Tecnologie Innovative per la Generazione Elettrica



Documenti analoghi
Caratteristiche peculiari IV

ANSALDO ENERGIA EXPERIENCE ON FUEL FLEXIBILITY. "Shale Gas Revolution: opportunità e sfide per l'industria italiana nel mondo" Alessia Bulli

LA NOVITÀ NELL ENERGIA, DA 70 ANNI.

Green economy Le attività della Ricerca ENEL Sauro Pasini Ricerca ENEL Ingegneria e Innovazione

Soluzioni disponibili oggi e domani per l impiego dell idrogeno come vettore energetico. Bartolomeo Marcenaro Catania, 28/10/2009

CESI. Progetto Europeo AD700: "Advanced (700 C) PF Power Plant"

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA. 2. Sistemi motori gas/vapore. Roberto Lensi

Per lo sviluppo del teleriscaldamento: l acqua di falda come fonte energetica.

CORSO DI MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI A.A. 2014/ Prova di valutazione intermedia del 9 Gennaio 2015

Esercitazione 1 Analisi economica di impianti di potenza

Tali fluidi, utilizzati in prossimità del punto di produzione, o trasportati a distanza, possono essere utilizzati per diversi impieghi:

Progetto Archimede: calore ad alta temperatura dall energia solare

RECUPERATORE DI CALORE AD ALTISSIMA EFFICIENZA ENERGETICA

MICROTURBINA TURBEC T100 CHP

Sìstema UPS trifase indipendente. PowerWave kw Prestazioni imbattibili

Sistemi tecnologici efficienti per la filiera Bosco-Legno-Energia. Roberto Jodice CORTEA

La trasformazione a ciclo combinato della centrale termoelettrica di Piacenza

Energia e Fonti Rinnovabili. Un esempio di risparmio energetico: la produzione distribuita di energia elettrica

Nuove centrali ed emissioni di CO2 in Lombardia

GIORNATA SULL EFFICIENZA NELLE INDUSTRIE FARE DI PIU CON MENO LA COGENERAZIONE CON TURBOGAS AD ALTA EFFICIENZA NELL INDUSTRIA ITALIANA

Come funziona una centrale a ciclo combinato? Aggiungere l immagine sotto e fare un mix dei due testi di spiegazione del funzionamento

5 - Cogenerazione valutazione fattibilità, sostenibilità. Marco Golinelli ANIMA - ITALCOGEN

Taglia i costi Dimezza le emissioni

Tecnologie per l ottimizzazione dei consumi e l autoproduzionel di energia

Come la pubblica amministrazione governa il risparmio energetico

Taglia della macchina

L energia che consumo. Fabio Peron. Combustione. Aria di combustione. Combustione

Relazione Tecnica. Allegato n 1. Valutazione Impatto Ambientale CENTRALE DI COGENERAZIONE. IMPIANTO DI POST COMBUSTIONE DEL CHP3 (Camino n 3)

La situazione dell efficienza energetica in Italia Andamento dell efficienza energetica del Paese Italia e per settore

SIDERA 30 un applicazione delle celle a combustibile nella cogenerazione ad uso civile

Rapporto ambientale Anno 2012

Anno Rapporto ambientale

CONFERENZA INTERNAZIONALE SUL TEMA DELLA SOSTENIBILITÀ Strumenti normativi e formativi al servizio della sostenibilità

USO DELLE ENERGIE DA FONTI RINNOVABILI AD ISCHIA ANGELO D'ABUNDO CORDINATORE PROGETTO ISCHIA AREA ENERGIA AMBIENTE E TERRITORIO APRILE 2011

Sistemi di recupero calore da fonderia con tecnologia Organic Rankine Cycle: stato dell arte e sviluppi futuri

CC C T U Gruppo turbogas 3

Evoluzione dei principali mercati: quali sviluppi si prospettano nell internazionalizzazione delle PMI italiane

Sistema ECOLOGICO per il recupero di energia da generatori termici

Idea Progetto FLAHY. First Laboratory in Alps for Hydrogen. Ing. Giovanni Pino -Dr. Francesco Geri-Ing. Solaria Venga-Ing.

