Gli atti dei convegni e più di contenuti su.

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1 Termotecnica Cogenerazione Pompe di Industriale Calore Gli atti dei convegni e più di contenuti su

2 Nuove strade della cogenerazione ed efficienza energetica Qualche caso applicativo della tecnologia "Combi Cycle" Vapore+ORC Alessandro Dorigati PROGECO srl McTer (MI) - 25 Giugno 2015 PROGECO srl Via Alzaia sul Sile 26/D SILEA (TV) Tel

3 IL VAPORE Il vapore è il vettore energetico per eccellenza per gli utilizzi termici industriali. Industrie alimentari, chimiche, tessili, cartarie, farmaceutiche e molte altre fondano i loro processi sull utilizzo del vapore come vettore termico. Grazie alle sue caratteristiche termodinamiche, al basso costo e al basso impatto ambientale, il vapore è anche il fluido più utilizzato nei cicli termodinamici per la produzione di energia. Le nuove tecnologie dei materiali e delle macchine termodinamiche (microturbine) offrono oggi la possibilità di costruire piccoli impianti a vapore saturo da inserire nei processi industriali, combinando così l utilizzo del vapore prima come fluido termodinamico, per la produzione di energia elettrica distribuita, e poi come vettore termico per i processi. 2

4 Gli ORC a bassa temperatura Gli ORC (Organic Rankine Cycle) a bassa temperatura utilizzano come fluido organico un refrigerante, di solito l R245FA, cioè un fluido del tipo di quelli usati anche nei cicli frigoriferi, che a pressione ambiente (1 Bar a) evapora già a circa 14 C. Questa proprietà fa si che, a temperature dell ordine dei C, raggiunga pressioni tra 12 e 19Bar, adatte per un espansione in turbina o similari. Grazie a queste proprietà gli ORC che utilizzano questi fluidi sono molto efficienti per recuperare calore a bassa temperatura, fino ad arrivare a condensare alla temperatura ambiente, Un altra importante caratteristica degli HFC è che non sono ne infiammabili ne tossici e non danneggiano l Ozono. 3

5 COME FUNZIONA Modulo di potenza integrato (IPM) Potenza generata 125 kw Organic Rankine Cycle Vapore 121,8 C 15,5 bar Vapore 62,2 C 2,1 bar Vapore 36,1 C 1,7 bar Evaporatore Liquido 40,3 C 15,8 bar Sorgente di calore 3,34 MBTU/ ora ( 900 kw) Economizzatore Liquido 22,5 C 15,9 bar R245fa Liquido 21,1 C 1,5 bar Ricevitore Pompa Aria ambiente a 15 C (condizioni ISO) 60% umidità relativa Condensatore ad acqua

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7 COMBI CYCLE Ciclo combinato Vapore+ORC Alta Temp C Vapor saturo 20 5Bar Bassa Temp C Fluido organico 16 1,5Bar

8 COMBI CYCLE Alta Temp C Vapor saturo 20 5Bar Bassa Temp C Fluido organico 16 1,5Bar Vapore molto efficiente su medio alte temperature (T>150 C), volume specifico contenuto Fluido organico molto efficiente su basse temperature (T<150 C), bassa temperatura di evaporazione, inoltre non condensa in turbina Combinando i vantaggi dei due fluidi si ottiene un sistema affidabile con elevata efficienza elettrica (> 18%) Costi contenuti, nessun fluido pericoloso per tossicità esplosione o incendio, funzionamento automatico

9 Turbine a Vapore + ORC COMBI CYCLE 200 CHP Vapore 1-5 Bar

10 Turbine a Vapore + ORC COMBI CYCLE 200 CHP

11 Turbine a Vapore + ORC Recupero termico su processo industriale con u6lizzo vapore di processo L impianto Combi Cycle 200 utilizza i cascami termici a valle di un processo di postcombustione producendo vapore che viene utilizzato in parte nel processo industriale ed il resto per produrre energia elettrica che è poi incentivata con i Certificati Bianchi 10

12 Turbine a Vapore + ORC Recupero termico su processo industriale con u6lizzo vapore di processo 11

13 Turbine a Vapore + ORC Recupero calore dai fumi di uno stabilimento

14 Turbine a Vapore + ORC Recupero calore dai fumi di uno stabilimento industriale (Lay-Out su moduli in container)

15 Turbine a Vapore COGENERAZIONE CON TURBINA A VAPORE IN CONTROPRESSIONE Processi industriali con utilizzo di vapore Industria: alimentare, tessile, chimica, trattamento legno, ecc.

