طرح توجیهی احداث نیروگاه سیکل ترکیبی (CHP)

طرح توجیهی احداث نیروگاه سیکل ترکیبی (CHP) به عنوان یک ابزار کلیدی در فرآیند تصمیم‌گیری سرمایه‌گذاران، به‌ویژه در زمینه مسائل مالی، نقش حیاتی دارد. این طرح به‌طور جامع و دقیق به تحلیل اقتصادی پروژه، شامل برآورد هزینه‌های اولیه، پیش‌بینی درآمدها، و تحلیل بازگشت سرمایه می‌پردازد و به این ترتیب به سرمایه‌گذاران کمک می‌کند تا با دید روشن‌تری به ارزیابی و برنامه‌ریزی مالی بپردازند. همچنین، طرح توجیهی با ارائه جزئیات فنی و مدیریتی، پیش‌بینی ریسک‌ها و شناسایی منابع مالی مورد نیاز، ابهامات مربوط به هزینه‌ها و درآمدهای پروژه را کاهش داده و به سرمایه‌گذاران اطمینان خاطر می‌دهد که سرمایه‌گذاری انجام شده، از لحاظ مالی و اقتصادی، منطقی و سودآور خواهد بود.

سرمایه اولیه لازم برای راه اندازی نیروگاه سیکل ترکیبی (CHP) و بررسی سود و درآمد ها

جدول زیر نظر، ارائه گزارشی کلی از شرایط سرمایه ای و برآورد های مالی و اعتباری بیزینس پلن و طرح توجیهی نیروگاه سیکل ترکیبی (CHP)  با احتساب خرید زمین است:

لازم به ذکراست شما سرمایه گذار و کارآفرین عزیز می توانید با اطلاعات سلیقه ای مد نظر و اعلام جزییات مالی خود برای این پروژه یا پروژه های دیگرتان از طریق ثبت سفارش طرح های صنعتی و تولیدی اقدام به برآورد مالی و اعتباری کسب و کار خود کرده و قبل از اجرایی سازی پروژه خود چشم اندازی دقیق از جریانات نقدی طرح تان داشته باشید، آگاهی که با در دست داشتن آن می توانید اقدام به اخذ تسهیلات بانکی نمایید.

چرا باید به فکر راه‌اندازی نیروگاه سیکل ترکیبی (CHP) باشیم؟!

نیروگاه‌های سیکل ترکیبی (CHP)، که به عنوان نیروگاه‌های تولید هم‌زمان برق و حرارت نیز شناخته می‌شوند، به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود در بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه‌ها به یکی از گزینه‌های برتر برای تأمین نیازهای انرژی تبدیل شده‌اند. این نیروگاه‌ها با بهره‌گیری از تکنولوژی پیشرفته‌ای که توانایی تولید هم‌زمان برق و حرارت را دارد، به شکلی مؤثر از اتلاف انرژی جلوگیری می‌کنند. اصول عملکرد این سیستم‌ها به این صورت است که حرارت تولید شده به وسیله توربین‌های گاز و بخار، که معمولاً در فرآیند تولید برق از آن‌ها استفاده می‌شود، به جای اینکه به محیط زیست منتقل گردد، برای کاربردهای حرارتی مانند تأمین گرمایش فضا یا تولید آب داغ استفاده می‌شود. به دلیل بهره‌وری بالای این سیستم‌ها، توانایی آن‌ها در کاهش انتشار آلاینده‌ها و استفاده بهینه از منابع انرژی، نیروگاه‌های CHP به طور فزاینده‌ای در صنایع مختلف، از جمله صنایع تولیدی، تجاری و مسکونی، مورد توجه قرار گرفته‌اند. استفاده از این فناوری می‌تواند به کاهش قابل توجه هزینه‌های انرژی، افزایش بهره‌وری عملیاتی، و کاهش اثرات زیست‌محیطی منجر شود. در دنیای امروز، با توجه به فشارهای فزاینده برای بهینه‌سازی منابع انرژی و مقابله با تغییرات اقلیمی، راه‌اندازی نیروگاه‌های CHP می‌تواند انتخابی استراتژیک و اقتصادی باشد که به بهبود پایداری و کارایی سیستم‌های انرژی کمک می‌کند.

