سیستم یکپارچه صرفه جویی انرژی و آب در مجتمع های پتروشیمی

1- مقدمه

متوسط شدّت مصرف انرژی تولید محصولات پتروشیمی کشور در سال 1392 با مصرف 8775.4 میلیون مترمکعب و تولید 40426 هزار تن، معادل 217.1 مترمکعب گازطبیعی بر تن بوده است که روند آن در سال های آتی در جدول (1) نمایش داده شده است.

جدول (1)- روند تغییرات شدت مصرف سوخت (فقط گازطبیعی) در صنایع پتروشیمی کشور

بنابراین شدت مصرف سوخت (گاز طبیعی) از حدود 217.1 مترمکعب بر تن محصول تولیدی صنایع پتروشیمی کشور به مقدار 230.1 مترمکعب در سال 1395 رسیده و با اندکی کاهش به 213.2 مترمکعب بر تن در سال 1396 بالغ شده و سپس افزایش یافته و به همان مقدار 1395، در سال 1398 افزایش یافته است.

مجتمع های پتروشیمی به 5 دسته اصلی شامل مجتمع های آمونیاک، اوره، الفین، متانول و آروماتیک تقسیم بندی می‌شوند.  پژوهش های انجام گرفته نشان می‌دهد که عمده ترین راهکارهای کاهش مصرف انرژی در مجتمع های پتروشیمی ایران بشرح زیر می‌باشند:

• بهبود عملكرد كوره‌های واحد الفین
• جایگزینی توربین‌های پروپیلن با الكتروموتور
• بهبود كارایی سیستم‌های سرمایشی
• ‌ افزایش دمای بخار خطوطHP
• نصب سامانه پایش اكسیژن و حامل‌های انرژی
• نصب اندازه‌گیر دما در دودكش‌ها، نصب و تعویض عایق‌های حرارتی
• افزایش راندمان كمپرسورهایSyngas
• افزودن بخش جابه‌جایی در بویلرهای فاقد بخش جابه‌جایی
• ‌ پیش‌گرمایش روغن گرمكن
• تعویض و كنترل Magnaformer‌
•  كاهش نسبت بخار به كربن در واحدهای آمونیاك
• برنامه‌ریزی جهت تمیزكاری مشعل‌ها
• سیستم بازیافت گاز، پیش‌گرمایش خوراك ورودی به واحد اوره
• افزایش فشار آمونیاك در مخزن تثبیت كننده (Surge Drum)
• ‌ تمیزكاری سیستم آب خنك كننده
• ‌ افزایش فشار دی اكسید كربن در واحد اوره
• ساماندهی تله‌های بخار
• تمیزكاری فیلترهای هوا

همچنین با اقتباس از پژوهش ها و مطالعات انجام گرفته، چکیده ویژگی های فنی و اقتصادی کاهش مصرف انرژی (در نتیجه کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای) در جدول (2) نمایان شده است. همانطورکه پیداست، بیشترین پتانسیل صرفه جویی مصرف انرژی در پتروشیمی بندر امام با بیش از 25 درصد، و کمترین آن نیز مربوط به پتروشیمی شیراز است. کل پتانسیل صرفه جویی در مجتمع های پتروشیمی کشور 10.5 درصد می‌باشد که برای نیل به این میزان صرفه جویی مصرف انرژی، نیازمند سرمایه گذاری 168 میلیون دلاری می‌باشد. در نتیجه این سرمایه گذاری بیش از 622 میلیون مترمکعب مصرف گاز طبیعی صرفه جویی می -گردد. بنابراین هزینه سرمایه گذاری اولیه صرفه جویی هر متر مکعب گاز طبیعی، 27 سنت و یا 7.164 دلار بر گیگاژول خواهد شد.

بر اساس محاسبات انجام گرفته در این طرح، سرمایه گذاری 18 میلیون دلاری منجر به کاهش انتشار سالانه 1130 هزار تن دی اکسید کربن می‌شود. همچنین مدت زمان اجرای طرح ها بین 1 تا 4 سال در نظر گرفته شده است. به این معناست که اگر تصمیم به اجرای طرح های فوق در سال 1401 باشد، به طور متوسط بعد از 3 سال پروژه ها به نتیجه رسیده و صرفه جویی های سالانه تحقق خواهند یافت.

