فرآیند بهینه سازی مصرف و تامین آب صنعتی در مجتمع صنعتی چادرملو در اردکان پیشگام در کاهش حاملهای انرژی در صنایع فولادی ایران

الف) فرآیند بهینه سازی مصرف آب

مقدمه

در واحد های فولادی مجتمع صنعتی چادرملو از جمله گندله سازی با تکنولوژی آلیس چالمرز آمریکا و با لیسانس شرکت کوبه استیل ژاپن با ظرفیت ۳.۴ میلیون تن در سال، واحد مگامدول احیاء با ظرفیت 55/1 میلیون تن قابل افزایش تا 7/1 میلیون تن در سال با تکنولوژی میدرکس آمریکا و با لیسانس کوبه استیل ژاپن، و واحد فولاد سازی با ظرفیت یک میلیون تن قابل افزایش با سیستم شارژ داغ تا 3/1 میلیون تن در سال با تکنولوژی تنوای ایتالیا  و اس،ام،اس کانکست آلمان و نیروگاه سیکل ترکیبی سرو، با ظرفیت 500 مگاوات با لیسانس زیمنس و توسط  شرکت مپنا با انجام اصلاحات و تغییرات در دوران مهندسی پایه و تفصیلی پروژه ها، تجربه دوران بهره برداری با استفاده از تکنولوژی مدرن،  کاربردی در سطح جهان، و انجام اصلاحات سیستم های آبرسانی، به شرح زیر مصرف آب از 214 لیتر به 100 لیتر کاهش یافته است.

1. تغییر سیستم های مدار باز به مدار بسته
2. استفاده از برج های خنک کننده هیبریدی
3. کاهش بلودان
4. بازیابی آب بلودان
5. وارد چرخه نمودن پساب های صنعتی و بهداشتی

1. فرآیند بهینه سازی مصرف آب در واحد گندله سازی

در مهندسی پایه شرکت کوبه استیل ژاپن ، مصرف آب برای هر تن گندله را 11 لیتر درثانیه برآورد نموده که بعد از راه اندازی و بیش از یک دهه بهره برداری با طرح های اصلاحی مصرف آب به 6.۵  لیتر درثانیه به ازای هر تن گندله کاهش یافته است، اقدامات انجام شده در این راستا در واحد گندله سازی عبارتند از :

الف: بخش عمده مصرف آب صنعتی در واحد گندله سازی برای خنک کنندگی وکیوم پمپ های مربوط به پروسس این واحد می باشد، با تغییر برج های خنک کنندگی باز به سیستم های خنک کننده با سیستم مدار بسته آب  واستفاده بهینه از رطوبت کنسانتره در این بخش صرفه جوئی موثری انجام گرفته  است.

ب) با جایگزینی سیستم خنک کننده با سیستم های مدار بسته وهیبریدی با برج های سنتی که جهت خنک کردن آب ماشین آلات دیگر پروسس می باشد. حدوداً یک لیتر در ثانیه نیز صرفه جوئی در مصرف آب گردیده است که با این بهینه سازی در فرآیند مصرف آب 45 % صرفه جوئی آب در واحد گندله سازی نسبت به طرح اولیه کوبه استیل ژاپن انجام گرفته است.

2. فرآیند بهینه سازی مصرف آب در واحد مگامدول احیاء

براساس تکنولوژی شرکت میدرکس و مهندسی پایه ارائه شده توسط شرکت کوبه استیل ژاپن مصرف آب مگامدول احیاء چادرملو 280 متر مکعب در ساعت (78 لیتردر ثانیه) ارائه گردیده است، با توجه به سیاست کاهش حداکثری مصرف آب در منطقه، در مهندسی تفصیلی با استفاده از سیستم های ترکیبی همزمان مدار باز و بسته (ACHE) مصرف آب به 155 متر مکعب (43 لیتر در ثانیه) و یا به عبارتی 45 % کاهش یافته است در سیستم AIR COOLING HEAT EXCHANGER)) ACHE  علاوه بر وجود فن و ایجاد جریان مکانیکی، سازه برج خنک کننده بصورتی طراحی گردیده  که جریان هوا به صورت طبیعی به حرکت در می آید، این نوع برج های خنک کننده بعنوان خنک کننده های جریان مرکب شناخته میشوند.

3. فرآیند بهینه سازی مصرف آب در واحد فولادسازی

تکنولوژی بخش کوره ذوب در کارخانه فولادسازی توسط شرکت تنوا ایتالیا و بخش ریخته گری توسط شرکت اس.ام.اس کانکست آلمان ارائه گردیده است . در مهندسی پایه مصرف آب فولاد سازی 430 متر مکعب در ساعت (120 لیتر در ثانیه) برآورد  گردیده که با توجه به شرایط کمبود آب در منطقه در طراحی تفصیلی با جایگزین نمودن  مدار باز آب با  سیستم های بسته هیبریدی پیشنهاد گردید تجهیزات سیستم بسته هیبریدی با سرمایه گذاری ۵ میلیون یورویی  از کشور سوئیس تامین و نصب گردید  با انجام این تغییرات مصرف آب فولاد سازی به 133 متر مکعب (37 لیتر در ثانیه ) و یا 57 % مصرف کاهش یافت.

