Applicazione di un sistema di cogenerazione con microturbine al ciclo produttivo della Ceramica Mediterranea S.p.A. (Progetto FIT Energia A01/1827/01/X05)
Ceramica Mediterranea S.p.A. è una società che, utilizzando materie prime sarde, produce piastrelle in Gres porcellanato di ottima qualità e basso costo. Gli impianti produttivi si trovano nella zona industriale di Guspini nella nuova provincia del Medio Campidano. Grazie a sostanziosi investimenti, negli ultimi anni ha portato la propria capacità produttiva da 8000 a 20.000 m 2 al giorno. Nonostante la crisi del comparto Ceramico CerMed è una delle poche fabbriche di piastrelle in espansione.
Nel Medio Campidano il combustibile per uso industriale è il GPL (p.c.i. = 10.800 kcal/kg). Lo stabilimento dispone di due serbatoi da 50 m 3 per lo stoccaggio del GPL liquido. Il GPL viene vaporizzato nella centrale del gas per alimentare in fase gassosa le utenze (forni, essiccatoi del supporto, mulini, essiccatoi a letto fluido). L utilizzo del GPL ha comportato la scelta d installare fin dall inizio (1993) un impianto di granulazione a secco per la preparazione delle polveri da pressatura.
Ricevimento materie prime Macinazione Granulazione Pressatura Essiccazione Smaltatura Cottura Scelta Imballaggio L impasto delle materie prime prefrantumate entra nel mulino a rulli e viene essiccato dal 10% fino al 1,2% e micronizzato alla dimensione di 45 µm. Questo processo richiede energia termica. Le polveri intercettate da un filtro a maniche sono pronte per il passaggio successivo.
Ricevimento materie prime Macinazione Granulazione Pressatura Essiccazione Le polveri finemente macinate vengono agglomerate per umidificazione in un granulatore a tamburo rotante. L umidità di granulazione è circa il 15%. Smaltatura Cottura Scelta Imballaggio
Ricevimento materie prime Macinazione Granulazione Pressatura Essiccazione Smaltatura L umidità delle polveri granulate viene ridotta al 7% in un essiccatoio a letto fluido. Questo processo richiede energia termica. Per produrre 8 t/h di granulato si asportano 750 kg/h di acqua e servono 56 kg/h di GPL. Il bruciatore in vena d aria fornisce circa 620.000 kcal/h (720 kw) di potenza termica per essiccare 8 t/h di polveri granulate. Cottura Scelta Imballaggio
L incidenza dei costi energetici sul costo di produzione è alta: circa il 30% dei costi sono da addebitare all utilizzo di energia elettrica e termica. 13% 70% 17% Energia Elettrica GAS Altri costi Per questo motivo è particolarmente importante puntare sull efficienza energetica.
Negli ultimi anni Cermed ha intrapreso una politica di riduzione dei costi industriali e di miglioramento dell efficienza energetica con il fine di aumentare la propria competitività. Uno dei primi investimenti è stato quello dell introduzione di inverter per le regolazioni di portata per fluidi e liquidi che ha portato evidenti benefici. In questo contesto si inserisce il progetto di innovazione tecnologica che consiste nell inserimento di un impianto di cogenerazione al servizio degli impianti di essicazione dei semilavorati, in particolare delle polveri granulate.
IMPIANTO DI COGENERAZIONE PRESSO CERMED Quattro turbine da 100 kw elettrici e 180 kw termici/cad collegate a due essiccatoi a letto fluido mediante tubazione coibentata con ventilatore di rilancio da 45 kw GPL CALORE TURBINE ENERGIA ELETTRICA
Vengono recuperati sia i gas di scarico sia l aria di raffreddamento dei container delle turbine L aria in uscita dalle turbine (270 C) viene diluita con l aria di raffreddamento dei container e con aria ambiente per portarla alla temperatura degli essiccatoi (circa 200 C) I bruciatori in vena d aria degli essiccatoi modulano la temperatura dell aria per garantire la regolazione ottimale della temperatura d essiccamento Modularità per il funzionamento: se la richiesta di energia termica è bassa si può scegliere di spegnere una o più turbine. Modularità per la manutenzione: si può eseguire su una turbina per volta mantenendo le altre in funzione. Predisposizione per installare altre quattro turbine in futuro
CERMED
CERMED
CERMED
CERMED
VANTAGGI DELLA COGENERAZIONE L autoproduzione di energia elettrica permette un miglioramento nella continuità di produzione perché svincolata dalle fasce di costo dell energia elettrica Inferiore energia elettrica impegnata contrattualmente Semplicità di modifica per l utilizzo di altri combustibili (gas naturale, olio vegetale, etanolo, ) Incentivi per la cogenerazione: certificati bianchi, conto energia per green fuels
DATI ENERGETICI DEL GRUPPO DI COGENERAZIONE (4 TURBINE ALIMENTATE A GPL) Temperatura ambiente 15 C 36 Potenza elettrica erogata (al netto della potenza di defalco) 412 kw 313 Potenza elettrica assorbita dal ventilatore di rilancio 7,7 kw 7,7 Consumo totale di GPL (p.c.i. = 10.800 kcal/kg) 106 kg/h 95 Potenza termica in ingresso alle turbine 1331 kw 1194 Potenza termica in ingresso agli essiccatoi (calore gas di scarico + raffreddamento container) 787 kw 608 Rendimento elettrico 30,4 % 25,6 Rendimento termico 59,1 % 50,9 Rendimento globale 89,5 % 76,5
REDDITIVITA DEL SISTEMA COGENERATIVO Ore di funzionamento 6440 h/a Temperatura ambiente 15 C 36 Autoproduzione di energia elettrica 337.762 /a 256.930 Recupero di calore per gli essiccatoi 169.720 /a 130.950 Certificati bianchi 46.135 /a 35.595 Consumo GPL per le turbine 286.710 /a 247.225 Consumo di energia elettrica per il ventilatore di rilancio 6.310 /a 6.310 Manutenzione turbine 42.660 /a 30.275 REDDITIVITA 217.937 /a 139.665
OBIETTIVI CONSEGUITI CON LA COGENERAZIONE Riduzione dei costi di produzione Mantenimento dei livelli di qualità del prodotto Ottimizzazione della gestione della produzione svincolandosi dalle fasce tariffarie dell energia elettrica Maggiore continuità della produzione Maggiore competitività
Grazie dell attenzione!