نام پژوهشگر: مجید عمید پور
رضا درگاهی محمد رضا امید خواه
در طی سالهای گذشته تلاشهای زیادی در جهت بهبود تکنیکهای بکار رفته برای بهینه سازی پالایشگاه صورت گرفته است. پیشرفتهای مناسبی در سطح برنامه ریزی پالایشگاه انجام شده است اما توسعه و حل مدل های بهینه سازی واقعی برای کلیه واحدهای عملیاتی مشکل بوده ولی هنوز امکان کار بیشتر در این زمینه وجود دارد. در این پروژه براساس یک پالایشگاه واقعی موجود، مدل های مجزای ساخته شده برای هر یک از واحد ها، بوسیله یکپارچه سازی، تبدیل به یک مدل گسترده برای کل پالایشگاه گردید. مدل واحد تقطیر بر اساس موازنه مواد و انرژی می باشد. این مدل میزان استحصال و خواص فرآورده ها را بر اساس اطلاعات خوراک ( آنالیزنفت خام ) و مشخصات محصولات ، محاسبه می کند. در قسمت اختلاط محصولات ، مدل ارائه شده، مجموعه ای ازمشخصات مهم فرآورده ای تولیدی را از روی مشخصات اجزای تشکیل دهنده آنها محاسبه میکند. در مدل گسترده پالایشگاه، خروجی مدلهای واحدهای دست بالادستی بعنوان ورودی مدلهای واحدهای پایین دستی استفاده می شوند. جریانات میانی جهت فراهم نمودن اطلاعات لازم برای مدل واحدهای پایین دستی شناسایی و مشخصات آنها معلوم می شوند. برخی از شاخصهای کیفی مهم ،حجم، وزن و وزن مخصوص جریانات و فرآورده های میانی محاسبه می شوند. با استفاده از مدلسازی انجام شده برای کل پالایشگاه و بر اساس قیود و محدودیتهای در نظر گرفته شده، طی یک مطالعه موردی بر روی پالایشگاه تهران، ضمن بررسی قابلیت مدل ارائه شده، بهینه سازی خطی پالایشگاه مذکور نیزانجام گرفت. تابع هدف در این بهینه سازی حداکثر سازی سود کل پالایشگاه می باشد.متغیرهای تصمیم، مجموعه ای از متغیرهای فرآیندی هر یک از واحدهایی می باشد که تاثیر مهمی در اقتصاد عملیات کل پالایشگاه دارند. قیود خطی و غیر خطی در بهینه سازی، مجموع قیود موجود درهر یک از واحدها می باشد. حل بهینه بدست آمده از بهینه سازی کلی برنامه ریزی خوراک و تولیدات پالایشگاه حاکی از افزایش سود پالایشگاه مورد مطالعه دارد.
کاظم حسن زاده لشکاجانی مجید عمید پور
برج تقطیر به عنوان مهمترین وسیله جهت جداسازی ترکیبات هیدروکربنی می باشد. دربرجهای تقطیر مصرف انرژی سهم بالایی را در هزینه های عملیاتی سیستم دارد و کاهش آن به عنوان ملزوات سیستم به شمار می آید. از طرفی جداسازی جریانها با توجه به تعداد اجزائ تشکیل دهنده، توالیهای متعددی را دارا می باشد و تعداد این توالی چیدمانها با افزایش تعداد اجزاء جریان بشدت افزایش می یابد. این امر باعث پیچیدگی سیستم شده و دست یابی به چیدمان بهینه را دشوارتر می سازد. در این پایان نامه با استفاده از تئوریهای مربوط به برج تقطیر حاکم بر مفاهیم تکنولوژی پینچ به بهینه سازی توالی برجهای تقطیر پرداخته شده است. بدین صورت که ابتدا بر اساس تئوریهای یکپارچه سازی، حداکثر یکپارچه سازیهای ممکن برای سیستم جداسازی محصول سبک واحد الفین با چهار جزء در توالیهای مختلف در نظر گرفته شده و با استفاده روشهای بهینه سازی ممکن شرایط عملیاتی بهینه شده است. ضمنا جهت بالا بردن بازدهی اگزرژتیک در مجموعه برجهای تقطیر امکان تولید توان در چیدمانها بررسی شده و همچنین نشان داده شده که سیستم پیچیده ای که دارای حداکثر یکپارچه سازی است لزوما دارای قابلیت کنترل پذیری کمتری نسبت به بقیه چیدمانها نمی باشد. در بخش بعدی الگوریتمی برای ایجاد یکپارچه سازی های حرارتی در چیدمانها و محاسبه تابع هدف هزینه های سالانه کل سیستم ارائه شده و سپس با استفاده از روشهای سریع به طراحی، کد گذاری و حل ریاضیاتی جهت بهینه سازی توالیهای مختلف در موارد مطالعاتی پرداخته شده است. بمنظورکمینه سازی هزینه های سالانه از روشهای بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و جستجوی هارمونی استفاده شده است. در نهایت با استفاده از این نتایج و روش ارائه شده، مساله جداسازی الفین با تمام اجزاء بررسی شده و چیدمان یکپارچه حرارتی بهینه برای آن انتخاب شده است. همچنین در تمام قسمتها نتایج مراجع معتبر مقایسه و صحه گذاری شده و نشان از آن دارد که در تمام موارد دقت و سرعت بهتری نسبت به کارهای گذشته دارد.
