Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Investigation of Water Consumption in Shahid Montazer Ghaem Steam Power Plant and Technical-Economic Evaluation of the Boilers' Blowdown Recycling Solutions

Document Type : Research Article

Authors
Mohsen Esmaeilpour
Majid Ghahraman Afshar
Hossein Ghaseminejad
Chemistry and Process Research Group, Niro Research Institute, Tehran, I.R. IRAN
Abstract
Today, the progress of industries, health, energy and food security, which are the main components of the sustainable development of societies depend on water more than anything else. Moreover, water shortage is a serious problem for human survival and the natural ecosystem. The average amount of raw water consumption in Shahid Montazer Ghaem steam power plant is 25,000 m3/day, which is significant considering the production capacity and the existence of a cooling tower in this power plant. Therefore, it is important to provide effective solutions that is able to be implemented in order to modify the consumption pattern and prevent water wastage in this power plant. Effective proposed solutions according to the in-person visit, receipt of documents and consultation with specialists, experts and operators in this power plant in order to modify the consumption pattern is including the recycling of clean drain (boilers blowdown, backwash of filters, samplers) in the final stage of washing resin filters, purification and recirculation of cooling tower sludge, increasing the degree of concentration and optimization of cooling towers (replacing drippers, changing nozzles, changing the angle of lavers, etc.), the use of ozone in order to purify the water of the cooling tower, water storage during equipment repair, especially in the cooling towers, installation of the RO system in the inlet of the cooling tower's compensating water.  Finally, considering the technical-economic conditions and volume and quality of water, a high priority solution was proposed in this power plant in order to modify the consumption pattern and prevent water wastage.
Keywords
Montazer Ghaem Power Plant
Boiler Blowdown
Cooling Tower Blowdown
Improving of Cooling Tower
Heat exchanger
Technical-economic evaluation
Subjects
[1]   ناجی طبسی س.، مدیریت آب در صنایع غذایی، هشتمین کنگره ملی مهندسی ماشین­های کشاورزی (بیوسیستم) و مکانیزاسیون ایران، (1392).
[2] Jebel Ameli F., Goodarzi Farahani Y., The Effect of Targeted Subsidy on Demand Rate of Urban Water in Qom City, Econ. Model., 7(22): 101-119 (2013).
[3] Bakker K., Cook C., Water Governance in Canada: Innovation and Fragmentation, J. Water Resour. Dev., 27(02): 275-289 (2011).
[4] Francisco F., Bavar M., Pessoa F., Queiroz E., Asgharnejad H., Sarrafzadeh, M., Developing Water Source Diagram Method for Effective Utilization of Regeneration Unit in Water Networks: Multiple-Contaminant Problems, J. Water Process. Eng., 47: 102758-102763 (2022).
[5] Unesco W.W.A.P., Managing water under uncertainty and risk , Inform. Hum. World., (2012).
[6]   صراف زاده م.، اصغرنژاد ه.، مقایسه مدیریت مصرف آب صنایع در ایران و جهان و نقش آن در توسعه پایدار، ششمین کنفرانس ملی مدیریت منابع آب ایران، (1395).
[7] Wu B., Zeng W., Chen H., Zhao Y., Grey Water Footprint Combined with Ecological Network Analysis for Assessing Regional Water Quality Metabolism, J. Clean. Prod., 112: 3138-3151 (2016).
[8]   مرتضی ت.، ارزش اقتصادی، رویکردی برای مدیریت تقاضای آب در مصارف صنعتی (مطالعه موردی: صنایع تولید مواد شیمیایی)، (1394).
[9]   خزاعلی ح.، مدیریت مصرف آب در صنایع به وسیله جایگزینی سیستم یاز خنک کاری با سیستم بسته: مطالعه موردی: کارخانه ایسکرالتوالکتریک، همایش ملی الگوهای توسعه پایداردر مدیریت آب، (1388).
[10] صرافزاده م.، اصغرنژاد ه.، مطالعه فرآیند استخراج شکر از نیشکر از منظر مصرف آب و ارائه راه‎ کارهایی به‎ منظور کاهش مصرف با استفاده از منابع آب نامتعارف، علوم و مهندسی آب و فاضلاب، 4(3): 50-60 (2019).
