بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله به بررسی میزان تولید برق و میزان توان موجود براي ایجاد تبرید توسط گازهاي همراه نفت که در فلر هاي اطراف اهواز می سوزد پرداخته است . رو شهاي سریعی به منظور تولید برق و تولید سرما مطرح و میزان صرفه جویی اقتصادي ناشی از این طرح که حدود نیم میلیارد تومان در سال است ، ارائه گردیده و به منافع حاصل براي محیط زیست منطقه توجه شده است ، فلر - اهواز یک - از چهار مشعل بزرگ اطراف از لحاظ حرارتی توانی معادل 65 مگاوات را داراست و با الهام از برجهاي نیروي خورشیدي ، برق تولید می شود و با استفاده از گرماي حاصل از احتراق بهینه شده فلرها توسط چیلر هاي جذبی خاص سرما تولید می شود که حداقل براي فلر - اهواز یک - بیش از 400 تن سرمایی است.
طراحی به گونه اي است که نه تنها تاثیري بر روند معمول شرکت هاي بهره برداي ایجاد نمی شود بلکه از برق و سرماي تولید شده براي کاهش هزینه هاي جاري خود استفاده می نمایند . این طرح قایل تعمیم به کلیه فلر هاي منطقه بوده و بعد از اجراي آن قابل صدور به صورت خدمات مهندسی به کشورهاي نفتی منطقه است .در جوار این طرح پارك هاي شیشه اي مسقف و فضاهاي نمایشگاهی ،توریستی، فرهنگی و تفریحی قابل ساخت بوده و انرژي مورد نیاز آنها جهت گرمایش یا سرمایش از انرژِي فلر ها تامین ومنافع حاصل از درامد هاي این نوع از فضاها در این محاسبات طرح لحاظ نشده ولی در صورت محاسبه درامد هاي بسیاري دارد.
مقدمه
سالهاست که گازهاي ترش همراه نفت به علت عدم نیاز و یا عدم امکان ذخیره سازي وبدون استحصال موادي مثل میعانات نفتی وگازهاي شیرین بدون هیج استفاده اي در مشعل هایی موسوم به فلرها - - Flare می سوزند و باعث آلودگی شدید هواي شهرهاي صنعتی از جمله اهواز می شوند که گزارش میزان این خطرات در [1] آمده است.شرکت ملی نفت چندین سال است که طرح جمع آوري و استفاده از این گازها را به اجرا درآورده است ولی تاکنون این طرح به کندي پیش رفته و در شرایط تحریم انجام آن زمان زیادي میطلبد را ه حل سریعی براي استفاده از گازهاي ترش بررسی شده است.
ایران کشوري است که حجم گازهاي فلرینگ بالایی داردو استفاده از این نتایج و انجام پیشنهاد ارائه شده میتواند پس از اجرا در کشور، به صورت صدور خدمات مهندسی،به کشورهاي نفتی دیگر ارائه گردد.مراحل ثبت اختراع این پیشنهاد انجام شده و به صورت یک نوآوري در تکنولوژي به سازمان پژوهش هاي علمی و صنعتی ارجاع گردید.مبناي پیشهناد الهام گرفته از برج هاي نیروي خورشیدي یا «Solar power tower» است که به اختصار در مورد آنها توضیح داده می شود. - به علت ارتباط بامقاله ، بررسی و پیشنهاد ارائه شده - . از لحاظ ساخت چنین طرح هایی ساده و از تکنولوژي داخل کشور استفاده می شود.آقاي هومان فرزاد برج هاي نیروي خورشیدي را براي کویر هاي ایران را در کتاب خود پیشنهاد مینماید.
[2] و با توجه به اینکه تماماً ساخت داخل می باشند می توان برجهاي نیرویی را به صورت گازي و خورشیدي هم مطرح کرد. ابتدا نحوه تولید برق به اختصار در برجهاي نیروي خورشیدي گفته می شودوسپس چگونگی استفاده از گاز ترش و تولید سرما شرح داده می شود ونهایتامحاسبات اقتصادي آورده شده است.در واقع این مقاله یررسی تولید همزمان برق و سرما از طریق استفاده از گاز هاي ترش است و یک طرح - CCHP - ، یا تولید همزمان برق وگرما و سرما به حساب می آید.
برج هاي نیرو براي استفاده در کویرهاي ایران در مرجع [2] آورده شده است و کشورهاي مختلفی در حال بررسی یا ساخت آن هستند حتی کشورهاي همسایه مثل ترکیه و امارات متحده عربی . طرح امارات 100 مگاوات تولید برق دارد و طرح مطالعاتی نامیبیا بیش از پانصد مگاوات تولید برق از طریق نیروي خورشید دردست مطالعه دارد.انرژي حرارتی خورشید از سطوح شیشه اي عبور کرده و اثر گلخانه اي ایجاد میکند هواي گرم به سمت دود کش بسیار بلندي 200 - متر - هدایت می شود و بر اثر اختلاف چگالی هوا به شدت به سمت خارج دودکش هدایت می شوند.
