La ricerca continua di flessibilità, efficienza e affidabilità dei cicli combinati: l esperienza di enipower

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1 La ricerca continua di flessibilità, efficienza e affidabilità dei cicli combinati: l esperienza di enipower Dimitri Gazzotti, Marco Moretti, Federico Biscaldi Convegno ANIMP-ATI Sesto San Giovanni 26/06/12

2 Contenuti la società Il contesto in cui opera la ricerca della flessibilità il valore dell efficienza l importanza dell affidabilità la risposta organizzativa conclusioni e prospettive 2

3 La società potenza installata di oltre MW fra i primi produttori nazionali di energia elettrica. al primo posto per la produzione di vapore tecnologico 8 centrali elettriche situate nei siti petrolchimici e raffinerie eni 1 centrale di trigenerazione da 40MWe asservita alle necessità di energia elettrica, calore e raffrescamento dei palazzi uffici eni e di alcuni quartieri del comune di San Donato Milanese. Obiettivo di garantire i migliori standard di efficienza, flessibilità impiantistica e sicurezza industriale dei 5,4 GW della propria produzione 85% della capacità costituita da centrali a ciclo combinato ad alta efficienza (oltre il 55 %). I gruppi sono alimentati principalmente a gas naturale 3

4 Il contesto in cui opera LA COGENERAZIONE (vincoli di processo) Almeno due sorgenti di produzione vapore per raffinerie e petrolchimici (impossibilità a fermare molti Cicli Combinati) Prelievo di vapore non precisamente programmabile (difficoltà di programmazione della produzione elettrica) SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE Richiesta di continuo miglioramento delle performance ambientali MERCATO Aumento della quota di energia prodotta da fonti rinnovabili caratterizzate da scarsa programmabilità Contrazione della domanda e dei margini Volatilità dei prezzi RETE ELETTRICA NAZIONALE Sicurezza della rete e disponibilità di energia per il bilanciamento della rete LE RISPOSTE DI ENIPOWER Flessibilizzazione dei Cicli Combinati Aumento Affidabilità del Ciclo combinato Aumento dell Efficienza del Ciclo combinato Interventi per la sicurezza della rete elettrica nazionale 4

5 La ricerca della flessibilità (1) interventi di Upgrading dei Cicli Combinati Upgrade dei TG con passaggio da AE94.3A2 ad AE94.3A4 (con bruciatori Velonox) Incremento della potenza di picco Riduzione del Minimo Tecnico al 45% della Pn TG Incremento dei gradienti di carico fino a 22MW/min Installazione dei sistemi di Fogging Aumento della potenza di picco IN Tamb = 30 C, U.R. 45 % (+ 8 m3/h acqua demi) OUT Taria post-fogging = 22 C ΔMWe TG = (fino a +15MW) 5

6 La ricerca della flessibilità (2) interventi di Upgrading dei Cicli Combinati Intervento sperimentale di installazione di un catalizzatore di CO Efficienza del catalizzatore richiesta > = al 98,64% garantita su 3 anni Limitate perdite di carico sui fumi introdotte dal catalizzatore Riduzione del minimo tecnico ipotizzata al 35% della Pn 6

7 Il valore dell efficienza (1) Upgrade di 2 TG sperimentali da AE94.3A2 ad AE94.3A4 Plus Macchine predisposte per esercire Temperature di fiamma fino a 1250 C ANTE UPGRADE POST UPGRADE Gli Upgrade sui diversi stadi hanno interessato: Variazione fori di raffreddamento Variazione dei coating Installazione sperimentale di filtri ad alta efficienza H10 Aumento della pulizia del compressore passando da filtri F9 a filtri H10 senza impatti significativi sul dp iniziale dei filtri e senza la necessità di modificare l Air- Intake 7

8 Il valore dell efficienza (2) Ottimizzazione della regolazione Anti-Icing Installazione di filtri coalescenti ad alto rendimento per abbattere l umidità Installazione di un sistema di tracciature di preriscaldo dei marine louver per evitare fenomeni di formazione ghiaccio in condizione ambientali estreme (galaverna e bassissime temperature) La riduzione degli interventi di apertura della valvola di regolazione dello spillamento compressore permette di non penalizzare il rendimento, senza sostenere elevati costi di retrofit dell Air-Intake per l installazione di un sistema di anti ghiaccio a vapore Marine Louvers con tracciature Filtri coalescenti Sistema di lavaggio automatico dei condensatori ad aria Mantenere la massima efficienza del condensatore minimizzando i consumi elettrici a parità di valore del vuoto e consentirne la pulizia per sezioni anche ad impianto in marcia Installazione di un inverter per la modulazione della pompa alimento di caldaia Implementazione sperimentale su un sito 8

