تحلیل فنی اقتصادی و زیست محیطی شیرین سازی آب های شور به روش هیبریدی در کنار نیروگاه سیکل ترکیبی پس فشاری و کندانسینگ (مطالعه موردی: بندرعباس)

در سال های اخیر تامین منابع آب پایدار در مناطق خشک و کم آب جنوب کشور یکی از مشکلات مهم کشور به شمار می رود. ایده استفاده از فناوری های هیبریدی از آنجا به ذهن می رسد که آن ها علاوه بر مزیت های استفاده از سیستم های هم زمان (نیروگاه و واحد نمک زدایی)، در بهره وری و کاهش مصارف انرژی و منابع آبی تاثیر بسزایی دارند. یکی از معضلات واحدهای نمک زدایی حرارتی دفع پساب تولیدی با دمای بالا است. از این رو در سیستم های نمک زدایی حرارتی نیاز به آب خنک کننده بسیار زیاد در طول فصول گرم است. در واقع به منظور جبران اثر افزایش دمای آب دریا بر عملکرد کندانسور واحد حرارتی، باید آب بیشتری (در بعضی از شرایط تا حدود 10 برابر آب تولیدی) برداشت شده و مورد استفاده قرار بگیرد. این در حالی است که مقدار آب موردنیاز برای تغذیه مراحل در فصول سرد حداکثر سه برابر آب تولیدی است. لذا این افزایش برداشت به میزان قابل توجهی انرژی الکتریکی مصرفی واحد حرارتی و نیز حجم آبگیر موردنیاز را افزایش خواهد داد. هم چنین در فرایند هیبرید می توان از آب برداشت شده برای تغذیه اسمزمعکوس به عنوان آب خنک کننده حرارتی در فصول گرم استفاده نمود. در این مطالعه مفهومی هدف بررسی سناریهای مختلف کوپلینگ حرارتی جهت ارایه یک طراحی مقید و بهینه در شرایط مشخص از منظر تولید و هزینه می باشد. به همین منظور در این مطالعه مفهومی در گام اول به بررسی واحد هیبرید در کنار نیروگاه سیکل ترکیبی پس فشاری و کندانسینگ پرداخته شد و در گکام بعدی به کمک نرم افزار شبیه سازی ترمودینامیکی Thermoflow واحد تولید توان و واحد هیبرید مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله حاکی از آن است که در سیکل ترکیبی کندانسینگ با توجه به وجود کندانسور، دبی بخار ورودی به آب شیرین کن واحد حرارتی به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد و بدین ترتیب مقدار آب شیرین در این سناریو حدود چهار برابر کاهش خواهد یافت. در نهایت به منظور آنالیز اقتصادی به کمک روش LCOE و LCOW هزینه تولید برق و آب شریرین این دو سناریو محاسبه شد. نتایج حاصله از این بخش نیز دلالت بر این موضوع دارد که با توجه به میزان قابل توجه آب شیرین حاصله از سیکل ترکیبی پس فشاری شاهد کاهش 13 درصدی در هزینه تولید آب شیرین در این سناریو هستیم که از لحاظ فنی و با توجه به ظرفیت بالای آب شیرین در این سناریو قابل ملاحظه است. همچنین با توجه به اینکه توان نیروگاه سیکل ترکیبی در سناریو پس فشاری کمتر از سناریو کندانسینگ می باشد، لذا شاهد افزایش 8/6 درصدی در قیمت برق در این سناریو هستیم. بنابراین با توجه به افزایش تقاضا نسبت به آب یا برق می توان سناریو بهینه را انتخاب کرد. لازم به ذکر است که در این مطالعه مفهومی به منظور اعتبارسنجی میزان تولید توان و حرارت از اطلاعات سایت بندرعباس استفاده شده است.

Keywords:

سیستم تلفیقی , آب شیرین کن هیبریدی , سیکل ترکیبی پس فشاری , سیکل ترکیبی کندانسینگ