Gli impianti motori termici
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Gli Impianti Motori Termici. Master T.E.R.S.O. Daniele Cocco Dipartimento di Ingegneria Meccanica Università degli Studi di Cagliari [email protected] Cagliari, Gennaio 2009. Gli Impianti Motori Termici. Ec. Ee. IMT. Combustibile. Energia utile. Ep. Perdite.

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Gli Impianti Motori Termici

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Presentation Transcript


Gli impianti motori termici

Gli Impianti Motori Termici

Master T.E.R.S.O.

Daniele Cocco

Dipartimento di Ingegneria Meccanica

Università degli Studi di Cagliari

[email protected]

Cagliari, Gennaio 2009


Gli impianti motori termici1

Gli Impianti Motori Termici

Ec

Ee

IMT

Combustibile

Energia

utile

Ep

Perdite

Un Impianto Motore Termico produce Energia Meccanica (Elettrica) mediante conversione termodinamica dell’energia chimica di un combustibile.

Bilancio energetico globale: Ec=Ee+Ep

Rendimento Globale: Ee/Ec


Gli impianti motori termici2

Gli Impianti Motori Termici

Lu

Ec

Qin

Ee

Organi meccanici

Ciclo

Combustione

Comb.

Energia netta

Lavoro

Calore

Qout

Ld

Qf

Perdite

Perdite

Perdite


Gli impianti motori termici3

Gli Impianti Motori Termici

Consumo Specifico di Combustibile (kg/kWh)

Consumo Specifico di Calore (kcal/kWh)

Costo di Produzione dell’energia (€/kWh)


Gli impianti motori termici4

Gli Impianti Motori Termici

CPE

U

Impianti di punta

Impianti di base

Fattore di utilizzazione U e ore equivalenti Neq


Costi di impianto

Costi di Impianto


Costo di produzione

Costo di produzione


Le emissioni di co2

Le emissioni di CO2


Impianti a vapore

Impianti a Vapore

~

Rendimento netto 25-45%

Combustibile

Energia

elettrica

Vapore

turbina

a vapore

generatore

di vapore

Aria

Acqua

Vapore

Acqua

Acqua di mare

Conden-

satore

Pompe


Miglioramento del rendimento

Miglioramento del rendimento

  • Riduzione della pressione al condensatore (fino a 0,04-0,06 bar);

  • Aumento della temperatura (fino a 600-620 °C) e della pressione massima del vapore (fino a 250-300 bar nei cicli UltraSuperCritici, USC);

  • Introduzione dei risurriscaldamenti ripetuti (normalmente uno, ma spesso anche due);

  • Introduzione della rigenerazione termica del ciclo attraverso gli spillamenti di vapore dalla turbina (almeno uno negli impianti più piccoli e fino a 10 negli impianti di maggiore potenza).


Impianti a vapore1

Impianti a Vapore


Impianti a vapore2

Impianti a Vapore


Impianti a vapore3

Impianti a Vapore


La turbina a vapore

La Turbina a Vapore


Impianti a vapore4

Impianti a Vapore


Impianti a vapore5

Impianti a Vapore


Il generatore di vapore

Il Generatore di Vapore


Il condensatore

Il Condensatore


Turbine a gas

Turbine a Gas

Rendimento netto 30-42%

Combustibile

Energia

elettrica

EE=30-42%

CC

~

C

T

Fumi

EF=55-65%

aria


Turbine a gas1

Turbine a Gas


Turbine a gas2

Turbine a Gas


Turbine a gas3

Turbine a Gas

Turbina a gas GE-LM6000 (40 MW)aeroderivata dal propulsore CF6-80-C2


Turbine a gas4

Turbine a Gas

Turbina a gas GE-MS9001 (270 MW)


Turbine a gas5

Turbine a Gas

Turbina a gas GE-LMS100 (100 MW)


Turbine a gas6

Turbine a Gas

Turbina a gas ABB Gt24/26 con combustione sequenziale


Turbine a gas7

Turbine a Gas

Turbina RollsRoyceTrent (Airbus 380)


Turbine a gas8

Turbine a Gas


Raffreddamento palette

Raffreddamento palette


Raffreddamento palette1

Raffreddamento palette


Raffreddamento palette2

Raffreddamento palette


Microturbine a gas

Microturbine a Gas

Rendimento netto 28-32%


Microturbine a gas1

Microturbine a Gas


Microturbine a gas2

Microturbine a Gas


Impianti combinati

Impianti Combinati

~

~

Rendimento netto 55-60%

gas naturale

fumi

combustibile

vapore

surrisc

fumi

turbina

a gas

impianto

a vapore

GVR

aria

(comburente)

energia

elettrica

(30-45%)

energia

elettrica

(55-70%)


Impianti igcc

Impianti IGCC

~

Rendimento netto 40-45%

carbone

gas

grezzo

acqua

raffreddam.

e depurazione

scorie

gassificazione

H2S, COS, NH3,

particolato, …

gas

pulito

vapore

ossigeno

N2, Ar,

CO2, …

sezione di

potenza

gas combusti

ASU

aria

energia elettrica


Cogenerazione e trigenerazione

Cogenerazione e Trigenerazione

La produzione combinata di energia elettrica e termica (o frigorifera) consente di conseguire un risparmio di energia primaria rispetto alla generazione separata e pertanto viene incentivata


Il risparmio di energia

Il risparmio di energia

150-100

IRE=

150


Rendimento e potenza

Rendimento e potenza


Rendimento elettrico e termico

Rendimento elettrico e termico


Rendimento elettrico e termico1

Rendimento elettrico e termico

Microturbine a gas cogenerative

Motori a gas cogenerativi


Bilanci energetici

Bilanci energetici


Trigenerazione

Trigenerazione


Trigenerazione1

Trigenerazione

Frigorifero a compressione

Frigorifero ad assorbimento


Trigenerazione2

Trigenerazione

Caratteristiche di gruppi ad assorbimento


I sistemi in fase di sviluppo

I sistemi in fase di sviluppo

H2

H2

PETROLIO

REFORMING

CO2

GAS NATURALE

REFORMING

CARBONE

GASSIFICAZIONE

BIOMASSE

GASSIFICAZIONE

EOLICA

ELETTROCHIMICA

SOLARE

TERMOCHIMICA

CO2

NUCLEARE

TERMOCHIMICA


Gli impianti motori termici

FINE


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