به‌کارگیری استراتژی دوربرد چرخه ترکیبی در ایران

در سال ۲۰۰۳ وزارت نیروی ایران نیروگاه چرخه تركیبی ۱۰۰۰ مگاوات فارس را افتتاح كرد. این یكی از طرح‌های چرخه تركیبی برای كاهش آلودگی هوا و مبارزه با كمبود برق در كشور است.
توسعه تولید برق تمیز و كارآمد هدف كلیدی وزارت نیروی ایران است. این نهاد اولویت را به توسعه نیروگاههای چرخه تركیبی داده كه نه تنها باعث كاهش آلودگی هوا شده بلكه موجبات استفاده بهینه از منابع فراوان گاز طبیعی كشور را فراهم می‌كند.
یكی از كارخانه‌هایی كه به چرخه تركیبی تبدیل شده نیروگاه فارس در استان فارس است.این نیروگاه بخشی از راهبرد مصممانه كشور در افزایش چشمگیر توان تولید برق است.
●بخش برق ایران: بیشتر بخش تولید برق ایران در تملك و تحت اداره وزارت نیرو از طریق سازمان اجرایی آن توانیر (سازمان مدیریت و انتقال برق) و شركت‌های وابسته به آن است. این شركت‌های وابسته شامل ۱۶ شركت برق منطقه‌ای، ۳۰ شركت مدیریت تولید، ۴۲ شركت توزیع، سازمان توسعه برق ایران و شركت مدیریت پروژه‌های نیروگاهی ایران (مپنا) و چند شركت دیگر است. غیر از این بیش از ۷۵۰ شركت در بخش الكتروتكنیك، ساخت تجهیزات و خدمات مورد شناسایی توانیر قرار دارند. درصد كمی از ظرفیت تولید متعلق به كارخانه‌های صنعتی، شماری سازمان‌های دولتی و بخش خصوصی است.
در سال ۲۰۰۱ ظرفیت نصب شده در ایران ۳۱ گیگاوات بود اما با پیش‌بینی متوسط رشد سالانه تقاضا به میزان ۸-۶ درصد طی ده سال پس از آن دولت در صدد ایجاد ظرفیت‌های جدید (حرارتی و آبی) است. تا مارس ۲۰۰۴ برنامه‌ریزی شد كه سه گیگاوات ظرفیت جدید وارد مدار شود. هدف، افزودن ۳۰ گیگاوات به ظرفیت‌ها طی ده سال است. هدف بلندمدت‌تر رساندن ظرفیت نصب شده به ۹۶۰۰۰ مگاوات تا سال ۲۰۲۰ است. به سخن دیگر تا آن زمان باید حدود ۶۰۰۰۰ مگاوات به ظرفیت‌ها اضافه شود.
این ظرفیت به ۹۶ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری نیاز دارد. به این دلیل وزارت نیرو در صدد ترغیب بخش خصوصی داخلی و خارجی برای تامین مالی طرح‌های مستقل برق (IPP) در قالب طرح‌های BOT (ساخت، بهره‌برداری، انتقال) است.
●پروژه فارس: فارس نیروگاهی چرخه تركیبی به ظرفیت ۱۰۰۰ مگاوات در استان فارس نزدیك شیراز در جنوب ایران است. سازمان توسعه برق ایران (IPDC) وابسته به شركت توانیر ساخت این پروژه رابه مپنا به عنوان پیمانكار EPC واگذار كرد. جمعیت استان فارس حدود ۵/۴ میلیون نفر یا ۳/۶ درصد جمعیت ایران است. با در نظر گرفتن شاخص‌های مثبت اقتصادی و اجتماعی استان فارس، این استان توان بالقوه بالای توسعه صنعتی و اقتصادی را دارد. بخش مهمی از مصرف برق دراستان فارس مربوط به بخش كشاورزی است. با وجود این بخش صنعت در شاخه‌های مختلف – مثل صنایع شیمیایی، پتروشیمیایی و مخابراتی- از توسعه مناسبی بهره‌مند شده است. بیشتر كارخانه‌ها وشركت‌ها شامل سازنده لاستیك خودرو، سیمان، صنایع شیمیایی، پالایشگاه و صنایع خانگی است. با رشد این صنایع تقاضای انرژی برق مسلماً افزایش چشمگیر خواهد داشت. نكته قابل توجه آن است كه با توجه به تراكم جمعیتی نسل جدیدشركت‌های تولیدی باید كم‌ترین آثار (مخرب زیست‌محیطی) را داشته باشد. به این دلیل ایجاد كارخانه‌های تولیدی بخاری با سوخت سنگین فسیلی مورد مخالفت قرار گرفته و كارخانه‌های توربین گازی برگزیده شده است.
شركت توانیر در صنعت‌برق تاریخی دیرینه دارد. تجربه این شركت در زمینه نیروگاه‌های چرخه تركیبی توسط سازمان توسعه برق ایران از گیلان (با سه واحد) و قم (دو واحد) شروع شد. تجربه به دست آمده از ایجاد این نیروگاه سبب شد تا سازمان توسعه برق ایران استراتژی خود را متوجه ساخت و گسترش نیروگاه‌های چرخه تركیبی كند. این سازمان قرارداد تبدیل (گسترش) شش نیروگاه را به چرخه تركیبی شامل ۱۴ واحد با مپنا امضاء كرد. این شش نیروگاه عبارتند از: منتظرقائم(سه واحد)، فارس (سه واحد)، شهید رجایی (سه واحد)، خوی (یك واحد)، نیشابور(سه واحد) و شریعتی (یك واحد) كه ظرفیت آنها بین ۱۱۰-۹۵ مگاوات شود. این پروژه در سال ۲۰۰۳ تكمیل و وارد شبكه سراسری شد.
