دکتر مهرداد رئیسی، عضو هیأت علمی دانشگاه تهران:
توربوماشین‌های آبی قلب صنعت هستند / بهینه‌کردن عملکرد پمپ‌ها در صرفه‌جویی مصرف انرژی نقش مهمی دارد / ایده استفاده از پمپ به عنوان توربین (پمپ معکوس) برای اولین بار در مؤسسه پژوهشی توربوماشین‌های آبی دانشگاه تهران عملیاتی شد
لیلا احمدی، کارشناس روابط‌عمومی، با موضوع انستیتو توربوماشین‌های آبی از مؤسسات زیرمجموعه معاونت پژوهشی دانشگاه تهران، گفت‌و‌گویی با دکتر مهرداد رئیسی دهکردی انجام داده است. برای آشنایی بیشتر با این مؤسسه و فعالیت‌های آن با ما همراه باشید.
- آقای دکتر با تشکر از اینکه در این گفت‌وگو شرکت کردید لطفاً بفرمائید مؤسسه پژوهشی توربوماشین‌های آبی دانشگاه تهران با چه هدفی تأسیس شد؟
مؤسسه پژوهشی توربوماشین‌های آبی در سال ۱۳۸۳ توسط رئیس وقت پردیس دانشکده‌های فنی دانشگاه تهران جناب آقای دکتر نیلی و وزیر وقت نیرو جناب آقای مهندس بیطرف تأسیس شد. از زمان تأسیس مؤسسه تا سال ۱۳۹۷، استاد محترم و برجسته کشور در حوزه توربوماشین‌ها جناب آقای دکتر نوربخش ریاست مؤسسه را به‌عهده داشتند و از سال ۱۳۹۷ تاکنون نیز اینجانب در مؤسسه خدمت می‌کنم. هدف اصلی از تأسیس این مؤسسه، استفاده از ظرفیت‌های دانشگاه به منظور تربیت نیروهای متخصص نخبه و کمک به صنعت آب و برق بوده است تا از استحکام ارتباط صنعت و دانشگاه برای حل مسائل کشور در حوزه توربوماشین‌ها بهره گرفته شود. بدین ترتیب دانشگاه تهران کمک می‌کند تا مشکلات کشور در این حوزه برطرف شود.
- این مؤسسه از حمایت چه سازمان‌ها و نهادهایی برخوردار است؟
مؤسسه پژوهشی توربوماشین‌های آبی خودگردان است و بودجه مصوب ندارد، بلکه از طریق انجام پروژه‌ها امکانات مورد نیاز را فراهم و هزینه‌ها را تأمین می‌کند. این مؤسسه، هیأت امنایی بوده و رئیس هیأت امنا وزیر محترم نیرو است. اعضا هیأت امنا متشکل از مسئولان تراز اول وزارت نیرو و دانشگاه تهران هستند. بنابراین، سازمان‌ها و نهادهای زیرمجموعه وزارت نیرو (نظیر سازمان آب و برق خوزستان) از حامیان اصلی مؤسسه هستند.
- بیشترین تمرکز پروژه‌های مؤسسه در کجا و کدام بخش‌های کشور است؟
با توجه به حوزه پژوهشی مؤسسه که توربوماشین‌های آبی است، بیشتر پروژه‌های مؤسسه در استان خوزستان انجام می‌شود. می‌توان گفت استان خوزستان با توجه به منابع آبی گسترده‌ای که دارد مرکز نیروگاه‌های آبی کشور است و تعداد زیادی سد (از جمله سد مسجد سلیمان و سد دز) در خوزستان قرار دارند. البته در سایر مناطق کشور هم نیروگاه آبی داریم، ولی تمرکز در استان خوزستان است. علاوه بر این تعداد زیادی ایستگاه پمپاژ برای آب شرب و آب‌رسانی کشاورزی در این استان وجود دارد.
