SISTEMI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA AD ALTA EFFICIENZA BIOGAS DA DISCARICA DEPURATORI REFLUI

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Nicolina Baroni
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1 PROGETTO COGEN+ BIO 205 kwe / 400 kwe SISTEMI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA AD ALTA EFFICIENZA BIOGAS DA DISCARICA DEPURATORI REFLUI COGEN+ BIO kwe DISCARICHE-depuratori.doc - pag.1 di 7

2 1 PREMESSA Enplus Italia è azienda che promuove e si occupa di efficienza energetica, intervenendo nel miglioramento dei consumi energetici nei processi produttivi industriali, promuovendo l uso delle fonti rinnovabili aumentando di conseguenza la competitività dell impresa e l impatto ambientale del nostro vivere quotidiano. Uno dei settori di forte interesse dove è possibile valorizzare il biogas è quello delle discariche o dei depuratori dove è presente il processo di digestione anaerobica. La discarica ha un ciclo di vita definito. La produzione di biogas viene solitamente sfruttata alimentando cogeneratori che servono per la produzione di calore e di energia elettrica e che vengono dimensionati in funzione della produzione iniziale che ovviamente cala col passare degli anni fino al totale esaurimento. Negli Impianti di depurazione la variazione di produttività/qualità di Biogas influenza negativamente il funzionamento dei cogeneratori esistenti che, lavorando con un combustibile povero, o ridotto in quantità, modifica le condizioni di esercizio determinando perdita di efficienza (anche del 40%) e criticità di funzionamento. L intervento di Enplus presso le discariche in decadimento e sui depuratori consiste nell istallazione di un cogeneratore su misura, un package predefinito da 205 kwe o da 400 kwe, ad alto rendimento elettrico, con o senza trasformatore elevatore, a seconda dell esigenza, che sia in grado di sfruttare appieno le quantità variabili di metano presenti nel biogas, consentendo lo sfruttamento totale del biogas prodotto, migliorandone la valorizzazione. Da sempre Enplus è impegnata nella ricerca di nuove tecnologie con una particolare attenzione alla tutela dell ambiente ed ha sviluppato una applicazione specifica con motorizzazione della casa costruttrice MTU (Daimler- Rolls Royce). In particolare i motori previsti per applicazione biogas, da 205 kwe (con un rendimento elettrico del 39,9%) e da 400 kwe (39,4%) sono tra gli ultimi nati della famiglia MTU e hanno caratteristiche quali, altissima efficienza elettrica, combustione sempre ottimizzata alla qualità del biogas, elettronica dedicata per l ottimizzazione delle prestazioni anche con forte modulazione di carico, semplice interfacciamento con sistemi esterni e naturalmente sono rispondenti alle normative sulle emissioni. COGEN+ BIO kwe DISCARICHE-depuratori.doc - pag.2 di 7

Uno dei settori di forte interesse dove è possibile valorizzare il biogas è quello delle discariche o dei depuratori dove è presente il processo di digestione anaerobica.

3 2 ALLESTIMENTO STANDARD L esecuzione in struttura tecnica definita package e comprende: Il modulo cogeneratore COGEN+ BIO 205/400 Recupero termico dell acqua di raffreddamento del motore Quadri di comando e sistema di gestione/controllo standard bio-gas e visualizzazione remota Silenziatore sui gas di scarico con relativo catalizzatore ossidante a cartuccia intercambiabile e precoibentato in versione easy change. Linea fumi completa in acciaio Inox Sistema automatico dell olio e circuito svuotamento Gestione/controllo modulo impianto da remoto (supporto ADSL) Dissipatore circuito acqua di riscaldamento e intercooler unificato e sovradimansionato per riduzione degli autoconsumi Ventilazione package con relativi silenziatori in ingresso/uscita Sensori fughe gas e incendio Quadri di potenza cogenerazione per interfaccia a rete ENEL con relative misure fiscali preinstallate Climatizzazione ermetica per quadri di comando e potenza dissipazione esterna trasformatore elevatore da 250 kva (per il motore da 205 kwe) in resina ventilato trasformatore elevatore da 500 kva (per il motore da 400 kwe) in resina ventilato Quadri di potenza con Interruttore di macchina e interruttore di interfaccia a rete. Quadro di Sezionamento/protezione MT trasformatore Flangie acqua calda utenza bordo macchina Tubazioni di connessione alla dissipazione (sciolte per trasporto) COGEN+ BIO kwe DISCARICHE-depuratori.doc - pag.3 di 7

