Rifiuti da centrali termoelettriche - ARPAL

PHARE TWINNING PROJECT RO2004/IB/EN-07 GUIDELINES ON INDUSTRIAL - THERMOELECTRIC PLANTS XX
(circa 17 Kg per Kg di metano) corrispondente alla combustione stechiometrica; per evitare
che l’eccesso di aria dia luogo a condizioni di non infiammabilità della miscela gassosa, nel
combustore si realizzano una zona (primaria) di combustione con rapporto quasi
stechiometrico, che assicura stabilità di fiamma, seguita da una zona (secondaria) dove
viene aggiunta parte dell’aria restante per completare l’ossidazione del combustibile e quindi
una terza zona (di diluizione) dove l’aria viene aggiunta per ottenere i gas combusti alla
temperatura desiderata per iniziare l’espansione.
Dato che il flusso gassoso in ingresso nell’espansore può raggiungere temperature ben
superiori alle massime temperature sopportate dai materiali utilizzati (indicativamente 800 °C
per le superleghe e 550-600 °C per gli acciai altolegati) si può ricorrere dove necessario a
rivestimenti per aumentare la resistenza del combustore e delle palette della turbina, ai
materiali non metallici come le ceramiche, o al raffreddamento del corpo metallico della
palettatura, almeno nei primi stadi dell’espansore; il raffreddamento è in genere realizzato
con aria, con vapore o a film.
I materiali utilizzati per le turbine a gas possono essere divisi in tre gruppi: acciai inossidabili,
leghe a base di nichel e leghe a base di cobalto; in generale i materiali utilizzati per i
compressori sono gli stessi delle turbine a vapore; i materiali a base di nichel sono utilizzati
tipicamente per le parti del combustore. Per le palette delle turbine vengono impiegate
superleghe a base di nichel per le loro buone proprietà meccaniche alle alte temperature,
dove occorre contrastare il fenomeno dello scorrimento viscoso (creep). L’ottimizzazione di
queste superleghe riguardo alla resistenza meccanica dà luogo ad una resistenza non
ottimale alla corrosione, specie alle alte temperature; vengono quindi applicati rivestimenti
per migliorare la resistenza alla ossidazione e alla corrosione del materiale delle palette della
turbina. Anche alle palette del compressore vengono applicati rivestimenti per aumentarne
la resistenza alla corrosione dato che a basse temperature la condensa e le soluzioni acide
risultano corrosive.
Nella configurazione monoalbero la turbina a gas ha tutti gli stadi mossi alla stessa velocità;
l’accoppiamento diretto al generatore elettrico alla velocità di 3000 RPM consente la
produzione alla frequenza fissa di rete 50 Hz; la massima potenza delle turbine a gas
“heavy-duty” o industriali progettate appositamente per l’impiego stazionario è limitata dalla
resistenza meccanica del materiale delle palette: essa infatti limita la velocità periferica
all’apice delle palette, ovvero il diametro massimo, la massima sezione frontale e la massima
portata d’aria del compressore, la quale determina la potenza della turbina.
23