L EVOLUZIONE DEL SISTEMA DI TELERISCALDAMENTO TORINESE CON IL PROGETTO TORINO NORD EST

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1 1 Convegno TELERISCALDAMENTO: verso la SMART GRID L EVOLUZIONE DEL SISTEMA DI TELERISCALDAMENTO TORINESE CON IL PROGETTO TORINO NORD EST Torino Lingotto Fiere, 25 maggio 2012 Ing. Carmelo TRIPODI Direttore Produzione Termoelettrica di Iren Energia

2 2 LA STRUTTURA DEL GRUPPO IREN PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E CALORE PER TELERISCALDAMENTO IN COGENERAZIONE

3 3 SVILUPPO TLR VOLUMETRIA TELERISCALDATA 30 anni di teleriscaldamento a TORINO milioni di m p anni

4 4 LA RETE DI TELERISCALDAMENTO DI TORINO I dati principali della rete di teleriscaldamento di Torino nella configurazione attuale: Volumetria teleriscaldata: 50 milioni m 3 (pari a abitanti di Torino, Moncalieri e Nichelino) Totale calore erogato nella stagione : GWh Estensione rete (doppia tubazione): trasporto: 150 km distribuzione: 365 km totale 515 km

5 5 LA RETE DI TELERISCALDAMENTO DI TORINO TORINO NORD (Cogenerazione + caldaie) 4 O N S POLITECNICO (Caldaie) MIRAFIORI NORD (Caldaie) BIT (Caldaie) Blu = Cogenerazione e/o caldaie Rosso = Stazioni di pompaggio (Cogenerazione + caldaie) MONCALIERI

6 6 SISTEMI DI PRODUZIONE CENTRALI DI COGENERAZIONE IL SISTEMA INTEGRATO DI COGENERAZIONE E TELERISCALDAMENTO DI IREN ENERGIA UTILIZZA L ENERGIA TERMICA PRODOTTA DA TRE CICLI COMBINATI CONCEPITI CON LE PIU AVANZATE TECNOLOGIE IN TERMINI DI PRESTAZIONI E IMPATTO AMBIENTALE Centrale Termoelettrica di Moncalieri (2 GT e 3 GT) : ENTRATA IN ESERCIZIO POTENZA ELETTRICA: 800 MWe 3 GT: 2005 POTENZA TERMICA: 520 MWt 2 GT: 2008 Centrale Torino Nord: POTENZA ELETTRICA: 400 MWe 2011 POTENZA TERMICA: 220 MWt

7 7 SISTEMI DI PRODUZIONE Centrale Termoelettrica di Moncalieri MONCALIERI 800 MWe 520 MWt Cogenerazione 141 MWt CIR

8 8 SISTEMI DI PRODUZIONE Centrale Termoelettrica di Moncalieri CENTRALE TERMOELETTRICA IN COGENERAZIONE DI MONCALIERI

9 9 SISTEMI DI PRODUZIONE Centrale Termoelettrica Torino Nord Turbina a vapore Condensatore GVR Accumulatori Caldaie Sistemi ausiliari Turbina a gas Stazione elettrica AT

10 10 SISTEMI DI PRODUZIONE Centrale Termoelettrica Torino Nord CENTRALE TERMOELETTRICA IN COGENERAZIONE TORINO NORD

11 11 SISTEMI DI PRODUZIONE CALDAIE OLTRE AI CICLI COMBINATI SONO STATI REALIZZATI I SEGUENTI IMPIANTI DI INTEGRAZIONE E RISERVA: Caldaie di integrazione e riserva di Moncalieri: Caldaie di integrazione e riserva del BIT: Caldaie di integrazione e riserva Mirafiori Nord: Caldaie di integrazione e riserva Politecnico: Caldaie di integrazione e riserva Torino Nord: 141 MWt 255 MWt 35 MWt 255 MWt 340 MWt Totale: 1026 MWt

