Gli atti dei convegni e più di contenuti su.

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1 Cogenerazione Bio-Gas Gli atti dei convegni e più di contenuti su

2 Le soluzioni per le misure di portata difficili negli impianti di cogenerazione Gianantonio Favalessa 25 Giugno 2015

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6 Cogenerazione In un impianto tradizionale per la produzione di energia elettrica una grande quantità del combustibile utilizzato non produce energia ma bensì perdite sotto forma di energia termica dispersa nell ambiente Combustibile Impianto di generazione tradizionale

7 Cogenerazione In un impianto di cogenerazione l energia termica non viene dispersa nell ambiente ma viene recuperata e riutilizzata per impieghi civili (acqua calda o aria per il riscaldamento) o industriali (vapore oppure olio diatermico per processi produttivi) Combustibile Impianto di generazione tradizionale

8 Cogenerazione La produzione combinata di energia elettrica e calore in uno stesso impianto (cogenerazione) presenta diversi vantaggi sia di carattere economico che ambientale. Da questi concetti, fatti propri anche dal Parlamento Europeo, sono nate diverse iniziative tra le quali la nascita ed il riconoscimento del principio di Cogenerazione ad Alto Rendimento (CAR) normato con appositi Decreti negli ultimi anni e per il quale è previsto un regime di sostegno con criteri di accesso ben definiti. Questa nuova attenzione all efficientamento ed allo sviluppo delle tecnologie di generazione dell energia ha portato ad una crescente attenzione nella richiesta di strumentazione di misura dei fluidi evolventi (acqua, aria, vapore, olio diatermico) oltre ad una esigenza di maggiore affidabilità ed accuratezza nel controllo sia dei parametri di processo che delle emissioni in atmosfera.

9 Cogenerazione Le richieste legate al settore della cogenerazione partono da strumenti per applicazioni semplici soprattutto nell ambito civile (contatori di portata acqua e conta calorie per la suddivisione dei costi di utilizzo dell energia) ed in questo il mercato offre numerose e qualificate soluzioni agli operatori ed agli utilizzatori. Ma quando si tratta di fluidi ad elevata temperatura, magari in tubazioni di grande diametro che debbano soddisfare le linee guida ministeriali per l accesso alla qualifica di CAR allora le soluzioni diventano più complesse ed i prodotti e l esperienza di Ital Control Meters che da oltre 20 anni fornisce all industria nazionale una gamma di misuratori di portata ed energia termica senza eguali possono diventare molto utili se non addirittura indispensabili. Alcune delle misure più frequenti coinvolgono: combustibili, acqua, aria, vapore saturo e surriscaldato, olio diatermico, emissione fumi a camino.

10 Cogenerazione Premessa indispensabile comune a tutte le soluzioni che prospetteremo a seguire è il rispetto delle linee guida Ministeriali per l applicazione del DM 5 Settembre 2011 relativo alla procedura dell ottenimento di qualifica di CAR (Cogenerazione ad Alto Rendimento). Le linee guida ministeriali NON richiedono la certificazione MID. Definiscono in maniera chiara invece i requisiti richiesti per la strumentazione installata ai fini delle misure di portata del combustibile o del fluido termovettore e della misura dell energia termica relativa al fluido termovettore. Le prestazioni desunte dalle norme di riferimento si basano su un intervallo di confidenza del 95% e si possono riassumere per le misure di nostro interesse in: +/- 2 % per le misure di portata +/- 5 % per le misure di calore Vedere: Appendice C delle linee guida Ministeriali CAR del Gennaio 2012 (pag.85 e 86)

11 Olio Diatermico L olio diatermico è uno dei fluidi vettori più utilizzati per le sue caratteristiche di mantenersi liquido a pressione atmosferica fino a 300 C e di avere un punto di solidificazione inferiore a quello dell acqua. Numerose sono pertanto le applicazioni che si incontrano negli impianti industriali su tubazioni anche di dimensioni rilevanti (DN50 DN800) ed a temperature spesso superiori ai 200 C. In questi casi la misura della portata oppure anche quella dell energia termica non sono semplici. Le soluzioni tradizionali come le flange tarate o i venturi possono essere costose e poco accurate con notevoli implicazioni legate all installazione e alla manutenzione oltre ad essere limitate nella dinamica di misura. Per l olio diatermico preferiamo offrire i nostri misuratori di portata clamp-on ad ultrasuoni. La nostra proposta: Ultrasuono clamp-on di Flexim (serie F-704)

12 Olio Diatermico Tecnologia ad ultrasuoni clamp-on senza contatto con l olio diatermico Nessuna limitazione di diametro del tubo da 6 mm a mm Nessuna limitazione di pressione (montaggio all esterno) Nessun rischio di perdita di fluido quindi sicurezza aumentata Dinamica di misura eccezionale, la misura parte da zero ed è bidirezionale Può essere impiegato con qualsiasi liquido (in alcuni casi anche con gas) Temperatura standard fino a 200 C in opzione oltre i 400 C Precisione tipica ±1,2 1,6% (fino a ±0,5% in applicazioni speciali) Certificato ATEX per aree classificate disponibile a richiesta Disponibile anche una versione portatile con batteria da 17 ore e data logger

