۳۱ تیر ۱۴۰۳

رهبر معظّم انقلاب: علاج برون رفت از مشکلات کشور «اقتصاد مقاومتی» است.

شناسه: ۱۷۶۶۸۹ ۱۵ بهمن ۱۴۰۲ - ۱۷:۴۰ دسته: انرژی، صنعت برق کارشناس: محمد حسین احمدی
۰

هر سال به دلیل افزایش مصرف گاز ناشی از ورود به فصل سرما، نیروگاه‌ها به دلیل ناترازی گاز مجبور به استفاده از گازوییل و مازوت برای تولید برق می‌شوند. مصرف مازوت علاوه بر مشکلات محیط زیستی، باعث آسیب به تجهیزات و افزایش هزینه تعمیرات و نگهداری نیروگاه می‌شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد ۱۴ نیروگاه در کشور در چند سال اخیر از مازوت برای تولید برق استفاده کرده‌اند.

مسیر اقتصاد/ نفت کوره یا مازوت یکی از محصولات حاصل از پالایش نفت خام است که به علت دارا بودن هیدروکربن‌های سنگین و همچنین ترکیبات آلاینده، قیمت پایین‌تری نسبت به نفت خام و سایر فرآورده‌های سبک آن دارد. این فرآورده به علت داشتن گرمای سوختن بسیار زیاد به‌عنوان سوخت مناسب در نیروگاه‌های حرارتی و دیگ‌های بخار و سوخت کشتی‌ها استفاده می‌شود.

هر سال با ورود به فصل سرما و به دلیل افزایش مصرف گاز در بخش خانگی، تجاری و صنایع غیرعمده، نیروگاه‌ها به دلیل ناترازی گاز مجبور به استفاده از گازوییل و مازوت برای تولید برق هستند. تنها در سال گذشته متوسط مصرف روزانه گاز طبیعی در ۴ ماهه پایانی سال نسبت به ۸ ماهه نخست سال بیش از سه برابر شد که بخشی از این نیاز با جایگزینی گاز تحویلی به نیروگاه‌ها با گازوییل و نفت کوره میسر شد.

به علت ماهیت نفت کوره و ویسکوزیته (گرانروی) بالای آن، مصرف این فرآورده تنها در نیروگاه‌های بخار امکان‌پذیر است. از بین ۲۵ نیروگاه بخار موجود در کشور (با احتساب نیروگاه‌های صنایع)، ۱۴ نیروگاه سابقه مصرف نفت کوره در ده سال اخیر را دارند. بیشتر این نیروگاه‌ها خارج از محدوده شهری قرار دارند.

نیروگاه‌های بخار نزدیک به ۲۳ درصد از برق کشور را در طول سال گذشته تولید کردند که نشان از اهمیت ویژه این نیروگاه‌ها در تأمین برق است و لذا نمی‌توان این نیروگاه‌ها را به دلیل مصرف نفت کوره و مشکلات ناشی از آن از مدار خارج کرد.

مصرف مازوت به نیروگاه و تجهیزات آن آسیب می‌رساند

با احتراق مازوت تعدادی مواد جانبی از جمله خاکستر و دود تولید می‌شود. خاکستر باعث آسیب‌های مکانیکی و شیمیایی به اجزا نیروگاه می‌شود. با توجه به منابع عظیم گازی کشور و پاک‌تر بودن آن نسبت به مازوت، اصطلاحاً دوگانه‌سوز نمودن نیروگاه‌های حرارتی انجام شده که دارای مزایا و معایب فنی بوده است.

در فرآیند احتراق مازوت در نیروگاه، رسوبات به صورت لایه لایه روی یکدیگر تشکیل می‌شوند. وقتی لایه دوم تشکیل می‌گردد، به علت گرما، ذوب شده و در نتیجه چسبنده می‌شود و بدین ترتیب جذب ذرات پراکنده خاکستر سوخت مازوت اتفاق می‌افتد و ضخامت آن افزایش می‌یابد. خاکستر مازوت بر روی دو قسمت از تجهیزات نیروگاه یعنی لوله‌های سوپرهیتر و مشعل رسوب می‌کند. به دلیل این رسوب، ضخامت جداره لوله افزایش یافته و حرارت کمتری به آب درون لوله می‌رسد که موجب کاهش راندمان حرارتی و خوردگی اجزای بویلر می‌شود.

همچنین رسوب روی مشعل باعث نقصان در احتراق سوخت و ایجاد آلودگی بیشتر می‌شود. این موضوع باعث نیازمندی تعمیرات دوره‌ای و از کارانداختن واحد برای مدت زمانی مشخص می‌شود. انجام تعمیرات دوره‌ای و استفاده از روش‌های مکانیکی برای برداشتن رسوبات نیز آسیب‌هایی به لوله و اجزا آن وارد می‌کند. این رسوب‌ها در لوله‌ها و بویلر به قدری است که مستلزم خارج کردن بویلر از مدار طی هفته‌ها جهت رسوب‌زدایی خواهد بود. علاوه بر این، چنانچه رسوب‌زدایی انجام نشود منجر به افت فشار شدید و ناتوانی دمنده بویلر خواهد شد. در اثر احتراق مازوت عناصر خورنده به صورت اکسیدی درآمده و بر روی سطوح لوله‌ها رسوب می‌کنند.