12 12 SISTEMI DI PRODUZIONE CALDAIE BIT 255 MWt MIRAFIORI NORD 35 MWt

13 13 SISTEMI DI PRODUZIONE CALDAIE POLITECNICO 255 MWt

14 14 UTILIZZO DEGLI ACCUMULATORI ATTUALE SISTEMA DI ACCUMULO: POLITECNICO m 3 TORINO NORD m 3 RISPARMIO c.a tep/anno DATI TECNICI 9 serbatoi in pressione pressione max di esercizio 16 bar temperatura di esercizio 120 C diametro serbatoi 7 m altezza serbatoi 27 m MIGLIORE QUALITA DELL ARIA RIDUZIONE UTILIZZO CALDAIE

15 15 ACCUMULATORI DI CALORE SISTEMA DI ACCUMULO CALORE DELLA CENTRALE DI COGENERAZIONE TORINO NORD

16 16 CARICO TERMICO GIORNALIERO Potenza erogata all utenza Energia termica totale: MWh Potenza termica max: 1236 MW [MW] Domenica 5 febbraio 2012 Temperatura esterna: - 16 C [ore]

17 17 DIAGRAMMA DI DURATA STAGIONE

18 18 RIPARTIZIONE PRODUZIONE ENERGIA TERMICA STAGIONE Caldaie 9,8 % Accumulatori 4,7 % Cogenerazione 85,5 %

19 19 TORINO NORD IL PROGETTO TORINO NORD

20 20 TORINO NORD: SITUAZIONE PRE OPERA luglio 2009

21 21 TORINO NORD: SITUAZIONE POST OPERA dicembre 2011

22 22 TORINO NORD: SITUAZIONE POST OPERA dicembre 2011

23 23 SCHEMA FUNZIONALE DEL CICLO COMBINATO η CICLO COMBINATO : 56% η CHP : 83% FUMI AL CAMINO FUMI CALDI metano CALDAIA A RECUPERO ACQUA ALIMENTO COMBUSTORE VAPORE ALTERNATORE ALTERNATORE ~ compressore turbina ~ TURBINA A VAPORE RETE ELETTRICA CONDENSATORE ACQUA RETE TLR SCAMBIATORE TELERISCALDAMENTO ACQUA RETE TLR VAPORE CONDENSATO

24 24 TORINO NORD - PRESTAZIONI CICLO COMBINATO COGENERATIVO Assetto elettrico Assetto cogenerativo POTENZA ELETTRICA 390 MW 350 MW POTENZA TERMICA 0 MW 220 MW RENDIMENTO 56 % 83 % COMBUSTIBILE GAS NATURALE CALDAIE DI INTEGRAZIONE E RISERVA POTENZA TERMICA 340 MW RENDIMENTO 92 % COMBUSTIBILE GAS NATURALE ACCUMULATORI N. 6 ACCUMULATORI (VOLUME TOTALE) m 3

25 25 TORINO NORD - PECULIARITA PROGETTUALI DLN UTILIZZO DELLE MIGLIORI TECNOLOGIE DISPONIBILI PER CONSEGUIRE: MINORI EMISSIONI SCR ELEVATE PRESTAZIONI GRUPPI FRIGO ad assorbimento

26 26 PECULIARITA PROGETTUALI TG allestita con bruciatori VeLoNox 24 BRUCIATORI Very Low - Nox alimentati a gas naturale (NO injection) PALE REGOLABILI DI INGRESSO (IGV) per modulazione della portata aria 2 MODALITA DI COMBUSTIONE: PREMIX, da 0 a 100% LOAD; PYLOT, per stabilizzare la FIAMMA Very LOW NOx NOx < 30 mg/nm 3

27 27 DENOX CONTROLLO DELLE EMISSIONI Dilution Exhaust

28 28 DENOX CARATTERISTICHE COMPONENTI PRINCIPALI catalizzatore SCR griglia di iniezione e distribuzione ammoniaca nel GVR sistema di evaporazione, miscelazione e dosaggio ammoniaca sistema di carico/scarico e stoccaggio ammoniaca Sistema di regolazione del flusso di ammoniaca e controllo delle emissioni Riduzione della concentrazione di NOx da 30 a 10 mg/nm 3 (*) (*) valori riferiti al 15% di O 2 su base secca