موسی مرآتی زمان مجید عمید پور
بحران انرژی و آلودگی شهرهای بزرگ سالهاست که به یک مسئله حاد تبدیل شده است. تحقیقات کارشناسی نشان می دهد که علت اصلی آلودگی شهرها، خودروهای با موتور احتراق داخلی می باشند. خودروهای احتراق داخلی معایب فراوانی دارند که از آن جمله می توان به مواردی چون وابستگی به یک نوع انرژی خاص (نفت)، تولید گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن، تولید گازهای سمی مانند ، و ، تولید آلودگی صوتی، راندمان پائین سیستم و در نتیجه اتلاف انرژی اشاره نمود. با توجه به موارد فوق خودروهای برقی از دهه 1890مطرح شده و تا دهه 1930 پر طرفدار بوده اند. با پیشرفت خودروهای احتراقی، خودروهای برقی کم کم به فراموشی سپرده شدند تا این که در سال 1960 و به دلیل بحران جهانی بوجود آمده در زمینه تامین سوخت، مجدداً محققین به فکر چاره افتادند و تحقیقات مختلفی را در مورد خودروهای برقی آغاز نمودند. بر این اساس در دو دهه گذشته، تصور می شد که با افزایش کیفی در تکنولوژی ساخت باتریها، عملاً خودروهای برقی جایگاه خاصی را در صنعت حمل و نقل به خود اختصاص خواهند داد، اما امروزه ، تجربه ثابت نموده است که علی رغم پیشرفت های بعمل آمده، خودروهای برقی خالص با محدودیت های بسیاری روبرو بوده و تنها قابلیت استفاده در مسافتهای رانشی محدود و در کاربرد های خاص را دارا هستند. همچنین با توجه به اینکه در این خودروها تنها از یک محرکه رانشی یعنی موتور الکتریکی و درایو مرتبط استفاده می گردد ، قابلیت اعتماد آنها در مقایسه با موتورهای احتراقی کم می باشد. علاوه بر این علی رغم توسعه روشها و الگوریتم های شارژ سریع، بازیابی مجدد انرژی الکتریکی در باتریهای این خودروها زمان بر بوده و با توجه به سیکل های کارکرد محدود باتریهای مورد استفاده، تعویض باتریها، هزینه های بالایی را بر مصرف کنندگان آنها تحمیل می-نماید. در چند ساله اخیر مجموعه عوامل فوق سبب گردیده است که راستای تحقیقات و مطالعات پیرامون خودروهای برقی به سمت نوع هیبرید آن معطوف گردد. اکنون به اثبات رسیده است که خودروهای هیبرید پتانسیل لازم را جهت ادامه رشد در صنعت اتومبیل سازی دارا می باشند و مادامی که منابع سوخت فسیلی به صورت بحرانی کاهش می یابند و ترا کم آلودگی هوا بدلیل توسعه صنعتی در حال افزایش است ، این تکنولوژی جدید ، گامی بزرگ و رو به جلو است. خودروهای هیبرید از سه جهت قیمت، ایمنی وکیفیت قابل رقابت با خودروهای متداول می باشند به همین دلیل کمپانی های بزرگ خودرو سازی در حال توسعه چشمگیر محصولات هیبرید خود به بازار فروش هستند. علاوه بر این خودروها با دارا بودن بازده بالا، آلایندگی بسیار پایین و مسافت رانشی مناسب از مزایای نسبی بیشتری برخوردار