نقش استقرار نظام مدیریت انرژی بر اساس استاندارد ISO50001 در خطوط انتقال گاز کشور
آراز علیزاده
اسماعیل علاقهمند
چکیده
صنعت انتقال گاز کشور از بخشهای کاربردی و پرمصرف در صنایع کشور بشمار میرود. گاز طبیعی در کشور از طریق ایستگاههای تقویت فشار توزیع میگردد. هر ایستگاه تقویت فشار از تعدادی توربین و کمپرسور و نیز تجهیزات جانبی دیگر تشکیل شده است که مصرفکننده عمده انرژی میباشند. بررسی شاخصهای ویژه مصرف انرژی در شرایط عملیاتی و طراحی نشان از وجود پتانسیل بالا جهت کاهش مصرف انرژی دارد. استقرار نظام مدیریت انرژی و استخراج این شاخص عملکرد در چند ایستگاه نمونه نشان میدهد که مصرف انرژی در ایستگاههای تقویت فشار از طریق استقرار این نظام در سازمان قابل کنترل بوده و خط مبنای انرژی میتواند به شیبی منفی سوق یابد.
1- مقدمه
مطابق آمار، کشور ایران دارنده یکی از ارقام بالای شاخص شدت مصرف انرژی در دنیا است که دو علت اصلی آن مصرف بالای انرژی در بخشهای غیرمولد و استفاده از تجهیزات و تکنولوژیهای غیربهینه در بخشهای مولد میباشد. با کمی بررسی بیشتر میتوان دریافت که عامل دوم نقش بیشتری در بالا رفتن شاخص شدت انرژی داشته است که این امر در عین بیتوجهی کامل به زیانهای اقتصادی در دراز مدت برای بخشهای تولیدی و نیز برای کشور مشکلات عدیدهای ایجاد خواهد کرد. متاسفانه در ایران به دلیل عدم استفاده و طراحی استانداردهای مناسب و آگاهی کافی از سیستمهای نوین نگهداری و تعمیرات، تجهیزات و تکنولوژیهای مورد استفاده در صنایع انرژیبر در شرایط استاندارد قرار ندارد. از سوی دیگر محدودیت منابع فسیلی، رشد بالای مصرف سالانه انرژی در ایران، خارج شدن کشورمان از جرگه صادرکنندگان نفت از اواخر قرن حاضر و قطع درآمدهای ناشی از صدور نفت باعث میشود که در صورت عدم برنامهریزی و پیشبینیهای لازم، روند توسعه کشور و بخشهای تولیدی بطور جدی تحت تأثیر قرار بگیرند که در این میان تنها راه برون رفت کشورهای در حال توسعه از تنگناهای فوق الذکر، همانا برنامهریزی همه جانبه بهمنظور ارتقای بهرهوری در کلیه فعالیتهای تولیدی، صنعتی و خدماتی میباشد. لذا افزایش بهرهوری انرژی و تغییر ساختار مصرف انرژی در جهت تقویت این بخشها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
مدیریت و بهینهسازی مصرف انرژی در یک واحد صنعتی شامل بهسازی فرآیندها، افزایش راندمان تجهیزات از طریق ارتقای سطح کیفی کارکرد و یا تغییر آنها، ایجاد سیستم مدیریت انرژی و... با توجه به استانداردها و میزان انرژی لازم برای تولید یک محصول مشخص میباشد. بنابراین با مدیریت انرژی یک واحد صنعتی می توان به اهداف زیر دست یافت:
- تعیین شاخص های شدت مصرف انرژی و شناخت سیستم از نظر میزان مصرف انرژی در بخشهای مختلف.
- تعیین انحراف از استاندارد و محاسبه میزان پتانسیل کاهش مصرف انرژی.
ارائه راهکارهای بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش میزان شاخص شدت مصرف انرژی.
- استقرار سیستم مدیریت انرژی جهت پایش اطلاعات انرژی بخشهای مختلف سازمان و راهبری آن در جهت بهینه در طول کارکرد سیستم.
