توضیحات پروژه

  دارای 26 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه و مقالات آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ريختگي احتمالي در متون زير ،دليل ان کپي کردن اين مطالب از داخل فایل ورد مي باشد و در فايل اصلي ،به هيچ وجه بهم ريختگي وجود ندارد

بخشی از متن :

ارائه راهكارهایی برای صرفه جویی در مصرف انرژی

چكیده
با توجه به افزایش مصرف انرژی، محدود بودن منابع طبیعی، حركت در راستای طرح توسعه پایدار و حفظ محیط زیست بایستی تا حد امكان از هدر رفتن و تلف شدن انرژی جلوگیری شود. در این تحقیق كارهایی كه بایستی در این زمینه انجام بگیرد مورد بررسی قرار گرفته و نمونه‌هایی از كارهایی كه می‌توان انجام داد به تفضیل ارائه شده‌اند. از جمله كارهای علمی و كاربردی می‌توان به موارد زیر اشاره كرد: 1- استفاده از تكنولوژیهای جدید و مواد اولیه بهتر و سازگار با محیط زیست. 2- استفاده بهینه از مواد و بازیابی آنها در صنایع مختلف. 3- بهینه‌سازی واحدهای صنعتی و تولیدی. 4- بالا نگهداشتن قیمت انرژی. 5- یافتن كاربردهای جدید برای موادی كه به وفور یافت می‌شوند و فعلاً كم مصرف هستند. 6- استفاده از انرژیهای نو و تجدیدپذیر. 7- آموزش مصرف انرژی به افراد از طریق رسانه‌های ارتباط جمعی. 8- توسعه فرهنگ عامه مردم در جهت مصرف كمتر و بهینه از انرژی.
كلمات كلیدی: صرفه‌جویی، مصرف انرژی، راهكارها، جدید، بهینه سازی، بالا بردن فرهنگ عامه.

مقدمه
كشور پهناور ایران دارای منابع و ذخایر بزرگ انرژی است. در حال حاضر تعداد 85 میدان نفتی كشف شده در كشور وجود دارد. از لحاظ ذخایر گازی، ایران دومین مقام را در جهان دارد. ذخایر گازی باقیمانده در ایران در حدود 2616 تریلیون متر مكعب می‌باشد. منابع دیگر انرژی مثل ذغال سنگ و … نیز در كشور وجود دارد ]1[. با توجه به افزایش مصرف انرژی، محدود بودن منابع طبیعی، حركت در راستای طرح توسعه پایدار و حفظ محیط زیست بایستی تا حدامكان از حدر رفتن و تلف شدن انرژی جلوگیری شود. برای این منظور بایستی در زمینه استفاده بهینه از منابع انرژی در كشور قدمهایی برداشته شود.

واژه بهینه‌سازی ترجمه كلمه optimization است كه در ریاضیات مفهوم خاص خود را دارد و در كشور ما نیز در زمینه های مختلف از جمله انرژی مورد استفاده قرار گرفته ‌است. بهینه‌سازی مصرف انرژی برای یك فرایند می‌تواند به صورت موضعی (Local) و یا بصورت جامع (Global) برای یك سیستم كه متشكل از چندین فرایند است، انجام شود. بر اساس تئوری بهینه‌سازی، نتیجه بهینه‌سازی برای چندین فرایند به صورت جداگانه الزاما برابر با نتیجه بهینه‌سازی به صورت جامع نیست و بنابر تعریف، بهینه‌سازی به صورت جامع می‌تواند در برگیرنده تركیبی از دو فرایند و یا چندین فرایند باشد. اعمال بهینه‌سازی بصورت جامع نیاز به درك صحیح دینامیك انرژی ‌بری تجهیزات هر یك از فرایندها دارد و به مراتب پیچیده‌تر از به كارگیری روش بهینه سازی موضعی می‌باشد. روشهای كنترل كه بر اساس دینامیك انرژی بری و نظارت بر تمامی فرایندها كار می‌كنند و یا تكنولوژیPinch كه مبتنی بر اصل كاهش مصرف انرژی از طریق تركیب فرایندها و یا Process integration است، از جمله روشهای بهینه سازی به صورت جامع هستند ]2[.

