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Valutazione tecnico economica di un sistema di raffreddamento ad iniezione d'acqua di una turbina a gas in un ciclo combinato

Informazioni tesi

  Autore: Danilo Morlando
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Meccanica
  Relatore: Ennio Macchi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 248

Il lavoro è stato svolto al fine di definire la reazione delle turbine a gas e dei cicli combinati al variare dei parametri ambientali. Riscontrata una forte dipendenza dalla temperatura ambiente sono state analizzate le soluzioni impiantistiche presenti sul mercato per il raffreddamento dell'aria. Quindi l'analisi sperimentale si è rivolta ad un sistema di tipo evaporativo ad iniezione diretta dell'acqua ad alta pressione nella camera d'aspirazione della turbina a gas, rifacendosi ai dati di esercizio rilevati su un impianto in ciclo combinato esistente. E' stato costruito un modello di previsione delle prestazioni al fine di determinare il guadagno in termini energetici ed economici dovuto al raffreddamento dell'aria.
Inoltre è stato sfruttato il modello costruito per lo studio del vantaggio ottenibile con un frigorifero ad assorbimento. Infine si sono utilizzate le stesse ipotesi alla base del calcolo delle prestazioni previste, per costruire uno strumento di calcolo che permetta di calcolare in ogni momento il vantaggio economico ed energetico che deriverebbe dall'accensione del sistema di raffreddamento ad iniezione d'acqua, semplicemente con l'introduzione di alcuni parametri che definiscono la situazione reale, quali la temperatura, l'umidità e la pressione ambiente, le perdite di carico nel condotto d'aspirazione, il potere calorifico inferiore del gas naturale, l'angolo di apertura delle IGV, l'ora.

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7 Introduzione Questa tesi di laurea è il frutto del lavoro svolto durante uno Stage presso l’Unità di Business Termoelettrica di La Spezia, Centrale Eugenio Montale di Enel Produzione S.p.A., e più specificatamente nell’ambito dell’area Cicli Combinati. La Centrale di La Spezia, originariamente costituita da quattro cicli convenzionali a carbone, subì alla fine degli anni '90 una riconversione, grazie alla quale si arrivò alla configurazione attuale, caratterizzata dalla presenza di un solo gruppo a carbone e di due gruppi a Ciclo Combinato. Questi ultimi, i gruppi 1 e 2, sono stati oggetto del presente studio, con l’intento di definire come le macchine, in particolare le turbine a gas, modificano il loro funzionamento al variare delle condizioni ambientali. La variabilità delle prestazioni è una problematica rilevante e molto sentita soprattutto nel periodo estivo, trattandosi di cicli basati su turbine a gas, che mal si adattano agli innalzamenti delle temperature dell’aria ambiente. Questo è un problema tanto serio, da aver spinto molti operatori del settore ad adottare soluzioni che permettano di raffreddare l’aria in ingresso al compressore. Anche a La Spezia si sono attrezzati contro gli effetti negativi delle alte temperature estive, ed hanno richiesto a CESI l’installazione di un sistema di raffreddamento dell’aria, di tipo evaporativo, denominato Turbofog. Si spiegherà nel seguito come è progettato questo sistema, quali sono gli effetti che produce sull’intero ciclo e quali le possibili alternative presenti sul mercato. Questo studio è stato svolto con l’intenzione di indagare tutto ciò che è connesso con il sistema Turbofog, anche se ci si è dovuti in diverse occasioni allontanare dall’obiettivo principale, per alcuni problemi incontrati. Per effettuare le valutazioni, è stato necessario calcolare, ad esempio, la portata d’aria aspirata dal

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Parole chiave

assorbimento
ciclo combinato
correzione
curve
enel
frigorifero
prestazioni
raffreddamento
recupero
turbina

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