13 Acqua anche demineralizzata Spesso viene utilizzata come fluido vettore l acqua ma ci sono anche altre applicazioni come ad esempio nelle caldaie di recupero dove a volte è necessario misurare la portata dell acqua demineralizzata e delle condense. Per le applicazioni a bassa temperatura o per piccole portate si possono impiegare diverse tecnologie semplici e consolidate ove spesso è il prezzo del prodotto a fare la differenza. Ma nelle applicazioni con portate consistenti in grandi tubazioni (oltre il DN150) magari con acqua calda (oltre i 150 C) allora la scelta diventa più difficile e selettiva. Sono applicazioni nelle quali abbiamo diverse possibilità di intervento, spesso suggeriamo l impiego dei misuratori clamp-on visti per l olio diatermico, ma una interessante soluzione tecnico-economica è l impiego della tecnica ad inserzione. La nostra proposta: Vortex ad inserzione di Vortek (serie PRO-V M23)

14 Acqua anche demineralizzata Tecnologia ad effetto Vortex in versione ad inserzione (M23) o fissa (M22) M23 ad inserzione adatto a tubazioni da DN80 fino a DN2000 Rating di pressione PN16, PN40, PN64 Temperatura massima del liquido da misurare fino a 400 C Nessuna parte mobile interna, quindi manutenzione praticamente azzerata Può essere impiegato con liquidi (bassa viscosità) e anche con vapore e gas In opzione misura di temperatura e/o anche di pressione integrata Disponibile anche nella versione EN per la misura di energia termica Precisione ±1,2% per liquidi (±1,5% per gas e vapore) Certificato ATEX per aree classificate disponibile a richiesta

15 Aria o altri gas Anche l aria viene talvolta utilizzata come fluido termovettore, anche se avendo un coefficiente di scambio termico convettivo basso richiede superfici di scambio termico elevate. Ma negli impianti di cogenerazione trova anche impiego come comburente e spesso deve quindi essere misurata in modo accurato. Su applicazioni in tubazioni o condotte di diametro elevato oppure addirittura nelle misura a valle della combustione, sui fumi caldi la selezione della tecnica di misura richiede attenzione e competenza. Anche in questi casi si possono impiegare diverse tecnologie, ed essendo applicazioni come detto su diametri elevati è sempre da privilegiare la soluzione ad inserzione, ma tra pitot e vortex noi solitamente privilegiamo il misuratore termico ponderale che non necessita di compensazioni esterne. La nostra proposta: Termico massico ad inserzione di Kurz (serie 454FTB)

16 Aria o altri gas Tecnologia a controllo termico con misura a differenziale costante Versione ad inserzione senza nessuna reale limitazione di diametro Misura direttamente in massa, intrinsecamente compensata per T e P Pressione di esercizio fino a 20 barg Dinamica di misura eccezionale, la misura parte da zero Calibrazione specifica per il gas da misurare (elevata accuratezza) Temperatura standard fino a 260 C e versione HT fino a 500 C Precisione tipica ±1 % (±2 per applicazioni ad elevate temperature) Certificato ATEX per aree classificate fornibile a richiesta (zona 1 e 2) Disponibile anche nell esclusiva versione WGF (biogas e altri gas umidi)

17 Vapore saturo e surriscaldato La misura del vapore è una delle misure più diffuse in ambito cogenerazione e può presentare più di una criticità soprattutto per le condizioni del vapore che talvolta non sono ben definite (vapore umido, saturo o surriscaldato).. Naturalmente nei casi di vapore umido le misure sono difficilissime ed instabili per la natura del vapore e la presenza dell acqua, mentre con vapore saturo o surriscaldato le applicazioni sono meglio definite e le difficoltà rimangono legate ai diametri dei tubi ed alle elevate temperature. Sulle tubazioni oltre il DN150 noi privilegiamo gli strumenti ad inserzione, più facili da montare e più economici, una soluzione che spesso forniamo e quella del vortex ma in questo caso preferiamo il pitot multiplo di SKI con soluzioni studiate e sviluppate specificamente per misurare il vapore. La nostra proposta: Pitot multiplo di SKI (serie SDF)

18 Vapore saturo e surriscaldato Tecnologia di misura a tubo di pitot multiplo Versione ad inserzione con singolo attacco o doppio supporto Misura volumetrica o con temperatura e anche pressione incorporata Versione speciale compatta per vapore con serbatoio di separazione di stato Valvole di isolamento saldate e manifold a 5 vie per la massima sicurezza Possibilità di misura bidirezionale (sensore simmetrico) Rating di pressione fino a 300 bar e temperatura oltre C a richiesta Precisione migliore di ±1 % (fino anche a ±0,6 % per calibrazione speciale) Adatto all installazione su tubazioni da DN100 fino anche a DN3000 AccuFlow-zero, accessorio per l automatica calibrazione periodica zero/span

19 Emissioni impianti a biomasse Un interessante capitolo di discussione relativo agli impianti di cogenerazione che utilizzano quale combustibile primario una biomassa è il controllo delle emissioni di portate e polveri dei fumi in uscita che spesso presentano il problema delle elevate temperature unite a grandi diametri. In questo settore abbiamo una notevole esperienza legata all impiego dei misuratori di portata di massa termici KURZ (fino a 500 C) oppure anche dei pitot multipli SKI (anche oltre C) sono entrambi strumenti certificati QAL1 secondo EN Nelle cogenerazioni a biomassa si applicano sistemi di filtrazione volti a ridurre l impatto delle emissioni di particolato in ambiente, tra questi stanno prendendo piede i filtri ceramici che possono lavorare alle elevate temperature che sono tipiche di questi impianti. I polverimetri elettrodinamici dalla britannica PCME costituiscono una soluzione ideale sia per il controllo delle emissioni che per la gestione automatizzata del filtro.

20 Emissioni impianti a biomasse Controllo emissioni: Polverimetri elettrodinamici Misuratori di portata termici Rete di raccolta dati SW manutenzione predittiva

21 Cogenerazione