به غیر از تقسیم‌بندی روشهای بهینه‌سازی به موضعی و جامع، تقسیم‌بندی دیگری نیز وجود دارد كه بر اساس هزینه های لازم برای انجام بهینه‌سازی می‌باشد و عبارتند از روشهای با هزینه پایین یا بدون هزینه، روشهای با هزینه متوسط و روشهای با هزینه بالا. از روشهای بدون هزینه می توان به موارد زیر اشاره كرد: انتخاب سوخت و یا حامل انرژی بهتر، تنظیم ساعات كاری، تنظیم نورپردازی، تنظیم دمای سیستم آبگرم، تنظیم فشار در سیستمهای هوای فشرده و … ]2[.

در این تحقیق كارهایی كه می‌تواند در زمینه كاهش مصرف انرژی مفید واقع شود در چند گروه دسته‌بندی شده و در هر مورد مثالهایی كه از روشهای گفته‌ شده استفاده كرده‌اند و نتیجه مطلوب گرفته‌اند بیان شده ‌است.

پیشنهادات برای كاهش مصرف انرژی
كارهایی كه می‌توان برای كاهش مصرف انرژی پیشنهاد داد به شرح زیر می‌باشند.
1- استفاده از تكنولوژیهای جدید و مواد اولیه بهتر و سازگار با محیط زیست
یكی از مواردی كه باعث كاهش مصرف انرژی می شود استفاده از تكنولوژیهای جدید و مواد اولیه با كیفیت بالا می‌باشد. اكثر واحدهایی كه در كشور وجود دارند قدیمی بوده و نشتیهای زیادی در قسمتهای مختلف آنها وجود دارد یا راندمان آنها پایین است و بعضی وقتها كیفیت محصولات تولیدی قابل قیاس با مشابه‌های خارجی نیست. لذا بهتر است در مورد صنایع موجود در كشور بررسیهای علمی و دقیق‌تر انجام گیرد تا واحدهایی كه انرژی بالایی مصرف می‌كنند شناسایی شوند و در راه تغییر فرایند و كارهای دیگر اقدام شود. از جمله كارهایی كه در كشورهای مختلف در این زمینه انجام شده‌است می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:

1-1- استفاده از MDEA (متیل دی اتانل آمین) در صنایع پالایش گاز و شیرین‌سازی آن: در صورت استفاده از این ماده، ظرفیت واحد بالا، انرژی مورد نیاز كم و در نتیجه كاهش سرمایه‌گذاری را باعث می‌شود. این آمینها می‌توانند تا غلظتهای بالای 50% مورد استفاد قرار گیرند ولی آمینهای خیلی خورنده مثل MEA و DEA حداكثر تا غلظتهای به ترتیب 15 و 30% می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. آمینهای بر پایه MDEA در غلظتهای بالا فعالیت بیشتری برای حذف گازهای اسیدی دارند. بنابراین هر گالن از محلول حجم بالایی از گاز را تصفیه خواهد كرد.

همچنین اپراتورها می‌توانند جریان برگشتی را كم كنند و در نتیجه توان كمتری برای كار پمپها لازم است. همچنین در ریبویلر به خاطر اینكه انرژی كمتری برای شكستن پیوند بین آمین و گاز اسیدی لازم است، انرژی كمتر مصرف می شود. انتخاب پذیری بالای MDEA باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود و نیز به علت خاصیت خورندگی كم آن، طول عمر تجهیزات افزایش می‌یابد و هزینه‌های نگهداری نیز كمتر می شود. برای مثال واحدی را در نظر بگیرید كه از حلال MDEA برای تصفیه MM scfd 60 گاز طبیعی و حذف سولفید هیدروژن تا كمتر از ppm 4 استفاده می‌كند. در این حالت 9 میلیون Btu بر ساعت انرژی مصرف می شود. اگر از DEA استفاده شود برای تصفیه MM scfd 45 مقدار انرژی مصرفی 16 میلیون Btu بر ساعت خواهد بود. مشاهده می شود كه در استفاده از MDEA، 33% گاز بیشتر با 56% انرژی كمتر تصفیه می‌شود و در صورت تبدیل واحد از DEA به MDEA، ظرفیت واحد از 75 به 90 افزایش می‌یابد ]3[. خوشبختانه در پالایشگاه گاز در عسلویه نیز از این ماده استفاده می‌شود.

