ILLUSTRAZIONE CASO AZIENDALE:
CARTIERE MODESTO CARDELLA
IMPIANTO RAFFRESCAMENTO ARIA
COMBURENTE TURBO GAS
Relatori: dott. Luca Bianchini
ing. Matteo Andreotti
04/12/2012
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella - dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
cabina ricevim ento gas naturale
gas naturale
23 bar
contatore
camino
130 °C
2,5 bar
-
fumi
CTE
camino bypass
fumi TG
23 bar
(solo in avviam ento)
273 °C
GV
post-combustione:
50%
TG
230 °C
CC
serranda bypass
aria
15 °C - 1013 mbar
serranda caldaia
Pmax
7,3 MW
Rend. Ele.
33,0 %
fumi scarico TG
recupero: 50%
492 °C
110 °C
EE acquis
vapore surriscaldato
alta pressione
EE autocons
EE ceduta
acqua demi
13%
55,0 bar, 440 °C
condense
Solar: Taurus 70 – 7,3 MW (15 °C – 1013 mbar)
TV
Pmax
3,6
MW
Generatore 8.000
kVA -90,0
6.3 kV
Pot. spe.
kW/t
valvola bypass
Saturatore (1,07x)
vapore surriscaldato
bassa pressione
0,50 bar
Degasatore
acqua
alimento
vapore saturo
5,0 bar
5,0 bar, 240 °C
Vapore max
40,0
t/h
Et utile
27,0
MW
159 °C
valvola
sfioro
MC3
Tosi: contropressione 4.85 bar – 3.6 MW (40 t/h)
Idrotermici: recupero
con postcombustione
MC4
Generatore 5.000 kVa – 10 kV
40 t/h vapore surr. 55 bar – 440°C
04/12/2012
Altro: cottura amido,
riscaldamento aria
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
RISPARMIO ENERGIA PRIMARIA IN COGENERAZIONE NEL 2010
Risparmio Energia Primaria RISP e Primary Saving Index PES - anno 2010
Echp
Produzione energia elettrica lorda
Produzione vapore GV
MWhe
t
66.011,205
221.118
Hchp
Produzione energia termica utile (riferita ad una temperatura delle condense uguale a 15 °C)
Consumo di gas naturale
MWht
Sm3
175.955,858
26.038.385
Fchp
Energia primaria consumata
MWht
260.595,403
Rendimento globale = (Echp + Hchp)/Fchp*100
%
92,9
CHP Hη
CHP Eη
Ref Hη
Rendimento produzione calore in cogenerazione
%
67,5
Rendimento produzione energia elettrica in cogenerazione
%
25,3
Rendimento termico di riferimento produzione separata calore
Percentuale energia elettrica ceduta alla rete pubblica
Percentuale energia elettrica autoconsumata
%
%
%
90,0
19,0%
81,0%
Ref Eη corr
Rendimento termico di riferimento corretto produzione separata energia elettrica
RISP
PES
Echp/ηerif+Hchp/ηtrif-Fchp
(1-(1/(CHP Hη/Ref Hη+CHP Eη/Ref Eη corr))*100
04/12/2012
48,1
MWh 89.416,2
tep
7.689,8
%
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21,7
RISPARMIO ENERGIA PRIMARIA IN COGENERAZIONE NEL 2011
Risparmio Energia Primaria RISP e Primary Saving Index PES - anno 2011
Echp
Produzione energia elettrica lorda
Produzione vapore GV
MWhe
t
55.020,246
209.089
Hchp
Produzione energia termica utile (riferita ad una temperatura delle condense uguale a 15 °C)
Consumo di gas naturale
MWht
Sm3
166.207,934
24.004.012
Fchp
Energia primaria consumata
MWht
236.942,640
Rendimento globale = (Echp + Hchp)/Fchp*100
%
93,4
CHP Hη
CHP Eη
Ref Hη
Rendimento produzione calore in cogenerazione
%
70,1
Rendimento produzione energia elettrica in cogenerazione
%
23,2
Rendimento termico di riferimento produzione separata calore
Percentuale energia elettrica ceduta alla rete pubblica
Percentuale energia elettrica autoconsumata
%
%
%
90,0
18,2%
81,8%
Ref Eη corr
Rendimento termico di riferimento corretto produzione separata energia elettrica
RISP
PES
Echp/ηerif+Hchp/ηtrif-Fchp
(1-(1/(CHP Hη/Ref Hη+CHP Eη/Ref Eη corr))*100
04/12/2012
48,4
MWh 76.532,6
tep
6.581,8
%
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
20,6
OPPORTUNITA’ INCREMENTO EFFICIENZA ENERGETICA: RAFFREDDAMENTO
DELL’ARIA COMBURENTE DELLA TURBINA A GAS
MAGGIORE PRODUZIONE POTENZA ELETTRICA: -60 kW/°C
04/12/2012
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
OPPORTUNITA’ INCREMENTO EFFICIENZA ENERGETICA: RAFFREDDAMENTO