ENERGiA. Sistema ECOLOGICO per il recupero di energia da generatori termici

tecnologia che migliora il mondo

Camera dei Deputati 33 Indagine conoscitiva 3. xvi legislatura commissioni riunite ix e x seduta del 22 febbraio 2011

TECNOLOGIE PER LA CONVERSIONE ENERGETICA DELLE BIOMASSE LEGNOSE

VISITA MASTER GEM Green Economy Management (Roma)

LO STORAGE DI ELETTRICITÀ E L'INTEGRAZIONE DELLE FONTI RINNOVABILI NEL SISTEMA ELETTRICO

Vitomax - Tecnologia moderna per la generazione di calore nei grandi impianti

VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE

Il ruolo delle pompe di calore nel futuro contesto energetico. Ennio Macchi Dipartimento di Energetica - Politecnico di Milano

Compressori rotativi a vite da 2,2 a 11 kw. Serie BRIO

Serie SPINN da 2,2 a 11 kw

Introduzione: la domanda elettrica e gli aspetti critici della penetrazione delle rinnovabili. Mirko Morini

SOLON SOLiberty: la soluzione per l accumulo energetico

la soluzione a due problemi

GESTIONE DELLE TECNOLOGIE AMBIENTALI PER SCARICHI INDUSTRIALI ED EMISSIONI NOCIVE LEZIONE 4. Angelo Bonomi

L esperienza di ENEA nel campo dei carburanti alternativi

Le ricadute dell auto elettrica sulla domanda elettrica e sul sistema di generazione

IL GAS NATURALE: RISORSA PREZIOSA. Luigi Bruzzi. Conferenza sulla sostenibilità Ravenna, Giovedì 22 Maggio 2014

CENTRALE DI COGENERAZIONE DI RAVENNA

FIAMM.COM RESIDENTIAL ENERGY STORAGE SYSTEM

Gruppo. Distributor GE Energy. Combi Cycle Systems. Sistemi di generazione a Ciclo Combinato Vapore + ORC di piccola taglia ad alta efficienza

GRATUITA PER NATURA, CONVENIENTE PER LEGGE

ISOTHERM PWR. Flameless Oxy-combustion. Energia con emissioni prossime allo zero

Il Solare Termodinamico per la Produzione di Energia Elettrica e Calore a Media Temperatura

FOTOVOLTAICO: DOVE SIAMO E DOVE ANDREMO

Verso il fotovoltaico: cosa aspettarsi nei prossimi 90 minuti

Raffrescamento solare di Schüco Raffrescamento innovativo ed ecologico con l energia solare

MODULO III Azioni per lo sviluppo delle fonti rinnovabili

Energethica Convegno RENERFOR 25 maggio 2012 Gli incentivi per lo sviluppo della produzione di energia da biomassa: gli aspetti energetici

NAOHG LIVING WATER

Cenni introduttivi alle tecnologie per la generazione di energia a piccola e media scala David Chiaramonti CREAR/RE-CORD University of Florence

Cogenerazione da biomassa agroforestale mediante sistemi ORC: studio di un applicazione in un comune dell'alta Valtellina

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA. 1. Complementi sui sistemi termici. Roberto Lensi

I vantaggi energetici ed ambientali della piccola e micro cogenerazione

Il nuovo TOTEM. Il microcogeneratore* che ti permette di produrre calore ed elettricità tagliando fino al 40% i costi di luce e gas.

SETTORI DI APPLICAZIONE

Termotecnica Pompe di Industriale

Energia dal Biogas. Utilizzo ottimale del Biogas

CERMED. GRES di Montevecchio

Impianti di propulsione navale

PRIMA GIORNATA DELL INNOVAZIONE

SOLAR COOLING Energia solare per il condizionamento ambientale

Centro Congressi Zanhotel Centergross Bologna, 16/12/2013. Biometano Estense s.r.l. Tutti i diritti riservati

L EFFICIENZA ENERGETICA IN AMBITO INDUSTRIALE: UNA SCELTA IMPRENDITORIALE

L Italia delle fonti rinnovabili

L Efficienza Energetica Paola Petroni - Roma 11 dicembre 2012

I collettori solari termici

UniCredit Banca a sostegno del fotovoltaico Stefano Rossetti Direttore Regionale Emilia Est e Romagna UniCredit Banca

Il progetto H 2 ydrogem: verso un futuro a zero emissioni. Ancona, 27 settembre 2013

I TRASFORMATORI DI DISTRIBUZIONE IN EUROPA

L evoluzione della pulizia a vapore. made in italy

Recupero delle acque di conceria con utilizzo di fonti rinnovabili

Provincia di Rimini CONTO ENERGIA Quali prospettive per la riviera solare

Parte 1 - La questione energetica. Parte 2 - L energia nucleare come fonte energetica: fissione e fusione