جدول (2)- ویژگی های فنی- اقتصادی اثربخشی اجرای راهکارهای کاهش مصرف انرژی در برخی از  مجتمع های پتروشیمی ایران

شکل(1)- مدل سازی ساختار مصرف انرژی و انتشارات GHG در یک صنعت پتروشیمی نوعی

همچنین در شکل(1)، ساختار مدل سازی انرژی و انتشارات GHG در یک پتروشیمی نوعی نمایش داده شده است. سوخت یا Fuel یک مفهوم عام در مدل بوده و شامل تمام مواردی هست که در قالب انرژی حرارتی یا برودتی مستقیم در فرآیند مصرف می گردند. پتروشیمی ها عمدتاً گاز طبیعی و بخار مصرف می کنند و در کنار آن اندکی هم فرآورده های نفتی بویژه نفت گاز مصرف می گردد. همچنین Off Gas نیز در فرآیندهای شیمیایی و تولید، ایجاد شده و در واقع یک گاز با منشاء فرآیندی می باشد که  این گاز به صورت درونزا تولید شده و با احتراق و مصرف می تواند بخشی از تقاضای انرژی/سوخت مجتمع پتروشیمی را تأمین نماید که در عین حال تولید گازهای گاخانه ای خواهد نمود. بخار نیز یکی از عمده ترین منابع انرژی ثانویه مصرفی در پتروشیمی هاست که یا در داخل مجتمع تولید شده و یا از مجتمع های تأمین کننده نظیر فجر و مبین دریافت می گردد. آن مقداری که در داخل پتروشیمی تولید می شود، با توجه به اینکه سوخت مصرفی قبلا در محاسبات انتشارات بکار گرفته شده است، لذا مدل سازی نخواهد شد و تنها مقداری از بخار که وارد مجتمع می گردد در این مدل سازی پوشش داده شده است تا بتوان مقدار انتشارات غیر مستقیم آن را محاسبه نمود که در سمت عرضه و در خود منبع تأمین لحاظ خواهد شد.

صنایع پتروشیمی یکی از اصلی ترین صنایع مصرف کننده برق بوده و نیاز برقی آنها از سه منبع تولید در داخل مجتمع (نیروگاه های موجود در داخل مجتمع)، خرید از شبکه سراسری برق و در نهایت خرید از صنایع یوتیلیتی تأمین کننده تحقق می یابد. عمده پتروشیمی های موجود در مناطق ویژه اقتصادی پارس و ماهشهر از یوتیلیتی ها برق را دریافت کرده و البته مقداری هم از شبکه سراسری (از طریق یوتیلیتی ها) تأمین می گردد که در اولی مجتمع های مبین، زاگرس و دماوند بعنوان یوتیلیتی تأمین کننده بوده و در منطقه ویژه ماهشهر نیز تولید یوتیلیتی ها بر عهده پتروشیمی فجر می باشد. صنایع پتروشیمی مستقر در سایر نقاط کشور یا برق را از شبکه سراسری می خرند و یا به صورت داخلی تولید می نمایند. زمانی که برق مورد نیاز مجتمع در داخل آن تولید می شود، با توجه به اینکه انتشارات ناشی از تولید برق در احتراق سوخت ورودی پتروشیمی لحاظ شده است از اعمال مجدد آن اجتناب می گردد و زمانی که برق از شبکه سراسری خریداری می شود، میزان انتشارات آن در نیروگاه های سراسری تولید کننده این برق شبیه سازی شده است.

فلر تمام گازهای مازاد، مصرف نشده، کثیف و یا ونتینگ های اضطرارای می باشند که برای حفظ ایمنی پتروشیمی و یا عوامل دیگر ناگزیز سوزانده می شوند. اگرچه راهکارهای مختلفی برای بازیافت فلر پتروشیمی وجود دارد که مهمترین آنها بهره گیری از سیستم های FGRs می باشد که در گزارشات فاز دوم بررسی خواهد شد. به هرحال هم اکنون سالانه بیش از 2100 میلیون مترمکعب گاز عمدتاً کثیف و سمی فلر در پتروشیمی های کشور سوزانده می شود که علاوه بر هدر رفت قابل توجه انرژی، آلودگی های به مرتب شدیدتری بر جای می گذارد.