جریان بوجود امده حجم زیادي از هوا را ایجاد میکند و با قرار دادن توربین و ژنراتور مثل توربین هاي بادي برق تولید میگردد. شکل [1]و شکل .[2] اختلاف فشار ایجاد شده و اثر مکشی در دودکش که گاهی - stacking effect - میشود،در این مقاله کوره حرارتی و دودکش اثر مکشی را ایجاد می نمایدو در دهانه هواي ورودي به کوره احتراق، توربین و ژنراتور بادي نصب میگردد. در »شکل «2 برج نیروي خورشیدي مانزارس اسپانیا سرعت باد به 70 کیلومتر در ساعت معادل متر بر ثانیه 4،19 در گرمترین ساعات روز میرسد .توربین در وسط دودکش قرار داردوبا باد ایجاد شده به چرخش در میآید.
تولید سرما با استفاده از گازهاي ترش و چیلر هاي جذبی
احتراق گازهاي ترش مقدار زیادي حرارت تولید می کند،در صورتی که در کوره حرارتی مشعل هاي تشعشعی - تابشی - نصب شوند چیلر هاي جذبی شعله مستقیم یا آب گرم قرار داده شود با مبدل هاي طراحی شده خاص میتوان حداقل بیست درصد گرمایش ناشی از محصولات احتراق را جذب وبه سرما تبدیل نمود .این مقدار سرما میتواند در یونیت هاي بهره برداري از نفت و یا گاز مورد استفاده قرار دادکه در نتیجه برق مصرفی بابت سرمایش ناشی از کولر هاي گازي موجود صرفه جویی می گردد و حتی مازاد آن را به منظور سرمایش مراکز فرهنگی ، هنري ، توریستی در جوار این تاسیسات که نزدیک شهرهاي صنعتی هستند مورد استفاده قرار داد .میزان تولید سرما بستگی به نوع مبدل حرارتی و میزان حجم گاز ترشی دارد که در اختیار ما قرارگیرد.
چگونگی استفاده از گاز ترش و تولید نیرو و سرما
دراین روش گاز ترش در یک کوره توسط مشعل هاي تشعشعی بهینه سازي شده میسوزد وبعد به سمت دودکش میرود و در همان محیط دودکش تبادل حرارتی با چیلرهاي جذبی صورت گرفته و سرما تولید میگردد.حجم گازهاي تولیدي درچهار مشعل بزرگ اطراف اهواز از [1] در» جدول «1 آمده است.به - شکل - 4 و شماتیک طرح توجه شود. اگر با حالت بد بینانه نگاه کنیم وفقط بیست درصد این انرژي را از طریق مبدل هاي گرمایی - مربوط به چیلر هاي جذبی - که در کوره احتراقی نصب میشود،جذب گردد وهمچنین از طریق توربین ژنراتور5، 1 درصد از 65مگاوات جذب شود، با توجه به شماتیکی که در - شکل - 4 نشان داده شده است ، قادربه تولید حدود 400 تن سرمایشی[4]« Ton of Refrigeration » و بیش از 100 کیلووات ساعت برق خواهیم بود.
تمام کولر هاي گازي بخش ساختمان پرسنل بهره برداري از شرکت نفت خاموش شده و تهویه مطبوع از طریق چیلر هاي جذبی انجام می شود و مابقی سرما می تواند در ساختمان هاي مجاور براي مصارف فرهنگی ، تفریحی، پارك ها، و فضاي سبز سرپوشیده تمام شیشه اي استفاده گردد. در واقع ثروتی که قبلا سوزانده شده و خسارات مالی و جانی ناشی از آلودگی هوا به خاطر بهینه سازي نوع مشعل هاي تشعشعی که در کوره احتراق به کار میرودکمتر شده ، و دود کمتري تولید می شودودر عین حال مصرف برق دراین شرکت ها به حداقل ممکن رسیده و برق تولیدي توسط توربین و ژنراتور بادي با یک طراحی بهینه سازي شده در بخش صنعتی ومسکونی همان شرکت استفاده میشود.
برج نیروي خورشیدي مانزارس اسپانیا با توجه به [2] میزان 50کیلووات ساعت برق تولید می کند که با اختلاف دماي ناشی از انرژي خورشیدي ودر نتیجه اختلاف چگال ایجادشده، کار می کند و این اختلاف حدود 11 درجه سلسیوس است [2] که در کوره حرارتی با گاز ترش به بیش از دویست درجه برسد که در طراحی مد نظر بوده و براي جلوگیري از خوردگی و جلوگیري از نقطه شبنم در دودکش مهم است.به - شکل - 4 توجه شود. قدرت ایجاد شده بستگی به ارتفاع دودکش و حجم گاز ترش در دسترس ، و اختلاف دماي ایجاد شده و هندسه کوره و بررسی افت هاي جریان دارد. دینامیک سیالات محاسباتی و شییه سازي کامپیوتري اعداد دقیق تري را نشان می دهد.