- اصولا توربوماشین‌های آبی چه کاربردهایی دارند و در چه بخش‌هایی از صنعت استفاده می‌شوند؟
آب و نفت برای منطقه جغرافیایی که ما در آن زندگی می‌کنیم دارای اهمیت حیاتی است. پمپ‌ها وظیفه انتقال آب، نفت و سایر مایعات را در همه صنایع به عهده دارند. برای انتقال نفت خام استخراج شده از چاه‌های نفت به پالایشگاه باید از پمپ استفاده شود. دیگر کاربرد ملموس پمپ‌ها در انتقال آب از رودخانه به تصفیه‌خانه و توزیع آن در مناطق مختلف شهرها برای مصارف خانگی، صنعتی و کشاورزی است. طبق آمار غیررسمی حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد انرژی الکتریکی تولیدی در کشور صرف کارکرد پمپ‌ها می‌شود. بنابراین، بهینه‌کردن عملکرد پمپ‌ها در صرفه‌جویی مصرف انرژی نقش مهمی دارد.
توربین‌های آبی وظیفه تأمین برق پایه کشور، ثابت نگه‌داشتن فرکانس برق و جبران برق مورد نیاز در زمان پیک مصرف را به عهده دارند. نیروگاه‌های برق آبی می‌تواند به صورت تلمبه‌ای-ذخیره‌ای باشند، به این ترتیب که در زمان‌هایی که مصرف پایین است به شکل پمپ کار کرده و آب را در یک سد ذخیره میکنند سپس در اوج مصرف از انرژی آب ذخیره شده برای تولید برق استفاده می‌شود. مزیت نیروگاه‌های آبی نسبت به نیروگاه‌های حرارتی در این است که با توجه به عدم استفاده از سوخت فسیلی (نظیر نفت، گاز و غیره)، آلودگی زیست‌محیطی ایجاد نکرده و در صرفه‌جویی انرژی فسیلی نقش بزرگی را ایفا میکنند. لذا همه کشورهای صنعتی استفاده از انرژی آب را برای تولید برق در اولویت نخست قرار داده‌اند. بنابراین با توجه به کاربرد وسیع توربوماشین‌ها و نرخ بالای تبدیل انرژی در این ماشین‌ها، می‌توان ادعا کرد که این وسایل قلب صنعت هستند.
- آیا مؤسسه در زمینه تولید فناوری توربین‌های آبی هم فعالیت دارد؟
بله. یکی از وظایف مؤسسه انتقال تکنولوژی از خارج به داخل کشور با همکاری مشاوران خارجی و بومی‌کردن فناوری توربین‌های آبی در داخل کشور است. مؤسسه در توسعه نیروگاه‌های برق آبی کوچک فعال بوده است و ایده استفاده از پمپ به عنوان توربین (پمپ معکوس) برای اولین بار در کشور در این مؤسسه توسط استاد محترم جناب آقای دکتر نوربخش طرح شد. بر اساس این ایده می‌توان نیروگاه‌های آبی کوچک در مناطق روستایی و دور افتاده احداث کرد. از مزایای این روش در دسترس بودن پمپ در بازار و آشنایی افراد با ساختار پمپ است که هزینه نصب، بهره‌برداری و تعمیرات را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. لازم به ذکر است که قرار است انتشارات Elsevier یک دایره‌المعارف در زمینه ذخیره انرژی منتشر کند که یک فصل آن به پمپ معکوس اختصاص داده شده است. تهیه و تدوین این فصل به‌طور مشترک به این مؤسسه و دانشگاه بروکسل بلژیک واگذار شده است.
- ارتباط مؤسسه با سازمان‌ها و نهادهای داخلی و خارجی چگونه است و تاکنون چه پروژه‌هایی با این نهادها انجام شده است؟
مؤسسه از زمان تأسیس تا کنون با سازمان‌ها و نهادهای داخلی و خارجی ارتباطات گسترده و مؤثری داشته است و پروژه‌های زیادی را انجام داده است. از پروژه‌های انجام شده با نهادها و سازمان‌های داخلی می‌توان به این موارد اشاره کرد:
- طراحی و ساخت نیروگاه‌های آبی کوچک با استفاده از پمپ‌های سانتریفوژ معکوس در مقیاس آزمایشگاهی (شرکت آب و نیرو).
