سیکل بازیابی حرارت به همراه ژنراتور با موتور رفت و برگشتی و بویلر های بازیابی حرارتی

سیستم های تولید همزمان برق و حرارت (CHP) یک سیکل ترکیبی است که به ‌طور رایج در آن یک مولد با سوخت ، تولید برق کرده و از دود خروجی این مولد برای گرفتن بخار و یا حرارت در بویلرهای بازیاب حرارتی و یا راه اندازی کمپرسور چیلر استفاده می‌شود. در این نوع از سیستم ها معمولا ابتدا بوسیله سوخت، انرژی اولیه مورد نیاز برای به حرکت درآوردن محور ژنراتور برای تولید برق و سپس از دود خروجی از مولد برق، برای مهیا سازی انرژی مورد نیاز برای مبدل های حرارتی استفاده می شود.

اما در سیستم مورد بحث این نوشته ، یک ژنراتور گاز یا گازوئیل سوز با موتورهای رفت برگشتی (همانند موتورهای ماشین) با راندمانی نزدیک به 40 درصد در حال کار است و به وسیله یک سیستم بازیابی حرارت این راندمان را تا 80 درصد افزایش می یابد. 

طرز کار سیستم :

ژنراتور های رفت و برگشتی با توان و دور موتور مشخص توان تولید انرژی الکتریسیته را در بازه قابل قبولی از نزدیک به 100 ekW @ 1800 rpm تا 4000 ekW @ 900 rpm و یا بالاتر را دارند . این ژنراتور به تنهایی بسته به سازنده نزدیک به 40 درصد راندمان را برای سیستم به ارمغان می آورد و این در حالی است که گاز خروجی (محصولات احتراق ) در درجه حرارتی نزدیک به 500 درجه سانتی گراد از خروجی این ژنراتور به دودکش منتقل شده و اتلاف می گردد .

جهت جلوگیری از این اتلاف، با توجه به محل استفاده از این ژنراتور می توان انرژی در حال خروج را جهت تولید آب گرم و یا بخار مورد استفاده قرار داد .

این آب گرم و یا بخار تولید شده نیز می تواند جهت گرمایش (CHP) و یا سرمایش محیط (CCHP) مورد استفاده قرار گیرد. آب گرم و یا بخار ذکر شده توسط دستگاهی به نام بویلر بازیاب حرارتی تولید می گردد. این دستگاه که مکانیزمی مشابه با بویلرهای آبگرم و یا بخار معمول موجود در بازار دارد ، به جای استفاده از مشعل ، توسط مکانیزم دمپر و مسیر جایگزین ، از انرژی موجود در دود استفاده کرده و درجه حرارت این محصولات احتراق را حتی تا زیر 200 درجه سانتی گراد خواهد رساند.

اما این تنها منبع اتلاف در این سیستم نمی باشد و تنها تا حدود 20 درصد موجب افزایش راندمان سیستم خواهد شد. مابقی انرژی در ژنراتور از طریق سیال خنک کننده خود موتور ژنراتور تلف می گردد .  این سیال (برای مثال آب)  با دبی بالا و درجه حرارتی نزدیک به 90 درجه سانتی گراد از ژنراتور خارج می شود و در طرح های قبلی توسط یک سیستم خنک کننده با فن های قوی به درجه حرارت مطلوب کاهش پیدا می کرده و مجددا جهت خنک کاری در اختیار ژنراتور قرار می گرفت. تمامی انرژی موجود در این سیال تلف می شد.

اما در سیستم های جدید تولید همزمان برق و حرارت این انرژی توسط مبدل های حرارتی صفحه ای مجددا مورد استفاده قرار می گیرد. و با تولید آبگرم راندمان سیستم را تا حدود 20 درصد دیگر نیز  می توان افزایش داد .

موارد استفاده از سیکل بازیابی حرارت به همراه ژنراتور با موتور رفت و برگشتی و بویلر های بازیابی حرارتی

ساختمان های اداری :

در ساختمان های اداری ژنراتور می تواند به عنوان تامین برق ساختمان مورد استفاده قرار بگیرد و از سیستم های بازیابی حرارت می توان جهت گرمایش و یا سرمایش محیط استفاده کرد. این طرح هم اکنون به صورت گسترده در کشور در حال اجرا می باشد و در سال های اخیر با توجه به شرایط ویژه که شرکت توانیر برای پروژه های CHP تعریف کرده است بسیار مقرون به صرفه می باشد.