16 Turbine a Vapore Fuel Il vantaggio della cogenerazione con turbina in contropressione sta nel fatto che la maggior parte del calore prodotto (~77%) resta disponibile per il processo, mentre il 13% assorbito in turbina (condensato) si trasforma quasi interamente in energia elettrica. Si ha quindi il recupero quasi totale del calore di condensazione del ciclo termodinamico, con un efficienza globale del sistema superiore all 88% dell energia primaria immessa con il combustibile.

17 Turbine a Vapore RIDUZIONE DELLA PRESSIONE DEL VAPORE CON RECUPERO ENERGETICO Su impianti a vapore esistenti, dove il vapore viene prodotto ad una certa pressione e ridotto a pressione inferiore per gli utilizzi termici, le microturbine, in parallelo alle valvole di laminazione, consentono di recuperare l energia della pressione e trasformarla in energia elettrica, scaricando poi il vapore a pressione ridotta sulla rete degli utilizzi.

18 Turbine a Vapore Le nuove Microturbine a vapor saturo compatte e ad alta efficienza da 100 a 270kWel con pressioni da 5 a 25Barg

19 Clean Cycle Generatore ORC Il generatore Clean Cycle converte l energia termica in elettricità nel range di temperatura da 150 C a 30/40 C Alta efficienza e bassa manutenzione grazie ai cuscinetti magnetici Caratteristiche tecniche Potenza 125 kwe lordi nominali Tensione 3Ø, da 400 a 480 Frequenza 50/60 Hz Temp. in ingresso 150 C Peso 2900 kg Fluido di lavoro R245FA (refrigerante ecocompatibile) Vantaggi per il cliente Funzionamento automatico semplice da gestire Assenza di fluidi pericolosi Flessibilità ai carichi parziali Alta efficienza in relazione alle temperature Bassa manutenzione

20 ORC Altri ORC di piccola potenza INGECO, in partnership con costruttori di turbine ORC, propone una gamma di macchine di piccola potenza appositamente studiate per il recupero di cascami termici Potenze da 5 a 100KW Range di temperatura a partire da 80 C Adatti al recupero energia su acqua di raffreddamento di motori stazionari (Biogas e altri )

21 ORC Recupero di cascami termici a bassa temperatura con ORC - Recupero di cascami termici da una grande varietà di processi industriali (industria ceramica, laterizi, cemen>fici, vetrerie, industria metallurgica, inceneritori) - Il punto più delicato è lo scambiatore sui fumi, soggeeo a polveri e rischio corrosione, occorre stare con discreto margine sopra il punto di rugiada - Produzione di energia eleerica con accesso ai CERTIFICATI BIANCHI 20

22 ORC Valorizzazione degli scar6 di un mobilificio L impianto è stato creato per valorizzare il polverino sottoprodotto delle lavorazioni di un mobilificio. Il calore di condensazione dei 2 ORC serve a preriscaldare l aria in ingresso al sistema di riscaldamento della fabbrica, riducendo così significativamente il prelievo di calore dalla caldaia. 21

23 Installazioni in Italia Installazioni ORC Installazioni Combi Cycle

24 Motore a vapore Steam Drive 30 Per recupero energia dai fumi di motori stazionari Ciclo Rankine con condensazione a 90 C, consente riutilizzo calore in assetto cogenerativo

25 Motore a vapore Steam Drive 30 Acqua di condensazione Steam Drive 30 Fumi motore T>430 C 250kW 90 C 190kW Acqua di raffreddamento motore 90 C Acqua calda a 90 C Su gruppi di cogenerazione industriali, dove il calore è utilizzato come acqua calda a 90 C, l acqua di condensazione può essere unita a quella di raffreddamento del motore

26 Motore a vapore Steam Drive 30 Caratteristiche tecniche principali - potenza nominale max 32kWel - potenza termica assorbita 250kWth - temperatura vapore ingresso motore 400 C - potenza termica scaricata (CHP) 190kW - temperatura di condensazione (CHP) 90 C - generatore asincrono 4 poli (1500 g/m) - quadri controllo e potenza inclusi - pannello operatore 10 Scambiatore sui fumi

27 GRAZIE PER L ATTENZIONE alessandro.dorigati@progecoweb.it PROGECO srl Via Alzaia sul Sile 26/D SILEA (TV) Tel