Micro impianti a biomassa solida con turbina a combustione esterna

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Micro impianti a biomassa solida con turbina a combustione esterna"

Sibilla Speranza
8 anni fa
Visualizzazioni

1 Mini impianti di co-generazione alimentati a biomasse legnose Azienda Stuard, San Pancrazio,Parma 23 aprile 2010 Micro impianti a biomassa solida con turbina a combustione esterna Romano Giglioli, Università di Pisa Maurizio Maggioni, Bioenertech Srl Alessandro Strambi, TEP Srl

solida con turbina a combustione esterna Romano Giglioli, Università

2 TECNOLOGIE PER LA CONVERSIONE ENERGETICA DELLE BIOMASSE Rese in energia elettrica per impianti di potenza compresi fra 10 e 1000 kw

3 CICLI EFMGT (Externally Fired Micro Gas Turbine) L impianto utilizza un ciclo Brayton ad aria calda realizzato tramite un gruppo turbo-compressore ad alta velocità Al posto della combustione a gas, il riscaldamento dell aria è effettuato da un sistema esterno costituito da una caldaia alimentata a biomassa, che attraverso uno scambiatore innalza la temperatura dell aria ad un valore prossimo a quello ottenuto con la combustione del metano ( C). L aria surriscaldata viene poi fatta espandere in turbina per la conversione in energia meccanica. Un sistema così costituito è identificato mediante l acronimo EFMGT (Externally Fired Micro Gas Turbine ), è studiato per la realizzazione di impianti di generazione di piccola taglia con utilizzo di combustibili solidi. Il sistema EFMGT Powertep, realizzato da TEP, presenta soluzioni innovative nella realizzazione, nel controllo e non richiede impiego di combustibili fossili ausiliari( co-combustione) neppure in fase di start-up

quello ottenuto con la combustione del metano (850-900 C). L aria surriscaldata viene poi fatta espandere in turbina per la conversione in energia meccanica.

4 Confronto di vari sistemi fatto da Kautz e Hansen

5 IL SISTEMA POWERTEP una caldaia alimentata a biomassa lignocellulosica una microturbina a gas modificata per la connessione con il sistema a combustione esterna; un sistema di controllo in grado di gestire l intero impianto senza apporto di combustibile tradizionale, durante tutte le fasi (avviamento, marcia, arresto)

esterna; un sistema di controllo in grado di gestire l intero impianto senza

6 SCHEMA FUNZIONALE gas esausti 8 7 biomassa al camino utenze termiche 9 aria combustione sistema microturbima 2 turbina 3 compressore 4 alternatore 5 convertitore di frequenza 6 recuperatore 7 combustore a biomassa 8 scambiatore caldaia 9 recuperatore / miscelatore rete elettrica aria ambiente

5 convertitore di frequenza 6 recuperatore 7 combustore a biomassa 8

7 Combustore esterno Il Combustore utilizzato nel presente impianto ha una potenza termica nominale di circa 500kW ed è stata appositamente progettata e realizzata per la produzione di aria calda surriscaldata con alimentazione a biomassa; il rendimento termico è superiore al 90%. La caldaia è progettata per funzionare in modo totalmente automatico senza la necessità di operatori per l esercizio di regime.

surriscaldata con alimentazione a biomassa; il rendimento termico è superiore al 90%.

8 Volatilità della biomassa durante la combustione Sample: miscanto micron Size: mg Method: analisi cinetica Comment: analisi cinetica 10hr 5 TGA File: C:...\miscanto 10hr cinetica.001 Run Date: 01-Jan-00 03:45 Instrument: TGA Q500 V6.1 Build W eight (m g) Time (min) Universa l V3.9A TA Instrum ents

$..\miscanto 10hr cinetica.001 Run Date: 01-Jan-00 03:45 Instrument: TGA Q500 V6.$

9 MICROTURBINA L unità a microturbina selezionata per dimensione e prestazioni per l impianto in oggetto è una macchina TurbecT100. La microturbina, opportunamente modificata per funzionare con combustione esterna è in grado di erogare kw di potenza elettrica in relazione alle condizioni ambientali.

La microturbina, opportunamente modificata per funzionare con combustione

10 Prestazioni del gruppo turbocompressore al variare delle condizioni ambientali R e n d i m e n t o E l e t t r i c o e P o t e n z a v s T e m p e r a t u r a A m b i e n t e P o t e n z a R e n d i m e n t o E l. R e n d i m e n t o E l e t t r i c o e P o t e n z a ( % d i N o m i n a l e ) T e m p e r a t u r a A m b i e n t e ( C )

11 COMBUSTIBILE UTILIZZABILE a) Materiale vegetale prodotto da coltivazioni dedicate; b) Materiale vegetale prodotto da trattamento esclusivamente meccanico di coltivazioni agricole non dedicate; c) Materiale vegetale prodotto da interventi silvicolturali, da manutenzione forestale e da potatura; d) Materiale vegetale prodotto dalla lavorazione esclusivamente meccanica di legno vergine e costituito da cortecce, segatura, trucioli, chips, refili e tondelli di legno vergine, granulati e cascami di legno vergine,. e) Materiale vegetale prodotto dalla lavorazione esclusivamente meccanica di prodotti agricoli, avente le caratteristiche previste per la commercializzazione e l'impiego.

lavorazione esclusivamente meccanica di legno vergine e costituito da cortecce, segatura, trucioli, chips, refili e tondelli di legno vergine, granulati e cascami di

12 PRESTAZIONI TECNICHE ELETTRICHE Potenza elettrica nominale in condizioni ISO 75 kw Tensione concatenata nominale: 400 V AC 3 fasi Variazioni nella tensione: +/- 3% Frequenza nominale: 50 Hz Velocità massima: rpm Allestimento: per esterno Modalità esercizio: in parallelo con la rete TERMICHE Potenza termica recuperabile durante il funzionamento a regime: - portata gas esausti: 0.7 kg/sec ± 10% - temperatura gas esausti: 350 C - potenza termica utile: 200 kwt ± 10%

000 rpm Allestimento: per esterno Modalità esercizio: in parallelo con la rete TERMICHE Potenza termica recuperabile

13 VANTAGGI OTTENIBILI VERSATILITA : utilizzo di combustibili solidi di natura molto diversa (cippato, sansa, sfibrati, refili, segature ) SEMPLICITA :Impianto che non necessita di presidio. SICUREZZA:assenza di fluidi in pressione, assenza di fluidi pericolosi o nocivi.

segature ) SEMPLICITA :Impianto che non necessita di presidio.

14 FOTO IMPIANTI INSTALLATI

15 Miglioramenti possibili Nei materiali impiegati negli scambiatori del combustore per alzare le temperature della aria di ingresso turbina, Nel migliorare il rendimento del compressore e della conversione elettromeccanica, Nello sviluppo di microcicli combinati Nello stabilizzare la temperatura di ingresso al compressore

rendimento del compressore e della conversione elettromeccanica, Nello sviluppo

Documenti analoghi

L innovazione tecnologica per l efficienza energetica e lo sviluppo di fonti rinnovabili

L innovazione tecnologica per l efficienza energetica e lo sviluppo di fonti rinnovabili Riduzione dei consumi energetici (efficienza energetica) Consumi e produzione energetica Aumento della produzione