ایرانی‌ها از پسِ "عملیات ناممکن" برآمدند

به گزارش گروه خبری پرتال تجارت و به نقل از تسنیم، یکی از بخش‌های مهم واحدهای حرارتی تولید برق، برج‌های خنک کننده (Cooling tower) است. آبی که از کندانسور یک نیروگاه عبور می‌کند، باید خنک شود که این کار با استفاده از برج‌های خنک‌کن صورت می‌گیرد.

برج خنک کننده در واقع یک دودکش بزرگ است که در پایین هوای سرد را به درون خود می‌کشد و پس از انتقال حرارت بین هوای سرد و آب گرمی که از کندانسور به برج خنک کننده منتقل شده، در بالا هوای گرم را تخلیه می‌کند.

اساس کار تمام برج‌های خنک کننده بر مبنای ایجاد سطح تماس بیشتر بین جریان آب گرم و هوای سرد و در نتیجه تبادل حرارتی بین این دو است که برج‌های خنک کننده به‌لحاظ نوع تماس آب و هوا به دو گروه برج‌های تر (مدار باز) و برج‌های خشک (مدار بسته) تقسیم می‌شوند.

در زمان انجام مطالعات برای ساخت نیروگاه مشخص می‌شود که از چه نوع برجی می‌توان استفاده کرد، اگر محل نیروگاه به‌اندازه کافی به منابع آبی دسترسی داشته باشد از برج‌های خنک کننده تر که نسبت به برج‌های خنک کننده خشک ارزان‌تر تمام می‌شود و بازدهی بیشتری دارد استفاده می‌شود و اگر منابع در دسترس آبی در محل احداث نیروگاه کافی نباشد، برج‌های خنک کننده نیروگاه حرارتی به‌صورت برج خشک ساخته می‌شود.

در نیروگاه حرارتی شهید مفتح همدان در زمان احداث نیروگاه، طراحی برج‌های خنک کننده به‌صورت برج تَر صورت گرفته بود. در سال 1360 به‌دنبال رشد مصرف در غرب کشور و افت ولتاژ در این منطقه، وزارت نیرو مطالعه یک نیروگاه هزار مگاواتی را به شرکت توانیر واگذار کرد تا در غرب کشور که تا آن زمان هیچ نیروگاهی نصب نشده بود، آن را احداث کند.

مطالعات این نیروگاه تا سال 61 انجام شد و با توجه به شرایطی که در منطقه دشت فامنین وجود داشت، از جمله نزدیکی به خط انتقال گاز، نزدیکی به شاهراه‌های انتقال سوخت مایع، وفور آب در منطقه و... این دشت به‌عنوان نقطه ساخت نیروگاه همدان انتخاب شد و از آنجایی که آب در این دشت به‌وفور یافت می‌شد، سیستم‌های خنک کننده نیروگاه بر اساس برج تَر در نظر گرفته شد.

به‌گفته «امیر نریمانی» مدیرعامل نیروگاه شهید مفتح همدان، در سال 61 وفور آب در این منطقه به‌حدی بود که برخی از زمین‌ها به‌خاطر نیاز به زهکشی به‌صورت بایر رها شده بودند و قابل کشت نبودند و تصور می‌شد با احداث نیروگاه و برداشت آب از منابع زیرزمینی کار زهکشی هم خود به خود انجام می‌شود.

وضعیت 32ساله بارش‌های منطقه در مطالعه ساخت نخستین نیروگاه هزار مگاواتی غرب کشور مورد توجه قرار گرفته بود و نشان می‌داد که تا 20 میلیون مترمکعب برداشت سالیانه آب توسط نیروگاه، هیچ مشکلی برای منطقه و نیروگاه ایجاد نمی‌کند، غافل از اینکه در سالهای بعد شرایط اقلیمی به‌شدت تغییر می‌کند و بارشها به‌شدت کم می‌شود.

