تولید برق فواید زیادی برای جامعه دارد و در عین حال باعث صدمات جبران ناپذیر و ناخواسته ای همچون آسیب رسانی و تخریب محیط زیست می شود. برای اینکه بتوانیم تکنولوژیهای مختلف تولید برق و اثرات زیست محیطی آنها را بررسی نماییم باید به یک عامل مهمی توجه داشته باشیم . این عامل مهم هزینه های اجتماعی می باشد که در ارتباط با تولید برق حاصل می شود . در این پایان نامه هزینه اجتماعی نیرو گاه شهید رجایی که باعث صدماتی به سلامتی انسان میشود محاسبه شده است.
نیرو گاه برق شهید رجایی در 25 کیلو متری اتوبان تهران – قزوین واقع شده است . سیستم تولید برق ، یک سیستم خودکاری است که در مجموع وابسته به سوخت فسیلی می باشد ( گاز طبیعی ، مازوت و گازوئیل) که از طریق پالایشگاهها وارد می شوند. توانایی تولید برق با ظرفیت تقریبا" 2000 مگا وات دارد و دارای یک نیرو گاه سیکل ترکیبی متشکل از 6 واحد گازی 112 مگا وات و 3 واحد بخاری 125 مگا وات است و یک نیرو گاه حرارتی با ظرفیت 1000 مگا وات که متشکل از 4 واحد بخاری 250 مگا واتی می باشد.
در فصل پاییز بویژه فصل زمستان بدلیل افت فشار گاز ، از سوخت فسیلی مازوت بیشتر از سایر سوختها استفاده می شود بخاطر همین علت غلظت آلاینده دی اکسید گوگرد در این فصول توسط واحدهای بخاری بالا می باشد.
8 سناریو برای سیستمهای تولید برق شهید رجایی بر اساس هزینه های خصوصی ، اجتماعی و خارجی طراحی شدند .این هزینه ها برای هر سناریو با توجه به روابط ارائه شده محاسبه شدند و با استفاده از داده های مرتبط با تولید برق سالیانه از هر نیرو گاه و هزینه عناصر ارائه شده ، کلیه هزینه ها برای هر یک از نیرو گاههای برق شهید رجایی ( سیکل ترکیبی و بخاری ) که در هر سناریو آورده شده است ، تعیین شد. متوسط طول عمر برای نیرو گاه های بخاری و سیکل ترکیبی 30 سال در نظر گرفته شده است و نرخ تنزیل 10 در صد فرض شده است. این هزینه ها در ارتباط با هزینه های تعمیرو نگهداری ، مصرف سوخت و سرمایه گذاری بوده است.
هزینه های خارجی تولید برق هر نیرو گاه بطور جداگانه ارزیابی می شود. برای واحدهای با سوخت فسیلی نیرو گاه شهید رجایی این هزینه ها شامل صدمات ناشی از آلودگی هوا بویژه دی اکسید گوگرد روی سلامت انسان است. مرگ و میر و هزینه های بیماری از اجزاء مهم هزینه های خارجی بودند که برای نیرو گاه شهید رجایی محاسبه شد.
هزینه هایی که برای اثرات مرگ و میر و هزینه های بیماری تعیین شد ، بر اساس رویکرد ارزش آمار حیاتی و ارزشگذاری ترجیحی بود و برای محاسبه آن از تمایل افراد به پرداخت و پرسشنامه استفاده شد. و با استناد به داده های محاسبه شده برای شهر تهران بود.
اشکال مختلف هزینه های ، خارجی برای 4 سناریو بدست امد که بر اساس تخمین مرگ و میر و هزینه های بیماری پایه ریزی شده است . کل هزینه های خارجی در طول شرایط عادی و حداکثر بار در فصول پاییز و زمستان حدود 151/124 و918/137 و 226/203 و 000/218 ریال بر کیلو وات ساعت شده است و کل هزینه های اجتماعی در 8 سناریو در حدود 093/250 و 86/263 و 814/412 و 581/426 و 889/491 و 663/ 506 و 351/329 و 942/343 ریال بر کیلو وات ساعت تعیین شد.
مقایسه تخمین هزینه های اجتماعی بطور واضح نشان می دهد که نیرو گاههای برق که از سوختهای فسیلی استفاده می کنند در مقایسه با انهایی که اساسشان بر پایه استفاده از انرژی تجدید پذیر است ، هزینه های خارجی قابل توجه و مهمی را تولید می کند .
مقدمه
نیروی برق یکی از مهمترین استوانه هایی است که اقتصاد کشور با تکیه بر آن توسعه می یابد ، نیرو گاهها بعنوان قلب تپنده صنعت برق کشور با فعالیت شبانه روزی و بدون وقفه خود نیروی برق را که نقش حیاتی و تعیین کننده در ادامه حیات صنعتی و اقتصادی کشور دارد در شریانی بسیار گسترده از شبکه پیچیده برق سراسر کشور به حرکت در می اورند.
تولید برق یکسری فوایدی برای جامعه دارد و در عین حال باعث اثرات ناخواسته ای همچون آسیب رسانی و تخریب محیط زیست می شود. یکی از مهمترین اهداف جهت مقایسه تکنولوژیهای مختلف تولید برق اثرات می باشد که هنوز هم موضوع بحث انگیز می باشد و علت اصلی آن بخاطر اثرات زیست محیطی می باشد که که خیلی گستره می باشد.
ا ثرات ناشی از تولید برق توسط سوختهای فسیلی به اشکال مختلف و گسترده ای نفوذ می کند . برای اینکه بتوانیم تکنولوژیهای مختلف تولید برق و اثرات زیست محیطی انها را مقایسه کنیم باید یک عامل مهمی را در نظر بگیریم . این عامل مهم که امروزه بصورت گسترده مورد پذیرش قرار گرفته است هزینه های اجتماعی می باشند ، مثل تعیین ارزش مالی سلامتی انسان که در نتیجه تولید برق حاصل میشود و باهزینه های خصوصی جمع می شود و هزینه اجتماعی حاصل می شود.
هزینه های خارجی مقدار صدمات وارد شده در نتیجه تولید برق و در اتباط با پروسه تولید منعکس می شود .از مهمترین صدمات ، سلامتی انسان ، ساختمانها ، محصولات ، جنگلها و اکوسیستم می باشد . اما از بین آنها موردی که خیلی مهم و قابل توجه است صدمات وارده به سلامتی انسان است . نیرو گاههی که در این پایان نامه بررسی شده است نیرو گاه فسیلی می باشد و از مهمترین اثرات زیست محیطی ان در ارتباط با نیرو گاههای برق فسیلی انتشار آلاینده هایی به هوا از جمله گاز دی اکسید گوگرد ناشی از سوختهای فسیلی می باشد.