1-2- استفاده از لامپهای گوگردی: كه در محیطهای شهری و هم صنعتی كاربرد خوبی دارند و از لامپهای فلورسنت روشنایی بیشتر و بازده بیشتری دارند. از جمله ایرادهای این محصولات، سمی بودن تركیبات گوگرد در اثر شكستن و آلوده كردن محیط زیست است. بنابراین آنها در یك محفظه شیشه‌ای محكم تعبیه شده‌اند ]4[.

1-3- استفاه از شیشه‌های دوجداره، پنجره‌های PVC و عایق كردن درز پنجره‌ها: عامل اتلاف گرما و سرما در منازل در زمستان و تابستان پنجره‌ها هستند كه محل تعبیه، تعداد و نوع آن مهم است. در این زمینه مدل‌سازیهای كامپیوتری و شبیه‌سازیهایی انجام شده‌است. جدیدترین این تحقیقات، تكنولوژی DOE-2.1E است كه مفیدترین شبیه‌سازی بوده است.

در این زمینه همچنین می‌توان به موارد زیر اشاره كرد.
استفاده از میكرو ویو برای گرم كردن مواد شیمیایی كه علاوه بر كاهش مصرف انرژی، سازگار با محیط زیست نیز می‌باشد ]5[.
تولید اتیلن گلیكول و پروپیلن گلیكول به روشی كه حداقل انرژی را مصرف می كند. با استفاده از این روش 32 تریلیون بی‌تی‌یو انرژی صرفه‌جویی می‌شود ]6[.
2- استفاده بهینه از مواد و بازیابی آنها در صنایع مختلف
در بیشتر صنایع كشور به خاطر ناقص انجام گرفتن واكنشها، قدیمی بودن دستگاهها، تكنولوژیهای قدیمی و تخصصی نبودن مسئولیتها مواد با ارزش زیادی در پسابهای واحدها وارد شده و دور ریخته می‌شوند. در این زمینه هم می‌توان با انجام تحقیقات لازم اقدام به بازیابی این مواد كرد. از كارهای انجام گرفته در این زمینه می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:

2-1- بازیابی فلزات با ارزش از كاتالیزورهای مستعمل: سالیانه مقدار زیادی از كاتالیزورهای مورد استفاده در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی‌ها به صورت مستعمل انبار می‌شوند كه دارای فلزات با ارزشی همچون پلاتین، كبالت، مولیبدن و … می‌باشند. این فلزات قابل بازیابی بوده و بازیافت آنها از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه است و با احداث واحدی می‌توان این كار را انجام داد. در كشورهای مختلف شركتهایی وجود دارند كه به این كار مشغول هستند ]7[.

2-2- بازیابی و استفاده مجدد متانول مصرفی: سالانه حدود 198 میلیون كیلوگرم متانول سمی در آمریكا تولید می شود. برای مثال در واحد خالص‌سازی پروكسید هیدروژن FMC توانسته‌اند با استفاده از روش تقطیر بخار تا 90% متانول را از پساب بازیابی كنند. استفاده از این روش باعث كاهش تولید پسابهای حاوی متانول در حدود 2/2 میلیون پوند بر سال با كاهش مصرف انرژی در حدود 2/19 بیلیون Btu بر سال شده‌ است. بعلاوه این سیستم باعث شده است تا شركت FMC در هزینه عملیاتی سالیانه‌اش 5/1 میلیون دلار صرفه‌جویی كند. شواهد نشان می دهد كه در جاهای دیگر نیز می خواهند از این تكنولوژی استفاده كنند ]8[.