هستند. در تکنولوژی خودروهای هیبریدی سعی در ساخت نوعی خودرو می گردد که قابلیت استفاده از انرژی الکتریکی و سوخت های بنزین و یا دیزل را به صورت هم زمان و یا مجزا را داشته باشد و از طرف دیگر سعی شده است معایب هر یک از این سیستم ها به حداقل برسد. همچنین امکان بازیابی انرژی در سیکل های ترمزی و شتاب منفی را داشته باشد. با گذشت زمان محققان به فکر افتادند تا با ترکیب دونیروی محرکه (به عنوان مثال بنزین و برق)مشکلات موجود در خودروهای برقی خالص را حل کرده و راه را برای توسعه این تکنولوژی هموار کنند و اینگونه خودروهای هیبرید الکتریکی به بحثی جدید برای خودروسازان مطرح دنیا تبدیل شد. برخی از دولت های اروپایی و آمریکایی از مشوق های مالی و قانونی برای حمایت از طرح خودروهای هیبرید الکتریکی استفاده کردند که به تفضیل در فصول پایان نامه به این طرح ها خواهیم پرداخت. در همین راستا سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور اقدام به اجرای طرحی پژوهشی در ارتباط با تدوین استراتژی استفاده از خودروی هیبرید الکتریکی در ایران با همکاری مرکز انتگراسیون انرژی دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، کرده است.
امیرمهیار عزیزی یگانه مجید عمید پور
چکیده: شکست کاتالیستی بسترسیال یک تکنولوژی مهم در پالایشگاههای پیشرفته نفت می باشد که وظیفه تولید 40 درصد از کل بنزین تولید شده پالایشگاهها را دارد. در فرآیند واحد شکست کاتالیستی سیال باقیمانده های سنگین خروجی از برج های تقطیر به برشهای سبکتر ، به کمک کاتالیست شکسته می شوند. راکتور بالابر واحد شکست کاتالیستی سیال شامل یک فرایند پیچیده شکست بر روی جریان دو فازی گاز- جامد است. فاز گازی هیدروکربنهای سنگین و در دمای بالاست که با کاتالیست های داغ بازیافت شده از بازیاب واحد شکست کاتالیستی سیال، شکست کاتالیستی می دهند، این شکست منجر به تولید مواد با ارزشی از جمله بنزین می گردد که کیفیت راندمان این نوع محصولات وابسته به نحوه ی مدلسازی این واحد است. روش سنتی و جهانی تحلیل سینتیک کراکینگ، روش جرم مجتمع است. در پروژه حاضر با استفاده از روش در نظر گرفتن شبه جزء های هیدروکربنی با روش مدل سازی جرم مجتمع، اقدام به مدلسازی، بهینه سازی و شبیه سازی راکتور بالابر واحد شکست کاتالیستی سیال شده است. در این روش 19 شبه جزء مولکولی از هیدروکربنها در نظر گرفته شده اند. با استفاده از فرضیات مبتنی بر مدلسازی به روش شبه اجزاء، مدلهای ریاضی و ترسیمی و شرایط هیدرودینامیکی بالابر بصورت همزمان بررسی شده و جریان داخل آن شبیه سازی می شود. پس از بهینه سازی، خروجی شبیه ساز که با مدلهای مشابه مقایسه شده است نتایج قابل توجه و خوبی را در اختیار ما قرار می دهد.
