مدیریت و بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی در کارخانه سیمان صوفیان

مدیریت مصرف سعی بر رساندن مصرف به معقول ترین حد مورد نیاز برای رفع نیاز واقعی دارد نه کاهش مصرف به سطحی پایین تر از نیاز واقعی و ایجاد اختلال در روند توسعه اقتصادی یا رفاه اجتماعی. مدیریت مصرف سعی بر توزیع بار بطور یکنواخت در طول زمان و کاهش ضریب همزمانی تا حد ممکن را دارد. هدف از مدیریت مصرف برق، تعدیل مصرف برق است به گونه ای که بدون کاهش میزان تولید و یا کیفیت محصول و بلکه همراه با افزایش و ارتقاء عوامل مزبور، مشترک، بابت برق مصرفی هزینه کمتری را بپردازد. بنابراین مدیریت مصرف برق، بخصوص برق صنایع، اقدامی در جهت بهبود بهره وری واحدهای صنعتی و ارتقاء سطح کارایی در اقتصاد ملی است. مدیریت مصرف برق به دو صورت (مدیریت بار) و (صرفه جویی در انرژی مصرفی) قابل اعمال است.در این پایان نامه مطالعه موردی روی کارخانه سیمان صوفیان انجام گرفته است. با توجه به منحنی بار کارخانه مشاهده می شود که نیاز به پیک سائی و اصلاح منحنی بار وجود دارد. با توجه به تعریف هزینه برق مصرفی به عنوان تابع هدف، مدل ریاضی برای بهینه سازی و مدیریت بار ارائه شده سپس از روش برنامه نویسی کامپیوتری جهت کار دپارتمانها استفاده شده است. کارخانه سیمان صوفیان با ظرفیت اسمی تولید مجموع چهار واحد 4600 تن در روز، ظرفیت اسمی تولید مجموع چهار واحد 1428000 تن در سال و میزان مصرف انرژی الکتریکی حدود 156 میلیون کیلو وات ساعت در سال یکی از بزرگترین کارخانجات سیمان در شمال غرب کشور است. بنابراین بررسی وضعیت انرژی الکتریکی و راهکارهای مدیریتی و بهینه سازی بار و مصرف انرژی الکتریکی این کارخانه به عنوان مصرف کننده بزرگ انرژی الکتریکی از اهمیت زیادی برخوردار است. در فصل اول این پایان نامه به تعاریف کلی و اساسی از موضوع، بررسی وضعیت تولید و مصرف انرژی الکتریکی در جهان، ایران و بخش صنعت و لزوم اجرای مدیریت انرژی و بهینه سازی مصرف در صنایع بخصوص صنعت سیمان پرداخته شده است. پیشینه کارهای انجام گرفته در صنایع دنیا و در صنعت سیمان کشور، مسائل بهینه سازی، مدلهای ریاضی خطی، حل این مسائل و مروری بر اجرای مدیریت بار و مصرف انرژی الکتریکی و مدلهای بار استفاده شده در صنایع مختلف و سیمان موجود در مقالات مختلف در ادامه فصل آورده شده است. در بخش دیگری از این فصل در مورد صرفه جویی و مدیریت انرژی الکتریکی در فنها و ارائه راهکارهای مفید با توجه به مصرف زیاد برق و پتانسیل زیاد صرفه جویی انرژی الکتریکی توسط این دستگاهها مطالبی ارائه گردیده است. یکی دیگر از مسائلی که در مدیریت انرژی مورد بررسی قرارمی گیرد صرفه جویی در سیستم روشنائی است. این مطلب در بخش بعدی فصل اول آورده شده است. در فصل دوم وضعیت و مشکلات موجود در مصرف برق کارخانه سیمان صوفیان با استفاده از مستندات و مدارک، قبوض برق ماهیانه شرکت توزیع برق و اندازه گیری های بدست آمده بررسی گردیده و جهت انجام بهینه سازی و مدیریت بار از مدل ریاضی برای کاهش مصرف زمان پیک بار برای واحد 4 این کارخانه که به طور مستقل از واحدهای دیگر کار می کند استفاده شده است. با استفاده از برنامه ریزی اعداد صحیح صفر و یک و برنامه نویسی کامپیوتری، نتایج حاصل برای بهبود وضعیت با استفاده از قیود و محدودیتهای موجود در کارخانه بدست آمده است. در زمینه فنهای موجود در واحد 4 کارخانه چند نمونه فن این واحد مورد بررسی قرار گرفته است و نیز در مورد سیستم روشنایی کارخانه راهکارهای لازم ارائه شده است. در زمینه برنامه ریزی منظم تعمیرات و نگهداری تجهیزات کارخانه اشاره کوتاهی آمده است. در فصل سوم که بخش نتیجه گیری و پیشنهادات است، با استفاده از خروجی برنامه کامپیوتری و ساعات کار دپارتمانهای مختلف واحد 4، بعد از بهینه سازی، نتایج با وضعیت قبل از برنامه بهینه سازی مقایسه شده و تحلیل گردیده است. نتایج مربوط به صرفه جویی انرژی الکتریکی در فنهای این واحد هم در ادامه آورده شده است. در قسمت دیگری از این بخش نتایج صرفه جویی در سیستم روشنایی کارخانه آمده است. در پایان نتیجه گیری کلی از پایاننامه انجام گرفته و پیشنهادات لازم ارائه گردیده است.