اگر چه در حال حاضر با وجود نیروگاه‌های فعال در فارس اضافه ظرفیت وجود دارد اما ساخت پروژه‌های جدید تولید در این منطقه به دلیل كمبود برق در اوج مصرف تابستان اجتناب‌ناپذیر است. آمار موجود نشان می‌دهد كه حداكثر اوج بار ۲۳۶۰ مگاوات در تابستان در زمانی است كه مجموع ظرفیت نصب شده ۱۸۰۰ مگاوات است. به هر صورت با نیاز فصل‌های اوج و با توجه به افزایش تقاضای صنایع بزرگ در استان، شركت برق منطقه‌ای فارس از شركت‌های همجوار خود نزدیك ۵۳۰ مگاوات برق خریداری كرده است. (رقم مربوط به سال ۲۰۰۴ است). با توجه به تقاضای برق و توسعه آینده ظرفیت تولید وپروژه‌های در دست ساخت، در سال ۲۰۰۸ همچنان ۴۰۰۰ مگاوات كمبود ظرفیت وجود خواهد داشت.
با پروژه گسترش ظرفیت چرخه تركیبی در استان فارس كه در سال ۱۹۹۲ شروع شد بیش از هزار مگاوات به ظرفیت شبكه ملی اضافه شده است. ظرفیت این پروژه ۳/۱۰۳۵ مگاوات شامل شش توربین گازی GEFrameqE هر یك به ظرفیت ۴/۱۲۳ مگاوات و سه واحد توربین بخاری هر یك با خروجی ۳/۹۸ مگاوات است.
آرایش نیروگاه چرخه تركیبی فارس ۱+۲+۲ واحد چرخه تركیبی است، یعنی دو واحد توربین گازی با دو ژنراتور بازیافت حرارتی بخاری (HRSGs) و یك توربین بخاری به عنوان چگالنده است. گاز طبیعی سوخت اصلی نیروگاه و سوخت دوم سوخت دیزلی به عنوان پشتیبان است. مشخصه انتشار NOX (بر مبنای استاندارد IEPO) برای این نیروگاه PPM۳۵۰ است.هزینه ریالی پروژه ۶۳۶ میلیارد ریال و هزینه ارزی ۳۳۵ میلیون دلار است.
فاز آخر توربین گازی در مارس ۱۹۹۷ و فاز آخر بخاری در فوریه ۲۰۰۲ به مدار آمدند. تجهیزات اصلی نیروگاه از شركت‌هایی از آلمان، كره جنوبی، اسپانیا، چین و اتریش تحت مدیریت مپنا به عنوان پیمانكار اصلی تامین شد. مهندسان مشاور پروژه شركت‌های ایرانی «مشانیر» و «قدس‌نیرو» بودند. چند شركت عمده دیگر ایرانی به عنوان پیمانكار فرعی مپنا در طرح شركت داشتند.
▪عرضه‌كننده توربین / ژنراتور بخاری زیمنس آلمان و پارس ژنراتور ایران بودند كه شركت ایرانی یكی از شركت‌های بزرگ وابسته به مپناست كه با سازندگان داخلی ژنراتور همكاری می‌كند.
▪عرضه‌كننده بویلر دوسان كره و MASBA ایران سازنده عمده بویلر ایران بودند.
▪سیستم‌های خنك‌كننده از شركت‌های مختلف ازجمله MCEC چین و «سانتیگراد» ایران تامین شد.
▪تجهیزات ترانسفورمر CMEC چین و ایران ترانسفو تحت لیسانس KWU بودند.
یكی از اصلی‌ترین جنبه‌های استراتژی تامین تجهیزات انتقال تكنولوژی و تجربه‌های فنی به سازندگان محلی بود.
●آینده: با توجه به فراوانی گاز طبیعی در ایران و تاثیر (مخرب) زیست‌محیطی اندك نیروگاههای چرخه تركیبی قلب برنامه‌های آینده وزارت نیرو است. ساخت نیروگاه‌های چرخه تركیبی، گذشته از كمك به تامین نیازها باعث صرفه‌جویی ۳۰ میلیون دلار ارز و ۷۵۰ میلیون مترمكعب گاز در سال خواهد شد. پیاده‌سازی طرح‌های نیروگاهی چرخه تركیبی، فازبندی ظرفیت‌های جدید را باتوربین‌های گازی در حال كار با چرخه باز میسر می‌كند.
سازمان توسعه برق ایران قرارداد PEC برای نصب ۲۲ واحد چرخه تركیبی با مپنا امضا كرده است. توربین‌های گازی مورد استفاده مدل زیمنس V۹۴.۲A (غیر از نكا، یزد و دو واحد كازرون) است. این واحدها در هشت نیروگاه نصب خواهد شد. كار ساختمانی پروژه‌ها از سال ۲۰۰۴ آغاز شده ونام آنها عبارتند از: نكا(دو واحد)، یزد(یك واحد)، كازرون (سه واحد)، كرمان(چهار واحد)، دماوند (شش واحد)، سنندج (دو واحد)، شیروان(دو واحد) و جنوب اصفهان (سه واحد) به این ترتیب تا پایان سال ۲۰۰۷ تعداد واحدهای چرخه تركیبی در كل كشور به ۴۱ خواهد رسید.

مجله میدل ایست انرژی : ژوئیه ۲۰۰۴

منبع : مجله بولتن بین الملل