انواع نیروگاه سیکل ترکیبی

• نیروگاه‌های سیکل ترکیبی بدون مشعل: نیروگاه‌های سیکل ترکیبی بدون مشعل، که به نام نیروگاه‌های سیکل ترکیبی بدون احتراق اضافی نیز شناخته می‌شوند، به سیستم‌هایی اطلاق می‌شود که تنها با استفاده از انرژی تولید شده در فرآیند توربین‌های گاز و بخار، عملیات خود را انجام می‌دهند. در این نوع نیروگاه‌ها، تمامی انرژی حرارتی تولید شده توسط توربین‌های گاز به سیستم‌های بازیافت حرارت منتقل می‌شود و هیچگونه سوخت اضافی برای افزایش تولید حرارت به کار نمی‌رود. این سیستم‌ها از کارایی بالایی برخوردارند و توانایی بهینه‌سازی استفاده از انرژی تولیدی را دارند، زیرا از اتلاف حرارت جلوگیری کرده و آن را به تولید انرژی مفید تبدیل می‌کنند. در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی بدون مشعل، به دلیل عدم استفاده از سوخت اضافی، میزان انتشار آلاینده‌ها و هزینه‌های عملیاتی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. این نوع نیروگاه‌ها به طور خاص در مکان‌هایی که منابع سوخت اضافی در دسترس نیست یا هزینه‌های سوخت بالا است، مناسب هستند. به علاوه، این نیروگاه‌ها به دلیل طراحی ساده‌تر و عدم نیاز به تجهیزات اضافی برای احتراق، هزینه‌های سرمایه‌گذاری و نگهداری کمتری دارند و می‌توانند به طور مؤثری در کاهش تأثیرات زیست‌محیطی نقش داشته باشند.
• نیروگاه‌های سیکل ترکیبی با سوخت اضافی (مشعل): نیروگاه‌های سیکل ترکیبی با سوخت اضافی یا مشعل، به سیستم‌هایی اطلاق می‌شود که در آن‌ها علاوه بر استفاده از انرژی تولید شده توسط توربین‌های گاز و بخار، از سوخت اضافی برای افزایش تولید حرارت و در نتیجه تولید بیشتر برق استفاده می‌شود. در این نوع نیروگاه‌ها، مشعل‌ها برای احتراق سوخت اضافی به کار می‌روند تا حرارت بیشتری تولید کنند که به توربین‌های بخار انتقال می‌یابد و به افزایش بهره‌وری سیستم کمک می‌کند. این سیستم‌ها برای شرایطی که نیاز به تولید برق و حرارت بیشتری وجود دارد و منابع سوخت اضافی در دسترس است، مناسب هستند. استفاده از سوخت اضافی در این نیروگاه‌ها می‌تواند به بهبود ظرفیت تولید و انعطاف‌پذیری سیستم کمک کند، اما همچنین به معنای افزایش هزینه‌های سوخت و نیاز به مدیریت و کنترل دقیق‌تر فرآیند احتراق است. این نیروگاه‌ها معمولاً در مناطقی که سوخت اضافی در دسترس و اقتصادی است، یا در شرایطی که نیاز به تولید انرژی بالا و قابل تنظیم است، به کار می‌روند. در عین حال، این نوع سیستم‌ها ممکن است با چالش‌هایی مانند افزایش هزینه‌های عملیاتی و نیاز به مدیریت دقیق‌تر آلاینده‌ها مواجه شوند.
• نیروگاه‌های سیکل ترکیبی جهت تأمین هوای دم کوره بویلر: نیروگاه‌های سیکل ترکیبی جهت تأمین هوای دم کوره بویلر، به سیستم‌هایی گفته می‌شود که در آن‌ها انرژی حرارتی تولید شده از فرآیند توربین‌های گاز و بخار به عنوان هوای دم کوره بویلر برای افزایش کارایی احتراق در بویلرها استفاده می‌شود. در این نوع نیروگاه‌ها، حرارت تولید شده به جای اینکه به طور مستقیم برای تولید برق استفاده شود، برای تأمین هوای مورد نیاز برای احتراق بویلرها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فرآیند می‌تواند به بهبود کارایی بویلرها و افزایش تولید حرارت و برق کمک کند. استفاده از هوای دم کوره بویلر در این سیستم‌ها به کاهش مصرف سوخت اضافی و بهبود بهره‌وری کل سیستم کمک می‌کند، زیرا حرارت اضافی به صورت بهینه‌تری استفاده می‌شود. این نوع نیروگاه‌ها به ویژه در صنایع بزرگ و سیستم‌های گرمایشی که نیاز به مقادیر زیادی هوای دم کوره دارند، کاربرد دارند. با بهره‌گیری از این فناوری، می‌توان بهینه‌سازی فرآیندهای احتراق و کاهش هزینه‌های انرژی را بهبود بخشید و همچنین اثرات زیست‌محیطی ناشی از احتراق سوخت را کاهش داد.

