verticale

Un diverso paradigma per il dimensionamento dei cogeneratori a gas.

Dalla massimizzazione delle ore di funzionamento alla massimizzazione del Ritorno dell’investimento.

Approccio ‘’classico’’ al dimensionamento del cogeneratore e "alternativo".
Caso applicativo industria dolciaria.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
mcTER Cogenerazione - Verona ottobre 2018 workshop

Pubblicato
da Benedetta Rampini
mcTER Cogenerazione - Verona 2018Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Veronafiere 17 ottobre 2018 Gli atti dei convegni e pi di 9.500 contenuti su www.verticale.net 1 The Power of ONE Un diverso paradigma per il dimensionamento dei Cogeneratori a gas: dalla massimizzazione delle ore di funzionamento alla massimizzazione del Ritorno dell' Investimento Chi Cummins ' Cummins il maggiore costruttore indipendente al mondo di motori diesel e prodotti correlati ' Organizzazione globale ' Fondata nel 1919 ' sede a Columbus (Indiana)
' Presente in oltre 190 paesi
' Costruisce, sviluppa e fornisce prodotti in 6 continenti
' 55.000 dipendenti in tutto il mondo
' 7.200 sedi/rappresentative in tutto il mondo
' Classificazione Fortune 500 (2017): 148
' Fatturato 2016: 20,4 Miliardi di $ ' 5 unit di business tra loro complementari: Engines, Power Generation, Components, Distribution & Electrification $700M Investimenti R&D 2 Le 5 unit di Business Engines Components Power Sistems Distribution 3 Electrification Cummins Distribution Europa 35 Sedi 14 Paesi One Company 800+ Dipendenti 300+ Dealers 4 Network Distributivo Europeo Italy Cr Se Bo Turkey Greece France Spain Portugal Commonwealth of
Independent States (CIS)
Romania Hu Poland Germany Cz Sk UK Eire Iceland Norway Sweden Finland Denmark Ne Be L Sw Au La Li Bu Al Sl Mechelen Distribution HQ Cyprus Israel Ma Malta Es Independent Distributors Cummins France ECV Portugal Ergotrak , Greece Granly Diesel, Denmark IE & T, Israel Machinery Oy, Finland Cummins Owned Cummins DBU Europe OOO Cummins 5 Cummins Italia Cummins Italia parte del gruppo Cummins Inc., ha
sede a Peschiera Borromeo e dal 1984 opera nel
mercato italiano nella vendita e assistenza di: ' motori diesel e gas per applicazione industriale
' motori diesel per propulsione marina
' gruppi elettrogeni e impianti completi nei settori generazione elettrica e cogenerazione Cummins presente su tutto il territorio nazionale sia
con uffici propri che con oltre 60 centri assistenza Un'unica interfaccia per consulenza, vendita,
assistenza e ricambi Cummins offre la continuit del servizio anno dopo
anno' 6 7 The Power of One 8 Electronics Cummins Electronics All'interno delle logiche di integrazione
dei prodotti correlati, Cummins sviluppa
e produce anche tutti i sistemi di
gestione utilizzati sui propri motori e
gruppi elettrogeni. In particolare, i gruppi elettrogeni Cumming utilizzano un sistema di gestione
integrato sia per il motore che per l'alternatore. PCC3.3 - Funzioni di gestione e protezione (incluso AmpSentry) ' - Regolazione parametri di funzionamento - Monitoraggio sistema - Comunicazione ModBus - Funzioni parallelo Powered by Cummins 9 10 La gamma Cummins a gas ' 'lean burn' 11 Motori a gas 'Lean Burn' ' Titan ' 91 litri ' 18 cilindri ' Quattro turbocompressori
' 250 & 500 mg/Nm3 per NOx
' Modelli disponibili (coge): ' C1540N5CB ' 50 Hz ' C1750N5CB ' 50 Hz ' C2000N5CB ' 50 Hz ' Presa di carico del 50% con Vdip 26% fdip 10% ' Rendimento elettrico fino a 39,1%
' Methan Number fino a 40
' T aftercooler 40 o 50 C Produzione in isola 12 Motori a gas 'Lean Burn' ' QSV91 High Eff. ' 91 litri ' 18 cilindri ' Singolo turbocompressore
' 250 & 500 mg/Nm3 per NOx
' Modelli disponibili (coge): ' C2000 N5C ' C2000 N6C ' Presa di carico del 25% con Vdip 16,7% fdip 6% ' Rendimento elettrico fino a 41.3%
' Methan Number fino a 70
' T aftercooler 40 o 50 C ' Available for Biogas Produzione in parallelo rete 13 Motori a gas 'Lean Burn' ' QSK60 Phase II ' 60 litri ' 16 cilindri ' Doppio turbocompressore
' 350 & 500 mg/Nm3 per NOx
' Modelli disponibili: ' C1160N5C ' 50 Hz ' C1400N6C ' 60 Hz ' Presa di carico del 75% con Vdip 25,7% fdip 8,4% ' Modelli per applicazione Stand-By ' C1000N6 ' C1250N6 ' C1350N6 ' Rendimento elettrico fino a 39,5%
' Methan Number fino a 61