- طراحی و ساخت نیروگاه‌های آبی کوچک با استفاده از پمپ‌های محوری معکوس در مقیاس آزمایشگاهی (شرکت آب و نیرو).
- طراحی توربین فرانسیس (شرکت فرآب).
- اندازه‌گیری راندمان نیروگاه آبی مسجد سلیمان با همکاری مشاور خارجی (سازمان آب و برق خوزستان). لازم به ذکر است که در این پروژه، دبی سنج پروانه‌ای و دستگاه کالیبراسیون آن برای اولین بار در کشور ساخته شدند.
- طراحی مرکز فن آوری پمپ و توربین (سازمان آب و برق خوزستان).
- بهینه‌‌سازی طراحی پمپ‌های سانتریفوژ (شرکت پمپ ایران).
- استخراج منحنی مشخصه شیرهای پروانه‌ای (شرکت میرآب).
- بررسی عملکرد تجهیزات ایستگاه‌های پمپاژ تأمین آب شرب استان خوزستان (سازمان آب و برق خوزستان). در این پروژه سیزده ایستگاه پمپاژ شامل: امالدبس، قیصریه، دارخوین، کوت‌امیر، منصوری یک و دو، مرغزار، سربندر، ماهشهر، خطوط ۱۰، ۱۶، ۲۴ و ۴۰ اینچی مسجد سلیمان مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت و راه حل‌ها برای بهبود عملکرد این ایستگاه‌ها طی گزارشی (در حدود هزار صفحه) ارائه شده است. بنده در دو نوبت از این ایستگاه‌ها بازدید کردم و بسیار خوشنود هستم که قدمی برای رفع مشکل ایستگاه‌های پمپاژ آب شرب استان خوزستان برداشته شد.
- اخیراً یک پروژه صنعتی به منظور افزایش عمر توربین‌های گازی صنعتی V94.2 با شرکت توربو کمپرسور تک خاورمیانه شروع شده است. لازم بذکر است که توربین‌های گازی صنعتی به عنوان driver توربو پمپ‌های بزرگ استفاده می‌شوند.
از جمله ارتباط‌های برقرار شده با نهادها و سازمان‌های خارجی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ارتباط با دانشگاه ULB کشور بلژیک برای راهنمایی دانشجوی دکتری در زمینه توربوماشین‌های آبی که قرارداد آن بین جناب آقای دکتر نیلی ریاست محترم دانشگاه تهران و ریاست دانشگاه بروکسل به امضا رسید. اولین دانشجوی که در این چهارچوب تحصیل کرده است، کارهای پژوهشی خود را در مؤسسه انجام داد و از رساله دکتری خود در ایران دفاع نموده است. همچنین اولین دفاعیه خود را در دانشگاه بروکسل با نمره عالی به پایان رسانید.
- ارتباط با دانشگاه LTU کشور سوئد برای راهنمایی دانشجوی دکتری در زمینه توربوماشین‌های آبی و ارائه مدرک دکتری Dual degree که قرارداد آن بین دو دانشگاه به امضا رسید. خوشبختانه اولین دانشجو از رساله خود (در دو دانشگاه) دفاع و مدارک دکتری خود را (از دو دانشگاه) اخذ نمود. قرار است دانشجویان دکتری دیگری در قالب این قرارداد وارد برنامه دکتری Dual degree شوند.
- ارتباط با دانشگاه Jiangsu کشور چین که یکی از بزرگترین مراکز پژوهشی کشور چین در زمینه پمپ و توربوماشین‌های آبی است. این دانشگاه با شناختی که از مؤسسه پیدا کرده بودند از جناب آقای دکتر نوربخش برای ارائه سخنرانی در کشور چین دعوت کردند که بسیار مورد توجه قرار گرفت. از این موقعیت مؤسسه استفاده کرد و تفاهم‌نامه‌ای بین دانشگاه Jiangsu و پردیس بین‌المللی کیش دانشگاه تهران را برای پذیرش دانشجوی تحصیلات تکمیلی در زمینه ماشین‌های آبی تهیه و به امضا رساند.