انتشارات فرآیندی مربوط به انتشارات با منشاء واکنش های شیمیایی اجتناب ناپذیر بوده و مقدار آن در صنایع پتروشیمی هم اکنون حدود 1.5 میلیون تن معادل دی اکسید کربن می باشد. این انتشارات عمدتاً دی اکسید کربن و نیتروس اکسید می باشند.

شکل(2)- ساختار مصارف حامل های انرژی در یک مجتمع پتروشیمی نوعی

1-3- برهکنش بین سیستم های و زیرسیستم های مرتبط

همانطورکه در شکل(2) مشاهده می گردد، ساختار و برهمکنش بین یک صنعت پتروشیمی نوعی با دیگر سیستم ها و زیر سیستم ها نمایش داده شده است که ساختار شبیه سازی کاملا داینامیک بوده و ارتباط بین زیرسیستم ها و سیستم های پویا می باشد که به طوریکه هر اتفاقی در یک بخش از سیستم می تواند واکنش اجزای دیگر را بهمراه داشته باشد.

2- روش اجرای طرح

هدف از اجرای این طرح، یافتن مسیرهای عملیاتی برای کاهش هزینه انرژی و آب و به تبع آن هزینه های تولید در مجتمع های پتروشیمی می باشد که در نهایت منجر به طرح های EPC ارزیابی آماده اجرا  خواهد شد.. ارزیابی به صورت جامع انجام شده و شامل پنج بعد فنی، اقتصادی، مالی، زیست محیطی و ریسک می باشد. برای اجرای طرح، ابتدا تمام سیستم های زیر از جنبه فنی-مهندسی، انرژی، آب ، زیست محیطی و اقتصادی در پلتفرم MEASUR  مدل سازی و ارزیابی خواهند شد:

1. سیستم تولید، عرضه، توزیع و مصرف انواع بخارات (هدرهای فشار مختلف)
2. سیستم تولید، توزیع و مصرف هوای فشرده
3. سیستم های گرمایش (حرارت )فرآیندی نظیر کوره ها، گرمکن ها و سایر
4. سیستم های پمپ
5. سیستم های فن
6. موتورهای الکتریکی
7. سیستم تولید، توزیع و مصرف آب
8. پساب های صنعتی
9. آب سرد فرآیندی
10. سایر سیستم ها

مرحله اول مدل سازی انعکاس وضعیت موجود واحد صنعتی و یا سیستم در MEASUR تحت عنوان وضعیت خط مبنای سیستم می باشد. در ادامه راهکارهای مختلف کاهش مصرف حامل های انرژی و انواع آب شناسایی خواهند شد و فرصت های صرفه جویی از بررسی میدانی وضعیت موجود واحد صنعتی، گزارشات ممیزی، مصاحبه با واحدهای مربوطه از جمله مدیریت انرژی، HSE و عملیات گردآوری خواهند شد که در قسمت ارزیابی این راهکارها در بستر خط مبنای سیستم،  مدل سازی خواهند شد.  بعد از مدل سازی و با بهره گیری از قابلیت های پیشرفته پلتفرم، امکان ارزیابی و تولید گزارش در سناریوهای مختلف(به نمایندگی از راهکارهای بهبود) فراهم خواهد شد. در نظر داشته باشید که پلتفرم دارای هوشمندی بالایی بویژه نسبت به داده های ورودی می باشد و به این ترتیب امکان شکل دادن به سیستم را از کاربر می گیرد و باید همگرای در چاچوب قوانین ترمودینامیک و مکانیک سیالات معتبر بوده و از طرف دیگر بین داده های ورودی مختلف تضاد ذاتی وجود نداشته باشد به طوریکه از سیگنال های زیر می توان اعتبار داده های ورودی برای ارزیابی راهکارها را بررسی نمود.

