IMPIANTI di CONVERSIONE d ll’ENERGIAdell’ENERGIA · Le analisi fatte sono per gruppi di taglia...

Corso diCorso diCorso di Corso di IMPIANTI di CONVERSIONE IMPIANTI di CONVERSIONE

d ll’ENERGIAd ll’ENERGIAdell’ENERGIAdell’ENERGIA

L’ i f ti t f i i d i fi liL’ i f ti t f i i d i fi liL’energia, fonti, trasformazioni ed usi finaliL’energia, fonti, trasformazioni ed usi finaliImpianti a vaporeImpianti a vaporeI t i diI t i diI generatori di vaporeI generatori di vaporeImpianti turbogasImpianti turbogasCicli combinati e cogenerazioneCicli combinati e cogenerazioneIl mercato dell’energiaIl mercato dell’energia

1

Corso diCorso diCorso di Corso di IMPIANTI di CONVERSIONE IMPIANTI di CONVERSIONE

d ll’ENERGIAd ll’ENERGIAdell’ENERGIAdell’ENERGIA

L’ i f ti t f i i d i fi liL’ i f ti t f i i d i fi liL’energia, fonti, trasformazioni ed usi finaliL’energia, fonti, trasformazioni ed usi finaliImpianti a vaporeImpianti a vaporeI t i diI t i diI generatori di vaporeI generatori di vaporeImpianti turbogasImpianti turbogasCicli combinatiCicli combinati e cogenerazionee cogenerazioneIl mercato dell’energiaIl mercato dell’energia

2

LA CALDAIA A RECUPERO ASPETTI PROGETTUALI

Il tipo di circolazione nel bancoIl tipo di circolazione nel banco di evaporazione

3


Il tipo di circolazione nel bancoIl tipo di circolazione nel banco di evaporazione Acqua di

alimentoVapore alla

turbina

gasATTRAVERSAMENTO FORZATO

Non è previsto il corpo cilindrico di separazione vapore-liquido.E’ tipica di generatori ipercritici

4



alimentoVapore alla

turbina


Non è previsto il corpo cilindrico di separazione vapore-liquido.

Acqua di alimento

Vapore saturo al SH

E’ tipica di generatori ipercritici

Banchi evaporatori

Colonna discendente

CIRCOLAZIONE NATURALEPer la semplicità e le capacità autoregolanti è spesso una sol ione preferita

gas

soluzione preferita

5



alimentoVapore alla

turbina


Non è previsto il corpo cilindrico di separazione vapore-liquido.

Acqua di alimento

Vapore saturo al SH

E’ tipica di generatori ipercritici

Banchi evaporatori

Colonna discendente

CIRCOLAZIONE NATURALEPer la semplicità e le capacità autoregolanti è spesso una sol ione preferita

gas

Acqua di alimento

Vapore saturo al SH

soluzione preferita

Banchi evaporatori

CIRCOLAZIONE FORZATA Pompa di circolazioneE’ una soluzione preferita nel

caso di generatori verticaligas

6<g


Il ll t d l d tIl collocamento del degasatore

Vapore dallaVapore dalla turbina

ECO HP

ECO HP

Acqua di li tHP HP

HRSG

alimento

7



Vapore per degasa ioneVapore per degasazione generato nell’HRSG

ECO HP

ECO HP

Acqua di li t

EVA HP HP

HRSG

alimento

8



Vapore alla turbina

Vapore per degasazione

ECO HP

Acqua di li t

ECO HP

EVA HP

HRSG

alimentoHP

9



Vapore dalVapore dal corpo cilindrico

ECO HP

ECO HP

Acqua di li tHP HP

HRSG

alimento

10

CONFIGURAZIONI DEI CICLI

Turb. HP / LP U

CICLO A DUE LIVELLI RH

11

CICLO A DUE LIVELLI senza RH


eco

Turb. HP / LP U


12



eco

deg

Turb. HP / LP U


13



eco

degeco LP

Turb. HP / LP U


14



eco

degeco LPev LP

Turb. HP / LP U


15



eco

degeco LPev LP

SH LP

Turb. HP / LP U


16



eco

degeco LPev LP

SH LP eco HP’eco HP”