[11] Bavar M., Sarrafzadeh M., Asgharnejad H., Norouzi-Firouz H., Water Management Methods in Food Industry: Corn Refinery as a Case Study, J. Food Eng., 2(38): 78-84 (2018).
[12] رضائی م. , صرافزاده ص., بررسی ویژگی ­های آب خاکستری و روش­ های بازیابی آن, فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 21(12): 89-108 (2020).
[13] FAO F., Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, URL: http://faostat. fao. org: (2018).
[14] صراف زاده ص.، رویکردهایی جهت کاهش مصرف آب در صنایع فرآیندی با تاکید بر صنعت پالایش نفت, فصلنامه علمی، 12(60): 66-85 (2018).
[15] Panjeshahi M., Ataei A., Gharaie M., Parand R., Optimum Design of Cooling Water Systems for Energy and Water Conservation, Chem. Eng. Res. Des., 87(2): 200-209 (2009).
[16] Mariolakos I., Water Resources Management in the Framework of Sustainable Development, Desalination, 213(1-3): 147-151 (2007).
[17] Schultz T., Water Reuse and Conservation in the CPI, Chem. Eng., 1(9): 15-44 (2008).
[18] Vanrolleghem P., Benedetti L., Meirlaen J., Modelling and Real-Time Control of the Integrated Urban Wastewater System, Environ. Model. Softw., 20(4): 427-442 (2005).
[19] زینی وند ه.، اصل شیرین س.، فلاحی یکتا م.، اسکندری ف.، بررسی سیستم آب خنک کننده پالایشگاه شازند و روش­های کاهش مصرف آب جبرانی، چهارمین کنفرانس بین المللی توسعه فناوری در مهندسی شیمی، (1400).
[20] Mann J., Liu Y., Industrial Water Reuse and Wastewater Minimization, New York: McGraw Hill, (1999).
[21] احمدپور ا.، کلباسی م.، قنواتی ن.ا.، بررسی تصفیه آب برج­های خنک کننده توسط فرآیند ازن زنی، نخستین همایش چیلر و برج خنک کن ایران، (1389).
[22] قاضی میرسعید س.، عطایی آ.، ندافی ی.، امکان سنجی فنی و اقتصادی استفاده از ازن در برج‌های خنک‌کن­تر با هدف کاهش مصرف آب و مواد شیمیایی و انرژی، سومین کنفرانس مدیریت انرژی و محیط زیست، (1392).
[23] فتوحی م.، رضاخانی ن.، روش‌های بهینه‌سازی مصرف آب در برج‌های خنک‌کننده مرطوب، مهندسی شیمی ایران، 16(92): 82-89 (2017).
[24] سعادتی ج.، پاکیزه م.، مروری بر روش‌های تصفیه پساب‌های روغنی با تأکید بر روش‌های غشایی، نشریه علمی فرآیند نو، 10(52): 52-77 (2016).
[25] شریف زاده م.، قربانی م.، مسعودی ر.، شریفی م.، تحلیل برگشتی مبتنی بر جابه جایی مغار نیروگاه تلمبه ذخیره یی سیاه بیشه با استفاده از روش اجزای مجزا، مهندسی علم مواد، 47: 57-49 (1388).
[26] مصطفی نژاد س.، تحقیق در بازیابی درینهای گرم نیروگاه بخاری و سیکل ترکیبی نکا بمنظور استفاده مجدد در نقاط بهینه مصرف، پنجمین کنفرانس نیروگاه­های برق، (1391).
[27] Yuan D., Anthis A., Ghahraman Afshar M., Pankratova N., Cuartero M., Crespo G., Bakker E., All-Solid-State Potentiometric Sensors with a Multiwalled Carbon Nanotube Inner Transducing Layer for Anion Detection in Environmental Samples, Anal. Chem., 87(17): 8640-8645 (2015).
[28] کازرونی و.، کریمی غ.، کاهش آب جبرانی مورد نیاز در برجهای خنک کن پالایشگاه نفت شیراز با استفاده از چیلرهای جذبی و کولرهای هوایی، اولین کنفرانس بین المللی گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع، (1388).
[29] Elberry M., Elsayed E., Teamah M., Abdel-Rahman A., Elsafty A., Performance Improvement of Power Plants Using Absorption Cooling System, Alex. Eng. J., 57(4): 2679-2686 (2018).