نحوه تولید برق در نیروگاه سیک ترکیبی (CHP)

1. مرحله ابتدایی: احتراق و تولید انرژی در توربین‌های گاز

فرآیند تولید برق در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی با احتراق سوخت در توربین‌های گاز آغاز می‌شود. در این مرحله، سوخت (معمولاً گاز طبیعی، ولی ممکن است شامل سوخت‌های مایع یا جامد نیز باشد) به داخل کوره یا محفظه احتراق توربین گاز منتقل می‌شود. در این محفظه، سوخت با هوا مخلوط شده و مشتعل می‌شود. احتراق سوخت باعث تولید گازهای داغ و فشار بالا می‌شود که این گازها با سرعت بالا به توربین‌های گاز وارد شده و آن‌ها را به چرخش در می‌آورد. این چرخش توربین به نوبه خود انرژی مکانیکی تولید می‌کند که توسط یک ژنراتور به برق تبدیل می‌شود.

2. مرحله دوم: بازیافت حرارت و تولید بخار

یکی از ویژگی‌های کلیدی نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، بازیافت حرارت تولید شده از توربین‌های گاز است. پس از احتراق و خروج گازهای داغ از توربین گاز، این گازها با دمای بالا به یک مبدل حرارتی یا بویلر بازیافت حرارت (Heat Recovery Steam Generator – HRSG) منتقل می‌شوند. در این مبدل حرارتی، حرارت گازهای داغ به یک سیستم آب منتقل می‌شود که باعث تولید بخار با فشار و دمای بالا می‌شود. این بخار سپس به توربین بخار منتقل می‌شود تا در مرحله بعدی فرآیند، از آن بهره‌برداری شود.

3. مرحله سوم: تولید برق توسط توربین بخار

بخار تولید شده از طریق مبدل حرارتی به توربین بخار منتقل می‌شود. توربین بخار مشابه توربین گاز، انرژی حرارتی بخار را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. بخار تحت فشار بالا به صورت کنترل‌شده به داخل پره‌های توربین وارد می‌شود و با چرخش این پره‌ها، توربین را به حرکت در می‌آورد. توربین بخار به یک ژنراتور متصل است که انرژی مکانیکی را دوباره به برق تبدیل می‌کند. این مرحله به تولید برق اضافی کمک می‌کند و بهره‌وری کلی نیروگاه را افزایش می‌دهد.