- امضا تفاهم‌نامه با دانشگاه SKK کشور کره جنوبی برای انجام پژوهش در زمینه ماشین‌های سیالاتی و تبادل پژوهشگر از دیگر همکاری‌های بین‌المللی بود که اینجانب در سال گذشته یک دوره آموزشی تحت عنوان کمی‌سازی عدم قطعیت در مهندسی در دانشگاه SKK برگزار کردم.
- با دانشگاه Tohoku کشور ژاپن نیز برای راهنمایی دانشجوی دکتری مشترک و پژوهش در زمینه کمی‌سازی عدم قطعیت در توربوماشین‌ها در طی دو سال گذشته همکاری داشته‌ایم.
- عضویت در کمیته ماشین‌های سیالاتی آسیا (Asian Fluid Machinery Committee) از دیگر دستاوردهای بین‌المللی این مؤسسه است. توضیح آنکه از خاورمیانه و کشورهای همسایه ما، تنها ایران در این کمیته نماینده دارد. در حال حاضر جناب آقای دکتر نوربخش و اینجانب به عنوان نمایندگان ایران عضو این کمیته هستیم.
- با توجه به انتشارات مؤسسه، ژورنال بین‌المللی Fluid Machinery and Systems رئیس مؤسسه را به عضویت هیأت تحریریه این مجله بین‌المللی تخصصی انتخاب کرد.
- آیا مؤسسه دانشجو نیز تربیت می‌کند، هدف از تربیت دانشجو در این مؤسسه چیست؟
در سال‌های اخیر دانشکده مهندسی مکانیک تعداد قابل توجهی دانشجوی کارشناسی ارشد و دکتری در زمینه ماشین‌های آبی پذیرش کرده است و این دانشجویان قسمت پژوهش خود را در مؤسسه تکمیل نموده‌اند. بسیار خرسندیم که فارغ‌التحصیلان با تخصص ماشین‌های آبی در کارآفرینی و اشتغال در سازمان‌ها و دانشگاه‌های معتبر بسیار موفق بوده‌اند.
- آزمایشگاه مؤسسه چه امکاناتی در اختیار دانشجویان و پژوهشگران قرار می‌دهد؟
در آزمایشگاه مؤسسه چندین مدار آزمایش پژوهشی و نیمه‌صنعتی برای استفاده دانشجویان و پژوهشگران ساخته شده که هزینه ساخت آنها از طریق پروژه‌ها و قرارداد با صنعت تأمین شده است. استخر بزرگی در زیر ساختمان آزمایشگاه ساخته شده که از آب ذخیره شده در آن برای آزمایش مدارهای توربینی و پمپی استفاده می‌شود. علاوه بر این مؤسسه دارای مرکز کامپیوتر پردازش موازی نیز هست که مورد استفاده دانشجویان قرار می‌گیرد.
- مهمترین دستاوردهای مؤسسه را چه می‌دانید؟
شاید بتوان دستاوردهای مؤسسه را به چهار دسته کلی دسته‌بندی کرد که مهمترین آنها معرفی توانایی‌های دانشگاه تهران در زمینه توربوماشین‌های آبی در آسیا و تا حدودی در اروپا است به طوری که مراکز دانشگاهی معتبری از آسیا و اروپا تمایل به همکاری علمی با دانشگاه تهران در این زمینه پیدا کرده‌اند. عقد و امضا تفاهم‌نامه‌های ذکر شده گواه بر این مطلب است. دستاورد دیگر مؤسسه تربیت نیروی متخصص تا سطح دکتری در زمینه توربوماشین‌های آبی است. برخی از این فارغ‌التحصیلان در دانشگاه‌های کشور مشغول به آموزش به نسل جدید کشور هستند. برخی با تأسیس شرکت‌ها و کارگاه‌هایی در این زمینه، به حل مسائل صنعت و اشتغال‌زایی پرداخته‌اند و سایرین نیز با بهره‌گیری از تخصص کسب کرده در مؤسسه، در شرکت‌های معتبر مرتبط فعالیت میکنند. مشارکت در حل مشکلات کشور مرتبط با توربوماشین‌های آبی از طریق انجام پروژه‌های مذکور از دیگر خدمات مؤسسه و نهایتاً انتشار تعداد زیادی مقالات علمی در ژورنال‌های معتبر بین‌المللی دستاورد دیگر مؤسسه است.
