با توجه به ماهیت خطوط تولید سیمان و اتلاف قابل‌ ملاحظه انرژی حرارتی از سیستم پخت این صنعت پتانسیل خوبی را در زمینه تولید انرژی الکتریکی از بازیافت حرارت دارا می‌باشد. تولید انرژی الکتریکی از اتلاف انرژی در صنعت سیمان با استفاده از سیستم چرخه رانکین می‌باشد که بر اساس تولید بخار و استفاده از آن در توربین و تولید الکتریسیته صورت می‌گیرد.و در حوزه نیروگاه‌ های بازیافت انرژی حرارتیWHR، از انجا که کارخانجات سیمان یکی از صنایع با مصرف سوخت بالا محسوب میگردد، مورد توجه شرکت ها قرار گرفت. با تهیه طرح توجیهی فنی و اقتصادی اولیه بر اساس برآورد قیمت، سرمایه گذاری در این طرح ها مطلوب و عوامل مهم در انتخاب ساختگاه که در جذابیت طرح موثر بوده شناسایی و مد نظر قرار گرفته شده است.

در خطوط سیمان گریت کولر مقدار زیادی از هوای تبادل حرارت شده با کلینکر را با دمای250°Cتا340°Cمستقیما به اتمسفر وارد می‌کند و در سمت کوره نیز گاز با دمایی برابر300°Cالی400°Cاز پیش‌ گرمکن خارج می‌شود که به‌طور معمول مقداری از آن برای خشک‌ کردن مواد خام اولیه استفاده‌شده و سپس در فیلتر های الکتریکی یا کیسه‌ ای غبار زدایی شده و در نهایت به اتمسفر تخلیه می‌شود. (در حالت عادی مقداری از گاز خروجی پیش‌ گرمکن جهت خشک‌ کردن مواد اولیه استفاده‌ شده و مابقی آن با استفاده از آب یا هوای تازه خنک مشود تا در واحد فیلتراسیون خاک زدایی گردد). لذا از آنجایی‌ که از حرارت گازهای حاصل از احتراق در ادامه فرآیند تولید استفاده نمی‌شود، می‌توان از این انرژی جهت تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد.

مقدار انرژی در دسترس و قابل بازیافت، ارتباط مستقیم به طراحی سیستم کوره و مقدار تولید آن، رطوبت مواد اولیه و مقدار هوای مورد نیاز جهت خشک‌ کردن آن، دارد. تولید انرژی الکتریکی از بازیافت انرژی هدر رفته در صنعت سیمان می‌تواند تا 40% برق مورد نیاز در کارخانه را تامین کند.

استفاده از این تکنولوژی مزایای زیر را به همراه دارد:

• کاهش دیماند خریداری‌ شده

• کاهش تاثیرات افزایش نرخ انرژی الکتریکی بر هزینه‌های تولید

• بالا بردن قابلیت اطمینان در دسترس بودن انرژی الکتریکی

• بالا بردن مزیت رقابتی کارخانه در بازار

  بررسی فنی پروژه

• سیستم های تولید انرژی الکتریکی در کارخانه‌ های سیمان، بر اساس چرخه رانکین کار می‌کنند. این چرخه ترمودینامیکی، اساس کار تولید انرژی الکتریکی در نیروگاه ­های حرارتی می­باشد که با یک منبع گرمایی، مایع را به بخار فشار بالا تبدیل می‌کند. این بخار به یک توربو ژنراتور تولید برق منتقل‌ شده و الکتریسیته تولید می­کند. بخار فشار پایین خروجی از توربو ژنراتور، با ورود به کندانسور مایع‌ شده و به این چرخه باز می‌گردد.

• مقایسه دو تکنولوژی چرخه رانکین بخار و چرخه رانکین ارگانیک:

  چرخه رانکین بخارSteam Rankine Cycle (SRC)

  اغلب سیستم ­های بازیافت حرارت و تولید انرژی الکتریکی نصب‌ شده با استفاده از چرخه رانکین از آب به‌ عنوان مایع اصلی استفاده می­کنند.

  شما تیک نیروگاه تولید انرژی الکتریکی از بازیافت حرارت در کارخانه سیمان به شرح ذیل است:

  در این تکنولوژی سیال مورد استفاده آب می‌باشد و با کندانسور هوا خنک دارای مصرف حداقلی 10 متر مکعب آب در ساعت می‌باشد.

  مزایا و معایب چرخه رانکین بخار :

  مزایا:

• با دمای منبع تغذیه بالای 300 درجه سلسیوس تطابق خوبی دارند.

• تعداد زیادی نیروگاه با استفاده از این روش در دنیا وجود دارد.

• تعداد تامین‌ کنندگان این تکنولوژی زیاد و فضای رقابتی مناسبی برای انتخاب تجهیز بهینه در دنیا وجود دارد.

  معایب:

• کمترین دماهای کارکرد آن­ها جهت کار نرمال و بهینه، 260 درجه سانتی گراد می­باشد و بازدهی آن‌ها با کاهش دمای ورودی به‌طور قابل‌ توجهی افت می­کند.

• در این نوع نیروگاه، به‌منظور کارکرد مطلوب، به بهره‌ بردار تمام‌ وقت نیاز است.

• زیر 40% توان نامی قابلیت کارکرد ندارد.

• این نوع نیروگاه، عموما به یک سیستم خنک‌کن نیاز دارد، این سیستم خنک‌ کن می­تواند آبی یا هوا خنک باشد. در سیستم هوا خنک، به دلیل ایجاد افت فشار بالا، بازدهی سیستم کاهش می‌یابد لذا سیستم آب‌خنک متداول‌تر است.

• در صورت استفاده از سیستم خنک‌کن (آبی)، مصرف آب افزایش قابل‌ ملاحظه‌ای پیدا می‌کند.

• در مجموع این سیستم با کوره­ های بزرگ و کوره‌هایی که دارای رطوبت مواد اولیه کم می­باشند، سازگار است.

ادامه دارد...