• در صورتیکه رنگ برگه حاوی داده ها سبز باشد، بیانگر معتبر و درستی داده ورودی است.
• در صورتیکه رنگ خاکستری باشد، بیانگر به ارث رسیدن آن داده و یا پیشفرض بودن آن است.
• در صورتیکه رنگ زرد باشد، هشداری است به خارج بودن داده از محدوده پذیرفتنی
• در صورتیکه رنگ قرمز برای برگه یا فیلد ایجاد شود، بیانگر نامعتبر و قابل قبول نبودن داده است

مجموعه این کنترل ها باعث می شود، نتایج این پلتفرم در قیاس با دیگر نرم افزارها اعتبار بالاتری داشته باشد.

همانطورکه شکل (4) نشان می دهد، بعد از ارزیابی راهکارهای مختلف بهینه سازی هرکدام از سیستم ها اعم از بخار، هوای فشرده و آب سرد و غیره، گزارشهای مختلف ارزیابی سیستم تولید می شود که نتایج را به صورت گسترده تحلیل کرده و در قالب گزارشات فرآیندی، جداول، گراف ها و نمودارهای تراز میله ای و سنکی نمایش می دهد. امکان تغییر داده های ورودی برای اهداف تحلیل حساسیت نتایج وجود داشته و بنابراین با تجمیع تمام واحدها و سیستم ها در مجتمع پتروشیمی امکان یافتن راهکارهای برتر وجود خواهد داشت.  شاخص های مختلف مربوط به راهکارها از جمله صرفه جویی های انرژی، آب ، انتشارات GHG و هزینه ها و امکان سنجی جامع فنی نیز از جمله خروجی های مدل MEASUR خواهد بود.

شکل(3)-از جمله خروجی های پلتفرم MEASUR

بعد از اینکه مجموع اقدامات در نرم افزار MEASUR پایان یافت با کمک واحدهای مختلف مجتمع نظیر واحد مدیریت انرژی، راهکارهای برتر (هر تعداد که مدیریت صلاح بداند) انتخاب خواهد کرد. این راهکارها باید به صورت جامع امکان سنجی مالی-اقتصادی گردیده و ارزیابی ریسک شوند.

شکل(4)- روش و مراحل مختلف اجرای طرح

در این مرحله جهت آماده سازی راهکارها و تبدیل آنها به پروژه های برتر قابل اجرا از نرم افزار RetScreen بهره برداری خواهد شد که ابزار پیشرفته برای طراحی پروژه های قابل اجرا می باشد. بنابراین راهکارها با این ابزار به روش پیچیده ای ارزیابی شده و شاخص های نظیر زمان بازگشت سرمایه گذاری (ساده و مرکب، ارزش خالص فعلی، نرخ بازگشت داخلی (IRR, MIRR)، نسبت سود به هزینه، بدست آماده و در مرحله ای بعدتر، ارزیابی تحلیل حساسیت و ریسک اجرای طرح انجام خواهد شد. تحلیل حساسیت با تغییر رانه های کلیدی همانند میزان سرمایه گذاری اولیه، قیمت انرژی و آب در دامنه مشخصی ، به صرفگی پروژه را در هزاران حالت بررسی می نماید. همچنین برای ارزیابی ریسک نیز از روش شبیه سازی مونت کارلو بهره می گیرد. منظور از ریسک درصد و یا درجه به خطر افتادن حیات اقتصادی پروژه در صورت تغییرات احتمالی شرایط اقتصادی و سیاسی می باشد.

در مرحله سوم، با استفاده از خروجی های MEASUR و RETScreen راهکارهای با صرفه اقتصادی بالاتر با مشورت مجتمع پتروشیمی انتخاب شده و سپس پروژه ها در قالب موافقت نامه های EPC(فرمت وزارت نفت) آماده و جهت مناقصه گذاری و یا فراخوان های عمومی اجرا آماده خواهند شد. با توجه به بررسی جامع در انتخاب و ارزیابی پروژه، نتایج کاملاً تضمین شده بوده و با اجرای طرح های به صرفه هزینه های تولید کاهش یافته و حتی منابع جدیدی برای طرح های توسعه ای و افزایش ظرفیت فراهم خواهند شد.