29 29 DENOX INSTALLAZIONE NEL GVR SCR

30 30 DENOX INSTALLAZIONE NEL GVR

31 31 Concentrazioni medie annuali di NOx SENZA INTERVENTO

32 32 Concentrazioni medie annuali di NOx CON INTERVENTO

33 33 RAFFREDDAMENTO ARIA COMBURENTE TG LE PRESTAZIONI DELLA TURBINA A GAS (POTENZA E RENDIMENTO) SI RIDUCONO CON L AUMENTO DELLA TEMPERATURA DELL ARIA AMBIENTE Pertanto, intervenire direttamente sulle condizioni dell aria in aspirazione compressore della turbina a gas, consente di ridurre le perdite di potenza; ridurre il degrado di rendimento. Sistema di raffreddamento mediante gruppi frigo ad assorbimento.

34 34 RAFFREDDAMENTO ARIA COMBURENTE TG Schema funzionale

35 35 RAFFREDDAMENTO ARIA COMBURENTE TG Principi di funzionamento Generatore: la soluzione diluita di LiBr è fatta bollire dal calore fornito dall acqua surriscaldata; Condensatore: il vapor d acqua proveniente dal Generatore, cedendo calore all acqua di raffreddamento (torre), condensa. Evaporatore: la condensa proveniente dal Condensatore evapora ed estrae calore all acqua del circuito da raffreddare. Questa è l effetto utile con cui si produce il freddo; Assorbitore: il vapor d acqua proveniente dall Evaporatore viene assorbito dalla soluzione concentrata di LiBr. La soluzione diluita di LiBr viene nuovamente inviata al Generatore.

36 36 RAFFREDDAMENTO ARIA COMBURENTE TG Conclusioni In sintesi, l uso di un sistema di raffreddamento dell aria in aspirazione consente di: esercire la turbina a gas come nelle condizioni di progetto anche se la T ambiente è superiore ai 15 C (fino a 30 C esterni); migliorare le prestazioni del ciclo (potenza e rendimento) abbassando la T 1 a valori inferiori ai 15 C (fino a 10 C); sfruttare il calore di recupero sul banco finale del GVR. Il grafico seguente evidenzia i benefici dell utilizzo dei gruppi frigoriferi sul ciclo combinato.

37 37 RAFFREDDAMENTO ASPIRAZIONE TG - PRESTAZIONI + 30 MW

38 38 SVILUPPO DEL TELERISCALDAMENTO CON TORINO NORD IL PROGETTO TORINO NORD AL TERMINE DEGLI ALLACCIAMENTI, CONSENTIRA DI TELERISCALDATRE UNA VOLUMETRIA DI, ESTENSIONE COMPLESSIVA DELLA RETE DI TELERISCALDAMENTO 56 milioni di m 3 15 milioni di m 3 UTENZA TELERISCALDATA, COMPLESSIVA Abitanti (estensione TLR > del 58%) TORINO, CITTA PIU TELERISCALDATA D ITALIA E TRA LE PRINCIPALI D EUROPA

39 39 CENTRALE TORINO NORD - BENEFICI AMBIENTALI Risparmio energetico Emissioni evitate di CO 2 Emissioni evitate di NO X Emissioni evitate SO 2 Emissioni evitate di polveri tep/anno t/anno 134 t/anno 400 t/anno 17 t/anno Risorse idriche: riutilizzo delle acque meteoriche di 2 a pioggia. recupero condense prodotte dal raffreddamento aria comburente TG (circa m 3 /a).