ساختمان های مسکونی :

در ساختمان های مسکونی با توجه به هزینه اولیه ژنراتور و سیستم بازیاب حرارت ، شاید استفاده از این سیستم کمی نادیده گرفته شده است اما در صورتی که این سیستم به عنوان یک ویژگی منحصر به فرد در زمان فروش ساختمان به میان آورده شود ، در این بازار رقابتی مسکن می توان هزینه شارژ پایین ساختمان را به عنوان یک مزیت رقابتی جهت خریداران مطرح کرد و فروش ساختمان را سرعت بخشید.

ساختمان های تجاری :

یکس از پر استفاده ترین مکان ها جهت سیستم های تولید همزمان برق و حرارت ساختمان های تجاری است.

ساختمان های تجاری که معمولا کارفرما مسئولیت اداره و نگه داری کل سیستم را بعد از راه اندازی به عهده دارد ، هزینه های اولیه جهت ساخت یک نیروگاه تولید همزمان برق و حرارت در کنار مجتمع تجاری می تواند به سود آوری بیشتر مجتمع کمک شایانی نماید.

معمولا مصرف برق یک ساختمان تجاری بسیار بالاتر از ساختمان های مسکونی و اداری است و حتی تعرفه برق این نوع از ساختمان ها نیز به صورت نجومی بالاتر از ساختمان با کاربری دیگر است ، پس بالطبع با راه اندازی یک نیروگاه جنبی می توان هم هزینه های جاری تولید آبگرم و گرمایش مجتمع کاهش چشم گیری یابد و هم اینکه هزینه برق تولید شده حتی تا  نصف هزینه خریداری برق از توانیر خواهد شد.

واحد های صنعتی :

استفاده از سیستم های تولید همزمان برق و جرارت در واحد های صنعتی بسیار به کاربری و نسبت میزان مصرف برق و حرارت بستگی دارد و نمی توان با توجه با سود بانکی بالا در کشور همیشه استفاده از این سیستم ها را سود آور خواند و نیاز به بررسی دقیق تر دارد.

اما جهت یک کارخانه در ظرفیت تولید بالا با سالن های مختلف و نیاز به بخار در خط تولید می توان سود آور بودن این سیستم را قطعی دانست. این سیستم می تواند با تولید برق مازاد و فروش آن به کارخانه های مجاور تولید بخار بیشتری را برای خط تولید میسر سازد.

برای مثال ممکن است یک کارخانه رنگ به 4 مگاوات برق نیاز داشته باشد در حالی که بیش از 6 تن بخار جهت خط تولید خود با فشار 10 باز نیاز دارد.

این واحد صنعتی با دو گزینه مختلف روبروست :

1  می تواند ژنراتور یا ژنراتور هایی با توان مجموع 4 مگاوات خریداری کرده و با نصب سیستم بازیابی حرارت نزدیک به 4 تن بخار از آن تولید کند و در کنار آن با خرید یک عدد بویلر بخار 2 تن کل نیاز بخار خود را نیز بدست آورد و یا مجموع 8 مگاوات ژنراتور خریداری کرده و با تولید 4 مگاوات برق اضافی و فروش با تعرفه های توانیر به واحد های مجاور هم درآمد زایی کرده و هم کل بخار مورد نیاز خط تولید خود را نیز از سیستم بازیابی حرارت تامین نماید.

 تمام موارد فوق نیاز به بررسی اولیه سیکل محل مصرف داشته و برآورد اشتباه نه تنها ممکن است سود آوری برای سیستم نداشته باشد که حتی امکان به وجود آمد ضرر کلی در پروژه را میسر سازد.

شرکت پاكمن با سالها تجربه در طراحی و تامین موتورخانه های آبگرم و بخار آمادگی خود را جهت مشاوره و یا طراحی سیستم های تولید همزمان برق و حرارت اعلام می دارد.

علاقه مندان برای کسب اطلاعات بیشتر با شماره های شرکت پاكمن تماس حاصل نمایند .