Riduzione dei costi per l elettricità solare Soluzioni a film sottile per impianti fotovoltaici a alta efficienza

COMUNICAZIONE AI SENSI DELLA DELIBERAZIONE DELL AUTORITA PER L ENERGIA ELETTRICA E IL GAS DEL 29 LUGLIO 2005 N. 166/05. Termoli,

La gassificazione delle biomasse legnose: una possibile alternativa alla semplice combustione. L. Tomasi

BERICA IMPIANTI SPA- COGENERAZIONE

ristrutturazione centrali termiche comunali dei comuni di Trezzo d Adda (MI), Vaprio d Adda (MI), Pozzo d Adda (MI), Grezzago (MI) PROGETTO:

ALTRE MODALITA DI PRODUZIONE DI ENERGIA

Transcript:

Tecnologie Innovative per la Generazione Elettrica F. Rosatelli, D. Zito Ansaldo Ricerche A. Di Meglio Ansaldo Caldaie F. Bonzani, R. Rubino, A. Torre Ansaldo Energia

L utilizzo del carbone nella generazione di energia elettrica rappresenterà ancora per molti anni un fattore importante di sviluppo In particolare, i paesi ad elevato tasso di crescita economica dell Estremo Oriente si basano largamente sul carbone per la loro nuova capacità produttiva, che sta aumentando ad un tasso di crescita impressionante.

Anche nei paesi industrializzati l aumento dei costi dei prodotti petroliferi, e in particolare del gas naturale, sta producendo un rinnovato interesse sulle centrali a carbone, dovuto alla maggiore stabilità di costo di tale combustibile. Tale rinnovato interesse è testimoniato anche dai finanziamenti erogati dall amministrazione USA nell ambito della Clean Coal Power Initiative. Negli USA 70000 MW di nuovi impianti a carbone sono in vari stadi di sviluppo. Più in generale, a livello mondiale, sono stati commissionati nel 2003 nuovi ordini per 153800 MW e, di cui 45000 per centrali supercritiche.

Il mercato delle caldaie per la generazione elettrica CFB coal, anthracite, lignite 1.5 UTILITY BOILERS 2003 ORDERS % of the TOTAL (153,800 MWe) Other fuels 2.6 Anthracite & Lignite, Sub-critical 7.7 Coal, Supercritical 29.3 Coal, Sub-critical 58.9

La tecnologia per la produzione di energia elettrica in impianti a vapore alimentati a polverino di carbone è rimasta praticamente bloccata per molti anni al limite tradizionale dei 1000 F (538 C di temperatura del vapore surriscaldato), principalmente per i limiti imposti dall utilizzo di acciai della classe P22/T22, salvo alcune eccezioni quali quella della centrale 2x600 MW di La Spezia negli anni 60.

L esperienza ANSALDO negli impianti supercritici Plant Units MW Year Fuel Brindisi Sud 4 660 1992 C Porto Tolle 4 660 1980 O Torvaldaliga Nord 4 660 1984 O Montalto di Castro 4 660 1995 O/G La Spezia 2 600 1967 C Gioia Tauro 4 660 Del. C Bahia Blanca 2 310 1987 O/C Esbjerg 1 430 1992 C Avedore 2 1 430 1999 C

Brindisi Sud Main Features Gross Output Net Output Coal Consumption SH Steam Pressure Steam Temperature Fuel Capability 660 MW 627 MW 235 t/h 260 bar 540 C/540 C Multifuel

BRINDISI SOUTH BOILER - VIEW OF PENDANT REHEATER COILS ( Supercritical 660 MWe unit, 1993)

BRINDISI SOUTH BOILER - LIFTING OF SECONDARY SH OUTLET HEADER ( Supercritical 660 MWe unit, 1993)

Il processo di privatizzazione dell industria elettrica, in corso in tutto il mondo, unito a requisiti ambientali sempre più stringenti (limitazione delle emissioni di CO 2, controllo delle piogge acide,.), pongono nuovi vincoli alla realizzazione di impianti alimentati a carbone, mettendo pertanto in luce l esigenza di sistemi che siano in grado di produrre energia elettrica a costi per kwh sempre più bassi e nel rispetto dei parametri ambientali.