2-3- مصرف بهینه مواد اولیه در صنایع كاغذسازی: معمولا برای ساخت یك تن كاغذ حدود 2 تا 5/3 تن درخت یا چوب مرغوب لازم است. صنایع كاغذسازی در جهان پنجمین مصرف كنده صنعتی انرژی هستند. آب نقش مهمی در صنایع كاغذسازی دارد و بطور عمده‌ای آب در این صنعت مصرف می‌شود كه خود باعث آلودگی آب و هوا می شود. به همین دلیل تولید كنندگان كاغذ در فكر راهی برای كاستن از انرژی مورد استفاد و آلودگی كمتر هستند.

3- بهینه‌سازی و مدل كردن واحدهای صنعتی و افزودن تجهیزات اضافی
در این زمینه می‌توان با انجام تغییراتی در واحد و یا اضافه كردن تجهیزاتی و یا انجام كارهایی مثل شبیه‌سازی، مدل‌سازی و كنترل واحدها در مصرف كمتر انرژی، كیفیت بالای محصولات و حداقل كردن هزینه‌ها قدم برداشت. در اغلب واحدهای شیمیایی كه واكنشهای شیمیایی صورت می‌گیرد برای بهینه كردن انرژی باید سعی شود كه واكنشها تا حد امكان در جهت كامل شدن پیش بروند و از دیگر پارامترها هم مدیریت انرژی است كه با مشاهدات و كنترلهای خود می‌تواند فرایندهای پیچیده صنعتی را در جهت بهینه شدن پیش ببرد (مثل انتخاب سیستم، پارامترهای فرایند كه باید نشان داده شوند، تجهیزات اندازه‌گیری كه باید استفاده شوند و … ). پارامترهای دیگری مثل برنامه كمكهای مالی دولت از دیگر راهكارهای بهینه‌سازی انرژی است. یك اصل كلی برای بهتر شدن كنترل فرایندها این است كه كیفیت باید بهتر شود. در 30 سال گذشته به دلیل تمهیداتی كه در زمینه محیط زیست و همچنین بازدهی انرژی صورت گرفته، تقریبا مصرف انرژی نصف شده است. در زیر به چند مورد از كارهای انجام شده در این زمینه اشاره می‌شود:

3-1- بهینه‌سازی مصرف انرژی در برجهای تقطیر: در صنعت نفت، برج تقطیر یا واحد تقطیر یكی از كلیدی‌ترین واحدهای مصرف كننده انرژی است كه به وسیله شبیه‌سازیها و مدلهای كامپیوتری می‌توان مصرف انرژی را در این بخش به حالت بهینه درآورد. امروزه كاهش مصرف انرژی در عملیات تقطیر در كاهش قیمت تمام شده محصولات بیشتر موثر است ]9[. با توجه به روشهای مختلف موجود می‌توان كلیه فعالیتها در این رابطه را به سه گروه تقسیم‌بندی كرد.

الف- روشهایی كه سرمایه مورد نیاز آنها كم است: مثل جریان برگشتی به برج، محل ورودی خوراك، بهبود در تعمیرات و روشهای تعمیراتی، فشار داخل برج (فشار عامل مهمی است كه با توجه به دمای آب خنك كننده در دسترس جهت میعان بخارات بالاسری انتخاب می‌گردد. عملیات تقطیر در فشارهای پایین مطلوبتر است. پس در فصل زمستان و فصل بارانی بعلت كاهش دمای محیط و افت دمای برج آب خنك كننده می‌توان فشار برج را كاهش داد).
ب- روشهای با سرمایه‌گذاری متوسط: مثل استفاده از روشهای بازیافت اتلاف حرارتی، عایق كاری، جابجایی سینی‌ها با تجهیزات موثر مشابه ( آكنده های با كارایی بیشتر، با ارتفاع معادل كمتر و افت فشار كمتر).