فصل اول:کلیات
1-1- تعریف مسئله و اهمیت موضوع
اقتصاد دانان مدتها است فهمیده اند سیستم بازار خصوصی اثرات نا مطلوبی را روی محیط زیست و انسان می گذارد . از جمله این اثرات نامطلوب گازهای مضر و آبهای آلوده است که از صنایع و نیروگاهها متصاعد می شوند. بطور کلی در فرایند تولید دو نوع خروجی ایجاد می شود. که یکی از انها تولید کالا و خدمات است که در بازار و بنگاههای مصرف کننده ارائه می شود و دیگری آلاینده ها می باشند و کاملا " متفاوت از نوع اول است. اثرات نامطلوب ناشی از تولید نتیجه اش از بین رفتن کیفیت محیط زیست است که بعنوان یک خروجی مضر محسوب می شود که بنگاهها نقشی در مورد ان ندارند و هم چنین نمی توان ان را در بازار بفروشند . در مقابل خانوارها و سایر بنگاههای تولیدی که از آلاینده های نا مطلوب متاثر می شوند هزینه هایی را به شکلهای مختلف تجربه می کنند .به این نوع هزینه ها که بصورت هزینه های منفی ناشی از تولید بنگاهها نتیجه می شود هزینه های اجتماعی یا نا مطلوب گفته می شود.
بطور کلی مسئله آلودگی و حفاظت از محیط زیست یک مسئله جهانی است که امروزه حتی در امور سیاسی کشورها هم وارد شده است. تمام کشورها از کشورهای صنعتی و پیشرفته گرفته تا کشورهای در حال توسعه همه باید در امر کنترل آلودگی سهیم باشند . چرا که آلودگی یک اثر جانبی سیال است و از یک مکان به مکان دیگر منتقل می شود. لذا اثر منفی آن شامل همگان می شود.
در هزینه های اجتماعی نیروگاهها هزینه های اضافی ناشی از تولید برق را که بصورت هزینه های زیست محیطی و صدمات سلامتی ناشی از گازهای آلاینده مثل اکسیدهای گوگرد ، تغییرات اقلیمی ، پساب ، سلامت شغلی ، ریسک تصادفات ، سر و صدا ، موارد دیگر منعکس می شود را ارائه می کند .
جهت بدست اوردن هزینه های اجتماعی ، هزینه های تولید برق با هزینه های خارجی تلفیق می شوند که می تواند یک شاخص مقایسه ای جهت ارزشگذاری اقتصادی و زیست محیطی باشد.
هزینه های خارجی به معنی هزینه های بیرونی است که طی یکسری فعالیتهای اقتصادی یا اجتماعی یک گروه از افراد که روی گروه دیگر اثر می گذارد اتفاق می افتد.این اثرات بطور کامل محاسبه نمی شود و یا از طرف گروه اول غرامتی پرداخت نمی شود .
بدین ترتیب یک نیروگاه برقی که دی اکسید گوگرد تولید می کند ، باعث صدماتی به متریال ساختمان یا سلامت انسان می شود که این یک هزینه خارجی محسوب میشود .این هزینه خارجی اثراتی را به مالک ساختمان یا سلامتی انسان وارد می کند و باعث نارضایتی انها می شود که توسط تولید کننده برق محاسبه نمی شود .این فعالیتهایی که بطور قطع باعث تخریب می شوند ، هزینه های زیست محیطی خارجی هستند که در اصل هزینه های واقعی متحمل شده به اجتماع هستند ولی توسط مالکین نیروگاه در داخل محاسبات وارد نمی شود. درونی کردن هزینه های خارجی ناشی از تولید برق و اضافه کردن ان به هزینه های خصوصی تحت عنوان هزینه های اجتماعی مطرح می شودو بعنوان یک ابزار سیاسی ضروری بررسی می شود تا اثرات منفی آن را کاهش دهند و در آینده یک عرضه و تقاضای پایدار انرژی تولید کنند .
1-2-سئوالات اساسی
- ایا بازار در تعیین هزینه های خارجی با شکست مواجه می شود؟
اثرات خارجی در حقیقت اثرات مربوط به تولید یا مصرف کالا و خدمات می باشد که بر شخص ثالث وارد می شود.و شکست بازار زمانی رخ می دهد که که شخص سومی در اثر مصرف یا تولید کالا و خدمات تحت تاثیر قرار بگیرد.این اثرات تولید هزینه می کنند وآن تحت عنوان هزینه خارجی مطرح می شود.
- ایا با تعیین هزینه های اجتماعی کارایی نیروگاهها بالا می رود ؟
برای تعیین هزینه های اجتماعی ، هزینه های خارجی به هزینه های خصوصی اضافه می شود و این مبلغ اضافی به صورتحسابهای برق اضافه شده واز مصرف کننده برق دریافت می شود تا توسط دولت جهت بهبود کیفیت و کارایی نیروگاهها استفاده شود.
- آیا با کاهش آلودگی منافع نهایی اجتماعی بالا می رود ؟
با کاهش آلودگی منافعی به جامعه می رسد که به آن منافع نهایی اجتماعی گفته می شود. به عبارتی منافع اجتماعی دارای فوایدی است که با محیط زیست پاکیزه تر همراه می باشد.
1-3- فرضیه های مسئله
1 - سوختهای فسیلی پالایشگاههانسبتی از تولید را به آلودگی محیط تبدیل می کنند و این نسبت کمتر از یک است.
2 – سهم هزینه های ناشی از سوختهای فسیلی در تولید برق در میزان آلودگی در حال افزایش است .
3 – هزینه های اجتماعی ناشی از تولید گازهای آلاینده از نیروگاههای فسیلی رو به افزایش است .
1-4- روش شناسی
روش گرداوری اطلاعات دراین پرژه بصورت کتابخانه ای ، اسنادی ، اینترنتی ، بازدیدهای میدانی بوده است که شامل بازدید از نیروگاه، مراجعه به وزارت نیرو ، شرکت توانیر ، پژوهشگاه نیرو ، و سازمان حفاظت محیط زیست می باشد. در مراجعه به این مراکز از نظرات کارشناسان هم استفاده شده است.
ابزار گرداوری اطلاعات شامل مصاحبه با کارشناسان ، ترجمه متون انگلیسی مرتبط ، مشاهده از نیروگاه ، استفاده از جداول و امار اسنادی کشور و استفاده از نرم افزارهای اکسل و کامفار می باشد.
نوع روش تحقیق علمی – کاربردی می باشد.اطلاعات مربوط به هزینه انتشار الاینده از نیروگاه برق را تعیین کرده و برای ان آمار و اطلاعات جمع آوری نموده و شاخصهای مورد نطر محاسبه و تجزیه تحلیل می شوند.. بنابراین روش مطالعه به تجزیه و تحلیل داده های اماری و استفاده از ان برای براورد شاخص های مربوط به تعیین هزینه های انتشار الاینده ها جهت بهبود وضعیت محیط زیست می باشد . منطور تحقیق بدست اوردن هزینه اجتماعی نیروگاه می باشد این هزینه اجتماعی شامل هزینه های خصوصی وهزینه های خارجی نیروکاه می باشد.