مراحل اجرای طرح در مجتمع پتروشیمی همانند شکل (4) بوده و شامل مراحل زیر می باشد:

مرحله اول- گردآوری اطلاعات و داده های مجتمع پتروشیمی از طرق زیر

• ممیزی اجمالی واحدها و پرکردن چک لیست
• اخذ اطلاعات و داده های تاریخی از سال 1395 تا 1400 شامل مصارف حامل های انرژی، انواع آب، فلرینگ و اطلاعات تولیدی مجتمع
• بررسی مستندات، گزارشات ممیزی انرژی و آب و اطلاعات ارزیابی طرح های موجود و طرح های توسعه مجتمع
• اخذ نقشه های طراحی و گزارشات عملیاتی در صورت نیاز
• اخذ داده های آزمایشگاه و در صورت نیاز اندازه گیری داده ها

مرحله دوم- مدل سازی فرآیندهای و سیستم های مختلف مجتمع در پلتفرم MEASUR از بعد فنی، مهندسی، انرژی، انتشارات، آب و محیط زیست شامل

1. سیستم تولید، عرضه، توزیع و مصرف انواع بخارات (هدرهای فشار مختلف)
2. سیستم تولید، توزیع و مصرف هوای فشرده
3. سیستم های گرمایش (حرارت )فرآیندی نطیر کوره ها، گرمکن ها و سایر
4. سیستم های پمپ
5. سیستم های فن
6. موتورهای الکتریکی
7. سیستم تولید، توزیع و مصرف آب
8. پساب های صنعتی
9. آب سرد فرآیندی
10. سایر سیستم ها

مرحله سوم- کالیبراسیون پلتفرم با داده های پتروشیمی و نهایی کردن ساختار وضعیت موجود (خط مبنا)

مرحله چهارم-برآورد پتانسیل صرفه جویی، ریشه یابی مشکلات و  شناسایی فرصت های مختلف صرفه جویی انرژی

مرحله پنجم- طرح و تحلیل راهکارهای محتمل صرفه جویی انرژی و آب در سیستم ها و تجهیزات مختلف پتروشیمی

مرحله ششم- ارزیابی راهکارهای طبقه بندی شده به تفکیک تجهیزات و سیستم ها در بستر پلتفرم MEASUR و تایید نتایج

مرحله هفتم- استخراج نتایج، تهیه گزارشات وضعیت موجود و ارزیابی راهکارهای صرفه جویی انرژی و آب

مرحله هشتم- رتبه بندی راهکارهای مختلف صرفه جویی انرژی و آب و انتخاب تعدای از آنها به کمک مدیریت و کارشناسان مجتمع

مرحله نهم- ارزیابی جامع مالی-اقتصادی راهکارهای منتخب با استفاده از RetScreen

• برآورد هزینه های سرمایه گذاری اجرای طرح
• مشخص کردن تجهیزات و ولوازم موردنیاز اجرای طرح
• برآورد منافع حاصل از اجرایی شدن طرح
• برآورد شاخص های مالی اقتصادی شامل
  • زمان بازگشت سرمایه گذاری
  • نرخ بازده داخلی
  • نسبت سود به هزینه
  • شاخص NPV
  • سایر شاخص ها

مرحله دهم- تحلیل حساسیت و ارزیابی ریسک طرح های صرفه جویی انرژی و آب مجتمع و کاهش هزینه ها و تهیه گزارشات امکان سنجی

مرحله یازدهم- تهیه موافقت نامه های EPC مطابق فرمت استاندارد وزارت نفت برای مناقصه گذاری اجرای راهکارها (در قالب پروژه های EPC)

مرحله دوازدهم- ارزیابی تأثیر اجرایی شدن راهکارها بر شاخص های انرژی و آب مجتمع و قیاس با معیارها و استانداردها

مرحله سیزدهم- ارائه گزارشات به مجتمع

مرحله چهاردهم- آموزش کارشناسان مرتبط و پشتیبانی دو ساله از پروژه و بروزرسانی آنها