حسن قایم ملکی سید مجتبی موسوی نایینیان
هدف از این پایان نامه بهینه سازی سیستم سرمایش پروپانی واحد ngl میباشد، که برای این هدف ابتدا سیکل تبرید مورد نظر با نرم افزار hysys ] 1[ شبیه سازی شده، و بوسیله آنالیز اکسرژی و پینچ مورد بررسی قرار گرفته و از آنالیز ترکیبی پینچ و اکسرژی برای کاهش کار مصرفی سیستم استفاده شده است. در مرحله بعدی با توجه به سطوح دمایی پیشنهاد شده در آنالیز ترکیبی پینچ و اکسرژی سیکل مورد نظر بار دیگر شبیه سازی شده است. با توجه به بهینه سازی انجام شده با آنالیز ترکیبی پینچ و اکسرژی کار مصرفی سیکل سرمایش پروپانی واحد ngl، 5.3% کاهش یافته است. در مرحله بعد در سیکل تبرید مورد نظر تغییراتی را ایجاد نموده ایم. به این صورت که با توجه به دمای کارکرد سیکل از مبرد دیگری برای شبیه سازی استفاده نموده ایم. نتایج این قسمت نیز نشان از کاهش کار مصرفی در سیکل تبرید مورد نظر دارد. با توجه به تغییر مبرد سیکل سرمایش واحد ngl، کار مصرفی سیکل تبرید با مبرد ایزوبوتان 17.8% نسبت به سیکل تبرید با مبرد پروپان کاهش میابد.
رضا برزگر محمد حسین حامدی
گاز طبیعی معمولاً وقتی به مصرف کننده می رسد، فشار آن باید مقدار زیادی در درون ایستگاه های تقلیل فشار کاهش یابد. پیش از این از شیر های اختناقی جهت این امر استفاده می گردید، در صورتیکه می توان با جایگزینی توربین های انبساطی از افت فشاری که در ایستگاه های تقلیل فشار گاز باید بوجود آید، برای تولید توان و همچنین تبرید استفاده کرد. در این تحقیق، توان تولیدی در مکان های رایجی مانند نیروگاه ها ،پالایشگاه ها و ایستگاه های ورودی شهر ها مورد بررسی قرار می گیرد. از سوی دیگر، در فرآیند انبساط افت دما برای گاز طبیعی صورت می پذیرد. سرمایش تولیدی و چگونگی استفاده از آن در سیستم های تهویه مطبوع و تبریدی در مقاصد عملی پرکاربرد نیز مطرح می گردد. در تحقیق حاضر به مطالعات انجام شده و سابقه ی استفاده از توربین های انبساطی جهت استحصال توان و تبرید اشاره ای مختصر می شود. همچنین معرفی کامل این نوع از توربین ها و توضیح انواع و کاربرد های آنها مورد توجه قرار می گیرد. در ادامه، مطالعاتی جهت انتخاب معادله ی حالت مناسب برای سیال عامل سیستم صورت می گیرد. مطالعه ی موردی انتخاب شده، یک ایستگاه تقلیل فشار گاز در پروژه ی توسعه ی پارس جنوبی می باشد که اطلاعات مربوطه توسط شرکت مپنا در اختیار قرار گرفته است. در گام اول سیستم جایگزین شیر های اختناقی در ایستگاه تقلیل فشار گاز با امکان تولید توان و تبرید معرفی می گردد و مدل سازی اگزرژتیک و اکونومیک این سیستم انجام می شود. نهایتاً با انتخاب پارامتر های تصمیم تأثیر گذار و قیود و حدود مناسب، بهینه سازی سیستم از دیدگاه اگزرژتیک و ترمواکونومیک برای سه حالت ورودی مختلف صورت می پذیرد. همچنین مطالعه ی پارامتر های مختلف از جمله نسبت فشار توربین ها و دمای ورودی به هریک بر روی عملکرد سیستم نیز مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.