مصرف نفت کوره در نیروگاه‌ها و آسیب به محیط زیست و سلامت انسان

سوزاندن نفت کوره به دلیل وجود گوگرد به میزان قابل توجه باعث ایجاد اکسیدهای گوگرد یا Sox می‌شود. دی‌اکسیدگوگرد و تری‌اکسیدگوگرد، اکسیدهای گازی غالب گوگرد موجود در اتمسفر هستند. دی‌اکسیدگوگرد گازی غیرقابل اشتعال، غیرقابل انفجار و بی رنگ است که در غلظت‌های ppm 0.3 تا ppm 1 در هوا ایجاد مزه می‌کند. در غلظت‌های بالای ppm 3‌ این گاز دارای بوی تند و محرک است و به طور متوسط بین ۲ تا ۴ روز در هوا باقی می‌ماند.

تنگ شدن راه‌های هوایی تنفس، اسپاسم برونش (Bronchospasm)، سرفه شدید، سوزش چشم و مجاری تنفسی، کاهش کارایی تنفسی و تنگی نفس، کم شدن عمق تنفس و در نهایت تشدید عوارض قلبی و عروقی و تنفسی از اثرات بهداشتی منتسب به دی‌اکسید گوگرد به شمار می‌رود. همچنین اکسیدهای گوگرد در ترکیب با مواد معلق و رطوبت زیانبارترین اثرات مرتبط با آلودگی هوای اتمسفری را ایجاد می‌کنند.

پالایشگاه‌های ایران نفت کوره با گوگرد زیاد تولید می‌کنند

با توجه به میزان گوگرد موجود، نفت کوره به چهار دسته تقسیم می‌شود:

  • نفت کوره با گوگرد زیاد (High Sulphur) که شامل بیش از ۲ درصد گوگرد است.
  • نفت کوره با گوگرد معمولی (Normal Sulphur) که شامل ۱ تا ۲ درصد گوگرد است.
  • نفت کوره با گوگرد کم (Low Sulphur) که شامل ۰.۵ تا ۱ درصد گوگرد است.
  • نفت کوره با گوگرد بسیار کم (Very Low Sulphur) که دارای کمتر از ۰.۵ درصد گوگرد است.

در ایران تنها پالایشگاه اراک واحد گوگردزدایی و امکان تولید مازوت با گوگرد بسیار کم را دارد (حدود ۸ درصد از مازوت تولیدی). سایر مازوتی که در پالایشگاه‌های کشور تولید می‌شود از نوع مازوت با گوگرد زیاد است. برای کاهش آلودگی حاصل از احتراق سوخت مازوت و کاهش میزان گوگرد سه استراتژی کلی پیش رو است:

  1. کاهش گوگرد سوخت قبل از احتراق و با روش‌هایی مانند افزودنی‌ها
  2. در حین احتراق و با تغییر فرآیند احتراق مازوت و کنترل آن با تولید ترکیبات کم خطرتر
  3. بعد از احتراق و با تصفیه دود حاصل از احتراق و کاهش آلاینده‌های خروجی

کاهش میزان گوگرد قبل از احتراق نیاز به تصفیه هیدروژنی و استفاده از کاتالیست‌های گران قیمت دارد که با توجه به قیمت نهایی فرآورده و بعضاً مصرف رایگان آن در نیروگاه‌ها دارای توجیه اقتصادی نیست. کاهش آلاینده‌ها در حین احتراق می‌تواند از روش‌هایی نظیر احتراق پیشرفته و کنترل مرطوب با استفاده از آب یا تزریق بخار برای کاهش دمای احتراق انجام شود اما این روش‌ها علاوه بر هزینه‌بر بودن باعث کاهش راندمان حرارتی واحد خواهند شد. گوگردزدایی از گاز دودکش به روش جذبی از جمله کاربردی‌ترین راه‌های کاهش آلودگی بعد از احتراق است. این روش با اینکه در اکثر نقاط جهان برای خروجی دودکش نیروگاه‌های حرارتی استفاده می‌شود اما تاکنون در نیروگاه‌های ایران استفاده نشده است.

افزایش ضریب پیچیدگی پالایشگاه‌ها و کاهش تولید نفت کوره، بهترین راه‌حل کاهش آلودگی

کاهش تولید نفت کــوره و جایگزینی آن با محصولات ســبکتر و میان تقطیر رویکرد اصلی پالایشگاه‌های دنیا در ۲۰ سال اخیر بوده است، به نحوی که میزان تولید نفت کوره در دنیا از ۱۵ درصد در سال ۲۰۰۰ به کمتر از ۱۰ درصد کاهش یافته است. با کاهش تولید نفت کوره در پالایشگاه‌های کشور می‌توان مصرف این فرآورده را در نیروگاه‌های کشور کاهش داد و آن‌را با فرآورده‌های پاک‌تر نظیر گازوییل جایگزین کرد.

منابع:

آمار تفصیلی صنعت برق ایران ۱۴۰۱-۱۳۹۶

کوراوند, شهریار و کرمانی, علی ماشاالله. (۱۳۹۹). مطالعه عوارض مکانیکی– بیوسیستمی سوخت مازوت و بررسی فنی استفاده از فنون نوین جهت کاهش آلاینده ها در نیروگاه ایرانشهر. نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر, ۵۲(۲), ۴۱۹-۴۳۶.

وبسایت مرکز تحقیقات آلودگی هوا

گزارش کارشناسی مرکز پژوهش‌های مجلس؛ شماره مسلسل: ۱۹۰۳۶

گزارش ارزیابی وضعیت بهره‌وری نیروگاه‌های حرارتی کشور و راهکارهای افزایش آن؛ اندیشکده اقتصاد مقاومتی

انتهای پیام/ انرژی



جهت احترام به مخاطبان فرهیخته، نظرات بدون بازبینی منتشر می شود. لطفا نظرات خود را جهت تعميق و گسترش بحث ارائه نمایید. نظرات حاوی توهين، افترا و تهمت به ديگران پاک می شود.