تطبیق توربین‌های گازی با شرایط محیطی

نبض نفت- سیدمحسن مرجانمهر در نشست خبری که امروز برگزار  شد، با تاکید بر این‌که مدیریت R&D صنعت برق کشور با همکاری شرکت‌های دانش بنیان و صنعتی در پژوهشگاه نیرو انجام می‌شود، اظهار کرد: به طوری که پژوهشگاه نیرو مدیراکوسیستم فناوری صنعت برق است. با توجه به طرح‌های دانش بنیانی که در پژوهشگاه نیرو راهبری می‌شود، دو طرح مهم را در صنعت برق بر اساس فناوری‌های روز و نقشه راه دستیابی به فناوری‌های جدید پیگیری کرده و به نتیجه رسانده‌ایم که یکی سامانه پایش وضعیت نیروگاهی CM و دیگری طرح ارتقا و تطبیق با شرایط محیطی توربین گازی HAS است.

وی افزود: آنچه به نتیجه رسیده، بر مبنای نقشه راهی است که در حوزه بهبود عملکرد نیروگاهی پیاده‌سازی شده و یک مسیر حمایتی را از ایده‌ها تا پروژه‌های بخش خصوصی در پژوهشگاه نیرو پیموده است.

معاون فناوری پژوهشگاه نیرو از ایجاد مرکز رشد فناوری و صندوق پژوهش فناوری صندوق برق در پژوهشگاه نیرو خبر داد و گفت: این مرکز به بخش خصوصی فعال در این صنعت سرویس‌دهی می‌کند تا بتواند با حمایت پژوهشگاه، طرح های نوآورانه و فناورانه را از ایده به صنعت برساند.

مرجانی مهر درمورد سامانه پایش وضعیت نیروگاهی CM توضیح داد: بحث راه‌اندازی مرکزی جهت پایش و عیب‌یابی و رصد وضعیت توربین های نیروگاهی بوده که می توان برای کلیه نیروگاه های حرارتی کشور پیاده سازی کرد. این سامانه که با همکاری بخش خصوصی دانش بنیان به نتیجه رسیده و آماده سرویس دهی صنعتی است، مرکزی در پژوهشگاه نیرو خواهد بود که تمامی نیروگاه‌های کشور را به صورت آنلاین رصد و پایش مستمر خواهد کرد و سرویس‌های لازم را در زمینه‌های مختلف بهره‌برداری، عیب یابی و تعمیرات ارائه می‌دهد.

اجرای طرح ارتقا و تطبیق با شرایط محیطی توربین‌های گازی

معاون فناوری پژوهشگاه نیرو با بیان این‌که تمامی همکاری‌های پژوهشی پژوهشگاه نیرو بر مبنای جذب حداکثری توان بخش خصوصی در توسعه فناوری است، گفت: طرح ارتقا و تطبیق با شرایط محیطی توربین گازی HAS از آنجا حائز اهمیت است که توربین‌های گازی در شرایط ایزوی محیطی ظرفیت اسمی خود را در زمان تولید خواهند داشت اما با توجه به این‌که اغلب این توربین‌ها در شرایط محیطی گرم‌تر شرایط ایزو مورد استفاده قرار می گیرند، توان تولیدی آن‌ها افت می‌کند که با استفاده ازطرح HAS و بازچینی پره‌های کمپرسور، شاهد افزایش توان خروجی توربین‌ها هستیم.

مرجانمهر ادامه داد: معاونت برق و انرژی وزارت نیرو  و شرکت تولید نیروی برق حرارتی  دو نیروگاه کرمان و یزد را به عنوان پایلوت اجرای طرح HAS قرار دادند و این بسیار نکته مهمی است که یک واحد ۵۰ میلیون دلاری در اختیار یک طرح فناورانه دانش بنیان قرار گیرد. اگر فناوری HAS در تمامی نیروگاه‌های کشور اجرایی شود، حدود ۲۰۰۰ مگاوات به ظرفیت عملی تولید برق کشور افزوده می شود.

وی با بیان این‌که اگر قصد داشتیم ۲۰۰۰ مگاوات را با ساخت واحدهای جدید نیروگاهی به ظرفیت تولید برق کشور اضافه کنیم، نیازمند ۶۰۰ میلیون یورو سرمایه گذاری بودیم، اظهار کرد: اما اجرای طرح HAS در تمامی نیروگاه‌های کشور، یک پنجم این مقدار هزینه به همراه دارد و با حدود ۱۲۰ میلیون یورو، این ۲۰۰۰ مگاوات افزایش ظرفیت عملی تولید برق را محقق خواهیم کرد.

