موفقیت گروه تحقیقاتی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه در طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی اولین سیستم گرمکن کاتالیستی بر روی خط انتقال گاز در تهران
به همت تیم تحقیقاتی آزمایشگاه تحقیقاتی انرژی آب محیط زیست دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، شرکت دانش بنیان به فرآوران نوین آریا سرمد و با همکاری شرکت گاز استان تهران، برای اولین بار آغاز بهره برداری از گرمکن تابشی بر پایه نانو ذرات کاتالیستی، در ایستگاه های انتقال گاز استان تهران رقم خورد.
تیم تحقیقاتی آزمایشگاه انرژی آب و محیط زیست دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، برای اولین بار موفق به طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی سیستم گرمکن کاتالیستی استوانه ای بر روی خط انتقال گاز در ایستگاه تقلیل فشار(CGS) کهریزک تهران شد که اولین نمونه در نوع خود در دنیا بوده و مشابه خارجی ندارد.
این موفقیت در اثر پژوهش و تلاش گروه تحقیقاتی هیترهای کاتالیستی (هیتر سبز) آزمایشگاه انرژی آب و محیط زیست دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه به سرپرستی دکتر سیدمصطفی حسینعلی پور (عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک و مدیر آزمایشگاه تحقیقاتی انرژی آب و محیط زیست)، حاصل آمده است.
بنا بر گفته دکتر حسینعلی پور (مجری طرح)، موضوع تحقیقاتی ساخت هیترهای کاتالیستی، از سال ۱۳۸۷ به پیشنهاد ایشان و طی عقد یک قرار داد پژوهشی با شرکت گاز استان تهران، در آزمایشگاه تحقیقاتی انرژی آب و محیط زیست دانشگاه آغاز و سرانجام پس از حدود چهار سال کار تحقیقاتی، اولین هیتر کاتالیستی در کشور ساخته و آزمایش شد. این هیترها به دلیل ایمنی بالا و عدم احتمال انفجار، در محیط های پر خطر قابل استفاده بوده و از نظر محیط زیستی کاملا پاک می باشند به طوری که تولید گاز خطرناک Nox در آنها صفر و تولید گاز سمی Co ، کمتر از ۵ ppm می باشد. همچنین نسبت به سیستم های مشابه، مصرف سوخت کمتری (تا یک سوم) دارند. تعداد زیادی از این هیترها تا کنون در صنایع مختلفی مانند صنایع سرامیک، سنگ، چوب و نئوپان و... نصب گردیده اند. این هیترها کاربردهای فراوانی در صنایع نفت و گاز، خودروسازی، رنگ، غذایی، دارویی، کاشی و سرامیک و... داشته و می توانند به عنوان بخاری های خانگی بدون دودکش، در سطح وسیع و کاملا ایمن مورد استفاده قرار گیرند. گفتنی است تا کنون ۳ اختراع در این زمینه به ثبت رسیده و پروژه انجام شده در ایستگاه کهریزک نیز قابلیت ثبت جهانی را دارا می باشد.
.jpg)
پروژه «طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی سیستم گرمکن کاتالیستی بر روی خط انتقال گاز در ایستگاه تقلیل فشار(CGS) کهریزک تهران» طی قراردادی که بین شرکت گاز استان تهران و شرکت دانش بنیان «به فرآوران نوین آریا سرمد» (متشکل از تعدادی از دانشجویان دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه) منعقد شده و با همت این پژوهشگران در طی حدود یکسال و نیم گذشته به انجام رسیده است.
در خصوص ضرورت و مزیت های استفاده از هیترهای کاتالیستی در ایستگاه های تقلیل فشار گاز، باید توجه کرد که در خطوط انتقال گاز کشور، به دلیل فشار بالای گاز (حدود ۱۰۰۰ psi )، معمولا قبل از ورود گاز به داخل شهرها و دیگر محل های مصرف مانند نیروگاه ها و...، فشار گاز را در یک مرحله از ۱۰۰۰ به حدود ۴۰۰ psi در ایستگاه های گاز شهری (CGS) و در مرحله بعد از ۴۰۰ به حدود ۶۱ psi در ایستگاه های کنار شهری (TBS) تقلیل می دهند. با توجه به احتمال تولید هیبرید گازی در داخل لوله انتقال گاز – که به دلیل افت ناگهانی فشار در حین عبور از شیرهای فشارشکن (یخ زدگی گاز داخل لوله) رخ می دهد- و احتمال بسته شدن خط انتقال گاز توسط آن، باید گاز را از خط انتقال، جدا و حین عبور از گرمکن های حمامی- که تکنولوژی متداول در ایران و دیگر کشورها می باشد- عبور داده و پس از افزایش مناسب دمای گاز، مجددا آن را به سمت شیرهای انبساط گاز برای رسیدن به فشار مناسب گسیل نمود. برای جلوگیری از خطر انفجار، این گرمکن های حمامی باید در فاصله ایمن از خط گاز نصب شوند. عمل پیش گرم کردن گاز، از یخ زدگی آن در داخل خط لوله در اثر افت سریع و زیاد آن در شیرهای انبساط جلوگیری می نماید.
لازم به ذکر است که بنا به اظهارات متخصصین شرکت گاز، این گرمکن ها به عنوان یک تکنولوژی پیشرفته، جایگزین مناسبی برای گرمکن های متداول سنتی (هیترهای حمامی) هستند که از راندمان حدود ۳۰ درصد برخوردار هستند و از مشکلات زیادی از جمله عدم امکان استفاده در نزدیکی خط انتقال گاز، هزینه های تعمیر و نگهداری بالا، مصرف سوخت بالا، لختی عملکرد، نیاز به ضد یخ، ابعاد بزرگ و عدم کارکرد منعطف در دبی های مختلف گاز عبوری از خط، رنج می برند. این در حالی است که سیستم جدید، مستقیما بر روی خط انتقال گاز نصب شده و دارای راندمانی حدود سه برابر هیترهای حمامی می باشد و هیچکدام از مشکلات یاد شده را ندارند. نمونه ساخته شده مورد استفاده در ایستگاه های انتقال گاز، اولین نمونه مدور هیترهای کاتالیستی به شمار می رود که در دنیا نظیر ندارد. این گرمکن، نیاز به آب ندارد و می توان از آن به صورت ماژولار استفاده کرد (در هیترهای سنتی معروف به هیترهای حمامی که پیش از این مورد استفاده قرار می گرفت، تبادل حرارت از طریق مخزن آب صورت می پذیرفت که اینرسی زیادی داشت).
هم اکنون تمامی اطلاعات عملکردی این سیستم بطور بر خط، به اتاق دیسپچینگ گاز استان تهران ارسال می شود و ضمن انجام محاسبات میزان مصرف گاز، راندمان، دمای گاز خروجی، نسبت به فرماندهی آن برای تغییر ظرفیت گرمکن اقدام می شود و قابلیت پایش برخط و آنلاین ایستگاه از راه دور، مزیت بزرگ دیگری برای این سیستم به شمار می رود.
به نظر می رسد با توجه به کاربردهای وسیع گرمکن های تابشی کاتالیستی در صنایع مختلف و مزایای متعدد قابل توجه آن- بویژه در زمینه کاهش مصرف سوخت و کاهش چشمگیر آلاینده ها- حمایت و پشتیبانی از این پروژه برای توسعه محصول و انجام طراحی های متناسب با صنایع گوناگون با استفاده از دانش فنی به دست آمده، ضروری و بدیهی باشد.
|
