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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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





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).










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 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)






Microturbine a gas
Microturbine a Gas

Rendimento netto 28-32%




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 elettrico e termico1
Rendimento elettrico e termico

Microturbine a gas cogenerative

Motori a gas cogenerativi




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



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