معاون فناوری پژوهشگاه نیرو درمورد هزینه احداث مرکز پایش وضعیت نیروگاهی CM نیز گفت: حدود دو تا سه میلیون یورو هزینه احداث این مرکز و سامانه مربوطه خواهد بود که فعالیت این مرکز موجب افزایش یک درصدی راندمان نیروگاه‌های حرارتی کشور شده و با احتساب قیمت آزاد سوخت، سالانه ۱۰ برابر هزینه ای که صرف احداث آن می شود، به صنعت برق کشور بازمی‌گردد که این سودآوری علاوه بر آثار مثبتی است که از بهینه سازی تعمیرات و غیره نصیب صنعت برق کشور خواهد شد.

مرجانمهر ادامه داد: نتایج پایلوت اجرای طرح HAS درنیروگاه‌های کرمان و یزد، نتایجی مثبت و قابل اتکا و بر اساس طراحی‌های پیشین بوده و اکنون آماده اجرای پایلوت طرح مرکز CM هستیم. پیش بینی ما این است که طی ۲ تا ۳ سال آینده تمامی نیروگاه های حرارتی کشور به سامانه CM متصل شده و رصد و پایش آنلاین آنها در مرکز CM صورت بگیرد.

ضرورت انجام طرح طراحی و پیاده سازی سامانه تعمیرات نیروگاه‌های کشور

در ادامه محمدابراهیم سربندی فراهانی - رئیس مرکز توسعه فناوری بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات واحدهای نیروگاهی - درمورد ضرورت انجام طرح طراحی و پیاده سازی سامانه مدیریت بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات نیروگاه‌های کشور به موارد مندرج در سند توسعه فناری‌های بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات واحدهای نیروگاهی اشاره کرد و گفت: براساس سند مذکور نیازهای بخش تولید صنعت برق در قالب ۳۵ عنوان طبقه‌بندی و اولویت‌بندی شد. بخشی از نیازهای ۳۵ گانه مورد اشاره از جنس توسعه نظام بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات (نظیر رویکرد مدیریت دارایی‌های فیزیکی) و بخش دیگر از جنس توسعه فناوری (نظیر توسعه فناوری های پایش وضعیت و عیب یابی) است.

وی ادامه داد: پاسخگویی به نیازهای مذکور نیازمند ایجاد زیر ساخت‌های لازم است. بر اساس بررسی سوابق کشورهای پیشرفته در این زمینه، نیل به اهداف مورد اشاره مستلزم طراحی، پیاده‌سازی و ارایه خدمات به بخش تولید صنعت برق در قالب سامانه مدیریت بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات واحدهای نیروگاهی است که ضرورت انجام پروژه حاضر را برای متولیان صنعت برق را اجتناب ناپذیر می‌کند.

رئیس مرکز توسعه فناوری بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات واحدهای نیروگاهی با تاکید بر این‌که علاوه بر موارد مذکور کاهش اتکاء بخش تولید صنعت برق به دانش فنی شرکت‌های خارجی، مستلزم توانمندسازی شرکتهای داخلی برای انجام پروژه‌های با ارزش افزوده بالا است، عناون کرد: براساس بررسی صورت گرفته، شرکت توربوتک در ایجاد سامانه مدیریت بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات توربوکمپرسورهای شرکت ملی گاز، تجربه موفقی کسب کرده است. در این راستا با تعاملات صورت گرفته با شرکتهای صاحب صلاحیت در این زمینه نهایتا پروژه طراحی و پیاده‌سازی سامانه مدیریت بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات نیروگاه‌های کشور به صورت مشارکتی بین پژوهشگاه نیرو و شرکت توربوتک در دستور کار مرکز توسعه فناوری بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات واحدهای نیروگاهی قرار گرفت.

سربندی فراهانی ادامه داد: خروجی‌های این پروژه شامل اول (طراحی، پیاده سازی و بهره برداری از سامانه پایش وضعیت و عیب یابی، تحلیل قابلیت اطمینان، دسترسی و تعمیر پذیری و بهبود سیستم کنترل یک بلوک سیکل ترکیبی F۹)، دوم و یک بلوک سیکل ترکیبی V۹۴.۲ و سوم (طراحی، پیاده‌سازی و بهره‌برداری از مرکز پایش وضعیت، عیب یابی و ارایه خدمات به ناوگان نیروگاه‌های کشور) است.