4 3 Schema di funzionamento COGEN+ BIO kwe DISCARICHE-depuratori.doc - pag.4 di 7

5 SCHEDA TECNICA MODULO 205 kwe Tolleranza del 5% sulla potenza termica resa e sulla potenza termica in ingresso. I dati sulla potenza nominale sono conformi alla ISO DATI DEL MODULO: DATI DEL MOTORE: kw el. 205 Numero cilindri n. 6 Potenza termica recuperabile totale kw 264 Alesaggio mm 130 Quantità BioGas introdotta 93 Corsa mm 155 Potenza introdotta kw 514 Cilindrata litri 12,34 RENDIMENTO Velocità nominale giri/min 1500 Rendimento elettrico % 39,9% Velocitá media del pistone m/s 7,75 Rendimento termico % 51,3% Press. media eff. a carico nom. e velocità nom. bar 13,9 Rendimento complessivo % 91,2% Potenza meccanica standard ISO-ICFN kw 214 POTENZE TERMICHE RECUPERABILI Consumo specifico del motore kwh/kwh 2,40 Primo stadio intercooler kw 0 Consumo specifico olio lubrificante g/kwh 0,2 Acqua di raffreddamento motore kw 122 Portata gas di scarico umido kg/h 1010 POTENZE DA DISSIPARE Portata aria comburente kg/h 0 Secondo stadio intercooler kw 15 Volume aria comburente 781 Calore in superficie motore kw 33 Portata nominale acqua raffreddamento motore 0 Calore in superficie alternatore kw 11 Temp. max. ritorno acqua di raffreddamento al motore C 82 Potenza termica rimanente kw 15 Perdita di pressione max. in aspirazione mbar 0 Combustibile introdotto con PCI di 5,5 Modulabilità % % DATI PER INSTALLAZIONE: ALTERNATORE: Portata aria ventilazione Giri al minuto 1/min 1500 Inlet acqua utenza C 50 Potenza applicata all'albero kw 214 Outlet acqua utenza max. C 65 Potenza elettrica nominale kva 276 Portata nominale acqua all'utenza 20,4 % 95,7% Perdita di carico lato cogen bar 0,3 % 95,0% Portata acqua al raff. IC 2 st. 8,0 kw 205 Pressione gas di alimentazione mbar 0 kw 203 Tensione per alimentazione aux V 3x400+n Frequenza Hz 50 Potenza installata per alimentaz. aux kw 0 Tensione V n Percentuale autoconsumi elettrici % 2 3,5 Grado di protezione IP 23 Emissioni: Classe d'isolamento H NOx (5% O2) <500 Massa approx. kg 0 CO (5% O2) <1000 CONDIZIONI DI RIFERIMENTO Pressione barometrica: 1000 mbar o 100 m s.l.m. Temperatura aria: 25 C Umidità relativa: 30% Rif. DIN-ISO 3046, DIN 6271 e VDE 0530 REM con la rel. Toller. COGEN+ BIO kwe DISCARICHE-depuratori.doc - pag.5 di 7

6 Potenza termica recuperabile totale kw 264 Alesaggio mm 130 Quantità BioGas introdotta 93 Corsa mm 155 Potenza introdotta kw 514 Cilindrata litri 12,34 RENDIMENTO Velocità nominale giri/min 1500