صنعت انتقال گاز، در کشور یکی از صنایع با ارزش و حیاتی در کشور بشمار میرود که مدیریت در آن با توجه با شرایط بهرهبرداری متفاوت میتواند کمک شایان ذکری به این بخش از صنعت نماید. در همین راستا در مقاله ارائه شده، اثرات استقرار نظام مدیریت انرژی در این بخش از صنعت ارزیابی شده و نتایج ارائه میگردد.
2- شناخت انتقال گاز
بطور کلی در دنیا ذخایر گاز طبیعی در حدود 185 تریلیون مترمکعب برآورد گردیده است. جریان انرژي کشور در سال 1386 نشان میدهد معادل 5/237 میلیون بشکه نفت خام در بخش صنعت مصرف میشود که این رقم نشان دهنده 5/22 درصد از کل مصارف کشور (با در نظر گرفتن مصرف بخش غیر انرژي) در سال است]1[.انتقال گاز در کشور از سال 1344 با عنوان "مدیریت پالایش و انتقال" در پالایشگاه گاز بیدبلند آغاز گردید، این بخش وظیفه مدیریت انتقال گاز از پالایشگاه بیدبلند در استان خوزستان تا مرزهای شمالی کشور جهت صادارت گاز به شوروی سابق را دارا بوده است. پس از پیروزی انقلاب اسلامی روند توسعه و پیشرفت در صنعت انتقال گاز بشدت روند صعودی به خود گرفته بطوری که اکنون جمهوری اسلامی ایران با داشتن دومین منابع ذخایر گازی در جهان یکی از قطبهای انتقال گاز در جهان میباشد. آمار نشان میدهد که میزان ذخایر باقیمانده گاز قابل استحصال کشور تا پایان سال 1387در حدود 29 تریلیون متر مکعب بوده است که این آمار از مجموع 22 میدان فعال گازی در کشور استخراج شده است. گاز براي حرکت از نقطهاي به نقطه دیگر به اختلاف فشار نیاز دارد. یعنی گاز از نقطهای با فشار بیشتر به نقطهای با فشـار کمتر خواهد رفت. البته گاز پس از اسـتخراج از چاه داراي فـشار بالایی گاه تا psi 1300 میباشد، ولی در طی مسیر خود باید از مناطق کوهستانی و پستی و بلندیهاي زیادي عبور کند که عبور از این مناطق نیازمنـد غلبه بر عوامـلی همچون افزایش ارتفـاع، اصطکاك گاز درون لوله و اتصـالات مربوطه میباشد. مطابق قانون برنولی کاهش فشار بین دو نقطه متناسب است با مجموع تغییرات سرعت، ارتفاع و افت فشار ناشی از اصطکاك گاز با خط لوله و اتصالات مربوط به آن. علاوه بر این، انشعابات و مصارفی که در طول مسیر از خطوط لوله سراسري گرفته میشود باعث افت فشار میشود.
ایستگاههاي تقویت فشار گاز همچنان که از نامشان پیداست این افت فشارها را در طول مسیر جبران خواهند نمود. در ضمن گاز مادهاي تراکم پذیر بوده و می توان با افزایش فشار حجم آن را کاهش داد و در نتیجه حجم بیشتري از گاز را در شرایط استاندارد انتقال داد. فشار خطوط سراسري گاز بسیار بالا بوده لذا نیاز است تا جهت مصرف کنندههاي خانگی این فشار شکسته شود بنابراین در مبادي ورودي شهرها، مراکز تقلیل فشاري وجود دارند که این فشار را کاهش دهند؛ این کاهش فشار تا ورودي منازل ادامه دارد و در نهایت به حدود یک چهارم psi میرسد. محل احداث ایستگاهها بر اساس پارامترهاي مختلفی تعیین میگردد ولی بطور متوسط در هر 100 کیلومتر یک ایستگاه روي هر خط ساخته میشود که این ایستگاهها گاز پالایشگاههای کشور را جهت مصرف، صادرات و یا در برخی موارد تزریق به چاههای نفتی به نقاط مد نظر منتقل میکنند. ایستگاههای تقویت فشار از سیکل توربوکمپرسور جهت افزایش فشار گاز استفاده میکنند که انرژیبری نسبتاً بالایی به همراه دارد. لذا کنترل و مدیریت مصرف انرژی بسایر حائز اهمیت است. در بعد نظام مدیریت انرژی، شاخصهای مصارف انرژی جهت ارزیابی نحوه عملکرد مورد استفاده قرار میگرد. در یک پروژه این شاخص توسط اعضای کمیته بررسی و نتایج ارائه شده است که در ادامه بدان اشاره میشود.
