ISABENERGY. Centrali di produzione energia: L interazione processo-sistema elettrico INTEGRATED GASIFICATION COMBINED CYCLE

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1 Torna al programma Centrali di produzione energia: L interazione processo-sistema elettrico ISABENERGY INTEGRATED GASIFICATION COMBINED CYCLE Martedì 18 marzo Auditorum CESI Martedì 18 marzo Auditorum CESI

2 Centrali di produzione energia: L interazione processo-sistema elettrico Una nuova realtà nel parco produzione italiano: l IGCC Capacità e problematiche nel rispondere alle esigenze di rete W. Cardaci *, A. La Civita *, A. Scalisi *, G. Allegra ** * ISAB Energy Services, ** CESI Martedì 18 marzo Auditorum CESI

3 DAO RAFFINERIA PRODUZIONE ENERGIA ELETTRICA RESIDUI PESANTI SDA SYNGAS Ciclo Combinato ASFALTO CONCENTRATO DI VANADIO GASSIFICAZIONE ZOLFO Acque di scarico a IAS

4 Cariche Utilizzabili TOPPING Residuo Atmosferico VACUUM Oli leggeri ERG Petroli DAO Energia Elettrica Fondo Vacuum VISBREAKER IGCC Grezzo TAR VACUUM FLASH Flashed TAR SDA STOCCAGGIO Asfalto

5 Composizione dell asfalto C (%peso) 84,3 H (%peso) 7,8 N (%peso) 1,6 S (%peso) 6,0 O (%peso) 0,1 Ceneri (%peso) 0,2 Ni (ppm) 210 V (ppm) 660 Potere calorifico (superiore) (kcal/kg) 9250

6 D102/2 P106 G Raffineria ERGMed SDA Residuo Pesante Olio e Nafta Pre-trattamento Acque SCHEMA A BLOCCHI DEL PROCESSO DAO Asfalto Acque Nere Recupero Carbonio Acque Grigie Acqua mare Dissalazione Ossigeno ASU Vapore Media Pressione Gassificazione D103A/B Recupero Calore Syngas Lavato Syngas con H 2 S Vapore Alta Pressione Saturazione Recupero H 2 S Gas Acido Syngas Umido Expander Acqua Alimento Acqua Demi CCU Trattamento Tail Gas IAS Recupero Metalli Recupero Zolfo Zolfo Liquido

7 Composizione del syngas SECCO UMIDO H 2 41,5 27,2 (%vol) CO 48,6 31,8 (%vol) CO 2 7,5 4,9 (%vol) N 2 0,8 0,5 (%vol) CH 4 0,4 0,3 (%vol) Ar 1,0 0,6 (%vol) H 2 O 0,2 36,5 (%vol) Potere calorifico (kcal/kg)

8 Diagramma di flusso - CCU Start up Diesel Dry Syngas Wet Syngas GT HRSG ST GEN GEN GEN GT HRSG ST GEN Power to GRTN Start up Diesel

9 Collegamento Sicilia - Continente SCANDALE SORGENTE RIZZICONI PATERNO CHIAROMONTE GULFI ISAB ENERGY

10 Capacità e problematiche di interfacciamento con la RTN Regolazione automatica di tensione e frequenza Modulabilità della capacità produttiva Fasi di avviamento e tempistiche Comportamento durante i transitori conseguenti a perturbazione di rete

11 Regolazione automatica di tensione e frequenza La richiesta di potenza reattiva induttiva in rete é molto ridotta. Non è richiesto il contributo dell IGCC alla regolazione di tensione Richieste future di energia reattiva: Capacità dell IGCC ad erogare l energia reattiva richiesta Aumento di stabilità dell IGCC a fronte di perturbazioni di rete Durante i transitori di frequenza conseguenti a variazioni di carico è richiesto un contributo alla regolazione primaria di frequenza

12 Regolazione primaria di frequenza Frequenza [Hz] Statismo del 5% f 1 f n Banda morta f 2 Potenza [MW] P S

13 Caso reale - regolazione primaria frequenza Produzione Turbina a Gas Produzione media prima dell'apertura 160,95 MW Produzione media al nuovo equilibrio 159,85 MW [MW Ore 15:20 apertura linea 380 kv Rizziconi-Sorgente Frequenza di rete 49,975 Hz Frequenza di rete al nuovo equilibrio 50,275 Hz 154 Durata trasnitorio 173 secondi

14 Modulabilità capacità produttiva Regolazione programmata Richiesta di riduzione del 20 % Richiesta di riduzione del 50% Richiesta di riduzione del 100% GRTN comunica 24 ore prima dall inizio della richiesta GRTN comunica 48 ore prima dall inizio della richiesta GRTN comunica 72 ore prima dall inizio della richiesta Ramp down time 1 h Ramp down time 2 h Ramp down time 48 h Ramp up time 1,5 h Ramp up time 8 h Ramp up time 56 h

15 Caso reale - Regolazione programmata 600 Periodo dalle ore 00:00 del 13/06/2002 alle ore 24:00 del 25/06/ h 53 h ,5 h Produzione IGCC Richiesta GRTN

16 Comportamento durante i transitori conseguenti a perturbazioni di rete Simulazioni per lo studio di stabilità della rete al verificarsi di guasti sulla rete A.T. Verifica della validità del sistema di protezione realizzato che ha permesso di rispondere con efficacia alle perturbazioni che si sono manifestate

17 Caso reale - Comportamento durante un guasto sulla rete AT 380 kv forma d onda vibrazione relativa cuscinetto TG1-31 Agosto R04A µm Acquisizioni da a 30123

18 Confronto tempo di decadimento del segnale

19 Transitorio causato da perturbazioni di rete

20 Conclusioni L IGCC di ISAB Energy partecipa alla regolazione primaria di frequenza entro i limiti della banda morta. La struttura della RTN siciliana a cui è connessa l IGCC di ISAB Energy non richiede una regolazione di tensione. Regolazioni programmate vengono gestite in maniera da soddisfare le condizioni di sicurezza della RTN, con una risposta rapida fino ad un carico di 300 MW. Il sistema di protezioni elettriche realizzate garantisce un buon comportamento durante i transitori conseguenti a perturbazioni sulla rete AT. Torna al programma