6 SCHEDA TECNICA MODULO 400 kwe Tolleranza del 5% sulla potenza termica resa e sulla potenza termica in ingresso. I dati sulla potenza nominale sono conformi alla ISO DATI DEL MODULO: DATI DEL MOTORE: kw el. 400 Numero cilindri n. 12 Potenza termica recuperabile totale kw 560 Alesaggio mm 130 Quantità BioGas introdotta 184 Corsa mm 142 Potenza introdotta kw Cilindrata litri 22,61 RENDIMENTO Velocità nominale giri/min 1500 Rendimento elettrico % 39,4% Velocitá media del pistone m/s 0 Rendimento termico % 55,2% Press. media eff. a carico nom. e velocità nom. bar 0,0 Rendimento complessivo % 94,7% Potenza meccanica standard ISO-ICFN kw 416 POTENZE TERMICHE RECUPERABILI Consumo specifico del motore kwh/kwh 2,44 Primo stadio intercooler kw 0 Consumo specifico olio lubrificante g/kwh 0,2 Acqua di raffreddamento motore kw 245 Portata gas di scarico umido kg/h 2082 POTENZE DA DISSIPARE Portata aria comburente kg/h 0 Secondo stadio intercooler kw 29 Volume aria comburente 1428 Calore in superficie motore kw 33 Portata nominale acqua raffreddamento motore 0 Calore in superficie alternatore kw 18 Temp. max. ritorno acqua di raffreddamento al motore C 88 Potenza termica rimanente kw 64 Perdita di pressione max. in aspirazione mbar 0 Combustibile introdotto con PCI di 5,5 Modulabilità % % DATI PER INSTALLAZIONE: ALTERNATORE: Portata aria ventilazione Giri al minuto 1/min 1500 Inlet acqua utenza C 50 Potenza applicata all'albero kw 416 Outlet acqua utenza max. C 65 Potenza elettrica nominale kva 465 Portata nominale acqua all'utenza 28,8 % 96,2% Perdita di carico lato cogen bar 0,2 % 95,7% Portata acqua al raff. IC 2 st. 10,0 kw 400 Pressione gas di alimentazione mbar 0 kw 398 Tensione per alimentazione aux V n Frequenza Hz 50 Potenza installata per alimentaz. aux kw 5,3 Tensione V n Percentuale autoconsumi elettrici % 2 3,5 Grado di protezione IP 23 Emissioni: Classe d'isolamento H NOx (5% O2) 500 Massa approx. kg 0 CO (5% O2) 800 CONDIZIONI DI RIFERIMENTO Pressione barometrica: 1000 mbar o 100 m s.l.m. Temperatura aria: 25 C Umidità relativa: 30% Rif. DIN-ISO 3046, DIN 6271 e VDE 0530 REM con la rel. Toller. COGEN+ BIO kwe DISCARICHE-depuratori.doc - pag.6 di 7

015 Cilindrata litri 22,61 RENDIMENTO Velocità nominale giri/min 1500 Rendimento elettrico % 39,4% Velocitá media del pistone m/s 0 Rendimento termico % 55,2% Press. media eff. a carico nom.

7 L elevata performance dell impianto di cogenerazione, permette un sensibile vantaggio sia tecnico che economico in termini di produzione di energia elettrica immessa nella rete nazionale, elemento fondamentale per il business plan dell iniziativa. Per quanto riguarda inoltre la garanzia di funzionamento dell impianto di cogenerazione, siamo disponibili a discutere con Voi, a fronte di un contratto di service pluriennale con ENPLUS, una formula contrattuale che preveda performance garantite considerando anche attività di manutenzione ordinaria che potrebbe essere svolta da Vs. personale. COGEN+ BIO kwe DISCARICHE-depuratori.doc - pag.7 di 7

Per quanto riguarda inoltre la garanzia di funzionamento dell impianto di cogenerazione, siamo disponibili a discutere con Voi, a fronte di un contratto di service

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