مسیر نیروگاهی ایران از توربین های کلاس E تا H / نکته‌ای که در برنامه‌ریزی مسئولان مغفول ماند

همزمان با آغاز فرآیند انتقال دانش توربین های کلاس F به ایران، برخی قراردادهای جدید ساخت نیروگاه با توربین های کلاس H در حال نهایی شدن است که ممکن است در وهله فعلی هزینه های استفاده از توربین های کلاس H از دستاوردهای آن برای صنعت برق کشور بیشتر باشد.

کد خبر: ۱۲۲۰۰۹۸

تاریخ: ۰۷ اسفند ۱۳۹۵ - ۱۴:۵۳

به گزارش خبرگزاری دانا، حدود 4 دهه است که توربین‌های کلاس E در صنعت نیروگاهی جهان به کار گرفته می شوند. این توربین‌ها که در دهه 80 میلادی دستاوردی جدید در صنعت نیروگاهی محسوب می شدند ، توانستند خیلی زود جای خود را در بخش تولید نیروی برق حرارتی باز کنند ، طوری که هم اکنون بخش عمده‌ای از تولید برق کشورهای در حال توسعه در بخش حرارتی از این کلاس از توربین ها تأمین می شود.

ایران نیز مستثنی از این امر نیست و از 16 سال پیش به عرصه ساخت توربین های کلاس E ورود کرده است. در 16 سال گذشته، توربین های کلاس E با به روزسازی و ارتقای توان مستمر ، نقش پررنگی در تولید نیروی برق کشور داشته اند. این نوع توربین ها در حالت ساده گازی راندمانی 36 درصدی و در حالت سیکل ترکیبی راندمانی 54 درصدی برای نیروگاه مهیا می کنند.

کشورهای توسعه یافته در صنعت نیروگاهی جهان ، با ارتقای توان توربین های کلاس E ، تعریف توربین های موسوم به کلاس F را در برنامه قرار دادند به طوری که در دهه 90 میلادی و در حالی که استفاده از توربین‌های کلاس E به شدت گسترش یافته بود ، چنانکه 80 درصد تولید نیروی برق حرارتی در واحدهای گازی با استفاده از توربین های کلاس E تأمین می شد ، ساخت و بهره برداری از توربین های کلاس F که دانشی نو محسوب می شدند سهمی کمتر از 20 درصد را به خود اختصاص می داد.

توربین‌های کلاس E دو دهۀ پیش، سهم شایان توجهی در تولید برق حرارتی در سراسر جهان و به ویژه در کشورهای توسعه‌ یافته داشتند. انتقال دانش فنی ساختِ این توربین ها هر چند با تاخیری یک دهه‌ ای به ایران رسید ، اما ظرفیت تولید برق کشور را افزایشی چشمگیر داد و دغدغۀ کم‌ برقی را که در سراسر دهۀ 1360 بر کشور سایه انداخته بود ، تا حدود زیادی مرتفع کرد.

در اواخر دهۀ 1370 و اوایل دهۀ 1380 دانش ساختِ این کلاس از توربین در تعامل با صاحبان این دانش یعنی شرکت های بین‌المللی چون زیمنس به ایران وارد شد و در اختیار شرکت‌ های توانمندی چون گروه مپنا قرار گرفت. ظرفیت‌ های داخلی متعدد اعم از منابع انسانی ماهر و آموزش‌ دیده تا تجهیزات و ماشین‌ آلات پیشرفته‌ ای که در این سال‌ها و در تعاملات تنگاتنگ میان شرکت‌ های داخلی و خارجی ایجاد شد و توسعه یافت ، صنعت برق ایران را به نقطۀ خودکفایی و بی‌نیازی رساند.

* صنعت برق به لطف دانش بومی سازی شده از نفس نیفتاد

دستاورد این تدبیر ، یک دهه بعد خود را بیش از هر زمان دیگری نشان داد ؛ زمانی که تحریم‌ های بین‌المللی صنعت انرژی ایران را نشانه گرفته بود و تهدیدهایی جدی را متوجه توان داخلی کشور کرد ، در حالی که برخی صنایع عمدتاً وابستۀ کشور در غیاب شرکت های بین المللی از نفس می افتادند ، صنعت توسعه یافته برق به لطفِ دانش بومی‌ سازی شده در شرکت‌ های دانش بنیان ، قادر به پاسخگویی به تمامی نیازهای موجود در داخل بود و دورانی را از سر گذراند که حتی یک روز خاموشی در آن ثبت نشد.