وی با بیان این‌که سامانه مدیریت بهره برداری و نگهداری واحدهای نیروگاهی شامل بسته‌های متعددی است، گفت: بسته پایش وضعیت و عیب‌یابی بر اساس تحلیل ارتعاشات، بسته پایش وضعیت و عیب یابی بر اساس تحلیل عملکرد ترمودینامیکی، بسته پایش وضعیت اجزای داغ واحدهای گازی و تحلیل عمر مصرفی اجزای واحد، بسته پایش وضعیت و عیب یابی محفظه احتراق توربین گاز، بسته پایش وضعیت فیلترهای هوای ورودی، بسته پایش وضعیت کمپرسور و تعیین زمان مناسب شستشوی آن، بسته تحلیل داده و قابلیت اطمینان، دسترس پذیری و تعمیرات، بسته ارتقای منطق سیستم کنترل بر اساس توابع هدف (افزایش ظرفیت، افزایش راندمان، افزایش عمر) و ... از جمله این بسته‌ها است. بسته‌های فوق پس از توسعه در گروه‌های مربوطه بایکدیگر تجمیع شده و سامانه پیش گفته را شکل می دهند.

رئیس مرکز توسعه فناوری بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات واحدهای نیروگاهی به تامین نیازهای مدیران و کارشناسان شرکت برق در قالب داشبوردهای پایش، تحلیل و تصمیم سازی جهت مدیریت ناوگان نیروگاه‌های کشور به عنوان یکی از کارکردهای مرکز پایش اشاره کرد و گفت: تسهیل فرایند مدیریت بخش تولید صنعت برق در سطح ناوگان نیروگاه‌های کشور به کمک تحلیل‌های کارشناسی و بهبود فرایند تصمیم‌سازی مبتنی بر اطلاعات ازجمله دستاوردهای این طرح است.

سربندی فراهانی ادامه داد: علاوه بر آن ایجاد شرکتهایی که بتوانند به طور مستمر خدمات به نیروگاه‌های کشور ارائه دهند، نیازی بود که از طرف نیروگاه‌ها ابراز می‌شد. این ضرورت باعث شد که تا طراحی و توسعه یک سامانه جامع به این منظور در دستور کار قرار گیرد. بدین منظور احداث و راه‌اندازی مرکز پایش و ارائه خدمات به ناوگان نیروگاهی کشور، با هدف جمع آوی اطلاعات واحدهای نیروگاهی کشور در یک مرکز، و سپس عیب یابی و ارائه خدمات در سطوح مختلف و به صورت هفت روزهفته و ۲۴ ساعته مورد توجه قرار گرفت.

وی ضمن اشاره به بروز بودن فناوری‌های مورد استفاده در مرکز پایش واحدهای نیروگاهی تصریح کرد: پلت فرم و قالب اصلی این طرح براساس روش‌ها و فناوری‌های روز دنیا شکل گرفته است. هر چند به صورت جزء جزء در حوزه پایش وضیعت، فعالیت‌های خوبی در کشور صورت گرفته است اما ارایه یک محصول صنعتی قابل استفاده در نیروگاه‌ها در این ابعاد، از جمله اقدامات قابل توجه و برجسته در حوزه بهره برداری، نگهداری و تعمیرات نیروگاه‌های کشور محسوب می شود.

رئیس مرکز توسعه فناوری بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات واحدهای نیروگاهی با تاکید بر این‌که از جمله ویژگی‌های محصولات توسعه داده شده در این سامانه تکیه زدن به توان داخلی و بومی‌سازی این محصولات بر پایه دانش فنی متخصصان داخلی است، اظهار کرد: این فعالیت‌ها، بخصوص در شرایط تحریم نتایج ارزشمندی خواهد داشت. این سیستم با بهره‌گیری از توان دانشی محققان داخلی، اساتید دانشگاه و شرکتهای دانش بنیان به صورت کاملا بومی‌سازی شده توسعه داده شده است.

سربندی فراهانی ادامه داد: هدف ما این است که در مرحله اول یک بلوک سیکل ترکیبی Frame ۹ و یک بلوک سیکل ترکیبی V۹۴.۲ به عنوان نمونه‌هایی از پرکاربردترین واحدهای نیروگاهی کشور به صورت محلی و مرکزی مورد پایش و عیب یابی قرار گرفته، سپس در افق ۵ ساله، اطلاعات ۵۰ واحد نیروگاهی به این مرکز منتقل و بعد براساس اطلاعات ثبت شده، ارائه خدمات به واحدهای نیروگاهی و همچنین بخش حاکمیت انجام شود.

وی افزود: یکی از عواید بزرگ این طرح این است که به نوعی زیرساخت‌های نرم افزاری و سخت‌افزاری برای گردآوری، پایش و تحلیل اطلاعات با حجم بسیار زیاد ( Big
Data ) را ایجاد می‌کند.

