مقارنة أداء نظامي تحلية مياه البحر بالتبخير الوميضي متعدد المراحل (MSF) والتحلية بالتبخير متعددة التأثيرات (MED) بإستخدام التحليل الإكسيرجي والتقييم الإقتصادي
DOI:
https://doi.org/10.65422/loujas.v2i2.448الكلمات المفتاحية:
: تحلية مياه البحر؛ التبخير متعددة التأثيرات ؛ التبخير الوميضي متعدد المراحل ؛ برنامج (Aspen Plus) تحليل الإكسيرجي؛ ؛ التقييم الإقتصاديالملخص
تُعد ندرة المياه العذبة من أبرز التحديات العالمية المتزايدة نتيجة النمو السكاني والتوسع الصناعي والتغيرات المناخية، مما جعل تحلية مياه البحر أحد الحلول الاستراتيجية لتوفير مصادر مياه مستدامة، ولا سيما في المناطق الجافة وشبه الجافة تهدف هذه الدراسة إلى إجراء مقارنة شاملة بين نظامي التقطير الوميضي متعدد المراحل (MSF) والتقطير متعدد التأثيرات (MED) من خلال التحليل الحراري وتحليل الطاقة والإكسيرجي والتقييم الاقتصادي، باستخدام نماذج محاكاة تم تطويرها ببرنامج (Aspen Plus) لمحطة بطاقة إنتاجية اسمية تبلغ (1000 م³/ساعة) مع تطبيق ظروف تشغيل متماثلة لضمان عدالة المقارنة كما أظهرت نتائج المحاكاة أن نظام (MED) يتميز بأداء حراري أفضل وإستفادة أكثر كفاءة من الطاقة الحرارية نتيجة إعادة إستخدام الحرارة الكامنة بين التأثيرات المتتالية، مما يؤدي إلى تقليل إستهلاك البخار وتحسين الإستفادة من الطاقة الحرارية ومن ناحية أخرى أظهر تحليل الإكسيرجي أن نظام (MSF) حقق كفاءة إكسيرجية أعلى ومعدل هدر إكسيرجي أقل من (MED) ضمن نطاق درجات حرارة مياه التغذية المدروس، مع تحسن أداء النظامين عند إرتفاع درجة حرارة التغذية كما أظهرت النتائج أن نسبة إسترجاع المياه في (MSF) بقيت أعلى من (MED) ضمن نطاق الملوحة المدروس بينما أدى إرتفاع درجة حرارة التغذية إلى تحسين نسبة الإسترجاع في (MED) وتقارب الأداء بين النظامين عند درجات الحرارة المرتفعة أما من الناحية الإقتصادية، فقد تفوق نظام (MSF) بوضوح على (MED) ضمن السيناريو الإقتصادي المدروس، حيث حقق قيمًا أعلى لصافي القيمة الحالية (NPV) ومعدل العائد السنوي (ARR) ومؤشر الربحية (PI)، إضافة إلى فترة إسترداد رأس مال أقصر وعليه، تشير نتائج الدراسة إلى أن إختيار تقنية التحلية يعتمد على معيار التقييم وظروف التشغيل؛ إذ يمثل (MED) خيارًا مناسبًا عند إعطاء الأولوية للكفاءة الحرارية وتقليل إستهلاك الطاقة الحرارية، في حين يوفر (MSF) أداءً إكسيرجيًا وإقتصاديًا أفضل وفق النتائج الحالية، إلى جانب إستقرار تشغيلي مرتفع وتوفر هذه النتائج أساسًا لإتخاذ قرار متعدد المعايير عند تصميم وإختيار أنظمة التحلية الحرارية واسعة النطاق.