حالا و در شرایطی که فضای تهدید و تحریم در مناسبات خارجی کمرنگ شده ، فرصت های دیگری برای به روز رسانی و توسعه دانش ملی در تعامل با شرکت‌ های بین‌ المللی فراهم شده است. این‌ بار قراردادهای معطوف به انتقال دانش و فن آوری ساخت توربین‌ های کلاس F می‌تواند جهش تکنولوژیک دیگری در صنعت برق را موجب شود و با ارتقای راندمان و افزایش بهره‌ وری ، کشور را از ساخت نیروگاه های جدید و تحمیل هزینه‌های سنگین ، بی‌ نیاز کند.

سهم بندی بین توربین های کلاس E وF در اواخر دهه 90 میلادی و در حالی که در آستانه ورود به قرن بیست و یکم قرار گرفتیم ، دستخوش تحول شد و با گسترش سریع توربین های کلاس F به عدد 50 درصد رسید تا دو شرکت جنرال الکتریک امریکا و زیمنس آلمان در زمینه تولید و توسعه بهره‌برداری از این کلاس توربین حرارتی ، یکه تازی کنند.

* توجه مسئولان به داخلی سازی تکنولوژی توربین های کلاس F

یکه تازی این دو رقیب در تولید توربین های کلاس F در حالی ادامه یافت که در سال‌های ابتدایی قرن بیست و یکم تولید کنندگان دیگری نیز با برخورداری از تکنولوژی این دو شرکت اقدام به تولید این توربین ها کرده و به فروش آن به نقاط مختلف دنیا اقدام کردند. در ایران نیز در سال های اخیر دستیابی به تکنولوژی توربین‌های کلاس F مورد توجه مسئولان صنعت برق کشور قرار گرفته است.

«حمید چیت چیان» وزیر نیرو سال گذشته در اختتامیه ششمین کنفرانس صنعت نیروگاه‌های حرارتی در این خصوص گفت:‌ "افزایش راندمان نیروگاه های حرارتی از برنامه های اصلی صنعت برق کشور است. در این زمینه در مذاکرات با مدیران مپنا به‌ گونه ای برنامه ریزی کرده ایم که فراتر از تولید توربین های کلاس E ، ساخت توربین‌ های کلاس F و H مورد توجه قرار گیرد تا راندمان نیروگاه ها افزایش یابد. طبق مطالعات ما در وزارت نیرو ، اگر از توربین های کلاس F استفاده کنیم ، تمام سرمایه گذاری های انجام شده از محل صرفه جویی در مصرف گاز در مدت 20 سال مستهلک خواهد شد."

پیرو همین برنامه ریزی وزارت نیرو ، اسفند ماه سال گذشته در دیدار «حمید چیت‌چیان»، وزیر نیروی جمهوری اسلامی ایران و «زیگمار گابریل» وزیر اقتصاد و انرژی آلمان ، قرارداد همکاری بین شرکت های گروه مپنای ایران و زیمنس آلمان برای ساخت توربین های کلاس F به امضای مدیران ارشدِ این دو شرکت رسید.

*برداشتن نخستین گام با ورود اولین محموله توربین کلاس F به ایران

با امضای این قرارداد پنج ساله ، نخستین گام برای بومی سازی توربین های کلاس F با نام تجاری SGT5-4000F برداشته شد. توربین SGT5-4000F از پیشرفته ترین و مطمئن ترین توربین های گازی کلاس F در دنیا است که در شرایط ایزو توان تولیدِ 307 مگاوات با بازدهی حرارتی 40.1 درصد را دارد. میزان NOX و CO حاصل از کارکرد این توربین با سوخت گاز به ترتیب 25 و 80 PPM است که با الزامات زیست محیطی بین المللی سازگاری دارد.

توربین های کلاس E با ظرفیت های 183 ، 170 و 160 مگاوات تولید می شوند اما تکنولوژی کلاس F امکان تولید توربین های 300 مگاواتی را می دهد که راندمانی بالاتر و ظرفیت بیشتری را در اختیار تولید کنندگان برق قرار می دهند.

حدود 5 ماه پیش در حالی که شش ماه از امضای موافقتنامه گروه مپنای ایران و گروه صنعتی زیمنس آلمان می گذشت ، شرکت زیمنس آلمان نخستین محمولۀ توربین های گازی کلاس F خود را تحویل نیروگاه برق 600 مگاواتی بندرعباس داد.

این اولین مرحله از اجرایی شدن قرارداد دوجانبه بین طرفین بود که شامل انتقال دانش فنی و تکنولوژی ساخت این نوع توربین ها از شرکت زیمنس به شرکت گروه مپنا می‌شود. زیمنس قرار است بیش از 20 توربین گازی و ژنراتورهای مربوط به آنها را در طی 4 تا 5 سال آینده به ایران تحویل دهد.