- چالشی که در کشور ما وجود دارد این است که بتوان از انرژی آب درست استفاده کرد. مؤسسه در این زمینه تا چه اندازه مؤثر بوده است؟
در خصوص استفاده درست از انرژی، مؤسسه فعالیت‌های زیادی انجام داده است که اولین کار تربیت نیروی متخصص در زمینه پمپ و توربین‌های آبی برای کشور است که لازمه استفاده درست از انرژی آب است. همان‌طور که ذکر شد با طراحی و استفاده از نیروگاه‌های برق آبی کوچک بوسیله پمپ معکوس می‌توان از پتانسیل‌های آبی به درستی استفاده کرد. از دیگر اقدامات انجام شده ساخت جریان‌سنج پروانه‌ای برای اندازه‌گیری راندمان نیروگاه مسجد سلیمان برای نخستین بار در کشور است که به برنامه‌ریزی برای ارتقا عملکرد نیروگاه‌های آبی کمک شایانی می‌کند. خوشبختانه در مؤسسه بستر طراحی پمپ و توربین ایجاد شده است که می‌تواند به استفاده درست از انرژی آب کمک قابل توجهی کند.
- یکی از ماموریت‌هایی که برای مؤسسه تعریف شده است، تجاری‌سازی دستاوردها و تأمین نیاز بازار صنعت آب و نفت تعریف شده است، مؤسسه چقدر در انجام این مأموریت موفق عمل کرده است؟
خوشبختانه در جلسه هیأت امنا مؤسسه تأسیس شرکتی برای تجاری‌سازی و فناوری پمپ و توربین مورد تأیید قرار گرفت و تفاهم‌نامه‌ای بین جناب آقای دکتر نیلی ریاست محترم دانشگاه و رئیس وقت سازمان آب و برق خوزستان در حضور وزیر وقت نیرو به امضا رسید و این شرکت اکنون به نام «شرکت کبیر صنعت ایرانیان» فعالیت‌های خود را آغاز نموده است که این شرکت دفتری در پارک علم و فناوری دانشگاه تهران و دفتری در اهواز دارد.
- با محدودیت منابع آبی می‌توان برق مورد نیاز کشور را تأمین کرد. فعالیت مؤسسه در این راستا تا چه اندازه کمک‌کننده بوده است؟
همان طور که می‌دانید منابع آبی کشور محدود است و واضح است نمی‌توان کل انرژی الکتریکی مورد نیاز کشور را از طریق پتانسیل‌های آبی تأمین کرد و مجبور هستیم از نیروگاه‌های حرارتی در کنار نیروگاه‌های آبی استفاده کنیم. همان طور که اشاره شد از نیروگاه‌های آبی برای پیک مصرف و تنظیم فرکانس استفاده می‌شود. با گذشت زمان نیروگاه‌های برق آبی کشور دچار فرسودگی و افت راندمان می‌شوند. لذا لازم است این نیروگاه‌ها مورد بررسی دقیق قرار گرفته و تعمیر و نگهداری شوند. در این راستا مؤسسه از طریق تعامل با همکاران خارجی می‌تواند فعالیت‌هایی را آغاز نماید. در اولین قدم، قراردادی بین مؤسسه و سازمان آب و برق خوزستان و یک شرکت مهندسی مشاور خارجی برای اندازه‌گیری راندمان نیروگاه مسجد سلیمان به امضا رسید تا بتوانیم وضعیت این نیروگاه و راندمان آن را بررسی کنیم و پیشنهاداتی برای تعمیرات اساسی نیروگاه ارائه نمائیم. نقش مؤسسه در این زمینه ایجاد ارتباط، نظارت بر حسن انجام کار و تأمین زیرساخت‌های لازم همچون ساخت مدار کالیبراسیون جریان‌سنج‌ها بود.
با سپاس و تشکر از اینکه در این گفت‌وگو شرکت کردید.
نظر شما :