الملخص
أجري تحليل إكسيرجو-اقتصادي وإكسيرجو-بيئي معمق على وحدة توربين غازي بقدرة تشغيلية مقدارها 30.5 ميغاواط وسعة اسمية قدرها 47 ميغاواط. وقد أظهرت النتائج أن الكفاءة الإكسيرجية منخفضة نسبيًا، ويُعزى ذلك بشكل رئيس إلى معدلات التدمير العالية للإكسيرجي في غرفة الاحتراق. تناول التقييم الأكسيرجو-اقتصادي ثلاثة سيناريوهات لأسعار الوقود، حيث تبيّن أنه عند انعدام تكلفة الوقود يصل العامل الأكسيرجو-اقتصادي إلى 100%، مما يعني أن تكاليف رأس المال تشكل المساهمة الرئيسة. أما التقييم الإكسيرجو-بيئي فقد شمل تقدير معدلات الأثر البيئي المرتبطة بدورات حياة المكوّنات، وتدمير الإكسيرجي، ومؤشرات الفروق النسبية، إلى جانب العامل الإكسيرجو-بيئي. بلغ إجمالي الأثر البيئي لوحدة التوربين الغازي بالكامل 1,124,328 مللي نقطة / ساعة، بينما سجّلت غرفة الاحتراق أعلى معدل للأثر البيئي بلغ 857,895 مللي نقطة / ساعة بنسبة 76.30%. كانت الآثار البيئية الكلية المرتبطة بعمليات التصنيع والتشغيل والصيانة والتخلص من المكوّنات الرئيسة محدودة نسبيًا. وتؤكد هذه النتائج ضرورة تحسين تصميم منظومة الاحتراق بهدف رفع الكفاءة والحد من التكاليف الاقتصادية والبيئية.
ABSTRACT
An in-depth exergoeconomic and exergoenvironmental analysis was performed on a 30.5 MW gas turbine power unit with a nominal capacity of 47 MW. The exergetic efficiency was found to be relatively low, mainly due to substantial exergy destruction in the combustion chamber. The exergoeconomic evaluation considered three fuel price scenarios, revealing that at zero fuel cost, the exergoeconomic factor reached 100%, indicating capital costs as the dominant contributor. The exergoenvironmental assessment included the estimation of environmental impact rates related to component life cycles, exergy destruction, relative difference indicators, and the exergoenvironmental factor.
The total environmental impact of the gas turbine unit was determined to be 1,124,328 mPts/h. Among the components, the combustion chamber accounted for the largest share, contributing 857,895 mPts/h, which corresponds to 76.30% of the overall environmental impact. However, the overall environmental impacts associated with production, operation, maintenance, and disposal of the main components were comparatively minor. These results highlight the need for improving combustion system design to enhance efficiency and reduce both economic and environmental costs.