* داخلی سازی تکنولوژی توربین های کلاس F گامی موثر در افزایش راندمان نیروگاهی

«محسن طرزطلب» مدیرعامل شرکت مادرتخصصی تولید نیروی برق حرارتی ایران در خصوص طرح ملی داخلی سازی تکنولوژی ساخت توربین های کلاس F به تسنیم گفت: افزایش راندمان نیروگاه های کشور به معنای مصرف سوخت کمتر برای تولید برق واحد و همچنین آلایندگی کمتر و در نتیجه ارتقای سطح بهره وری در صنعت برق است.

این مقام مسئول تصریح کرد: یکی از اقدامات مهم برای نیل به هدف افزایش راندمان نیروگاه های کشور ، استفاده از تکنولوژی روز و کاربرد تجهیزاتی است که راندمان بیشتری را برای نیروگاه به ارمغان می آورند که یکی از مهمترین این تجهیزات در نیروگاه های حرارتی ، توربین است.

طرزطلب با اشاره به اینکه "ایران در ساخت توربین های کلاس گازی E سالهاست به خودکفایی رسیده"، گفت: اکنون دستیابی به تکنولوژی ساخت توربین های کلاس F در برنامه قرار دارد تا با استفاده از این نوع توربین ها در نیروگاه های حرارتی که از این پس ساخته و تجهیز می شوند ، راندمان بیشتری را برای نیروگاه ها رقم بزنیم.

وی خاطرنشان کرد: همگرایی و همکاری مطلوبی بین بخش های مختلف برای به ثمر نشستن این طرح ملی شکل گرفته و امیدواریم تا کمتر از 5 سال آینده ، ایران به طور کامل صاحب دانش و تکنولوژی ساخت توربین های کلاس F نیروگاهی شود.

* ابهام در مسیر پیش روی تأمین توربین های نیروگاه های جدید

با وجود آنکه به نظر می رسد برای به ثمر نشستن طرح ملی داخلی سازی تکنولوژی ساخت توربین های کلاس F ، نیروگاه های جدید با توربین های کلاس F تعریف می شوند ، اما مجموعه وزارت نیرو گام را فراتر گذاشته و در حال مذاکرات فنی برای ساخت برخی نیروگاه های جدید با توربین های کلاس H است.

«هوشنگ فلاحتیان» معاون وزیر نیرو در امور برق و انرژی در این خصوص با اشاره به برنامه ساخت 25 هزار مگاوات نیروگاه جدید در قالب یک برنامه پنج ساله ، گفت: از این رو برنامه‌ریزی کرده ایم تا نیروگاه های جدید برق با راندمان بیش از 58 درصد و با توربین‌های کلاس F و H احداث شوند.

این گفته معاون وزیر نیرو در نخستین قراردادی که در مرحله نهایی شدن قرار دارد ، به مرحله اجرا درآمده است. قرارداد 5 هزار مگاواتی مجموعه وزارت نیرو با شرکت یونیت اینترنشنال که در مرحله مذاکره و نهایی شدن بود ، پس از شفاف سازی رسانه ای در خصوص معایب این شیوه از واگذاری پروژه ها به یک شرکت خارجی و ورود سازمان های نظارتی همچون سازمان بازرسی کل کشور مورد تعدیل قرار گرفت و «محسن طرزطلب» مدیرعامل شرکت مادرتخصصی تولید نیروی برق حرارتی از تعدیل 3 هزار مگاواتی و نهایی شدن امضای قرارداد ساخت 2 هزار مگاوات نیروگاه در دو ساختگاه مختلف با این شرکت خارجی خبر داد.

* نیروگاه ساوه؛ نخستین نیروگاه کشور با توربین کلاس H

دو ساختگاه مورد نظر برای احداث نیروگاه های حرارتی توسط شرکت یونیت اینترنشنال در ساوه و زاهدان واقع شده اند. طبق گفته مدیرعامل شرکت مادرتخصصی تولید نیروی برق حرارتی ، در مذاکرات فنی صورت گرفته با مسئولان شرکت یونیت اینترنشنال مقرر شده تا توربین های نیروگاه ساوه که در مجموع ظرفیتی 1200 مگاواتی خواهد داشت ، از نوع کلاس H بوده و توربین های نیروگاه زاهدان از نوع کلاس F خریداری و نصب شود.

از اینرو نیروگاه جدید الاحداث ساوه را می توان نخستین نیروگاه حرارتی ایران با توربین کلاس H دانست. توربین های کلاس H می توانند راندمانی 60 درصدی را در حالت سیکل ترکیبی برای نیروگاه به ارمغان بیاورند و اغلب در اندازه ای بیش از 400 مگاوات ساخته می شوند.

در تصویر بالا نمای شماتیک توربین کلاس H ساخت شرکت جنرال الکتریک امریکا دیده می شود که راندمان آن 60 درصد و ظرفیت آن 480 مگاوات است.