40 40 CENTRALE TORINO NORD + MONCALIERI - BENEFICI AMBIENTALI COMPLESSIVAMENTE IL RIPOTENZIAMENTO DELLA CENTRALE DI MONCALIERI E LA NUOVA CENTRALE TORINO NORD HANNO DETERMINATO I SEGUENTI BENEFICI AMBIENTALI Risparmio energetico Emissioni evitate di CO 2 Emissioni evitate di NO X Emissioni evitate SO tep/anno t/anno t/anno t/anno CON L ENTRATA IN SERVIZIO DELLA CENTRALE TORINO NORD HA CESSATO DI FUNZIONARE L IMPIANTO DI LE VALLETTE LA CUI AREA VERRA RESTITUITA A PARCO PUBBLICO

41 41 CERTIFICAZIONE EMAS IREN ENERGIA E CERTIFICATA AMBIENTE, QUALITA e SICUREZZA LA CENTRALE TERMOELETTRICA DI MONCALIERI E CERTIFICATA EMAS

42 42 I VALORI: Efficienza energetica riduzioni emissioni SVILUPPO SOSTENIBILE LO SVILUPPO DEL TELERISCALDAMENTO E STATO REALIZZATO CON L OBIETTIVO DI PERSEGUIRE COSTANTEMENTE I VALORI DELL EFFICIENZA ENERGETICA, DELLA RIDUZIONE DELLE EMISSIONI E, QUINDI, DELLO SVILUPPO SOSTENIBILE > CAPACITA PRODUTTIVA SVILUPPO SOSTENIBILE MIGLIORI RENDIMENTI MINORI EMISSIONI

43 43 UTILIZZO DEGLI ACCUMULATORI COMPLETAMENTO SISTEMA DI ACCUMULO MARTINETTO: CAPACITA m 3 RISPARMIO ULTERIORE tep/anno DATI TECNICI 6 serbatoi in pressione pressione max di esercizio 16 bar temperatura di esercizio 120 C diametro serbatoi 7,6 m altezza serbatoi 23 m

44 44 CARICO TERMICO GIORNALIERO con Torino Nord e accumulatori Martinetto Potenza termica alla punta MWt, volumetria m 3

45 45 ACCUMULATORI MARTINETTO PROSPETTO NORD

46 46 SVILUPPO DEL TELERISCALDAMENTO - TORINO NORD EST VOLUME TELERISCALDATO TORINO NORD MIRAFIORI NORD TORINO NORD-EST POLITECNICO OGGI: 50 Mm 3 SATURAZ. TORINO NORD: 6 Mm 3 TORINO NORD-EST: 16 Mm 3 TOTALE: 72 Mm 3 BIT MONCALIERI

47 47 PROGETTO TORINO NORD EST - L IMPIANTO LA CENTRALE: due caldaie a gas naturale per una potenza termica utile di 272 MWt; un gruppo di pompaggio; tre gruppi di ripompaggio per il rilancio dell acqua in rete; sistema di accumulo del calore: m 3 di volume.

48 48 PROGETTO TORINO NORD EST - BENEFICI AMBIENTALI LA CENTRALE APPORTERA UNA SIGNIFICATIVA DIMINUZIONE DELLE EMISSIONI IN ATMOSFERA Riduzione emissioni di NOx Riduzione emissioni di CO Riduzione emissioni di SO 2 Riduzione di Polveri 117 t/anno 17 t/anno 35 t/anno 2 t/anno

49 49 UTILIZZO DEGLI ACCUMULATORI CON MARTINETTO E TORINO NORD EST POLITECNICO m 3 TORINO NORD m 3 MARTINETTO m 3 TORINO NORD EST m 3 TOTALE m 3 RISPARMIO COMPLESSIVO c.a tep/anno

50 50 PROGETTO TORINO NORD EST - SVILUPPO DEL TELERISCALDAMENTO 16 milioni m Abitanti

51 51 SVILUPPO DEL TELERISCALDAMENTO DI IREN ENERGIA CON TORINO NORD EST 72 milioni m 3 Torino Nord Torino Nord Est Abitanti (estensione TLR > del 70 %) Politecnico Mirafiori Nord Bit Moncalieri

52 52 SVILUPPO TLR CARICO TERMICO GIORNALIERO CON TORINO NORD EST Potenza termica alla punta MWt, volumetria m 3

53 53 FINE PRESENTAZIONE Grazie per l attenzione

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