La tecnologia UltraSuperCritica L elevata incidenza del costo del combustibile sulla gestione operativa delle centrali a vapore giustifica ancora maggiormente oggi l opzione SuperCritica (5-8 punti d incremento di rendimento); L affidabilità degli impianti SuperCritici è, oggi, estremamente elevata (tasso di disponibilità degli impianti SuperCritici superiore al 95%); La disponibilità di materiali innovativi sia per le caldaie che per le turbine ha favorito lo sviluppo di impianti a prestazioni sempre più spinte (Supercritici Avanzati/UltraSuperCritici);

Confronto prestazioni per gli impianti SC/USC Cycle Cycle Steam Steam Press. Press. Steam Steam Temp. Temp. Reheat Reheat Temp. Temp. No. No. of of Reheat Reheat FW FW Temp. Temp. Net Net Efficiency Efficiency Conv.SubCrit. Conv.SubCrit. 170 170 bar bar 540 C 540 C 540 C 540 C Single Single 250 C 250 C 39% 39% Conv.SuperCrit Conv.SuperCrit 250 250 bar bar 540 C 540 C 540 C 540 C Single Single 290 C 290 C 42% 42% Adv. Adv. S S upercrit. upercrit. 300 300 bar bar 600 C 600 C 610 C 610 C Single Single or or Double Double 310 C 310 C 47% 47% UltraSuperCrit. UltraSuperCrit. 350 350 bar bar 650 C 650 C 650 C 650 C Single Single or or Double Double 350 C 350 C 50% 50%

Modifiche dei componenti principali Le modifiche richieste sono dovute principalmente al cambio di materiali Acciai resistenti alle alte temperature di tipo ferritico-martensitico Tali modifiche coinvolgono solo parti limitate dell impianto

Impianti Supercritici Avanzati di recente realizzazione Centrale Potenza [MW] Fuel Condizioni di vapore [bar/ C/ C/ C] Matsuura 2 1000 PC 255/600/593 1997 Skaerbaek 3 400 NG 290/579/579/579 1997 Haramachi 2 1000 PC 258/604/604 1998 Nordjylland 3 400 PC 290/579/579/579 1998 Nanaoota 2 700 PC 255/600/593 1998 Misumi 1 1000 PC 258/604/604 1998 Lippendorf 934 Lignite 267/554/582 1999 Boxberg 915 Lignite 267/554/579 2000 Tsuruga 2 700 Lignite 255/600/593 2000 Tachibanawan 2 1050 PC 264/604/612 2001 Avedore 2 430 NG 300/583/600 2001 Niederaussem 975 Lignite 265/565/600 2002 Isogo 1 600 PC 280/604/612 2002 NG = Gas Naturale; PC = polverino di carbone Anno di avvio

Impianto AVEDORE 2 (CHP) Uno degli impianti SuperCritici più avanzati al mondo è in esercizio a Copenhagen Rendimento netto: 47.2% Parametri di vapore: - Steam Pressure: 300 bar - SH Steam Temperature: 583 C - RH Steam Temperature: 600 C

AVEDORE 2 Steam Turbine Plant : AVEDOERE 2 Customer : SK ENERGI Country : DENMARK Order year / Start-up year : 1995 / 2001 MAIN FEATURES HP section IP1 section IP2 section Single flow Single flow Double flow asymmetric LP1 section Double flow ( 4 stages ) LP2 section Double flow ( 6 stages ) High temperature special alloy steel material for HP - IP Inner casing, rotors and valve bodies Rotors welded type MAIN OPERATING DATA Inlet steam pressure 300 bar Inlet steam temperature 580 C Max. inlet steam flow 336 Kg/s Reheat inlet temperature 600 C Rated condenser pressure Max electrical output 0.023 bar 535 MW Butterfly valves on the cross-over pipes for steam control extractions Fully 3Dhigh performance blading Max. heat output Sliding pressure operation 620 MJ/s

SUPERCRITICAL POWER PLANTS Avedore USC Steam Turbine Avedore - Denmark (Second Unit)

Repowering di centrali esistenti L elevato livello tecnologico raggiunto permette già oggi il repowering di centrali esistenti in unità a ciclo supercritico avanzato (con un incremento del 15-20% rispetto alla potenza originale); La soluzione prevede: La completa sostituzione della caldaia originale con una caldaia supercritica; L inserimento di una ulteriore sezione di espansione ad elevata pressione. Il repowering permette il rinnovamento del parco centrali esistenti, senza snaturare l impiantistica presente, con costi d investimento nettamente inferiori a quelli richiesti dalla costruzione di nuove unità.