*استفاده از توربین های کلاس H؛ رویکردی مطلوب یا نامطلوب؟

در نگاه اول ، استفاده از توربین های کلاس H که راندمانی بالاتر برای نیروگاه های حرارتی کشور به ارمغان می آورند اقدامی مطلوب جلوه می کند اما وقتی به سالهای آینده یک نیروگاه که با توربین کلاس H به مدار بهره برداری وارد می شود نگاه می کنیم ، شرایط متفاوت می شود.

هر نیروگاه حرارتی که احداث می شود حداقل عمری 20 ساله برای بهره برداری از آن مورد نظر کارفرما خواهد بود. به منظور در مدار بهره برداری بودن در طول 20 سال و استفاده مناسب از ظرفیت های ایجاد شده تولید برق در یک نیروگاه ، نیاز است که تجهیزات مورد استفاده در آن ، سالانه مورد تعمیرات اساسی و اورهال قرار گیرند که حجم تعمیرات و استفاده از تجهیزات یدکی برای جایگزینی با تجهیزات دچار آسیب شده یا قدیمی تر ، با افزایش سن نیروگاه روندی صعودی به خود می گیرد.

در حال حاضر در بیش از 160 واحد نیروگاهی در کشور از توربین های گازی کلاس E استفاده می شود که اگر توربین های بخاری این کلاس را در نظر بگیریم تعداد واحدهای نیروگاهی که از توربین های کلاس E استفاده می کنند به بیش از 200 واحد می رسد. دانش ساخت این نوع از توربین ها به طور کامل در داخل کشور وجود دارد و در زمان تعمیرات و اورهال تجهیزات نیروگاه هایی که از این نوع توربین استفاده می کنند ، دسترسی آسان به قطعات آن و همچنین قیمت مناسب آن که به تبع داخلی سازی این نوع از توربین ها محقق شده ، بهره برداران واحدهای نیروگاهی را با مشکلاتی چون هزینه زیاد تأمین قطعات از خارج از کشور و یا عدم دسترسی به تجهیزات در زمان مناسب و در نتیجه خارج از مدار ماندن واحدهای نیروگاهی بیش از زمان معمول ، مواجه نمی کند.

در خصوص توربین های کلاس F نیز با وجود اینکه در حال حاضر تنها یک واحد نیروگاهی در بندر عباس از این نوع توربین استفاده می کند ، اما برنامه مجموعه وزارت نیرو بر مبنای گسترش استفاده از این نوع توربین ها است. فرآیند داخلی سازی این نوع توربین ها همزمان با خرید نخستین توربین و پروژه انتقال تکنولوژی ساخت آن به داخل آغاز شده و می توان گفت در طی سالهای آینده با تکمیل فرآیند انتقال دانش ساخت این نوع توربین ها به داخل کشور ، نگرانی از بابت ساخت تجهیزات یدکی و هزینه تأمین آن از خارج از مرزها وجود نخواهد داشت و با توجه به روند در پیش گرفته شده ، در طی سالهای آتی فرآیندی به مشابه گسترش ساخت تجهیزات توربین های کلاس E ، در خصوص تجهیزات توربین های کلاس F قابل تصور است.

اما توربین های کلاس H فقط چند سازنده محدود در سراسر جهان دارند و شرکت های بزرگی چون جنرال الکتریک امریکا و زیمنس آلمان به ساخت این نوع توربین ها ورود کرده اند. تا امروز ایران هیچ برنامه اجرایی برای انتقال دانش این نوع توربین ها نداشته و اگر در نیروگاهی نصب توربین کلاس H در برنامه قرار گیرد ، به طور کامل این توربین باید از خارج از کشور تأمین شود و با هر بار نیاز به تعمیر و اورهال آن ، نه تنها قطعاتی که نیاز به جایگزینی دارند بلکه نیروی متخصص تجهیز آن نیز باید از خارج از کشور وارد شود.

این مسئله که بر خلاف توربین های کلاس E و روندی که برای داخلی سازی توربین های کلاس F دیده شده ، هزینه سنگین تأمین قطعات و زمان تأمین آنها از خارج از کشور را به پروژه های نیروگاهی با توربین کلاس H تحمیل می کند ، خطراتی را نیز برای شبکه برق کشور به دنبال خواهد داشا.

وقتی یک نیروگاه 1200 مگاواتی در ساوه قرار است با توربین های کلاس H تجهیز و ساخته شود ، اگر به هر دلیل این توربین ها در طی سالهای بهره برداری دچار مشکلات فنی شوند ، تا زمان تأمین تجهیزات و بازگشت آن به مدار بهره برداری ، 1200 مگاوات برق یا بخش قابل توجهی از آن از شبکه سراسری مصرف برق کشور حذف می شود که ممکن است به بروز خاموشی های گسترده در شبکه بینجامد. به نظر می رسد این احتمال در برنامه های تجهیز نیروگاه ساوه با توربین های کلاس H از نظر مسئولان مربوطه پنهان مانده است.