فرآیند عملیاتی برج های خنک کننده مدار بسته هیبریدی استفاده شده در واحد فولادسازی :

سیستم هیبریدی مدار بسته با  گردش آب در درون کویل ها و لوله ها خم شده موازی جریان یافته  و نازل های مخصوص بر روی آن کویل در زمانیکه درجه حرارت آب بالا می باشد آب پاشش می نماید  و از طرفی توسط فن های تعبیه شده هوا باعث خنک کردن آب درون کویل ها می گردد. آب درون کویل ها پس از خنک شدن و بصورت مدار بسته  وارد تجهیزات و ماشین آلات گردش نموده  و این فعالیت بصورت مستمر در جریان است.

لازم به اشاره است که آب پاشش در موقع نیاز حداقل 5 % مقدار آب اصلی بوده و این آب پس از پاشش مجدداً بازیافت و به چرخه تولید باز می گردد فن های تعبیه شده جهت خنک گنندگی در فصل زمستان در مدار قرار نمی گیرند و در فصل تابستان عمدتاً در طول روز  از آنها استفاده می گردد.

4. فرآیند بهینه سازی مصرف آب در نیروگاه سیکل

در طرح توجیهی و مهندسی پایه نیروگاه سیکل ترکیبی سرو چادرملو با ظرفیت اسمی 500 مگاوات و با دو واحد گازی و یک واحد بخار میزان آب مصرفی 5 لیتر در ثانیه لحاظ گردیده است. در واحد بخار این نیروگاه بجای سیستم خنک کنندگی هلر از سیستم (Air Condensate Cooling)ACC  استفاده گردیده است. با انجام اصلاحات زیر در طول بهره برداری مصرف آب به 5/1 لیتر کاهش یافته است.

• کاهش بلودان پیوسته
• بازیابی آب بلو دان
• بازیافت آب درین آنالایزرهای واحد سمپلینگ
• استفاده از آب فلاشینگ سیستم اسمز معکوس و بکواش فیلترهای شنی برای مصارف فضای سبز
• بازیافت آب سیستم کولینگ کمکی از طریق درین پیوسته و هدایت آن به مخازن ذخیره.

شایان ذکر است با ادامه اصلاحات و راه اندازی سیستم اسمز معکوس ثانویه در آتی، مصرف آب به 1 لیتر کاهش و عملاً 80 % صرفه جویی آب در نیروگاه انجام می گیرد.

5. نتیجه بهینه سازی مصرف آب در واحدهای صنعتی

با توجه به شرح فوق جدول بهینه سازی مصرف آب در مجتمع صنعتی بشرح زیر می باشد.

ب) بهینه سازی تامین آب مجتمع صنعتی چادرملو در اردکان

در مجتمع صنعتی چادرملو در اردکان علاوه بر  بهینه سازی در مصرف آب در واحدهای صنعتی ، با سرمایه گذاری های  قابل توجه، در صرفه جوئی در تامین آب نیز بشرح زیر انجام گرفته است:

1. لوله گذاری فاضلاب شهر اردکان بطول حدودا ۲۶۸کیلومتر
2. احداث تصفیه خانه فاضلاب شهری اردکان به ظرفیت 90 لیتر در ثانیه
3. انتقال پساب فاضلاب شهری اردکان به مجتمع به طول 25 کیلومتر
4. احداث تصفیه خانه دوم جهت سازگار نمودن آب پساب فاضلاب با مشخصات  آب مورد نیاز صنعت
5. احداث تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی 400 متر مکعب در شبانه روزدرمحتمع صنعتی چادرملو در اردکان و برگشت پساب آن به چرخه مصرف صنعتی و فضای سبز
6. مشارکت در طرح آبرسانی صنایع جنوب شرق کشور آب خلیج فارس از بندرعباس باحق السهم۲۰۰۰لیتر در ثانیه برای واحدهای صنعتی و معدنی چادرملو

سرمایه گذاری برای بهینه سازی مصرف آب برای آیتم 1 الی۵ بالغ بر سه هزار میلیار ریال بوده و مشارکت در طرح آبرسانی خلیج فارس از بندرعباس با سرمایه گذاری عظیم در جریان می باشد که نظر به عدم پایان پروژه حجم سرمایه گذاری ، جهت شیرین کردن آب و خط انتقال آن بعد از اتمام پروژه اعلام می گردد.