DELL’ARIA COMBURENTE DELLA TURBINA A GAS
MAGGIORE RENDIMENTO ELETTRICO
04/12/2012
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
OPPORTUNITA’ INCREMENTO EFFICIENZA ENERGETICA: RAFFREDDAMENTO
DELL’ARIA COMBURENTE DELLA TURBINA A GAS
PIU’ POTENZA TERMICA NEI FUMI DI SCARICO  MENO POST
COMBUSTIONE
04/12/2012
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
SOLUZIONE SCELTA PER LA PRODUZIONE DEL FREDDO
ASSORBITORE A BROMURO DI LITIO ALIMENTATO CON VAPORE SATURO
POTENZA MASSIMA: 953 kWfr
CARATTERISTICHE VAPORE: saturo secco 157 °C
CONSUMO MASSIMO VAPORE: 1,0 t/h
CAPACITA’ RAFFREDDAMENTO MASSIMA: 100.000 kg/h aria da 35 °C a 12 °C
04/12/2012
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
EFFETTI DEL RAFFREDDAMENTO DELL’ARIA SU PRODUZIONE E RENDIMENTO
TEMPERATURA ARIA COMBURENTE TURBINA CON
SENZA
RAFFRESCAMENTO
RAFFRESCAMENTO
[°C]
[°C]
Andamento temperatura aria 18-07-12
42.0
40.0
38.0
36.0
34.0
32.0
30.0
28.0
26.0
24.0
22.0
20.0
18.0
16.0
14.0
12.0
10.0
T Taria
ariaesterna
esterna
T aria raffreddata
RAFFREDDAMENTO MASSIMO: -24 °C
INCREMENTO MASSIMO PRODUZIONE TURBINA A GAS: 1.440 kW
INCREMENTO MASSIMO RENDIMENTO TURBINA A GAS: dal 30% al 33%
AUTOPRODUZIONE SEMPRE SUFFICIENTE
04/12/2012
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
EFFETTI DEL RAFFREDDAMENTO DELL’ ARIA SU RISP E PES
Risparmio Energia Primaria RISP e Primary Saving Index PES - anno 2010 con raffreddamento aria TG
Echp
Produzione energia elettrica lorda
MWhe 69.426,158
Produzione vapore GV
Hchp
t
Produzione energia termica utile (riferita ad una temperatura delle condense uguale a 15 °C)
MWht 175.955,858
Consumo di gas naturale
Fchp
CHP Hη
CHP Eη
Ref Hη
Sm3
Energia primaria consumata
Rendimento globale = (Echp + Hchp)/Fchp*100
%
92,4
Rendimento produzione calore in cogenerazione
%
67,5
Rendimento produzione energia elettrica in cogenerazione
%
25,3
Rendimento termico di riferimento produzione separata calore
%
%
%
19,0%
Percentuale energia elettrica autoconsumata
RISP
PES
26.540.863
MWht 265.620,184
Percentuale energia elettrica ceduta alla rete pubblica
Ref Eη corr
223.084
Rendimento termico di riferimento corretto produzione separata energia elettrica
Echp/ηerif+Hchp/ηtrif-Fchp
(1-(1/(CHP Hη/Ref Hη+CHP Eη/Ref Eη corr))*100
90,0
81,0%
48,1
MWh 92.245,0
tep 7.933,1
%
21,8
RIDUZIONE RENDIMENTO GLOBALE: DA 93,4% A 92,9%
(l’energia termica del vapore utilizzato nell’assorbitore non può essere considerata come energia termica utile perché fa
parte dell’area di cogenerazione, non di quella di consumo)
INCREMENTO RISPARMIO ENERGIA PRIMARIA: +2.830 MWt (+3,2%)
INCREMENTO PES: da 21,7% a 21,8%
04/12/2012
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
VAPORE
MAGGIORE
POTENZA
ELETTRICA
PRODOTTA
ACQUA
REFRIGERATA
ARIA
COMBURENTE
04/12/2012
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
VAPORE
GENERATORE
CONDENSATORE
H2O + BrLi
ASSORBITORE
04/12/2012
EVAPORATORE
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
H2O
Vapore H2O
evaporato da
soluzione
Vapore H2O
evaporato da
soluzione
Acqua di
pozzo
Soluzione
Bromuro di
Litio diluita
VAPORE
CONDENSATORE
GENERATORE
H2O evaporata
Acqua
di pozzo
Soluzione
Bromuro di
Litio diluita
04/12/2012
Soluzione
Bromuro di
Litio
concentrata
ASSORBITORE
Acqua
condensata
H2O evaporata
H2O
refrigerata
14°C
7°C
EVAPORATORE
Pevap < Pcond
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VAPORE
GENERATORE
CONDENSATORE
H2O + BrLi
ASSORBITORE
04/12/2012
EVAPORATORE
Impianto raffrescamento TG, Cartiere Modesto Cardella- dott. Luca Bianchini, ing. Matteo Andreotti
H2O
GRIGLIA
FERMAGOCCE
VENTILATORE
04/12/2012
BATTERIE DI
RAFFREDDAMENTO
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