La Gassificazione del carbone Eccezionali prestazioni dal punto di vista ambientale Alto potenziale di cattura della CO 2 a costi più bassi Produzione di H 2 Vari impianti dimostrativi (Elcogas, Wabash River, Cool Water, Buggenum) ne hanno dimostrato la fattibilità; Dopo una fase di stasi durata alcuni anni, stanno avviandosi nuovi progetti di gassificazione del carbone Global Energy Inc. (Lima OH) : 540 MW IGCC;

Impianti pilota IGCC a carbone Impianto Anno Tecnologia di gassificazione Cool Water 1984 Chevron-Texaco Plaquemine 1987 Dow Demkolec/Buggenum 1993 Shell Wabash River 1995 Destec Tampa Electric Co. 1996 Texaco ELCOGAS/Puertollano 1997 Prenflo

Elcogas 300 MW e gasification combined cycle power plant.

Benchè in Italia non esistano impianti IGGC a carbone, è stata già accumulata una notevolissima esperienza nella realizzazione e gestione sia di impianti IGCC per gassificazione di TAR che di impianti turbogas utilizzanti altri gas di sintesi ad alto contenuto di H 2

Ansaldo/Siemens Technology V94.2 > 70,000 OH in total > 42,500 OH on CG Longest continuous CG run of 2,900 OH V94.3 > 42,900 OH in total > 21,800 OH on CG 2 x V94.2K > 70,000 OH in total > 67,000 OH on SG V94.2K > 28,000 OH in total > 27,000 OH on design gas Nuon Power Buggenum/NL 253 MW SHELL coal gasification start-up 1993 NG, 94/95 CG ELCOGAS, Puertollano/E 300 MW PRENFLO coal gasification start-up 1996 NG, 97/98 CG ISAB Energy, Priolo Gargallo/I 521 MW TEXACO heavy-oil gasification start-up 1998 FO, 1999 SG ELETTRA GLT, Servola/I 180 MW CC with steel-making recovery gas start-up 2000

V94.2K: A GT FOR LOW BTU FUEL OPERATION Modello V94.2K Frequenza [Hz] 50 Temperatura ingresso 1060 turbina [ C] Potenza erogata [MW] 170 Rapporto di compressione 11 Portata di scarico [kg/s] 510 Temperatura di scarico [ C] 539 Efficienza [%] 36.8 Emissioni [ppm] 25

GAS TURBINES OPERATING WITH LOW BTU FUEL: THE EXPERIENCE ANSALDO ENERGIA GT Engine by Ansaldo Energia Main Fuel [as Fuel Thermal Input ratio to the total ] Low BTU Fuels Projects ISAB Priolo Elettra Servola EniPower Ferrera 2 x V94.2K 1 x V94.2K 1 x V94.2K 100% tar syngas 51% steel mill gas - 49% natural gas 77% tar syngas- 23% natural gas Back up Fuel Fuel Oil Natural Gas Natural Gas Net Power 516 MW 180 MW 255 MW First Firing on Low August, 1999 November, 2000 November, 2005 BTU fuel EOH on low BTU Fuels Unit1:44500 Unit2:36100 35450 - GT efficiency [%] 34,5 32 36 Cycle efficiency [%] 44 43 - NOx emissions guarant. [ppmv ISO] 75 35 25 NOx emissions meas. [ppmv ISO] 30 26 23

COMPARISON ON FUEL GAS COMPOSITION Composition Sannazzaro ISAB Buggenum Puertollano SERVOLA %Vol. Burgundi H 2 22.2 24.5 12 10.7 9 CO 26.4 34.5 25 29.2 16.3 CO 2 3.9 4.7 0.8 0 13.6 H 2 O 43.3 34.6 19 4.2 5.5 CH 4 4 0.3 0 0 14.6 N 2 & others 1 2.2 43.2 55.8 41 LHV [kj/kg] 8490 8430 4300 4400 7570

ANSALDO ENERGIA GAS TURBINES OPERATING EXPERIENCE WITH LOW BTU FUEL. F ENIPOWER Ferrera 3: Test Burner view

ANSALDO ENERGIA GAS TURBINES OPERATING EXPERIENCE WITH LOW BTU FUEL. F ENIPOWER Ferrera 3: Burner test campaign pressure test at ENEL laboratory in Sesta, Italy

Conclusioni Sono disponibili, in ambito nazionale, le tecnologie per far fronte alle richieste del mercato energetico nell utilizzo del carbone e dei gas di sintesi da esso derivati. Ciò è valido sia per gli impianti a vapore avanzati che per gli impianti integrati IGCC, secondo gli standard più elevati in termini di rendimento e di emissioni.