غلامرضا صالحی محمد حسین حامدی
در این پایان نامه ابتدا بر اساس تئوریهای یکپارچه سازی، حداکثر یکپارچه سازیهای ممکن برای سیستم جداسازی محصول سبک واحد الفین با چهار جزء در توالیهای مختلف در نظر گرفته شده و با استفاده روشهای بهینه سازی ممکن شرایط عملیاتی بهینه شده است در این بررسی سیستم جداسازی گسترده با انتگراسیون حرارتی کمترین هزینه کلی سالیانه را دارد. ضمناً به منظور بالا بردن بازدهی اگزرژتیک در مجموعه برجهای تقطیر امکان تولید توان در چیدمانها بررسی شده و نتیجه آن نشان می دهد که هرچه یکپارچه سازی بیشتر شود تولید توان کمتر خواهد بود و بالعکس. در ادامه کنترل پذیری توالیهای مختلف بررسی و نشان داده شده که سیستم پیچیده ای که دارای حداکثر یکپارچه سازی است لزوما دارای قابلیت کنترل پذیری کمتری نسبت به بقیه چیدمانها نمی باشد بلکه از نظر شاخصهای کنترل پذیری بهترین چیدمان است. الگوریتمی برای ایجاد یکپارچه سازی های حرارتی در چیدمانها و محاسبه تابع هدف هزینه های سالانه کل سیستم ارائه شده و سپس با استفاده از روشهای سریع، به طراحی، کدگذاری، حل و بهینه سازی توالیهای مختلف در موارد مطالعاتی پرداخته شده است. به منظور کمینه سازی هزینه های سالانه از روشهای بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و جستجوی هارمونی استفاده شده است. در نهایت با استفاده از این نتایج و روش ارائه شده، مساله جداسازی الفین با تمام اجزاء بررسی شده و چیدمان یکپارچه حرارتی بهینه برای آن انتخاب شده است. همچنین در تمام قسمتها نتایج مراجع معتبر مقایسه و صحه گذاری شده و نشان از آن دارد که در تمام موارد دقت و سرعت بهتری نسبت به کارهای گذشته دارد و برای واحد الفین کاهش هزینه های کلی سالیانه به حدود چهل درصد با استفاده از الگوریتم بهینه سازی هارمونی دست پیدا شده است. در ادامه با استفاده از روش حل دقیق برج تقطیر پرداخته و تحلیل و بهینه سازی یک برج با استفاده از روشهای انتگراسیون انرژی پرداخته شده است. نتیجه کلی نشان از آن دارد که با در نظر گرفتن پمپ جانبی در برج تقطیر می توان از اتلافات اگزرژتیک به میزان بالایی کاست اما میزان بازیابی کاهش خواهد یافت. در ادامه نتایج شبیه سازی و بهینه سازی و تحلیل ترمواکونومیک برای واحد جداسازی گازها در پالایشگاه گاز آورده شده است. با استفاده از معیار ترمواکونومیک به بررسی و تحلیل برجها پرداخته شد و برای اصلاح برجها چند نوع پمپ حرارتی لحاظ گردید و پمپ حرارتی جذبی دارای بهترین عملکرد از نظر زمان بازگشت سرمایه و پروفیل اتلافات اگزرژی برج است.
یوسف لعل بهرامپور مجید عمید پور
بهینه سازی مصرف انرژی وکاهش آلاینده های زیست محیطی یکی ازدغدغه های اساسی صنایع نفت،گازبوده وازآن جای یک هعمده ترین راه اتلاف انرژی درچاههاوپالایشگاههای موجوددرکشوروبه طورکلی تمامی مراکزدارای سیستم های فلرینگ مانند: چاه های نفت،پالایشگاه های نفت وگاز،واحدهای فرآیندی،کارخانه های موادشیمیایی، زباله سوزهاو ...،همین سیستم فلرینگ بوده وعمدتا بیشترین میزان آلاینده های زیست محیطی نظیرco2نیزازهمین سیستم متصاعدمیگردد،توجه به بهینه سازی عملکردواصلاح این بخش ازاهمیت بسزایی برخوردارمی باشد. بخش قابل توجه گازهای ارسالی به فلرها،ترکیباتی مانند: گازطبیعی ،اتیلن ، پروپیلن، برشهای چهارکربنه وهیدروژن بوده که از لحاظ اقتصادی بسیارباارزش میباشند. میتوان به کمک طراحی یک سیستم خاص جمع آوری و بازیافت گاز، میزان فلرینگ یک واحد صنعتی نظیر یک سکو یا پالاشگاه را به طور چشمگیری کاهش داده و از این طریق گازهایی که تاکنون سوزانده میشدند راجمع آوری وسپس به عنوان خوراک واحدهای فرآیندی وسوخت گازی برای سیستمهای موجود در واحد ویا واحد تولید قدرت برای تولید برق مصرفی سیستم تبدیل نمود . پیرو این فرآیند آلودگی ناشی از سوختن گازها نیز به طور محسوسی کاهش خواهد یافت. لذا بررسی سیستم های موجود جهت بازیافت گاز فلر مورد مطالعه قرار گرفت و برپایه تکنولوژی های متداول و قابل دسترسی ک سیستم بازیابی گاز فلر که دارای عملکردی قابل قبول به لحاظ فنی و توجیه بالای اقتصادی میباشد توسعه داده شد.