Turb. HP / LP U


17



eco

degeco LPev LP

ev HP

SH LP eco HP’eco HP”

Turb. HP / LP U


18



eco

degeco LPev LP

ev HP

SH LP eco HP’eco HP”SH HP

Turb. HP / LP U


19



eco

degeco LPev LP

ev HP


Turb. IP / LP UTurb. HP


20



eco

degeco LPev LP

ev HP


RH

UTurb. HP Turb. IP / LP


21

CICLO A DUE LIVELLI con RH


ecoLP

deg/ev.LPeco IP

ev IPev HPSH HP

LP

eco HP’

eco HP” SH LPSH IPRH


eco HP

CICLO A TRE LIVELLI RH

22

CICLO A TRE LIVELLI con RH


ecoLP

deg/ev.LPeco IP

ev IPev HPSH HP

LP

eco HP’

eco HP” SH LPSH IP’SH IP”


eco HP

CICLO A TRE LIVELLI RH

23

CICLO A TRE LIVELLI senza RH

PRESTAZIONI DEI CICLI COMBINATI

Partendo da valori più frequentemente usati nella pratica si può osservare che:

Non sono normalmente posti limiti forti alla minima temperatura dei fumi all’uscita dei gas di scarico, ma normalmente non si scende sotto i 70- 80 °C,

Il rendimento delle turbine a vapore del ciclo sottoposto dipende da molti fattori e quindi deve essere ogni volta valutato perché potrebbe incidere in modo significativo sulle valutazioni,

Le analisi fatte sono per gruppi di taglia medio-grande e quindi sono da considerare ottimistici per gruppi di taglia piccola,

Le considerazioni sono state fatte per condensazione a circuito ad acqua a pressione di 0,05 bar.

Sulla base di tali assunzioni si sono fatte le seguenti considerazioni di ottimizzazione operativaSulla base di tali assunzioni si sono fatte le seguenti considerazioni di ottimizzazione operativa

24

Ottimizzazione delle pressioni di evaporazione

0,6

0 5

Lavoro utile e/m/t

ottimo

endi

men

to 0,5

0,4

0 3

cond.

Perd

ite d

i re 0,3

0,2

scarico gas

turbina

0,1

010 20 30 40 50 60

scambio termico

pressione di evaporazione (bar)

Impianto conβ=30T sc = 497°CPt sc = 302 MW

25

Ottimizzazione delle pressioni di evaporazione

0,6

0 5

Lavoro utile e/m/t

ottimo

0,6

0 5

Lavoro utile

e/m/t

condensazioneen

dim

ento

0,5

0,4

0 3

cond.

endi

men

to 0,5

0,4

0 3

ottimo

Perd

ite d

i re 0,3

0,2

scarico gas

turbina Perd

ite d

i re 0,3

0,2

turbina

scarico gas

0,1

010 20 30 40 50 60

scambio termico 0,1

020 40 60 100 120 140

scambio termico


Impianto con


Impianto conβ=30T sc = 497°CPt sc = 302 MW

β=15T sc = 600°CPt sc = 394 MW

26

Valutazione dell’efficienza del GRV

CC corpo cilindrico

C T U

Gruppo turbogasGruppo turbogas

surriscaldatore

evaporatoreeconomizzatore

T U

Gruppo avapore

IMPIANTO AD UN LIVELLO DI PRESSIONE

27

IMPIANTO AD UN LIVELLO DI PRESSIONE


corpo cilindrico

600

evaporatoreeconomizzatore

T

500

°C400

300

Raffreddamentodel gas

Quota di potenza termica 300

200evaporazione

dissipata allo scarico

100surriscaldamento

preriscaldamento IMPIANTO AD UN LIVELLO DI PRESSIONE

280

0 20 40 60 80 100%Potenza termica disponibile

p IMPIANTO AD UN LIVELLO DI PRESSIONE


eco

degeco LPev LP

ev HP


Turb. HP / LP U

29IMPIANTO A DUE LIVELLI senza RH


600

500

eco

degeco LPev LPT

500

400 Raffreddamento

eco HP’eco HP”°C

300

del gas

ev HP

Q t di t t i200

SH HPeco HP”

