Analisi e modellazione di impianti di produzione elettrica a ... - Enea

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RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO pag. 35 di 177 Tema di ricerca 5.2.5.2 “Centrali a polverino di carbone - Riduzione costi” Analisi e modellazione di impianti di produzione elettrica a carbone equipaggiati con sistemi CCS Figura 3.6 - Schema generale impianto PFBC– Fonte [7] Anche i processi in letto fluido pressurizzato possono essere scomposti, come nel caso precedente, in processi bollenti e circolanti, anche se questi ultimi necessitano ancora di un notevole sviluppo tecnologico. Vengono quindi riportati caldaia e parametri di funzionamento del solo PBFBC. Figura 3.7 - Combustore PBFBC e parametri operativi– Fonte [7]
RICERCA DI SISTEMA ELETTRICO pag. 36 di 177 Tema di ricerca 5.2.5.2 “Centrali a polverino di carbone - Riduzione costi” Analisi e modellazione di impianti di produzione elettrica a carbone equipaggiati con sistemi CCS Esiste anche la possibilità di integrare i processi PFBC con la gassificazione del carbone, metodo che viene chiamato “PFBC di seconda generazione”, che sarà meglio descritto dopo aver trattato la gassificazione. Impianti a ciclo combinato a combustione esterna Gli EFCC (Externally Fired Combined Cycles) sono stati sviluppati già a partire dal 1930 ma solo recentemente hanno raggiunto livelli di efficienza tali (almeno da un punto di vista teorico) da renderli interessanti nel settore del carbone e di altri combustibili di bassa qualità. Figura 3.8 – Schema generale impianto EFCC– Fonte [2] Il carbone viene bruciato all’interno di un combustore e il calore così prodotto viene ceduto, tramite scambiatori, all’aria compressa nel gruppo turbogas, che viene riscaldata fino a una temperatura dell’ordine dei 1000÷1100°C (abbastanza difficile da realizzare per via dei materiali ceramici); l’aria espande quindi in turbina e viene successivamente impiegata come comburente nello stesso combustore. I gas, dopo aver attraversato lo scambiatore, vengono inviati al generatore di vapore a recupero di un impianto a vapore sottoposto, dopodiché vengono desolforati, depolverizzati e inviati al camino. Impianti di questo tipo possono raggiungere efficienze del 40÷45% e con l’ulteriore vantaggio che la turbina a gas è attraversata solamente da aria compressa, per cui non è soggetta a tutte le problematiche relative all’utilizzo dei gas combusti. I sistemi HIPPS (High Performance Power Systems) costituiscono un miglioramento dei processi appena descritti, infatti lo scambio termico tra i fumi di combustione e l’aria del gruppo turbogas avviene direttamente all’interno della caldaia, evitando tutti i problemi relativi agli scambiatori; inoltre, se necessario, c’è la possibilità di effettuare una combustione interna di gas subito a monte della turbina a gas. Con questi accorgimenti si riesce ad ottenere una temperatura di ingresso in turbina di 1260°C e un rendimento del 47%, con ampie possibilità di miglioramento per il futuro.
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