Rifiuti da centrali termoelettriche - ARPAL

PHARE TWINNING PROJECT RO2004/IB/EN-07 GUIDELINES ON INDUSTRIAL - THERMOELECTRIC PLANTS XX
6.4.1 Turbine a gas
Le turbine a gas vengono impiegate nella produzione di energia elettrica:
Ciclo combinato per la copertura del carico elettrico di base (con possibilità di
funzionare anche in assetto cogenerativo);
Ciclo semplice per rispondere ai carichi di punta.
Le turbine a gas possono essere utilizzate anche per macchine operatrici tipo compressori
(stazione di compressione dei gasdotti).
Si distinguono:
turbine a gas heavy-duty o industriali, progettate e sviluppate esclusivamente per
l’impiego industriale e principalmente per la produzione di energia elettrica, oggi
disponibili fino a 250÷260 MWe.
aeroderivate, oggi disponibili fino a 50 MWe circa, hanno rendimenti più elevati delle
precedenti ma traggono minor vantaggio dall’adozione di cicli combinati perché hanno
temperature dei gas di scarico inferiori.
Il gas naturale è il combustibile gassoso usuale per le turbine a gas ma vengono impiegati
anche gas con potere calorifico basso o medio, come il gas di gassificazione del carbone,
delle biomasse e i gas da impianti siderurgici.
Il gas da bruciare in turbina deve essere il più possibile pulito, per evitare fenomeni di
sporcamento o corrosione nella macchina.
La macchina “turbina a gas” è costituita da tre elementi fondamentali: compressore,
combustore e turbina di espansione (o espansore); il compressore, in genere assiale, è
trascinato direttamente dall’espansore, mediante collegamento meccanico (uno o più alberi).
L’aria ambiente, prima di essere alimentata al compressore, viene filtrata per evitare che,
dato l’elevato flusso di aria utilizzato, si abbia sporcamento delle palettature; il compressore
porta il flusso di aria a 10 - 30 bar, valore quest’ultimo raggiunto nelle turbine a gas
aeroderivate o nelle grandi macchine industriali di ultima generazione.
Il combustore provvede ad innalzare la temperatura del fluido gassoso; il rendimento della
macchina aumenta all’aumentare della temperatura massima finale (TIT) (in uscita dal
combustore e in entrata nell’espansore); questa temperatura viene in pratica limitata dai
problemi di resistenza dei materiali; la combustione completamente stechiometrica
porterebbe i gas combusti fino alla temperatura di 2430 °C, livello incompatibile con l’attuale
tecnologia delle turbine a gas: il range di temperatura va dai 1230 ai 1430 °C (1300°C è un
valore rappresentativo delle moderne unità industriali); per avere livelli termici sopportabili dal
materiale la quantità di aria al combustore è notevolmente superiore, 2 - 3,5 volte quella
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