SH LPQuota di potenza termica dissipata allo scarico

100

0

eco HP ed LP

SH HP

30IMPIANTO A DUE LIVELLI senza RH

00 20 40 60 80 100%

Potenza termica disponibile


ecoLP

deg/ev.LPeco IP

ev IPev HPSH HP

LP

eco HP’

eco HP” SH LPSH IPRH


eco HP

31IMPIANTO A TRE LIVELLI con RH


600

500


ecoLP

deg/ev.LPeco IPT

500

400

g

ev HP

LP

eco HP’

SH LP°C

300eco HP”

ev. IPQ t di t t ieco HP

200 ev. LPSH HP-IP

Quota di potenza termica dissipata allo scarico

100

0

eco HP ed LP

SH HP e RH

SH LP

32IMPIANTO A TRE LIVELLI con RH 0


600 Valutazione dell’efficienza del GRV

DUE lti RH

T

500DUE salti senza RH

600

Raffreddamento

°C400

300


ev HP

600UN salto di pressione TRE salti con RH

T

500

400

del gas

ev HP

300

200 SH LPT

500

400 Raffreddamento°C400

300eco HP”

IP

100

eco HP ed LP

SH HPeco HP”

°C400

300


200 ev. LPSH HP-IP

ev. IP0


eco HP ed LP

200evaporazione

100

eco HP ed LP

SH HP e RH

SH LP100surriscaldamento

preriscaldamento

330


00 20 40 60 80 100%


600 Valutazione dell’efficienza del GRV

DUE lti RH

T

500DUE salti senza RH

600

Raffreddamento

°C400

300


ev HP

600UN salto di pressione TRE salti con RH

T

500

400

del gas

ev HP

300

200 SH LPT

500

400 Raffreddamento°C400

300eco HP”

IP

100

eco HP ed LP

SH HPeco HP”

°C400

300


200 ev. LPSH HP-IP

ev. IP0


eco HP ed LP

200evaporazione

100

eco HP ed LP

SH HP e RH

SH LP100surriscaldamento

preriscaldamento

Diminuisce sensibilmente la potenza persa allo scarico

e la temperatura dei fumi

340


00 20 40 60 80 100%


p

Rendimenti dei CICLI COMBINATI

0,6

η

0,5

0,4

0,3,

0,2β =30

24

0,1

1815

12Cicli semplici TIT=1280°C tecn B

0300 350 400 450 500 550 600 650 700

Lavoro specifico kJ/kg

9 Cicli semplici, TIT=1280 C, tecn.B

35


0,6

η

0,5

0,4

0,3,

0,2β =30

β =36

24 18

3024

Cicli semplici, TIT=1400°C, tecn.A

0,1

1815

12

15

Cicli semplici TIT=1280°C tecn B

0300 350 400 450 500 550 600 650 700



36


0,6

η

0,5

2418 15 12

9

3 Livelli +RH2 Livelli

1 Livello 0,4

0,3

β =3024 12

,

0,2β =30

β =36

24 18

3024


0,1

1815

12

15


0300 350 400 450 500 550 600 650 700



37


0,6

β =3630 24 18 15Cicli combinati, tecn. A

η

0,530 24 18 15,

2418 15 12

9

3 Livelli +RH2 Livelli

1 Livello 0,4

0,3

β =3024 12

,

0,2β =30

β =36

24 18

3024


0,1

1815

12

15


0300 350 400 450 500 550 600 650 700



38

IMPIANTI di CONVERSIONE d ll’ENERGIAdell’ENERGIA · Le analisi fatte sono per gruppi di taglia...

Documents

Transcript of IMPIANTI di CONVERSIONE d ll’ENERGIAdell’ENERGIA · Le analisi fatte sono per gruppi di taglia...