4. مرحله چهارم: استفاده از حرارت باقی‌مانده

در بسیاری از نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، حرارت باقی‌مانده از فرآیند تولید بخار، به جای اتلاف به محیط زیست، برای تأمین نیازهای حرارتی دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این حرارت می‌تواند برای تأمین گرمایش فضاها، تولید آب داغ برای مصارف صنعتی، یا حتی برای فرآیندهای گرمایشی دیگر استفاده شود. به این ترتیب، نیروگاه‌های سیکل ترکیبی با استفاده بهینه از حرارت باقی‌مانده، بهره‌وری انرژی را به حداکثر می‌رسانند و به کاهش هزینه‌های انرژی و تأثیرات زیست‌محیطی کمک می‌کنند.

5. مرحله پنجم: مدیریت و انتقال برق تولیدی

برق تولید شده توسط ژنراتورها در توربین‌های گاز و بخار به شبکه برق منتقل می‌شود. این برق باید از طریق ترانسفورماتورها به ولتاژهای مناسب برای انتقال در شبکه برق تنظیم شود. ترانسفورماتورها ولتاژ برق تولیدی را به سطح مورد نیاز برای توزیع در شبکه‌های برق تبدیل می‌کنند. همچنین، کنترل و مدیریت سیستم‌های برق‌رسانی شامل نظارت بر کیفیت برق، تنظیم بار، و هماهنگی با شبکه‌های برق منطقه‌ای و ملی برای تأمین پایدار و مطمئن برق مصرف‌کنندگان انجام می‌شود.

6. مرحله ششم: نگهداری و بهینه‌سازی عملکرد

برای حفظ عملکرد بهینه نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، عملیات نگهداری و بهینه‌سازی به صورت مستمر انجام می‌شود. این شامل بررسی و تعمیر دوره‌ای تجهیزات، بهینه‌سازی فرآیندهای احتراق و بازیافت حرارت، و نظارت بر عملکرد سیستم‌ها می‌شود. نگهداری منظم و تعمیرات پیشگیرانه به افزایش عمر مفید تجهیزات، کاهش خرابی‌های غیرمنتظره، و بهبود بهره‌وری کلی سیستم کمک می‌کند. همچنین، بررسی‌های دوره‌ای و به‌روزرسانی فناوری‌های مورد استفاده در نیروگاه به ارتقاء کارایی و کاهش تأثیرات زیست‌محیطی نیروگاه کمک می‌کند.

برای راه‌اندازی نیروگاه سیکل ترکیبی (CHP) به طور صفر تا صد باید چه اقداماتی انجام داد؟

راه‌اندازی نیروگاه‌های سیکل ترکیبی از ابتدا تا انتها نیازمند اجرای مجموعه‌ای از اقدامات است که باید به ترتیب و با دقت انجام شوند. ابتدا، تحلیل و تحقیق جامع بر روی نیازهای انرژی موجود، ظرفیت تولید مورد نظر، و شرایط محیطی لازم است. این تحقیق شامل بررسی منابع انرژی موجود، تحلیل اقتصادی، و ارزیابی فنی پروژه است. پس از آن، مرحله طراحی شامل تهیه نقشه‌های فنی دقیق، انتخاب تجهیزات مناسب، و برنامه‌ریزی برای نصب و راه‌اندازی می‌شود. تأمین مالی و سرمایه‌گذاری مرحله بعدی است که شامل تأمین منابع مالی برای خرید تجهیزات، نصب و اجرای پروژه است. سپس، مراحل نصب و راه‌اندازی سیستم شامل نصب تجهیزات اصلی مانند توربین‌های گاز و بخار، سیستم‌های بازیافت حرارت، و دیگر تجهیزات مرتبط است. پس از تکمیل نصب، تست عملکرد سیستم، آموزش کارکنان، و راه‌اندازی نهایی پروژه انجام می‌شود تا اطمینان حاصل گردد که سیستم به درستی و با بهره‌وری مطلوب عمل می‌کند. در این مرحله، برنامه‌های نگهداری و بهینه‌سازی نیز تنظیم می‌شود تا از عملکرد پایدار و بهینه نیروگاه در طول عمر خود اطمینان حاصل شود.