9 Il valore dell efficienza (3) On line Monitoring Implementazione di un sistema automatico di monitoraggio delle performance Temperatura fumi al camino Bilancio di massa fluidi GVR Turbina a Vapore η isoentropico stadio AP della TV Fumi 90 C 2360 t/h Generatore di Vapore a Acqua Demineralizzata Recupero Condensato 19 6 bar 180 t/h BP MP AP BP MP AP Gas naturale Sm3/h Fumi 573 C 2360 t/h 0,06 bar 36 C Turbina a Gas G Aria 15 C 2307 t/h 266 MW /19 kv G Ausiliari e perdite: 4 MW Condensatore ad Aria / Acqua Condensato Rendimento TG 387 MW / 380 kv Clienti di Sito Rendimento compressore TG ΔP Filtri aria ingresso TG Rete di Trasmissione Nazionale 1 Strumento evoluto per monitoraggio singole cause di scostamento del rendimento reale vs ottimale, consente di: Individuare e eliminare ogni singola causa di possibile riduzione rendimento Ottimizzare la programmazione rendendo disponibile l effettiva potenza massima e minima dell impianto η isoentropico stadio BP+MP della TV Pressione scarico TV (vuoto condensatore) 36 C 180 t/h

10 L importanza dell affidabilità (1) Modifiche al GVR per renderlo compatibile con elevate frequenze di ciclaggio Sostituzione delle torrette dei degasatori Modifiche ai drenaggi di caldaia (inserimento di una regolazione automatica e sostituzione delle valvole con modello più affidabile) Installazione di molle smorzatrici delle dilatazioni dei banchi (i banchi restano sospesi alle molle e possono dilatarsi senza sforzare su vincoli rigidi) Migliorare l accesso agli strumenti di monitoraggio delle macchine installati negli impianti Remotizzazione dei sistemi di diagnostica TG (PI / Delphin / TVA / SAMH) rendendoli accessibili on-line, sia ai quadristi in centrale che al personale dei servizi tecnici anche da remoto. 10

11 L importanza dell affidabilità (2) Implementazione di migliorie all impianto Upgrade dei sistemi di eccitazione Allo studio una nuova logica per consentire il viraggio TG con la pompa sollevamento di emergenza Test sperimentale della regolazione della portata pilota sulle TG AE94.3 con misura del PCI da calorimetro. Implementazione di nuove logiche per una miglior gestione della regolazione combustibile nei transitori Miglioramento Affidabilità dell Elettrodotto 380kV tra la centrale Enipower di Brindisi e la stazione TERNA di Pinnicelle Installazione di speciali isolatori verniciati in materiale resistenti all atmosfera salina. Attivazione di un monitoraggio delle scariche con uno strumento ad Ultra Violetti Daycor in grado di rilevare la frequenza delle scariche per effetto corona. 11

12 L importanza dell affidabilità (3) Sicurezza Rete Elettrica Nazionale Test di riaccensione Rete Elettrica Nazionale da parte della centrale SEF di Ferrara Ogni anno, Terna effettua con i gestori delle centrali elettriche prove di riaccensione della Rete di Trasmissione Nazionale (RTN). Di base il piano di riaccensione della rete prevede che le centrali idroelettriche lancino tensione permettendo il successivo riavviamento delle centrali termoelettriche. Nel maggio 2009, la centrale di Ferrara ha partecipato, per la prima volta in Italia, a una prova di riaccensione in cui una centrale a ciclo combinato ha svolto il compito di rialimentazione della RTN. La turbina a gas di uno dei due gruppi della centrale, in marcia sui suoi servizi ausiliari ha lanciato tensione e ri alimentato porzioni di rete a 380 kv e a 132 kv nel territorio della città di Ferrara con successo. 12

13 La risposta organizzativa Il miglioramento continuo Adeguamento della struttura organizzativa di Enipower alle nuove esigenze Rafforzamento della strutture centrali dei servizi tecnici e della produzione con ruolo di suppurto specialistico e coordinamento dei diversi impianti Introduzione di nuove metodologie operative per il miglioramento continuo disponibilità anche grazie a root cause analysis cross-sito Report disservizio Condivisione evidenze cross-sito VIDEOCONFERENZA Azioni di miglioramento PROD SETE Per ogni stabilimento: SETE - PROD A valle di ogni disservizio, viene redatto un report strutturato di dettaglio. Diverse funzioni della società e tutti gli stabilimenti discutono le evidenze emerse dall analisi del disservizio e condividono le azioni di miglioramento. Le responsabilità e i tempi di implementazione azioni sono univocamente definiti e monitorati 13

14 Conclusioni e prospettive Conclusione La rapida evoluzione del mercato e del mix produttivo ha richiesto ai produttori l investimento di ingenti capitali per lo sviluppo di un nuovo e più efficiente parco produttivo, in grado di garantire al sistema la necessaria competitività, flessibilità e sicurezza. Le politiche tariffarie, gli incentivi e i meccanismi di mercato dovranno sempre di più supportare lo sviluppo degli investimenti e la gestione degli impianti che garantiscono la sostenibilità, nel lungo periodo, della rete elettrica nazionale, garantendone l affidabilità a fronte del target UE per l utilizzo di fonti rinnovabili. Proposte Individuare forme di attenzione alla sostenibilità del sistema che premino la fornitura di servizi essenziali alla rete e il conseguimento di elevati standard di produzione: Efficienza della produzione (incentivi alla cogeneratività) Garanzia della riserva (in particolare riserva rotante) disponibile in modo affidabile. 14

15 GRAZIE PER L ATTENZIONE 15

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