانند عایق کاري لوله ها و منابع حرارتی، تمیز کردن سطوح انتقال حرارت جلوگیري از تبخیر آب، )

2. جلوگیري از نشت انرژي ( مانند جلوگیري از نشت آب، بخار، هوا یا حرارت)

3. جلوگیري از اسراف و استفاده غیرمنطقی (مانند تنظیم مناسب دما، فشار، استفاده از ترموستات هاي هوشمند، فتوسل روشنایی، کنترل کننده هاي دور موتور، استفاده از تجهیزات با راندمان بالا، بازیافت حرارت و بخار، استفاده از فرآیندهاي تولید با راندمان بیشتر)

4. موانع موجود در بهینه سازي مصرف انرژي در صنایع پتروشیمی:

1. عدم وجود انگیزه لازم ( مهمترین آن انگیزه اقتصادي است)

2. عدم وجود افراد متخصص در بهینهسازي مصرف انرژي (عدم آموزش و جذب و بکارگیري دانش آموختگان و
متخصصان انرژي در صنعت پتروشیمی)

3. عدم اطلاع وآگاهی از هزینه و قیمت انرژي مصرفی ( کمتر مدیري در شرکتهاي پتروشیمی از قیمت حامل هاي انرژي مصرفی مطلع می باشد)
4. فرسودگی تجهیزات و پائین بودن راندمان آنها ( اصرار بر تعمیر دستگاهاي قدیمی به هر قیمت و استفاده مجدد از آنها بطوریکه این کار بعنوان افتخار محسوب می شود)
5. قدیمی بودن فرآیند تولید مورد استفاده ( استفاده از واحدهاي قدیمی با فرآیند چند دهه پیش)

6. عدم استفاده از ظرفیت کامل دستگاهها و واحدهاي تولیدي ( بسیاري از واحد هاي تولیدي زیر ظرفیت نامی کار می کنند)

7. پائین بودن قیمت حاملهاي انرژي

8. احساس عدم لزوم رقابت در فروش محصول تولیدي ( رقابتی نبودن بازار داخلی )

.5 اولویتبندي اقدامات بهینهسازي مصرف انرژي در صنایع پتروشیمی:

حال ببینیم اولویت بندي اقدامات جهت بهینه سازي مصرف انرژي در صنایع پتروشیمی به چه نحو است. بدیهی است که باید از کم هزینه ترین اقدامات شروع کرد و اقدامات پر هزینه را در اولویت آخر قرارداد.
1. بهبود عملیات بهرهبرداري در واحدهاي تولیدي ( بدون هزینه)

2. جایگزینی حاملهاي انرژي مصرفی با حاملهاي ارزانتر ( کم هزینه)
3. بهبود و افزایش کارایی تجهیزات و دستگاهها ( کم هزینه)
4. بهینهسازي فرآیند هاي موجود و یا جایگزینی کامل آنها با فرآیند جدید و انرژي بري کمتر (هزینه زیاد)

◘ مثالهایی براي بهبود عملیات بهرهبرداري منجر به بهینه سازي مصرف انرژي:

• بهرهبرداري از بویلرها و کورهها در ظرفیت نامی یا نزدیک آن

• کاهش هواي اضافه (Excess Air) محفظه احتراق و تنظیم نسبت هوا و سوخت

• تمیز کردن سطوح انتقال حرارت

• کاهش تلفات بر اثر تابش از دریچهها

• حداقل کردن نشت هوا به داخل کورهها با آب بندي کردن دریچهها (Sealing)

• تنظیم مناسب فشار کوره و تنظیم کمی مثبتتر آن

• بهبود عملیات تصفیه آب و حذف ذرات معلق آن به منظور کم کردن Blow down بویلر
• بهینه کردن نرخ بخار خروجی از هوا زداها( ( dearetor

• تعمیر نقاط نشت بخار

• استفاده از فناوري پینچ و انتگراسیون حرارتی فرایند

◘ مثالهایی براي جایگزینی حاملهاي انرژي مصرفی با حاملهاي ارزانتر:

• استفاده از گاز بجاي برق براي گرم کردن و یا بالعکس

• استفاده از انرژي خورشیدي در مناطق گرم

• استفاده از گاز بجاي گازوئیل

◘ مثالهایی براي بهبود کارایی تجهیزات و دستگاهها:

• استفاده از عایق مناسب براي بویلرها و کورهها به منظور کاهش تلفات حرارتی

• عایق کردن صحیح و مناسب سطوح خنک شونده نزدیک محیط کورهها

• عایق کردن صحیح و مناسب لولههاي بخار خروجی از بویلرها

• حداقل کردن بخار خروجی به هوا ( ( Vent از بویلرها

• اجراي برنامه صحیح و مؤثر تعمیر و نگهداري براي تله هاي بخار)

• استفاده ازچگالنده هاي فشار بالا(( High Pressure Condense جهت تولید بخار فشار پایین( ( Low pressure

• بهینه کردن بازیابی چگالش( ( Condensate Recovery

• اصلاح ضریب قدرت در شبکه برق

◘ مثالهایی براي بهینهسازي فرآیند موجود و یا جایگزینی آن با فرآیند جدید و انرژي بري کمتر:

• بازیابی حرارت از محفظه احتراق بویلرها و کورهها و Blow Down بویلرها

• استفاده از توربینهاي Back Pressure بجاي Press. Release Valve

• بازیابی بخشی از حرارت خروجی از کورهها جهت استفاده در فرآیندهاي با دماي کمتر

• کاهش و یا بازیابی گازهاي ارسالی به فلرها

6. زمینههاي اصلی فعالیت در بهینهسازي مصرف انرژي در صنایع پتروشیمی از دیدگاه

پژوهشی:
-1 بازیابی حرارت اتلافی از گازها و مایعات
-2 سیستمهاي ترکیبی حرارت و تولید برق
-3 بویلرهاي صنعتی پیشرفته با راندمان بالا