3-درباره پلتفرم MEASUR

نرم افزار MEASUR توسط دپارتمان انرژی آمریکا تهیه شده است و پلتفرم نرم افزاری یکپارچه ای برای کمک به مجتمع های صنعتی جهت تحقق صرفه جویی انرژی و آب در فرآیندهای تولید می باشد و توسط وزارت انرژی آمریکا2 گسترش یافته است. پلتفرم MEASUR قابلیت هایی را برای تحلیل انرژی و آب در کلیه زیرسیستم های موجود در یک صنعت را فراهم می کند که شامل پوشش پمپ ها، فن ها، حرارت فرآیندی، سیستم های بخار، سیستم های هوای فشرده، الکتروموتورها و سایر اجزاء می باشد. قبلاً نرم افزارهای جداگانه ای(از جمله SSAT) برای تحلیل هرکدام از سیستم ها موجود بود که از سال 2018، تمام این نرم افزارهای جزء در یک بسته جامعی به نام MEASUR یکپارچه سازی شدند و می توان گفت که پیشرفته ترین ابزار برای تحلیل انرژی در صنعت می باشد. محیط کار سیستم کاربر پسند بوده و گرافیک قدرتمندی دارد. همچنین ابزارهای محاسباتی فراوانی (بیش از 70 ابزار مربوط به هوای فشرده، سیستم بخار، آب سرد، حرارت فرآیندی، الکتروموتورها، پمپ ها و غیره) برای کمک به مهندسین انرژی و حتی طراح های سیستم فراهم نموده است که از جمله می توان به تخمین

شکل(5)- محیط کار نرم افزار جامع انرژی MEASUR

هد پمپ ها، سنجش منحنی سیستم پمپ، تبدیل انرژی موردنیاز برای منابع حرارتی گوناگون ، منحنی های بخار و غیره اشاره کرد.

در نظر داشته باشد که DOE نرم افزار MEASUR را برای کمک به بهبود کارایی سیستم های انرژی توسعه داده است که نتیجه آن یک ابزار کاربرپسند قدرتمند با قابلیت های شبیه سازی و محاسباتی واقعی شده است. قابلیت های مختلفی در پلتفرم برای مدیریت و بهینه سازی انواع جریان های آب از جمله جریان آب سرد فرآیندی، تبرید، مدیریت پساب های صنعتی، آب دیمین بخار در نظر گرفته شده است که در صورتی که کفایت نکند از ابزار تکمیلی Plant Water Profiler Tool (PWPEx) نیز بهره برداری خواهد شد که این نرم افزار ساختار بر مبنای اکسل داشته و در آینده نزدیک قرار است به داخل پلتفرم MEAUR منتقل گردد و دارای قابلیت های زیر می باشد:

• پوشش تمام جریان های آب ورودی و خروجی پلنت
• محاسبه مصارف آب در واحدهای مختلف پلنت
• محاسبه تراز آب در مجتمع صنعتی
• پوشش تصفیه پساب ها
• هزینه تمام شده انواع آب
• محتوی انرژی آب
• Plant Water Efficiency Status
• ُ Plant Water Efficiency Status

شکل(6)- محیط نرم افزار مدیریت آب در مجتمع صنعتی PWPEx

 در ادامه نمونه ای از کاربرد MEASUR در مدیریت انرژی سیستم بخار ارائه شده است که در دیگر سیستم ها هم به همین شکل بهره برداری می شود. برای شبیه سازی انرژی سیستم بخار و ارزیابی راهکارهای بهبود سیستم مراحل زیر پیگیری خواهد شد:

مرحله اول- شناخت سیستم های بخار اصلی با استفاده از اطلاعات موجود شامل نقشه ها، اطلاعات طراحی و گزارشات ممیزی انرژی

مرحله دوم- پردازش و طبقه بندی داده های کمی برای تغذیه در مدل

مرحله سوم- ایجاد ساختار مدل و انجام تنظیمات

مرحله چهارم- تغذیه داده های واقعی سیستم بخار در مدل و طرح سناریوی  خط مبنا

مرحله پنج- طرح راهکارهای مختلف بهبود و صرفه جویی انرژی در سیستم بخار

مرحله ششم-مدل سازی و  ارزیابی راهکارها

مرحله هفتم– تحلیل نتایج

این نرم افزار با توسعه مدل سیستم بخار، تراز کل سیستم بخار را منعکس کرده و بعنوان آزمایشگاهی برای بهبود راندمان مصرف انرژی در کل سیستم خواهد بود. در شکل(7) محیط کاری نرم افزار نمایش داده شده است.