محمد حسن خوشگفتارمنش محمد حسین حامدی
چکیده مصرف بخار که در سیستم یوتیلیتی واحد های شیمیایی تولید می گردد، یکی از نقاط پر مصرف انرژی در واحد هاست، که اصلاح سیستم تولید و مصرف آن، می تواند تا حد زیادی صرفه جویی انرژی به دنبال داشته باشد. حرارت و توان بوسیله یک سیستم یوتیلیتی مرکزی تامین شده و طراحی می بایست قادر باشد تا بگونه ای بهینه تقاضای حرارت و توان را متعادل نماید. تحلیل سامانه تولید همزمان را میتوان به کمک روشهای اگسرژی، ترکیبی پینچ – اگسرژی، روش سایت جامع و ترمواکونمیک انجام داد. شایان ذکر است که روشهای ذکر شده معمولا به طور منفرد برای تحلیل سیستمها به وفور استفاده شده است. هدف از این رساله، ارائه روشهای جدید هدفگذاری در سیستمهای تولید همزمان حرارت و توان می باشد که با توجه به نقاط قوت روشهای تحلیلی سیستمهای حرارتی حاصل می گردد. در این رساله سعی شده است تا با یک کار تحقیقاتی جامع، روشی جدید در هدفگذاری ارائه شود تا به کمک تکنیکهای دیگر در تحلیل و بهینه سازی سیستمهای تولید توان حرارت به نحو سودمندی استفاده گردد. حال آنکه درک عمیق از نحوه تبادلات در فرآیند مورد نظر کمک زیادی به بررسی رفتار سیستم می کند. در ابتدا با اصلاح فرضیات مورد استفاده در روشهای پیشین، بکارگیری فرضیات جدید و ارائه الگوریتم جدید محاسباتی با در نظر گرفتن دمای فوق گرم تمامی سطوح، لحاظ نمودن راندمان سطوح و اصلاح آن و همچنین با محاسبه دمای بویلر به کمک چرخه تکرار شونده، هدفگذاری حرارت و توان با دقت بالا انجام شده است به نحوی که نتایج هدفگذاری با نتایج شبیه سازی مشابه می گردد. در ادامه با در نظر گرفتن پارامترهای اقتصادی، هدفگذاری هزینه های سالیانه به عنوان رویکردی جدید در هدفگذاری معرفی شده است. همچنین روابط جدیدی به منظور ارزیابی چرخه زندگی سیستم یوتیلیتی سایت جامع ارائه گردیده است که به کمک آن هدفگذاری جدید به عنوان هدفگذاری پارامترهای زیست محیطی معرفی گردیده است. در ادامه هدفگذاری اگسرژتیک، اگسرژواکونمیک و اگسرژومحیط زیستی با توجه به اهمیت تحلیلهای مربوطه، معرفی شده است. با توجه به امکان استفاده ازحرارت درجه پایین به منظور تولید آب شیرین در سایت جامع، یکپارچه سازی سایت جامع با آب شیرین کنهای حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا الگوریتم جدید هدفگذاری حرارت، توان و آب شیرین ارائه شده است. همچنین یکپارچه سازی نیروگاه بخار و یوتیلیتی سایت جامع با ارائه الگوریتم توسعه یافته مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از روشهای هدفگذاری جدید، تحلیلهای توسعه یافته r به منظور بررسی سناریوهای مختلف معرفی گردیده است. در نهایت با توجه به روشهای هدفگذاری ارائه شده، الگوریتم جدیدی به منظور طراحی بهینه یوتیلیتی سایت جامع به عنوان سامانه تولید همزمان حرارت و توان در واحدهای فرآیندی معرفی و مورد ارزیابی و استفاده قرارگرفته است. نتایج الگوریتم بهینه سازی ارائه شده بر مبنای هدفگذاری جدید با نتایج حاصل شده از روش برنامه ریزی ریاضی مشابه می باشد. کلمات کلیدی: هدفگذاری، تولید همزمان حرارت و توان، طراحی بهینه، یوتیلیتی سایت جامع