هزینه های خصوصی :هزینه سوخت ،هزینه های ثابت و متغیر اپراتوری و نگهداری،دستمزد کارگر و خدمات بیمه ، میزان سرمایه گذاری و میزان تولید برق در طول یکسال می باشد.
هزینه های خارجی : تعیین ارزش اقتصادی صدمات و خسارات بر سلامت انسان می باشد و طریقه بدست اوردن ان بر اساس هزینه های درمان و بدست اوردن میزان غلظت موثر جهت ایجاد بیماری و شناسایی غلظتهای منتشره گاز دی اکسید گوگرد از نیروگاه می باشد. بنابراین با توجه به توضیحات فوق با بدست اوردن هزینه های تمام شده یک واحد انرژی از نیروگاه و با درونی کردن هزینه های خارجی ، هزینه های اجتماعی تولید یک واحد انرژی با سناریوهای مختلف محاسبه می شود.
پس از مشخص شدن هزینه های اجتماعی ناشی از سوختهای فسیلی در نیروگاهها و هزینه تمام شده تولید برق می توان از آن در تصمیم های مدیریتی برای قیمت گذاری برق مورد استفاده قرار گیرد .
فصل دوم : نیرو گاهها
مقدمه
نیروگاههای حرارتی مجتمع و یا کارخانه هستند که در طی آن فرایند ترمودینامیک انرژی حاصل از سوخت فسیلی به نیروی برق تبدیل می گردد. درصد این تبدیل را بازدهی کلی نیروگاه می نامند. نیروگاهی با بازدهی 40 درصد یعنی 40 درصد انرژی حرارتی موجود در سوخت فسیلی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
امروزه بازدهی نیروگاه حرارتی که با چرخه رانکین کار می کند تا 45 درصد افزایش یافته است واین بازدهی به هنگام استفاده از انرژی حرارتی محصولات احتراق خروجی یک چرخه توربین گازی برای مولد بخار یا دیگ بخار در چرخه رانکین به پنجاه درصد نیز می رسد. بنابراین در نیروگاههای حرارتی بدون وجود سوخت فسیلی نیروی برق بوجود نخواهد آمد.
سوخت فسیلی مورد نیاز نیروگاهها می تواند گاز طبیعی ، زغال سنگ ،مازوت، و گازوئیل باشد. سوخت گاز طبیعی به دلایل سهولت در انتقال ، پاکی احتراق و مشکلات کمتر در مورد بازمانده احتراق ،اصولا" هم برای دیگ بخار و هم برای محیط زیست بسیار کم ضررتر است.سیستم سوخت رسانی هم بسیار ساده است. ایستگاه تقلیل فشار و تنظیم فشار خط لوله گاز با رگولاتور و شیرهای ضروری قطع و وصل جزء مدار سوخت تا سر مشعلها است.
سوخت زغال سنگ مستلزم سیستم پیچیده ای بوده که بطور عمده از دستگاههای متنوعی تشکیل شده است. علاوه بر این احتراق زغال سنگ به دلیل جامد بودن مشکلات خاص خود را دارد تا امکان احتراق کامل فراهم شود. وجود گوگرد در زغال سنگ موجب می شود محصولات احتراق در مجاورت آب،اسید تشکیل داده و سبب ریزش بارانهای اسیدی شوند.
اگر سوخت گازوئیل را که به دلیل گرانی فقط برای راه اندازی بکار می رود مشخص کنیم سوخت مازوت یا سوخت سنگین بیشترین مصرف را در نیروگاهها در تبدیل به انرژی الکتریکی دارد.
سیستم سوخت مازوت شامل ایستگاه تخلیه سوخت به منابع زیرزمینی یا رو زمینی تخلیه،پمپها و خطوط انتقال مازوت به مخزن ذخیره پمپاژ ، مازوت به مشعلهای دیگ بخار ، سیستم گرمکن لوله ها و مخازن، سیستم چرخش برگشت و سوخت ، پمپ و مبدلهای حرارتی برای گرم کردن مازوت ، عایق کاری، و عایق بندی لوله ها و مخازن و بالاخره لوله بخار برای گرمایش می باشد.
انتخاب محل نیروگاه به نوع سوخت بستگی دارد.ممکن است به دلیل وجود پالایشگاه و نفت در محل و یا در مجاورت آن ، یا به دلیل وجود معادن زغالسنگ ،تصمیم به احداث یک نیروگاه گرفته شود تا بدین ترتیب سوخت فسیلی به انرژی الکتریکی تبدیل و به نقاط مصرف ارسال گردد.چنانچه چنین باشد دلیل احداث نیروگاه در مجاورت منبع تامین سوخت از قبل نوع سوخت را تعیین کرده است. در صورتیکه اگر احداث نیروگاههای جدید مد نظر باشد و صرفا" عامل مهم توازن در شبکه انتقال برق بالقوه موجود و عوامل جانبی دیگر عامل تعیین کننده مکان نیروگاه باشد در انصورت برای انتخاب نوع سوخت باید ارزیابی اقتصادی دقیقی به عمل آید.
مازوت به دلیل وجود منابع وسیع نفت و پالایشگاههای متعددی در ایران ارزان بوده و مقدار آن افزون بر نیاز مصرف داخلی است، صادرات آن اقتصادی نیست .زیرا هزینه حمل ونقل آن بعلاوه بر هزینه تولید و استخراج ، بالاتر از قیمت فروش آن خواهد بود. در حالیکه با تبدیل آن به نیروی برق ارزش افزوده آن بسیار بالا خواهد رفت.
بطور کلی همواره مازوت بعنوان سوخت پایه و اصل بدلیل گرانی سوخت گاز مطرح می شود.اما نظر به اینکه ایران تولید کننده گاز بوده و دارای منابع وسیعی است و نیز شبکه و خطوط انتقال گاز در سراسر ایران کشیده شده است . لذا اتصال یک خط گاز به نیروگاهها برای مواقع اضطراری توجیه پذیر است. زیرا در مواقع غیر مترقبه مانند خرابی خط آهن و راهها ،جنگ یا صدمات غیر قابل پیش بینی طبیعی،مانندسیل،زمین لرزه، اعتصابات کارگری، موانع تصادفی دیگر نیروگاه می تواند به کار خود ادامه دهد.
2-1- انواع نیروگاهها
نیروگاه عامل تولید برق است که در گذشته انرا کارخانه برق می گفتند.در واقع جایی است که برای تولید برق و تولید نیرویی که بوسیله آن تمامی کارخانه و به عبارتی کاملتر مجموعه زندگی ما می چرخد و زندگی راه تکامل خود را می پیماید و به پیش می رود.