شکل(7)- قسمتی از محیط مدیریت انرژی و آب در سیستم بخار

 این مدل قادر به پوشش برهمکنش اجزای سیستم بر مبنای قوانین ترمودینامیکی، اقتصادی و در نهایت تراز جرم می باشد. ویژگی های کلیدی مدل سیستم بشرح زیر می باشد:

• تطابق با قوانین پایستگی انرژی
• انعکاس تراز اقتصادی
• حفظ تراز بخار در هدرها
• هزینه های اثرات و تحلیل های مدل سازی اجزاء و تجهیزات
• بهره گیری از رهیافت سیستمی

بررسی ها نشان می دهد که ابزار نرم افزاری MEASUR (پیشرفته) ایجاد شده توسط دپارتمان انرژی بهترین ابزار مدل سازی انرژی سیستم بخار برای بهبود راندمان انرژی آن می باشد. در ادامه مطالب اجمالی در مورد این سیستم شرح داده خواهد شد. MEASUR از سه سیستم پیشفرض بخار شامل 1 هدری، 2 هدری و 3 هدری بوده  که  از اجزای زیر تشکیل شده است:

• ورودی ها: برای تهیه اطلاعات پایه ای سیستم بخار
• مدل دیاگرام خطی از سیستم که هدرها، تراز بخار و مصرف حرارتی اجزا را نمایش می دهد.
• ورودی های مدل: برای انعکاس وضعیت موجود سیستم بخار استفاده می شود.
• مدل ساختار سیستم ها و یا راهکارهای بهبود سیستم- دیاگرام خطی سیستم پروژه ها را نمایش می دهد.
• نتایج حاصل از شبیه سازی
• چارت های مختلف مهندسی و ترمودینامیکی مربوط به سیستم بخار

از جمله کاربردهای MEASUR(SSAT) برای بهینه سازی سیستم بخار عبارتند از:

• صرفه جویی در تقاضای بخار
• بهره گیری از سوخت های و یا منابع دیگر انرژی جایگزین (مثلاً منابع گازهای فلر و غیره)
• اصلاح بویلر با هدف افزایش بازدهی
• اجرای فلاش تانک بلودان برای تولید بخار کم فشار
• نصب توربین چگالنده بخار
• بهبود بازیافت حرارت بلودان و میعانات برگشتی
• فلش میعانات پرفشار برای تولید بخار فشار متوسط
• اجرای برنامه مدیریت تله های بخار
• اجرای برنامه مدیریت نشتی های بخار
• بهبود عایق در سیستم و خطوط میعانات و تجهیزات

اگرچه این ابزار قادر هست بخشی از وظایف شبیه سازی طرح بویژه در ارتباط با بهینه سازی مصرف انرژی در سیستم را انجام دهد.

4- شرح خدمات اصلی

شرح خدمات اجرای طرح همانند مراحل اجرا بوده و در بخش­های بعدی، شکست کار مراحل آماده خواهند شد.

4-1- گردآوری اطلاعات و داده های مجتمع پتروشیمی از طرق زیر

• ممیزی اجمالی واحدها و پرکردن چک لیست
• اخذ اطلاعات و داده های تاریخی از سال 1395 تا 1400 شامل مصارف حامل های انرژی، انواع آب، فلرینگ و اطلاعات تولیدی مجتمع
• بررسی مستندات، گزارشات ممیزی انرژی و آب و اطلاعات ارزیابی طرح های موجود و طرح های توسعه مجتمع از جمله پتروشیمی همت
• اخذ نقشه های طراحی و گزارشات عملیاتی در صورت نیاز
• اخذ داده های آزمایشگاه و در صورت نیاز اندازه گیری داده ها