محمد بخشی فرشاد ترابی
مطالعات این رساله به دو بخش اصلی قابل تقسیم است. در یک بخش گزینه نصب مولد های dg در ایستگاه های cng و در بخش دیگر گزینه نصب مولد های dg در مجتمع ایستگاه های cng و کارواش مورد تجزیه و تحلیل فنی و اقتصادی قرار می گیرد. ابتدا، در بخش اول اجزاء فرآیند مالی پروژه تأمین برق از شبکه ("?" )، پروژه تأمین برق بوسیله مولد dg ("??" ) و پروژه تفاوت و در بخش دوم اجزاء فرآیند مالی پروژه تأمین برق از شبکه و حرارت از بویلر ("?" )، پروژه تأمین برق و حرارت بوسیله مولد dg ("??" ) و پروژه تفاوت، بسط داده می شود. سپس در هر دو بخش، به کمک نرم افزار matlab اجزاء فرآیند مالی پروژه تفاوت، شامل هزینه سرمایه گذاری، درآمد ها و هزینه های سالیانه و ارزش اسقاطی دارایی به ازای ظرفیت های الکتریکی مختلف محاسبه شده و ظرفیت الکتریکی بهینه و شش پارامتر اقتصادی متناظر پروژه تفاوت، بر اساس حداکثر شدن ارزش فعلی خالص پروژه تفاوت، تعیین می گردند. بعلاوه در قالب سناریو های مختلف، حساسیت ظرفیت الکتریکی بهینه و ارزش فعلی خالص پروژه تفاوت، نسبت به پارامترهای مختلف، از جمله تعرفه خرید و فروش برق و تعرفه خرید گاز، مورد بررسی قرار میگیرد. نوع فناوری مورد نظر در هر دو بخش موتور گاز سوز است ولی نوع سیستم در بخش اول power-only و در بخش دوم chp می باشد. بعلاوه نحوه بکارگیری مولد به صورت پشتیبانی شبکه ( بار پایه ) منظور می گردد. در این مطالعه علاوه بر قید حداکثر حجم سرمایه گذاری ممکن، قیود مربوط به نحوه صحیح پخش بار و سطح اتصال کوتاه مجاز در شبکه، نیز مورد ملاحظه قرار می گیرند. در مدل سازی ریاضی مسئله از یک روش جدید که بطور همزمان پروفیل بار الکتریکی و قبوض برق را مورد ملاحظه قرار میدهد، استفاده شده است. استخراج پروفیل بار الکتریکی مصرفی یک شبانه روز ایستگاه cng مورد بررسی واقع در تهران، بوسیله دستگاه power harmonics analyzer صورت گرفته است. همچنین در بخش دوم، پروفیل بار حرارتی مصرفی یک شبانه روز کارواش جنبی، با تخمین ترافیک مراجعه خودرو ها به کارواش در بازه های زمانی مختلف و محاسبه توان حرارتی مصرفی به ازای هر خودرو به دست آمده است. در نهایت نشان داده شده است که با توجه به مقدار ارزش فعلی خالص پروژه تفاوت به ازای ظرفیت الکتریکی بهینه سیستم در هر دو بخش این مطالعه؛ در حال حاضر طرح نصب مولد های تولید پراکنده با فناوری موتور گاز سوز و سیستم power-only در ایستگاه های cng و همچنین طرح نصب مولد های تولید پراکنده با فناوری موتور گاز سوز و سیستم chp در مجتمع های ایستگاه cng و کارواش کشور، حتی در سناریوی خوشبینانه، با فرض حذف عوارض گمرکی، حذف مالیات، اختصاص ارز به نرخ مرجع، افزایش عمر مفید به 25 سال و کاهش حداقل نرخ جذب کننده مورد انتظار سرمایه گذار به 17%، نیز فاقد توجیه اقتصادی می باشد و سرمایه گذار ترجیح می دهد در بخش اول برق مورد نیاز خود را از طریق شبکه برق و در بخش دوم برق و حرارت مورد نیاز خود را از طریق شبکه برق و بویلر تأمین نماید.