انواع نیروگاههای که در سطح جهان به امر تولید برق می پردازند به شرح ذیل می باشد:
• نیروگاههای بخاری
• نیروگاههای آبی
• نیروگاههای گازی
• نیروگاههای سیکل ترکیبی
• نیروگاههای اتمی
• نیروگاههای دیزلی
• نیروگاههای بیومسی
• نیروگاههای خورشیدی
• نیروگاههای بادی
• نیروگاههای جزرو مدی
• نیروگاههای زمین گرمایی
• نیروگاههای موجی
• نیروگاههای مگنتیو هیدرو دینامیک
هر یک از انواع نیروگاهها فن آوریهای ویژه ای دارند . از بین آنها به توضیح نیروگاههای فسیلی پرداخته می شود. . [ستاری-1382]
2-1-1- نیروگاههای بخاری
نیروگاهی است که در ان از انرژی حرارتی سوختهای مایع و جامد و گاز جهت تولید بخار و مصرف ان در توربین های بخار برای تولید برق استفاده می شود. این نیروگاهها دارای هزینه ثابت احداث نسبتا" بالایی می باشند. با این وجود بدلیل ویژگیهای خاص خود از متداولترین انواع نیروگاههای حرارتی در سطح جهان و نیز در کشور ایران محسوب می گردند. بطوریکه مطابق با آمار سال 1383 در حدود 60 در صد نیروگاههای کشور را تشکیل می دهند. برای تولید انرژی الکتریکی در نیروگاههای بخار از سوختهای جامد نظیر زغال سنگ ، سوخت مایع مثل مازوت و گاز طبیعی استفاده می شود.
نیروگاه بخاری از تجهیزاتی مثل مولد بخار ، توربین ، ژنراتور ، چگالنده ، و پمپ تشکیل شده است.در این نیروگاه آب پس از پمپ شدن و افزایش فشار وارد مولد بخار می گردد و در آن با در یافت انرژی حرارتی ناشی از احتراق سوخت تبدیل به بخار می گردد. بخار با عبور از توربین انرژی خود را به ان انتقال می دهد و موجب چرخش محور توربین می گردد .موتور ژنراتور شروع به چرخش می کند و موجب تولید برق در ژنراتور می گردد. بخار خروجی از توربین در قسمت چگالنده انرژی حرارتی خود را از دست می دهد و دوباره تبدیل به مایع می گردد .چرخه کاری و پمپ شدن دوباره آب تکرار می گردد. آب خنک کننده در چگالنده با در یافت انرژی حرارتی بخار گرم می گردد و سپس به سمت برج خنک کننده هدایت می شود و در آن سرد می شود.دوباره به سمت چگالنده جریان می یابد.آب سرد مورد نیاز چگالنده را می توان از یک منبع آب طبیعی رود خانه نیز تامین نمود. [هوشمند ،رحمت اله1380]
این نیروگاهها در جهان و هم چنین در ایران در مقام اول خود قرار دارندو بیشترین رقم تولید برق بوسیله این نوع نیروگاهها صورت می گیرد. نیروگاه بخاری به معنی تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی الکتریکی است و اگر ساده تر بگوییم دیگ بخارتوربین وژنراتورمولد برق را می چرخاند.
دیگ بخار وسیله ای است که آب را به بخار تبدیل می کند.عبور جریان بخار با فشار از میان پره ها توربین را به حرکت در می آوردو نیروی مکانیکی ایجاد می کند . و این نیروی مکانیکی بدست آمده از توربین ژنراتور را به حرکت در می آوردو در نتیجه نیروی برق تولید می گردد .برای تولید بخار آب سوخت احتیاج داریم .آب بوسیله پمپهای مختلف از رود خانه یا چاههای عمیق به استخرهای ته نشینی انتقال می یابد و پس از تصفیه فیزیکی به تصفیه خانه می رود و پس از پالایش و کنترل شیمیایی به درون دیگ بخار راه می یابد.
سوخت نیز بوسیله پمپهای سوخت رسانی به محل کوره درون دیگ بخار منتقل می شود و بوسیله مشعلهای متعدد احتراق می یابد. سوخت نیروگاههای بخاری می تواند گاز یا مازوت ( نفت کوره) و یا هر دوی انها باشد.
ضمنا" از زغال سنگ نیز به عنوان سوخت نیروگاههای بخاری استفاده زیادی می شود ولی در ایران هنوز استفاده ندارد.و در حال حاضر از گاز مازوت استفده می شود. به همین خاطر در مواقع طراحی نیروگاهها نوع سوخت را هم در نظر می گیرند.
سوخت بوسیله مشعلهای داخل کوره آب داخل دیواره های آبی دیگ بخار را تبدیل به بخار می کند که خود مراحل مختلفی دارد.بخار حاصله از دیگ بخار یا بویلر از طریق لوله هاو کانالهای انتقال بخار به درون توربین دمیده می شودو نیروی محرکه بخار دستگاه توربین را که از سه قسمت فشار قوی، فشار متوسط و فشار ضعیف تشکیل می شود به حرکت در می آورد و ژنراتورنیز برق تولید می کند.برق تولید شده بوسیله ژنراتور از طریق ترانسفورماتور افزاینده که 20 کیلو ولت را به 400 کیلو ولت می رساند به پست نیروگاه انتقال می یابد و از آنجا نیز روانه سیستمهای توزیع جهت استفاده مصرف کنندگان می شود. [ستاری-1382]
2-1-2- نیروگاههای سیکل ترکیبی
نیروگاهی است که در آن علاوه بر انرژی الکتریکی توربینهای گازی از حرارت گازهای خروجی از توربینهای گازی جهت تولید بخار از یک دیگ بخار بازیاب استفاده شده و بخار تولیدی در یک دستگاه توربوژنراتور تولید انرژی برق می نماید.
با توجه به بازدهی کم نیروگاههای توربین گازی که مقدار زیاد ناشی از تلفات انرژی حرارتی گاز خروجی از دودکش انها می باشد متختخصصین صنعت تولید برق به این نتیجه رسیده اند که می توان با بازیافت حرارت دود خروجی از از این نیروگاهها و تولید بخار جهت استفاده در یک نیروگاه بخار اقدام به افزایش بازدهی این نیروگاه نمود . بدین ترتیب نیروگاههای سیکل ترکیبی به عنوان ترکیبی متشکل از توربینهای گازی مدار باز و بخاری وارد بازار صنعت برق گردیدند. بازدهی این نیروگاهها بالغ بر 55 در صد میگردد. که در مقایسه با بازدهی نیروگاههای بخاری و یا نیروگاههای توربین گازی بسیار بالا می باشد. بر اساس آمار سال 1383 بیش از 18 در صد از ظرفیت نصب شده زیر نظر وزارت نیرو در کشور بدون احتساب ظرفیت نیروگاههای که تنها قسمت گازی آنها فعال بوده است مربوط به نیروگاههای سیکل ترکیبی می باشد.
این نیروگاهها علاوه بر داشتن بازدهی و توان بالا دارای مزایای دیگری از قبیل راه اندازی سریع قسمتی از ظرفیت تولیدی خود (قسمت توربین گازی)برای پوشش بارهای پیک و نیز مناسب بودن برای پوشش بارهای پایه می باشند. از جمله مشکلات و معایب این نوع نیروگاهها می توان به تفاوت طول عمر واحدهای بخاری و گازی اشاره نمود. نیروگاههای سیکل ترکیبی به طور قابل ملاحظه ای نسبت به دما و فشار محیط حساس می باشند و با گرم شدن هوا قدرت عملی آنها کاهش می یابد . بدین ترتیب این نیروگاهها بخصوص در کشورهای سرد سیر و در مناطقی که دارای پیک بار زمستانی هستند مناسب می باشند. [هوشمند رحمت اله، 1380]
نیروگاههای سیکل ترکیبی بطور کلی به دو نوع با مشعل و بدون مشعل در قسمت واحد بخار خود تقسیم می گردند. در نوع بدون مشعل حرارت دود خروجی از نیروگاههای توربین گازی مدار باز در یک بازتاب حرارتی به سیال آب انتقال می یابد. بخار موجب چرخش یک توربین بخار برای تولید برق می شود. از آنجاییکه دمای گاز ورودی به توربینهای گازی با قدرت زیاد بسیار بالا و بالغ بر 1200 در جه سانتی گراد و حرارت گاز خروجی از دودکش آن بالغ بر 550 در جه سانتی گراد و دمای گاز ورودی به توربین بخار نسبتا" پایین و در حدود 600 در جه سانتی گراد می باشد ،امکان انتقال حرارت از گازهای خروجی از توربین گازی به گاز ورودی سیکل بخاری و تولید انرژی الکتریکی در سیکل واحد بخار کاملا" امکان پذیر می باشد. از آنجاییکه درسیکل ترکیبی بدون مشعل ، تنها از حرارت گاز خروجی توربین گازی برای تولید بخار استفاده می گردد.قدر ت تولید توسط واحد بخاری کم و در حدود نصف قدرت تولیدی واحد توربین گازی می باشد. به منظور افزایش قدرت سیکل بخاری می توان از گازهای خروجی چندین واحد گازی برای تولید بخار استفاده نمود.
این نوع نیروگاهها به دو صورت تک فشاره و دو فشاره موجود می باشد. در نیروگاههای دو فشاره بازیاب حرارتی دارای یک قسمت تولید بخار با فشار بالا از مجرای ورودی توربین وارد می شود ولی بخار تولید شده با فشار کم از طبقات با فشار پایین تر وارد توربین می شود .از معایب این نوع نیروگاهها وابستگی تولید واحدهای بخاری آن به واحدهای گازی اشاره نمود.
در نیروگاههای سیکل ترکیبی با مشعل وجود اکسیژن در دود خروجی توربین گازی باعث شده است که علاوه بر استفاده از انرژی حرارتی آن فکر ایجاد حرارت بیشتر بوسیله احتراق اکسیژن نیز ، توسط متخصصین صنعت برق تولید مطرح شود. در این نیروگاهها واحد توربین گازی به عنوان منبع تولید هوای احتراق عمل می نماید و هوای مورد نیاز مشعلهای مولد بخار ، بازیاب حرارتی را تامین می کند. با تعبیه مشعلها همرا با سوخت اضافی در مولد بخار ، می توان میزان فشار و دمای گرم بخار تولیدی و در نتیجه قدرت تولیدی واحدهای بخار را افزایش داد. در این نوع نیروگاهها مولد بخار می تواند با هر سوختی حتی ذغال سنگ عمل نماید در حالیکه در اتاق احتراق واحد توربین گازی می بایست سوخت با کیفیت نظیر گازوییل و یا گاز طبیعی مورد استفاده قرار گیرد. [آشنای اجمالی با نیروگاهها ، 1378]
ازدیر باز کارشناسان انرژی باور داشتند که از ترکیب حاصل از توربینهای گازی با توربینهای بخاری از نظر ترمودینامیکی به بازده بالایی دست خواهند یافت . هم چنین می دانستند با اعمال چنین ترکیبی از یک سو متوسط درجه حرارت ورودی افزایش و از سوی دیگر متوسط در جه حرارت کاهش می یابد.
همرا با روند توسعه و پیشرفت تکنیک ساخت توربینهای گازی در صنایع و کارخانه ها در اواسط ششمین دهه از عمر آن این ترکیب به تدریج جای خودرا باز کرد . هم اکنون شاهد رشد قابل ملاحظه ای در ساخت و نصب نیروگاههای چرخه ترکیبی هستیم تا جایی که در سراسر جهان بیش از 180 نیروگاه چرخه ترکیبی وجود دارد که بصورتهای زیر فعالیت می کنند.
تولیدانرژی الکتریکی
تولید انرژی الکتریکی همراه با انرژی حرارتی جهت مصارف گرمایشی
تولید انرژی الکتریکی و بخار برای مصارف مختلف صنعتی با تهیه آب شیرین در کنار دریا.
جایگزین نیروگاههای قدیمی با توربینهای گازی و استفاده از بویلر مورد دیگر بهره برداری از چرخه ترکیبی است که در آینده کاربرد آن بیشتر خواهد شد و هم چنین در فرایندهای تولید گاز از زغال سنگ و یا بویلرهای زغال سنگ و ترکیب آنها با توربینهای گازی امری متداول خواهد شد.
با ترکیب توربینهای گازی مدرن و بویلرهای بازیاب و توربینهای بخاری حدود 50 درصد به بازدهی اضافه می شود.نیروگاههایی با این سیستم بدلیل مزایایی مانند:تکامل فنی ، انعطاف پذیری در تغییرات بار ، استفاده در موقع اوج بار شبکه سهولت در نصب و راه اندازی و رسیدن به بهره برداری در مدت کوتاه مورد توجه ویژه قرار گرفته اند. علاوه بر اینها با توجه به رشد بهای سوخت ،این نیروگاهها بدلیل بالا بودن نسبی بازده بعنوان عامل اصلی بازدارنده در افزایش بهای برق و انرژی عمل می کنند.
همزمان و هنگام با پیشرفت فنی ساخت نیروگاههای گازی ایران و پیشرفت و توسعه ساخت نیروگاههای چرخه ترکیبی در جهان ، ایران نیز فعالیت خود را برای احداث نیروگاههای چرخه ترکیبی از مدتها پیش آغاز کرد و هم اکنون واحدهای گازی بسیاری از نیروگاهها در دست بهره برداری و واحدهای ترکیبی بخار آنها در دست احداث و نصب است. [ستاری-1382]
2-1- 3- نیروگاههای گازی
نیروگاهی است که در آن از انرژی حرارتی سوختهای فسیلی گاز و مایع جهت تولید گاز داغ (دود) و مصرف ان در توربینهای گازی برای تولید برق استفاده می گردد.نیروگاههای گازی از سه قسمت اصلی به نامهای کمپرسور ، اتاق احتراق ، و توربین تشکیل شده اند. توربین و کمپر سور دارای چرخ استوانه ای شکل می یاشند. که در محیط آنها در چند ردیف پره های مورب کار گذاشته اند و مابین این پره ها ، پره های ساکنی که به جدار خارجی نصب گردیده اند قرار دارند. در پره های متحرک کمپر سور ، مرتبا" به ذرات هوای ورودی به آن سرعت داده می شود و در پره های ساکن آن سرعت ایجاد شده تبدیل به فشار می گردد. در صورت وجود تعداد ردیفهای کافی پره های متحرک ، فشار سیال خروجی از کمپر سور را می توان تا چند ده برابر فشار ورودی افزایش داد. کمپر سور توسط محوری به توربین متصل می باشد و در هنگام فعالیت و بهره برداری از نیروگاه توان مصرفی ان توسط توربین تامین میگردد.در هنگام راه اندازی نیروگاه تجهیزات جداگانه ای برای راه اندازی کمپر سور نیاز می باشد. به همین دلیل معمو لا" از ماشینهای سنکرون به عنوان موتور که از شبکه و با وساطت مبدلهایی ( فرکانسهای متغیر )تغذیه می شوند ، استفاده می گردد. هوای فشرده پس از خروج از کمپرسور وارد اتاق احتراق می گردد و در انجا با سوخت ترکیب می گردد و در اثر سوختن با مواد سوختنی در جه حرارت ان بالا می رود و پس از آن به سمت توربین هدایت می شود گاز سوخته داغ و متراکم با عبور از میان پره های متحرک ساکن توربین ، کسب سرعت می نماید و با برخورد به اولین ردیف پره های متحرک ، آنها را به گردش در می آورد ودر نتیجه از انرژی جنبشی ان کاسته می گردد. در ردیف پره های بعدی نیز مجددا" فشار تبدیل به سرعت و و سرعت تبدیل به انرژی مکانیکی می گردد و به چرخ انتقال می یابد تا انکه در نهایت فشار ان به اندازه فشار جو می رسد و انبساط یافته و به خارج منتقل می گردد. موتور ژنراتور با محور توربین متصل می باشد لذا چرخش محور توربین در ژنراتور برق تولید می کند. اساس کار توربین گازی بسیار شبیه توربین بخار است ، تنها دو تفاوت عمده بین انها وجود دارد که عبارتند از :
- دمای گاز ورودی به توربین در نیروگاه گازی حدود 1200 در جه سانتی گراد می باشد که بسیار بیشتر از دمای بخار فوق گرم ورودی به توربین نیروگاه بخاری است. لذا پره های توربین گازی باید نسبت به پره های توربین بخار دارای تحمل بیشتری در برابر دماهای بالا باشند.
- در گازهای احتراق ورودی به توربین گازی ، عناصر زائدی از قبیل گوگرد ، فسفر ، وانادیوم وجود دارد که باعث خوردگی شیمیایی و مکانیکی سطح پره های توربین می شود ، این عناصر در سوخت تزریق شده به اتاق احتراق موجود می باشند. لذا استقامت پره های توربین گازی در مقابل خوردگی باید بسیار بیشتر از پره های توربین بخاری باشد. [هوشمند رحمت اله،1380]
تجهیزات اصلی این نیروگاهه شامل کمپرسور ،اتاق احتراق و توربین می باشد. محدودیت استفاده از این نیروگاهها آن است که در جه حرارت گاز نباید بیشتر از 700 در جه سانتی گراد باشد .هم چنین این نیروگاهها دارای راندمان حرارتی مناسبی نبوده و برق مصرفی کمپرسور آنها بسیار بالا است.
2-1- 4- نیروگاههای دیزلی
این نیروگاهها ساده ترین نوع ممکن است . نیروگاهی است که در آن از سوخت گاز یا مایع در سیلندرهای دستگاه استفاده کرده و انرژی مکانیکی حاصل توسط ژنراتور کوپله شده با آن به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. تجهیزات آنها عبارتند از : مخزن اصلی سوخت ، مخزن سوخت روزانه ، موتور دیزل و ژنراتور.نیروگاههای دیزلی برای ظرفیت پایین و نیز جهت تامین برق اظطراری کارخانجات صنعتی و ساختمانهای بزرگ یا تامین برق روستاها و بخشهای دور افتاده مورد استفاده قرار می گیرند .[نوهسی-1382]
2-2- قدرت اسمی نیروگاهها
منظور از قدرت اسمی قدرتی است که برای یک نیروگاه بدون در نظر گرفتن تلفات و خاموشی پیش بینی شده است. و منظور از قدرت عملی بیشترین توان یا ظرفیت قابل تولید مولد برق در محل با در نظر گرفتن محدودیتهای احتمالی طراحی و معایب جزیی واحد و شرایط محیطی می باشد. قدرت اسمی نیروگاههای وزارت نیرو در فاصله سالهای 1346 تا 1383 بیش از 39 برابر شده است . و از 934 مگا وات در سال 1346 به 36291 مگاوات در سال 1383 افزایش یافته است. از مجموع ظرفیت نصب شده نیروگاههای وزارت نیرو 93/40 درصد مربوط به نیروگاههای بخاری ، 82/18 درصد سیکل ترکیبی ، 25 درصد مربوط به نیروگاههای گازی ، 81/13 درصد مربوط به نیروگاههای آبی و 36/1 درصد مربوط به نیروگاههای دیزلی بوده است . در سال 1346 میانگین قدرت عملی نیروگاههای وزارت نیرو 91 درصد قدرت اسمی آن بوده است . این رقم در سال 1375 به حدود 3/94 درصد و در سال 1383 به 6/90 درصد تغییر یافته است. در حال حاضر بر اساس پیش بینیهای کارشناسان به منظور تامین برق مطمئن در 10 سال اینده باید ظرفیت تولید برق نیروگاههای کشور با احتساب ضریب ذخیره به 56 هزار مگا وات برسد. با توجه به اینکه هم اکنون 28 هزار مگا وات نیروگاه در کشور در دست بهره برداری است. برای تامین این میزان بار عملی باید حدود 30 هزار مگا وات نیروگاه جدید تا سال 1390 به بهره برداری برسد . یعنی علاوه بر اجرای حدود 8000 مگا وات نیروگاه آبی شروع شده که در طول 10 سال آینده به بهره برداری خواهد رسید باید 22 هزار مگاوات نیروگاه حرارتی به بهره برداری برسد. [ترازنامه انرژی ،1383]
2-3- راندمان حرارتی نیروگاه
میانگین بازده حرارتی نیروگاهها از عوامل متعددی از قبیل عمر نیروگاهها ، نوع سوخت مصرفی ، کیفیت سوخت مصرفی ، وضعیت بهره برداری ، نسبت بار تولیدی به بار نامی و میزان خروج نیروگاه از مدار تاثیر می پذیرد و از نسبت معادل حرارتی هر کیلو وات ساعت که 860 کیلو کالری می باشد به نرخ گرمایشی ویژه درصد بدست می آید. میانگین راندمان حرارتی نیروگاههای وزارت نیرو از 2/37 درصد در سال 1382 به 37 در صد در سال 1383 رسیده که به این ترتیب اندکی کاهش داشته است. راندمان حرارتی نیروگاههای بخاری در سال 1383 به 88/36 درصد رسید این شاخص برای نیروگاههای گازی 6/27 درصد و برای نیروگاههای سیکل ترکیبی 46 در صد بوده است. [ترازنامه انرژی ،1383]
2-4- ضریب بار
انرژی الکتریکی در مقیاس وسیع قابلیت ذخیره سازی چندانی ندارد از این رو برق باید به همان مقدار که مورد نیاز است تولید گردد . زمان وقوع پیک مصرف که نیاز همزمان بخشهای مختلف مصرف به اوج خود می رسد سیستم برق کشور باید برق مورد نیاز شبکه را تامین کند .در چنین حالتی نیروگاهها با حداکثر توان خود به تولید می پردازند. اوج بار تولیدی به میزان باری گفته می شود که در لحظه حداکثر نیاز سیستم تامین شده است. در سال 1383 اوج بار تولیدی در ساعت بیست و یک دقیقه روز چهارم شهریور ماه رخ داده است . در سال 1383 ضریب بار سالیانه کل کشور در حدود 2/67 در صد محاسبه شده است . ضریب بار عبارت است از نسبت بار تولید شده به حداکثر بار قابل تولید در طول یکسال می باشد. [ترازنامه انرژی ،1383]
2-5- تولید انرژی الکتریکی
تولید انرژی الکتریکی نیروگاههای کشور در سال 1383 به 166917 میلیون کیلو وات ساعت رسید که نسبت به سال گذشته حدود 5/8 درصد رشد داشته است. از این مقدار بیش از 96 درصد توسط وزارت نیرو و مابقی توسط سایر سازمانها تولید گردیده است . انرژی تولید شده علاوه بر جنبه کمی نسبت میزان تولید برق از ظرفیت نصب شده نیز افزایش یافته است . به طوریکه در سال 1346 از 849 مگا وات قدرت عملی وزارت نیرو 1842 میلیون کیلو وات ساعت برق تولید شده و در واقع از 8/24 درصد قدرت عملی نصب شده بهره برداری گردیده است. در حالیکه این رقم طی سالهای بعد افزایش یافته و در سال 1350به 4/35 درصد ، در سال 1367 به 3/43 درصد ، در سال 1377 به 5/52 درصد و در سال 1383 به 7/55 درصد افزایش یافته است. [ترازنامه انرژی ،1383]
2-6- مصرف داخلی و تلفات
بخشی از انرژی تولید شده در هر نیروگاه برای استفاده در تجهیزات و ماشین آلات همان نیروگاه به مصرف می رسد. به همین جهت انرژی تحویل شده به شبکه های انتقال در خروجی نیروگاهها ، کمتر از مقداری است که وسایل اندازه گیری مولدها نشان می دهند. تفاوت بین انرژی تحویل شده به شبکه های انتقال ( تولید ویژه ) با تولید ناویژه نیروگاه ، مصارف داخلی نیروگاه را نشان می دهد.در سال 1383 مصارف داخلی نیروگاههای وزارت نیرو 3/4 درصد تولید ناویژه را به خود اختصاص داده است. همچنین در این سال بخشی از انرژی برق تولید شده در شبکه های فوق توزیع و توزیع به صورت گرما تلف شده است. سهم تلفات انتقال ، فوق توزیع و توزیع در این سال 74/18 درصد تولید ناویژه بوده است. [ترازنامه انرژی ،1383]
2-7- میزان مصرف برق در ایران
در ایران مصرف برق به بخشهای مختلف خانگی ، تجاری ، صنعتی و روشنایی معابر تفکیک شده است. سهولت انتقال برق از نقطه ای به نقطه دیگر ، آسان بودن آن کاربرد آن ، وجود دستگاههای مختلفی که با برق کار می کنند و قابلیت بالای تبدیل انرژی الکتریکی به انواع دیگر انرژی بدون بر جای گذاشتن مواد زاید ، موجب ارجحیت مصرف این حامل انرژی نسبت به سایر حاملها گردیده است. برق مصرفی کشور در سال 1383 که میزان آن 8/124461 میلیون کیلو وات ساعت می باشد توسط نیروگاههای آبی ، گازی ، سیکل ترکیبی ، دیزلی ، بادی و خورشیدی وزارت نیرو تامین گردیده است. هم چنین سازمان انرژی اتمی ایران در این سال با در اختیار داشتن نیروگاههای بادی و خورشیدی 7/39 میلیون کیلو وات ساعت برق تولید کرده است. با توجه به اینکه نیروگاههای بادی این سازمان به شبکه سراسری برق متصل می باشند لذا رقم مزبور در آمار برق تامین شده توسط وزارت نیرو لحاظ گردیده است.مصرف برق در بخش خانگی در سال 1383 با رشدی معادل 7/6 درصد نسبت به سال ماقبل به میزان 1/40564 میلیون کیلو وات ساعت برق مصرف کرده است. بخش صنعت دومین رتبه را از لحاظ سهم مصرف برق در بین بخشهای مختلف دارا بوده است . در این سال کل برق مصرفی صنایع بالغ بر 7/45074 میلیون کیلو وات ساعت گردید که 8/34 درصد کل مصرف نهایی برق کشور را به خود اختصاص داده است .وزارت نیرو حدود 1/85 درصد آن یعنی معادل 8/40247 میلیون کیلو وات ساعت را تامین کزده است که نسبت به سال ماقبل آن 8/8 درصدرشد نشان داده است.مصرف برق در بخش عمومی 15021 میلیون کیلو وات می باشد که با رشد 3/9 درصدی ، 6/11 درص از کل مصرف نهایی برق کشور را شامل گردیده است.در بخش تجاری مصرف برق به 7/7862 میلیون کیلو وات ساعت بالغ گردید که در حدود 1/6 درصد از کل مصرف نهایی برق را کشور را شامل می گردد. مهمترین مصرف برق در بخش کشاورزی مربوطبه راهاندازی موتور پمپهای کشاورزی جهت آبیاری مزراع و باغها می باشد. با افزایش قیمت سوختهای فسیلی و مصارف روز افزون انها در داخل کشور شرکت شرکت توانیر تا پایان 1383 موتور پمپهای 107287 حلقه چاه کشاورزی را برقی نموده است. و مصرف برقبه 15489 میلیون کیلو وات ساعت رسید که نسبت به سال قبل دارای رشدی 7/10 درصدی دشته استو حدود 12 در صد از کل مصرف نهایی برق را به خود اختصاص داده است. در بخش حمل و نقل با در اختیار داشتن 65 دستگاه اتوبوس برقی در حدود 7/7 میلیون کیلو وات ساعت برق مصرف نموده است هم چنین میزان برق مصرفی مترو در این سال در حدود 82 میلیون کیلووات ساعت بوده است. [ترازنامه انرژی ،1383]
2-8- سوخت مصرفی نیروگاهها
سوختهای فسیلی شامل زغال سنگ ،نفت کوره ، گازوئیل ، و گاز طبیعی ، حاملهای انرژی مصرفی نیروگاهها هستند. مقادیر زیادی از انرژی مصرفی به نیروگاههای حرارتی اختصاص دارد.لذا انتخاب سوخت مناسب برای نیروگاهها با توجه به معیارهای اقتصادی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند. انتخاب نوع سوخت برای نیروگاهها به پارامترهایی از قبیل میزان هزینه هر یک از انواع سوخت ، موقعیت جغرافیایی نیروگاه ، قابلیت دسترسی ، میزان آلودگی زیست محیطی و سیاستهای میان مدت و بلند مدت حاکم بر بخش انرژی بستگی دارد.در سال 1383 سوخت نفت گازو نفت کوره و گاز طبیعی مصرفی نیروگاههای حرارتی وزارت نیرو به ترتیب 2/52 ، 2/16 و 0/8 درصد نسبت به سال گذشته افزایش داشته است. هم چنین در این سال کل انرژی حرارتی سوختهای مصرف شده معادل 350970 میلیارد کیلو کالری بوده است. به عبارت دیگر به منظور تولید ناویژه هر کیلو وات ساعت برق ، 2350کیلو کالری سوخت مصرف شده است. جدول زیر میزان سوخت مصرفی هر یک از نیروگاهها را نشان می دهد.