4-2- مدل سازی فرآیندهای و سیستم های مختلف مجتمع پتروشیمی در پلتفرم MEASUR از بعد فنی، مهندسی، انرژی، انتشارات، آب و محیط زیست شامل

• سیستم تولید، عرضه، توزیع و مصرف انواع بخارات (هدرهای فشار مختلف)
• سیستم تولید، توزیع و مصرف هوای فشرده
• سیستم های گرمایش (حرارت )فرآیندی نطیر کوره ها، گرمکن ها و سایر
• سیستم های پمپ
• سیستم های فن
• موتورهای الکتریکی
• سیستم تولید، توزیع و مصرف آب
• پساب های صنعتی
• آب سرد فرآیندی
• سایر سیستم ها

4-3- کالیبراسیون پلتفرم با داده های مجتمع پتروشیمی و نهایی کردن ساختار وضعیت موجود (خط مبنا)

4-4-برآورد پتانیبل صرفه جویی، ریشه یابی مشکلات و  شناسایی فرصت های مختلف صرفه جویی انرژی

4-5- طرح و تحلیل راهکارهای محتمل صرفه جویی انرژی و آب در سیستم ها و تجهیزات مختلف پتروشیمی

4-6- ارزیابی راهکارهای طبقه بندی شده به تفکیک تجهیزات و سیستم ها در بستر پلتفرم MEASUR و تایید نتایج

4-7- استخراج نتایج، تهیه گزارشات وضعیت موجود و ارزیابی راهکارهای صرفه جویی انرژی و آب

4-8- رتبه بندی راهکارهای مختلف صرفه جویی انرژ و آب و انتخاب تعدای از آنها به کمک مدیریت و کارشناسان مجتمع

4-9- ارزیابی جامع مالی-اقتصادی راهکارهای منتخب با استفاده از RetScreen

• برآورد هزینه های سرمایه گذاری اجرای طرح
• مشخص کردن تجهیزات و ولوازم موردنیاز اجرای طرح
• برآورد منافع حاصل از اجرایی شدن طرح
• برآورد شاخص های مالی اقتصادی شامل
  • زمان بازگشت سرمایه گذاری
  • نرخ بازده داخلی
  • نسبت سود به هزینه
  • شاخص NPV
  • سایر شاخص ها

4-10- تحلیل حساسیت و ارزیابی ریسک طرح های صرفه جویی انرژی و آب مجتمع و کاهش هزینه ها و تهیه گزارشات امکان سنجی

4-11- تهیه موافقت نامه های EPC مطابق فرمت استاندارد وزارت نفت برای مناقصه گذاری اجرای راهکارها (در قالب پروژه های EPC)

4-12- ارزیابی تأثیر اجرایی شدن راهکارها بر شاخص های انرژی و آب مجتمع با ماژول Treasury Hunts و قیاس با معیارها و استانداردها

4-13- ارائه گزارشات به مجتمع

4-14- آموزش کارشناسان مرتبط و پشتیبانی دو ساله از پروژه و بروزرسانی آنها

5- دستاوردها و خروجی های اصلی طرح

• مدل نرم­افزاری انرژی و آب مجتمع (در پلتفرم MEASUR) که همیشه قابل استفاده و آماده ارزیابی راهکارها
• بانک اطلاعاتی داده های فنی، اقتصادی و زیست محیطی مجتمع (طراحی و عملیاتی)
• ارزیابی فنی و اقتصادی و زیست محیطی راهکارهای کاهش آب و انرژی
• مدیریت و کاهش هزینه های تولید
• رتبه بندی راهکارهای کاهش مصرف انرژی و انتشارات زیست محیطی
• بهره گیری از ابزار RetScreen برای ارزیابی جزئی تر راهکارهای منتخب توسط مجتمع
• تهیه چارچوب اجرایی کردن راهکارهای کاهش هزینه های انرژی و آب و انتشارات
• انجام مطالعات پایه اجرای راهکارهای منتخب و تهیه اسناد EPC برای مناقصات اجرای راهکارها
• آموزش کارشناسان مرتبط

 7- زمانبندی اجرای طرح

8  ماه

8- برآورد هزینه های اجرای طرح

متعاقباً برآورد خواهد شد.