افزایش توان ۲.۵ تا ۱۰ مگاواتی نیروگاه‌ها

در ادامه مسعود آسایش - رئیس مرکز توسعه فناوری توربین های گازی پژوهشگاه نیرو - با بیان اینکه ۸۰ درصد تولید برق کشور در نیروگاه‌های حرارتی صورت می گیرد، گفت: هر نوع ارتقای راندمان و بهبود فرآیند در واحدهای حرارتی به صورت قابل توجه روی بهبود فرآیندها در صنعت برق کشور تأثیر گذار است. در کشور به صورت عمده دو نوع توربین گازی داریم که یکی توربین های گازی V۹۴.۲ زیمنس و دیگری توربین‌های F۹ مدل های GE‌ است.

رئیس مرکز توسعه فناوری توربین های گازی پژوهشگاه نیرو تصریح کرد: تولید توربین های گازی با ظرفیت اسمی در شرایط ایزو، یعنی در شرایطی که رطوبت هوا ۶۰ درصد، درجه حرارت هوا ۱۵ درجه و در سطح دریای آزاد باشیم، تعریف شده و هرچه قدر از این شرایط فاصله داشته باشیم، شاهد افت تولید توربین هستیم. نکته قابل توجه این است که در کشور در زمان هایی به بیش‌ترین توان خروجی توربین‌ها نیاز داریم که درجه حرارت محیط بالاست، یعنی از ابتدای خردادماه تا پایان شهریورماه که نیازمند خروجی حداکثری توربین‌ها هستیم، به خاطر دمای محیطی بالا، با افت تولید توربین‌های گازی مواجه می شویم.

آسایش با بیان این‌که طرح HAS به منظور بازچینی پره‌های ثابت کمپرسورها تأثیر بسزایی روی افزایش توان خروجی توربین های گازی دارد، گفت: نزدیک کردن شرایط نصب توربین‌ها با شرایط طراحی برای گرفتن خروجی نزدیک به ظرفیت اسمی از هدف‌گذاری‌های اصلی این طرح بوده که موفق شدیم با پیاده‌سازی طرح HAS در توربین‌های گازی V۹۴.۲ به میزان ۲.۵ تا ۱۰ مگاوات افزایش توان داشته باشیم، همچنین این طرح در توربین‌های F۹ افزایش توانی برابر با ۲.۵ تا ۷ مگاوات به دنبال داشت.

در ادامه این نشست، علیرضا اسدی - مدیر دفتر تجاری سازی پژوهشگاه نیرو - نیز با بیان این‌که در مدل‌های کلاسیک، تجاری‌سازی به این صورت است که نهادی به فناوری دست می یابد و بعد آن را برای تولید به موسسه‌ای صنعتی واگذار می‌کند تا آن موسسه توان فناورانه را به محصول تبدیل کرده و وارد بازار کند، اظهار کرد: یک نگاه خطی از پژوهش به بازار وجود دارد اما در پژوهشگاه نیرو به دنبال تغییر این رویکرد به یک اکوسیستم نوآوری بوده و در این رویکرد، بازیگران مختلف هر کدام در جایگاه خودشان نقش‌هایی را ایفا می کنند که محور همه بازار و کشش عرضه و تقاضاست.

وی افزود: رویکرد پژوهشگاه از تخصیص منابع و هزینه کردن به سمت بسیج منابع برای توسعه فناوری بوده و به گونه‌ای این چرخه را راهبری می کنیم که همه از ایده پرداز و طراح تا صنعتگر و بازار در آن شریک باشند. در این رویکرد، بخشی زیادی از R&D در موسسات دانش بنیان انجام می شود و پژوهشگاه نیرو رفع موانع می کند.

مدیر دفتر تجاری سازی پژوهشگاه نیرو با تاکید بر این‌که دسترسی به بازار برای محصولات نوآورانه در صنعت برق بسیار دشوار است، افزود: به همین خاطر ریسک‌هایی برای ورود به بازار وجود دارد که پژوهشگاه نیرو به علت جامعیت‌هایی که دارد، برای مصرف کنندگان ایجاد اطمینان می‌کند تا از طرح های فناورانه و نوآورانه استفاده کنند. پژوهشگاه نیرو در خلق سازوکارهای نرم در توسعه فناورانه پیشرو بوده و به‌گونه‌ای تمامی ذی نفعان را به مشارکت می گیرد که با عقد قراردادهای مشارکتی، هر کس به نسبت تعهداتی که پذیرفته از عواید کار برخوردار شود.

منبع: ایسنا