جدول (2-1)-میزان سوخت مصرفی هر یک از نیروگاهها به ازای یک کیلو وات ساعت برق در سال 1382 [آمار تفصیلی صنعت برق 1382]
نوع نیروگاه سوخت مصرفی
گازوئیل(لیتر) نفت کوره (لیتر) گاز طبیعی( مترمکعب)
گازی
بخاری
سیکل ترکیبی 055/0
00044/0
010/0 -
058/0
- 313/0
201/0
208/0
2-8- 1- آلاینده های حاصل از سوختهای مصرفی نیروگاهها
بطور کلی سوخت مصرفی نیروگاهها از انواع مختلف می باشد. در میان سوختهای فسیلی زغال سنگ حاوی بیشترین مقدار ترکیبات گوگردی می باشد. سالیانه 150 میلیون تن از ترکیبات گوگردی در اثر فعالیتهای بشری به جو وارد می شود که 90 درصد این مقدار از احتراق سوختهای فسیلی می باشد.جدول زیر مقدار انتشار آلاینده ها از جمله اکسیدهای گوگرد ، اکسیدهای ازت ، اکسیدهای کربن ، هیدرو کربنها و ذرات معلق را نشان می دهد.
جدول (2-2-) - میزان آلاینده ها ی سوخت های نیروگاه (بر حسب تن) هر 1000 بشکه معادل نفت خام [ تراز نامه 82، 1383]
آلاینده
سوخت SPM CH SO3 CO2 SO2 NOX
گازوئیل 2/0 0 0 411 4/2 8/0
نفت کوره 1/0 1/0 1/0 424 7/6 7/0
گاز طبیعی 0 0 0 75/338 0 5/0
جدول(2-3)-میزان انتشار گازهای آلاینده و گلخانه ای از نیروگاههای کشور در سال 1382(تن)
[ترازنامه انرژی-1382]
NOx SO2 CO2 SO3 CO CH SPM
123953 254413 81268496 3884 171 4168 13427
2-8- بررسی اثرات گاز آلاینده دی اکسید گوگرد
ازآنجاییکه دی اکسید گوگرد مهمترین گاز منتشره از نیروگاهها می باشد .لذا به بررسی این گاز آلاینده و اثرات آن پرداخته می شود.
2-8-1- خصوصیات گاز دی اکسید گوگرد
اکسیدهای گوگرد یکی از مهمترین مواد الوده کننده اتمسفر می باشد که بوسیله احتراق مواد سوختی بویژه در نیروگاههای الکتریسیته که دارای سوخت فسیلی هستند حاصل می گردند. انیدرید سولفورو ، یک گاز بدون رنگ و غیر قابل اشتعال است. غلظت لازم برای تشخیص مزه آن بین 3/0 تا یکPPM در هوا می باشد. و آستانه بو در حدود 5/0 قسمت در میلیون است. این گاز دارای بویی تند و تحریک کننده می باشد. جدول زیر خصوصیات فیزیکی دی اکسید گوگرد را نشان می دهد. دی اکسید گوگرد هم چنین با آب ترکیب شده و بصورت زیر تولید اسید سولفوریک می کند.
SO2 + H2O =H2SO3
تری اکسید گوگرد (انیدریک سولفوریک)با بخار آب ترکیب شده وتشکیل اسیدسولفوریک می دهد.
SO3 +H2O = H2SO4
پایین بودن غلظت انیدرید سولفوریک در هوا در فاصله ای نسبت به منابع آلوده کننده بدین معنی نیست که مقدار SO2 منتشر شده کم بوده و یا اصلا" وجود نداشته است. بلکه همانطور که در بالا نشان داده شده این خود می رساند که SO2 به سولفات و اسید سولفوریک تبدیل گردیده است. بنابراین غلظت نمکهای سولفات و اسید سولفوریک نیز باید اند زه گیری شود. اکسیداسیون انیدرید سولفورودر حضور اکسیدها و یونهای فلزی رطوبت نسبی و برای اکسیداسیون فتوشیمیایی آفتاب تحت تاثیر قرار می گیرد.[غیاث الدین ،منصور -1377 ]
جدول (2-4)- خصوصیات فیزیکی دی اکسید گوگرد [غیاث الدین ،منصور -1377 ]
وزن ملکولی 06/64
دانسیته گرم بر لیتر 927/2 درجه سانتی گراد و فشار یک اتمسفر
جرم مخصوص مایع 434/1 در 10- سانتی گراد
حجم ملکولی مایع میلی لیتر 44
نقطه ذوب 46/75-
درجه حرارت بحرانی 02/10-
فشار بحرانی اتمسفر 2/157
گرمای فیوژن،کیلوکالری به مول 7/77
گرمای تبخیر ، کیلو کالری به مول 769/1
ثابت دی الکتریک واحدهای عملی 69/5
ویسکوزیسته دین ثانیه به سانتی متر مربع 8/13 در صفر درجه سانتی گراد و 0039/0در صفر درجه سانتی گراد
وجود هیدرو کربورها و اکسیدهای ازت نیز بر سرعت فتو اکسیداسیون آن اثر می گذارد. مراحل فتوشیمیایی می تواند تحت تاثیر یکی از آئروسلهاب تشکیل شده اسید سولفوریک است که آب را جذب و تولید میست اسید سولفوریک می نماید. که قادر است میزان دید را به مقدار زیادی کاهش دهد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 57 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله پایان نامه بررسی هزینه اجتماعی گاز SO2 از نیرو گاه شهید رجایی