ج- روشهای با سرمایه‌گذاری بالا: این روشها منجر به بازیافت انرژی زیادتری نسبت به دو مرحله قبل می‌شوند كه از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره كرد. بهینه‌سازی یا تعویض سیستم كنترل و ابزار دقیق، میعان دو مرحله‌ای در بخش بالا سری ( در این روش مرحله اول جهت حصول به میعان كافی برای جریان برگردان انجام می‌گیرد و مرحله دوم جهت خنك كردن و استصال محصول كافی مورد استفاده واقع می‌شود).
3-2- اضافه كردن تجهیزاتی برای برای بازیابی انرژی: در بیشتر صنایع می‌توان با افزودن تجهیزاتی انرژی قابل ملاحظه‌ای را بازیابی كرد كه از جمله‌ آنها می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:

3-2-1- استفاده از توربو اسكرابرها در خروجی دودكشهای صنعتی: این دستگاه به طور همزمان ذرات ریز را می‌گیرد، گاز SO2 را جذب می‌كند و حرارت گازهای خروجی را بازیابی می‌كند. این سیستم شامل فیلتری است كه در حین عمل احتراق كه گازها به همراه دود در حال خارج شدن از دودكش هستند SO2 را جذب می‌كند و گرمای آن را هم از طریق سنسورهای گیرنده حساس گرما به قسمتهای دیگر دستگاه كه نیاز به انرژی گرمایی دارند، می‌رساند ]10[.

3-2-2- استفاده از تكنولوژی HBT (Hydro Ball Technics) برای مبدلهای لوله-پوسته: در مبدلهای لوله-پوسته، در قسمتهای مختلف خواه ناخواه مقداری انرژی گرمایی به هدر می‌رود. تحقیقات نشان داده است كه هرچه ضخامت لوله‌ها بیشتر و درصد مكش هم بیشتر شود گرمای بیشتری در این واحدها به هدر می‌رود. پس هم باید روی طراحی و هم استحكام و دوام این قسمتها برای بهینه‌سازی انرژی دقت بالایی منظور شود. یكی دیگر از موارد، رسوب ناخالصیها درون لوله‌هاست كه این خود سرعت انتقال گرما را كاهش می‌دهد و ما مجبور هستیم انرژی بیشتری مصرف كرده و بازدهی كمتری داشته باشیم. در این موارد هم اتلاف توان بیشتری داریم و هم زمان برای واكنش شیمیایی و عملیات زیادتر از حد معمول می‌شود. در تكنولوژی HBT توپهای اسفنجی در درون لوله‌های كندانسور نصب می‌شود تا ناخالصیهای سیال در حال گردش را بگیرد و حكم یك فیلتر را دارد و از ته نشین شدن و رسوب این مواد در بدنه داخلی لوله جلوگیری می‌كند و بنابراین ریت حرارتی خوبی داریم و از هدر رفتن انرژی جلوگیری می شود. این مواد براحتی قابل جداسازی هستند و نصب و برداشتن آنها هم كار سختی نیست. از مزایای این تكنولوژی می‌توان به این موارد اشاره كرد: درصد بیشتر تبدیل انرژی، بازده بیشتر تجهیرات عمل كننده، جلوگیری از خوردگی لوله‌های كندانسور، امكان ساختن كندانسورهایی با لوله هایی طویلتر در جریانهای شیمیایی.
ضمناً این سیستم با كنترل PLC-GSM كار می‌كند. در حین عملیات هیچ دستگاهی از كار نمی‌افتد. به هیچ پمپی نیاز نیست و كمبود آب برای فرایند حس نمی شود ]11[.

3-2-3- بازیابی حرارت از گازهای حاصل از دودكشها: برای این منظور یك روش استفاده از مبدلهای حرارتی است. این مبدلها مستقیما در داخل دودكش بویلر قرار داده می‌شوند و از انرژی حرارتی گازهای حاصل از احتراق برای گرم كردن آب ورودی بویلر استفاده می‌كنند و دمای آنرا از 180 درجه فارنهایت به 298 درجه می‌رسانند و دوباره وارد ریبویلر می‌كنند. شكل (1) انرژی بازیابی شده و صرفه‌جویی در مصرف سالیانه سوخت را نشان می‌دهد. شكل (2) شمای كلی بویلر دارای قسمت بازیابی حرارت از گازهای دودكش را نشان می دهد. مبدل حرارتی در این حالت economizer گفته می‌شود. برای نصب اینها، لوله‌كشی، شیرها و تجهیزات كنترلی لازم است. economizer یك مبدل حرارتی گاز به مایع است ]12[.

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید