طرح توجیه فنی، مالی، اقتصادی تولید سیستم های تولید همزمان برق و حرارت بر مبنای میکرو توربین های گازی

خلاصه طرح 

(جداول در فایل اصلی موجود است)

معرفی محصول

سیستم های تولید همزمان شامل چندین دستگاه عمده و بسیاری اجزاء کوچکتر میباشند. این دستگاهها عبارتند از:

محرکهای اولیه

تجهیزات الکتریکی

دستگاههای بازیابی حرارت

چیلر های جذبی

محرکهای اولیه شامل دستگاههایی هستند که انرژی سوخت را به قدرت محور چرخنده تبدیل کرده تا ژنراتورهای برقی را به حرکت درآورند.

محرکهای اولیه کهغالباً در سیستم های تولید همزمان استفاده میشوند عبارتند از: توربینهای بخاری، توربین های گازی و موتورهای رفت و برگشتی. تفاوت عمده بین محرکهای اولیه (الف) ابتدا در سوختهایی است که آنها استفاده می کنند، و دیگر اینکه (ب) در فرآیند احتراق آنها و راندمان حرارت کلی، نوع، مقدار و درجه حرارت انرژی دفع شده میباشد.

سیستم های CHP در سه دسته کلی بر اساس نوع محرک اولیه آن تقسیمبندی میشوند که هر دسته شامل مجموعههایی میباشد.

سیلندر پیستونی

توربینی

پیل سوختی

(جداول در فایل اصلی موجود است)

در کاربردهای تولید همزمان، یک پارامتر عمده برای هر یک از محرکهای اولیه، نسبت مربوط به نرخ انرژی حرارتی تأمینی و توان الکتریکی خروجی می باشد. این نسبت به نسبت حرارت به توان الکتریکی معروف است و بدون بعد KW/KW) یا (Btu.hr/Btu/hr می باشد. مشخص بودن مقدار نسبت حرارت به توان الکتریکی در انتخاب نوع مناسب محرک اولیه برای یک کاربرد خاص مهم میباشد.

تجهیزات الکتریکی برای سیستمهای تولید همزمان شامل ژنراتورها، ترانسفورمرها، تجهیزات سوئیچینگ، مدار شکنها (Circuti Breakes)، رلهها، کنتورها، کنترلها، خطوط انتقال و دیگر تجهیزات وابسته میباشد.

علاوه بر تجهیزاتی که در تولید توان الکتریکی برقی مورد نیاز است، سیستمهای تولید همزمان ممکن است نیاز به تجهیزاتی برای اتصال به سیستم شبکه داشته باشند تا برای بهرهبرداری اضطراری و نیز فروش نیروی برق به شبکه، مورد استفاده قرار بگیرد.

تجهیزات بازیابی حرارت اولیه که در سیستم های تولید همزمان مورد استفاده قرار میگیرند، انواع تجهیزات تولید کننده بخار و آب گرم را شامل می شود. بعلاوه چیلرهای جذبی را نیز در این قسمت می توان در نظر گرفت. چندین نوع از تجهیزات بازیابی حرارت وجود دارد. همانطور کهقبلاً توضیح داده شد این تجهیزات را میتوان به نام تجهیزات تولید بخار از حرارت بازیابی شده یا Heat ) "HRSG" (Recovery Steam Generation نامید. تجهیزات مزبورغالباً به چند دسته تقسیم میشوند:

بدون احتراق (Unfired)

احتراق جزئی (Partially Fired)

احتراق کامل (Fully Fired)

یک سیستم HRSG بدون احتراق همانند یک مبدل حرارتی کنوکسیونی میباشد.

یک سیستم HRSG با احتراق جزئی از یک کانال احتراق تشکیل شده کهغالباً برای افزایش درجه حرارت گاز خروجی از یک مشعل گاز در بالادست HRSG استفاده میشود.

یک سیستم HRSG با احتراق کاملاساساً یک بویلر است که در آن از گاز خروجی بصورت هوای پیشگرم استفاده میکنند.

در اکثر این تجهیزات، گاز خروجی از دستگاه عبور کرده و از بالای دستگاه خارج می شود. انرژی گاز خروجی برای گرم کردن و تبخیر آب و سوپرهیت کردن بخار مورد استفاده قرار میگیرد.

11 نام و کد آیسیک محصول

متداول ترین طبقه بندی و دسته بندی در فعالیت های اقتصادی همان تقسیمبندی آیسیک است. تقسیم بندی آیسیک طبق تعریف عبارت است از: طبقهبندی و دستهبندی استاندارد بینالمللی فعالیتهای اقتصادی. این دسته بندی با توجه به نوع صنعت و محصول تولید شده به هریک کدهایی دو، چهار و هشت رقمی اختصاص داده میشود. محصول این مطالعه سیستمهای تولید همزمان برق و حرارت بر مبنای میکروتوربین گازی میباشد. کد آیسیک3 در جدول (1) ارائه شده است

شماره تعرفه گمرکی

در داد و ستدهای بین المللی جهت کدبندی کالا در امر صادرات و واردات و مبادلات تجاری و همچنین تعیین حقوق گمرکی و غیره از دو نوع طبقهبندی استفاده میشود که عبارت است از طبقهبندی و نامگذاری براساس بروکسل و طبقه بندی مرکز استاندارد و تجارت بین المللی. بر همین اساس در مبادلات بازرگانی خارجی ایران طبقهبندی بروکسل جهت طبقهبندی کالاها استفاده میشود.

سیستمهای تولید همزمان برق و حرارت از قسمتهای مختلفی تشکیل شده است. در کتاب "آمار صادرات و واردات گمرک جمهوری اسلامی ایران" کد تعرفه گمرکی برای توربینهای گازی با قدرت حداکثر 5000 کیلووات، 84118100 و برای اجزا و قطعات توربین گازی 84119900 میباشد.

31 شرایط واردات

طبق اطلاعات موجود در کتاب "آمار صادرات و واردات گمرک جمهوری اسلامی ایران"، حقوق ورودی توربینهای گازی با قدرت حداکثر 5000 کیلووات، 4 میباشد.

41 بررسی و ارائه استاندارد

استاندارد بین المللی برای توربینهای گازی، ISO 3977 میباشد. این استاندارد یک استاندارد بینالمللی میباشد که در برگیرنده طراحی و خرید سیستم توربین گازی میباشد. استاندارد محیطی طراحی هر سیستم توربین گازی دمای 15 درجه سانتیگراد، رطوبت نسبی 60 درصد و ارتفاع برابر سطح دریا میباشد. استاندارد به 9 زیربخش تقسیم شده است و خرید، الزامات طراحی، نصب و اطمینانپذیری سیستم را پوشش میدهد.

51 بررسی و ارائه اطلاعات لازم در زمینه قیمت تولید داخلی و جهانی محصول

گستره هزینه سرمایهگذاری میکروتوربینها از 700$/kW برای واحدهای بزرگ تا 1100$/kW برای واحدهای کوچکتر میباشد. این هزینه شامل نرمافزار، سختافزار و آموزشهای اولیه میباشد. با اضافه کردن یک سیستم بازیافت گرما، 75 -350$/kW هزینه نیز اضافه میشود. هزینههای آماده سازی جایگاه و نصب تأسیساتمعمولاً 30 الی 70 درصد به هزینه سرمایهگذاری کلی اضافه میکنند. سازندگان میکروتوربینها در نظر دارند که هزینه سرمایهگذاری میکروتوربینها را تا زیر 650$/kW کاهش دهند. به نظر میرسد این امر با توسعه بازار و افزایش میزان فروش امکان پذیر باشد.

به دلیل قطعات متحرک کمتر، تولیدکنندگان میکروتوربینها امیدوارند که واحدهای خود را به قابلیت اطمینان بالاتر و نیاز کمتر به تعمیرات نسبت به سیستمهای موجود تولید برق محلی ارتقا دهند. اکثر

سازندگان در نظر دارند که فواصل زمانی تعمیرات را به 5000-8000 ساعت کاری برسانند. فواصل زمانی و هزینههای تعمیرات واقعی برای میکروتوربینهای کامل کمتر از میکروتوربینهای شناخته شده است. در ضمن هزینههای آیندهنگری (Forecasts) کیلووات از 0/005 -0/016 $ است، که در مقایسه با هزینه مربوط به سیستمهای موتور رفت و برگشتی کوچک است.

61 توضیح موارد مصرف و کاربرد

در واحدهایی که به طور همزمان به حرارت و توان نیاز دارند، پتانسیل ایجاد تولید همزمان وجود دارد. البته در صورتیکه سیستم مصرف انرژی دارای خصوصیاتی باشد که در زیر به آنها اشاره شده است، صرفه-جویی قابل توجهی در هزینه انرژی بدست میآید و سیستم تولید همزمان جذابتر و مقرون به صرفهتر خواهد بود.