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Cogenerazione Industriale con Impianti a Ciclo Combinato Gas-Vapore

Informazioni tesi

  Autore: Maurizio Sciancalepore
  Tipo: Laurea I ciclo (triennale)
  Anno: 2003-04
  Università: Politecnico di Bari
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Michele Napolitano
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 90

Il presente lavoro verte intorno alla problematica della cogenerazione, alla sua crescente attualità nel settore energetico civile e industriale e ai metodi con cui questa può realizzarsi. La tesi presenta lo svolgimento 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 e i parametri termo-fluidodinamici di maggior rilievo, al fine di mostrare l'interazione tra i vari sistemi.
Grazie al software GATECYCLE, si sono esaminate le prestazioni della centrale in termini di potenza elettrica prodotta dalle turbine e di rendimento termico complessivo. Definiti gli indici di cogenerazione e mostratone il significato energetico-economico, se ne è valutata l'aderenza agli standard previsti dal vigente decreto in materia (CIP 6/92). Si è quindi esaminato il fuori progetto dell'impianto a seguito di una variazione della portata di vapore spillato a fine cogenerativo. Nello specifico, la nostra attenzione si è rivolta al comportamento dei sistemi a bassa pressione: turbina e condensatore.
In ultimo, sono state ricavate le curve operative nel caso di piena postcombustione - pratica indispensabile nella regolazione degli impianti cogenerativi basati su ciclo combinato - e si sono confrontate le prestazioni della centrale nel caso fired e unfired.

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  Autore: Maurizio Sciancalepore
  Tipo: Laurea I ciclo (triennale)
  Anno: 2003-04
  Università: Politecnico di Bari
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  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Michele Napolitano
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 90

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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.

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Parole chiave

turbogas
ciclo combinato
cogenerazione
rendimento
analisi economica
turbina a vapore
simulazione dinamica
analisi termodinamica
post-combustione
genetore di vapore

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