کاهش بارش‌ها در دو دهه اخیر از یک سو و برداشت‌های بی‌رویه از منابع زیرزمینی آب منطقه از سوی دیگر موجب شد تا نیروگاه شهید مفتح همدان با مشکل کمبود دسترسی به آب برای ادامه فعالیت مواجه شود، ازاین‌رو تصمیم گرفته شد تا با انجام اقدامی بی‌سابقه در جهان، برای نیروگاهی که در مدار بهره برداری است، اقدام به طراحی و ساخت برج خنک کننده خشک شود و واحدهای حرارتی نیروگاه به‌صورت برج ترکیبی خشک و تر درآید.

در جهان واحدهای خنک کننده ترکیبی وجود دارد اما طراحی واحدهای ترکیبی نیز پیش از به مدار بهره برداری آمدن واحد و در زمان ساخت یک واحد حرارتی صورت می‌گیرد و اینکه در زمان در مدار بودن یک واحد حرارتی تولید برق، تغییر در ساختار برج‌های خنک کننده ایجاد شود و برج کننده از تَر به خشک یا ترکیبی تبدیل شود، برای اولین بار در جهان در استان همدان ایران مورد توجه قرار گرفت.

برای این کار مکاتباتی با شرکت‌های مطرح سازنده برج‌های خنک کننده نیروگاهی در سطح جهان صورت گرفت که برخی تغییر در ساختار برج‌های خنک کننده برای واحد در مدار بهره برداری که تمامی تجهیزات آن بر اساس کارکرد با برج تَر طراحی و نصب‌شده را غیرممکن دانستند و برخی با ابراز تعجب از چنین طرحی و اشاره به شرایط تحریمی علیه ایران، جواب مکاتبات ایران را ندادند.

وزارت نیرو پس از اینکه جوابی از شرکت‌های بین المللی نگرفت، با بررسی توانمندی‌های موجود در داخل کشور، با همکاری چند شرکت و دانشگاه ایرانی اقدام به طراحی این فرآیند کرد.

طراحی بنیادی این تغییر ساختار توسط شرکت‌ها و دانشگاههای داخلی از سال 83 شروع شد. در سال 90 در حالی که طراحی این ساختار و طراحی جزئیات اجرایی آن با موفقیت توسط متخصصان داخلی به انجام رسیده بود و کار اجرایی آن در دست انجام بود، ظرفیت تولید برق نیروگاه شهید مفتح همدان به‌دلیل کمبود شدید آب در دشت فامنین و کارکرد ناقص برج‌های تَر نیروگاه به کمتر از نصف رسید و در سال 90 تولید برق در این نیروگاه با 45 درصد ظرفیت انجام شد.

روند افت تولید در نیروگاه شهید مفتح همدان ادامه پیدا کرد و در سال 93 میزان ظرفیت عملی تولید برق در این نیروگاه به 30 درصد ظرفیت اسمی رسید و در خرداد 94 تنها 20 درصد از ظرفیت نیروگاه برای تولید برق قابل استفاده بود.

با به مدار بهره برداری آمدن برج خشک واحد اول نیروگاه در مرداد 94 و تبدیل سیستم خنک‌کن واحد اول نیروگاه شهید مفتح همدان از حالت برج تَر به استفاده از برج تَر موجود و برج ترکیبی با مبدل، موجب شد تا استفاده از ظرفیت‌های واحد اول 250 مگاواتی این نیروگاه نزدیک به ظرفیت اسمی محقق شود.

این کار که با هزینه‌ای 55 میلیارد تومانی انجام شده، برای واحد دوم نیروگاه نیز در دست انجام است. نیروگاه شهید مفتح همدان 4 واحد 250 مگاواتی دارد که مقرر شده یک به یک برای تمامی واحدها، این سیستم پیاده سازی و اجرا شود.

با بهره برداری از این سیستم و نصب و بهره برداری از آن در هر 4 واحد نیروگاه، میزان مصرف آب هر واحد نیروگاه به 600 هزار مترمکعب کاهش می‌یابد و بدین ترتیب سالانه 80 درصد، معادل 2 میلیون و 400 هزار  مترمکعب در مصرف آب هر واحد صرفه‌جویی می‌شود؛ این درحالی است که میزان مصرف پیشین آب این نیروگاه با سیستم تَر حدود 3 میلیون مترمکعب در هر واحد بوده است.