3- تعیین شاخص های ویژه مصرف انرژی در ایستگاههای تقویت فشار
در مطالعه ایستگاههای تقویت فشار و خطوط انتقال گاز بندرت شاخصهای عملکرد معرفی شده است که دلیل آن کاملاً به شرایط مختلف سایتهای عملیاتی و بهرهبرداری بر میگردد. از طرفی عدم استفاده از شاخصهای مقایسهای، مسلماً نخواهد توانست اثر راهکارها و جایگاه ایستگاه را از دیدگاه انرژی نشان دهد. به همین دلیل دو شاخص اساسی و کاربردی جهت مقایسه ایستگاههای تقویت فشار در این بخش معرفی میگردد. که یک شاخص، شاخص ویژه مصرف انرژی است که عبارت است از نسبت مجموع انرژی صرف شده به مجموع افزایش فشار ایجاد شده در ایستگاه، در واقع این شاخص بیان میکند که فشار به ازای یک واحد مصرف انرژی به چه میزان افزایش مییابد. همچنین شاخص دیگر معرفی شده، عبارت است از نسبت مجموع گاز مصرفی درایستگاه (که عمدتاً مربوط به توربینهای واحدهای توربوکمپرسور است) به کل گاز عبوری از ایستگاه. ارائه این دو شاخص قطعاً میتواند بخشهایی که ایستگاه خارج از شرایط طراحی و یا نرمهای جهانی عمل میکند را مشخص کند.
جدول 1- ارزیابی شاخصهای عملکرد چند ایستگاه تقویت فشار کشور
| پارامتر | واحد | شرایط طراحی | مقدار | ||
| ایستگاه 1 | ایستگاه 2 | ایستگاه 3 | |||
| شاخص ویژه مصرف انرژی | kW/psi | 52/23 | 04/67 | 77/56 | 82/61 |
چنانچه ملاحظه میشود شرایط طراحی و عملیاتی در ایستگاههای مورد بررسی فاصله زیادی دارد که این ار نشان دهنده عدم مدیریت انرژی صحیح از دیدگاه بهرهبرداری و نیز تجهیزات مورد استفاده است. لذا مدیریت و ممیزی انرژی در این بخش میتواند ضمن افزایش راندمان، هزینههای مصارف انرژی را کاهش دهد.
4- نتایج ارزیابی اثرات نظام مدیریت انرژی
بند 4-4-4- استاندارد مدیریت انرژی ISO50001:2011 به تدوین خط مبنای انرژی در هر سازمان میپردازدکه بر اساس کارشناسیهای بعمل آمده در صنعت انتقال گاز میزان انرژی مصرفی بر واحد افزایش فشار به عنوان معیار و شاخص عمکلرد انتخاب گردید. این خط مبنا در واقع نشان دهنده و معیار برنامهریزی در اهداف خرد و کلان کلان انرژی و نیز برنامههای عملیاتی سازمان است]2[. شاخصهای اشاره شده میبایست بر اساس روشهای بهبود که از طریق بند 4-6-1 استاندارد با عنوان بررسی، تحلیل و اندازهگیری است، تامین میگردد تغذیه شوند. به عنوان نمونه، طراحی پروژههای جهت کاهش مصرف انرژی در سازمان که ارزیابی تیمهای کمیته انرژی سازمان است در تصمیمگیریهای خرد و کلان و نیز هدفگذاری اثر خواهد داشت. ارزیابی نتایج پروژههای خطوط انتقال گاز نشان میدهد که با استفاده از برخی روشهای بهود که در مدیریت انرژی بدان تاکید شده میتوان تا حدود 25% شرایط فعلی را بهبود بخشید و خط مبنای انرژی سازمان را با شیبی منفی مدیریت و کنترل نمود.
4- مراجع
(1) ترازنامه انرژی سال 1388 کشور
(2) استاندارد مدیریت انرژی ISO 50001
{extravote 1}