Cogenerazione Industriale con Impianti a Ciclo Combinato Gas-Vapore

5 SOMMARIO Il presente lavoro è articolato essenzialmente in tre parti: La prima verte intorno alla problematica della cogenerazione, alla sua crescente attualità nel settore energetico civile e industriale e infine ai metodi con cui questa può realizzarsi. La seconda mira alla presentazione di un caso concreto, vale a dire un ciclo misto gas- vapore per la produzione combinata di energia elettrica e termica, mediante un prelievo di fluido dalla media pressione. Dopo l’inquadramento generale del lay-out d’impianto, son stati brevemente esaminati i principali componenti, adottando più che altro un’ottica descrittiva che individui, per ognuno, i parametri termofluidodinamici di maggior rilievo, al fine di mostrarne l’interazione con i restanti elementi. Si è quasi del tutto omesso di considerare aspetti costruttivi o relativi ai materiali d’uso, se non quando questi potessero (come nel caso del combustore della turbina a gas) rappresentare stringenti vincoli alla termodinamica del processo. Grazie al software GATECYCLE, siamo passati ad esaminare le prestazioni della nostra centrale in termini di potenza (elettrica) prodotta dalle turbine e di rendimento termico complessivo. Definiti, quindi, gli indici di cogenerazione, e mostratone volta per volta il significato energetico-economico, siamo stati in grado di stimarne il valore e l’aderenza agli standard previsti dal vigente decreto in materia (CIP 6/92). Nella terza parte si è esaminato il fuori progetto dell’impianto a seguito di una netta variazione della portata massica di vapore spillato a fine cogenerativo. E’ stata eseguita un’analisi parametrica relativa al comportamento in off-design del condensatore, e dopo averne plottato alcune variabili in funzione della portata estratta, si è giustificato l’andamento dei grafici tramite le opportune equazioni di bilancio. Non ci è sfuggito di sottolineare l’incidenza economica di un tale fuori progetto e perciò si sono ricavate step by step le curve degli indici di cogenerazione sempre in funzione della portata estratta, normalizzata rispetto a quella nominale. Del pari, si è studiato il comportamento della turbina di bassa pressione, che viene attraversata da portate via via decrescenti nel fuori progetto. Si sono poi ricavate le curve operative nel caso di piena postcombustione, pratica indispensabile nella regolazione degli impianti cogenerativi basati su ciclo combinato, supponendo che il turbogas non subisse alcuna modifica. Abbiamo quindi confrontato le prestazioni della centrale nel caso fired e unfired.