' T aftercooler 40 o 50 C Produzione in isola 14 Motori a gas 'Lean Burn' ' QSK60 Phase IV & V ' 60 litri ' 16 cilindri ' Singolo turbocompressore
' 250 & 500 mg/Nm3 per NOx
' Modelli disponibili (coge): ' C995N5C ' 50 Hz ' C1200N5C ' 50 Hz ' C1400N5C ' 50 Hz ' Presa di carico del 25% con Vdip 10,64% fdip 3,84% ' Modelli per LBTU ' C1400 N5C ' 50Hz ' C1000N6C ' 60 Hz ' C1100N6C ' 60 Hz ' Rendimento elettrico fino a 42,8%
' Methan Number fino a 60
' T aftercooler 40 C Produzione in Parallelo rete 15 ISO e.e. 39,5% 1160 kWe @ 1500 rpm 'Surf' 'Osprey' ISO e.e. 43.8% 1540 kWe @ 1500 rpm 2002 2006 2015 QSK60 DEVELOPMENT ISO e.e. 42.8% 1400 kWe @ 1500 rpm 'Hi Surf' L'evoluzione del QSK60 Performance ' Rendimento Elettrico
migliorato. Best in class in this power
node
con gas naturale
fino a 70 di methan number. ' Prestazioni con alte
temperature ambiente
migliorate ' Competitive Rating ' Gas naturale con methane
number minimo fino a 70
senza derating ' Low NOx Emissions fino a
250 mg/Nm ' senza SCR Caratteristiche ' Filtri aria Standard ' Ingrassatore automatico per I
cuscinetti alternatore ' Integrazione del Sistema di
monitoraggio temperature
avvolgimenti e cuscinetti nel
quadro di controllo ' Performance migliorate per i
transitori di carico ' Presa di carico del 25% in
classe G1 secondo ISO 8528 ' Prelubrifica olio a 24 Vdc ' Scaldiglia olio con ricircolo Standards La serie dei gruppi elettrogeni a gas con
motore QSK60 in conformit con: ' CE ' Grid code certification to Germany's BDEW guidelines ' Grid code compliance for France,
Italy Passaggio HISURF ' OSPREY 16 17 Due approcci diversi Approccio ''classico'' al dimensionamento del cogeneratore Curva dei consumi d'impianto In collaborazione con 18 Due approcci diversi Approccio ''classico'' Normalmente il dimensionamento della potenza termica
ed elettrica del sistema di cogenerazione viene effettuato
con l'obiettivo della ricerca del massimo numero di ore in
cui il sistema pu funzionare al carico massimo. Nel grafico indicata la curva di consumo termico, ma la
logica si applica anche alla parte elettrica. Sovraproduzione termica Dissipazione Sovraproduzione elettrica Cessione in rete 19 Due approcci diversi Approccio ''classico'' OBIETTIVO: - Riduzione o annullamento della dissipazione termica - Riduzione o annullamento della cessione in rete Dissipazione termica e cessione in rete sono considerati perdite economiche 20 Due approcci diversi Approccio ''alternativo'' A volte pu essere conveniente dal
punto di vista economico installare
una potenza superiore accettando
una quota di dissipazione termica. Analogamente si pu pensare di
accettare una quota di immizzione in
rete per l'energia elettrica oppure una
modulazione per ricercare l'equilibrio
rete. 21 Due approcci diversi Approccio ''alternativo'' Quota in pi di energia termica disponibile Quota in pi grazie alla modulazione 22 Due approcci diversi Approccio ''alternativo'' Energia termica dissipata Area no CAR 23 Due approcci diversi Approccio ''alternativo'' Estensione del numero di ore di
indipendenza dalla caldaia convenzionale. Importante incremento dell'energia termica
da cogenerazione Incremento della potenza elettrica erogata Mantenimento del regime CAR Incremento del numero di Certificati Bianchi Massimizzazione del R.O.I. 24 Approccio alternativo: sintesi Il dato poco prevedibile
che il ritorno
dell'investimento pi veloce
si ottiene con una quota di
energia termica dissipata
non di poco conto. Nel caso in esame (caso
indicativo) con 40% di
energia termica dissipata si
ottiene il risultato economico
migliore. 25 Industria dolciaria Industria dolciaria ' Piemonte ' Un Gruppo Elettrogeno da 1400 kW con motore QSK60 (Hi-Surf) ' Funzionamento per oltre 8500 ore all'anno ad una potenza
media di 1126 kW ' Sistema Aspec Industry (Albasolar) per il calcolo continuo dell'efficienza totale e gestione economica dell'impianto
nella sua globalit (calcolo istantaneo basato su costi
diretti, TEE, manutenzione) Dati di impianto
' 1,4 MW elettrici / 1313 kW termici (Acqua calda a 90 C) ' Rendimento totale 71,68% ( prevista dissipazione in certe situazioni di funzionamento) comunque in regime CAR ' PBT 2 anni al netto delle tasse 26 Industria dolciaria Industria dolciaria ' Piemonte ' Assorbimento elettrico impianto: ' 2200 kW (diurno)
' 1100 kW (notturno)
' 800 kW (fine settimana) Il gruppo elettrogeno funziona a piena potenza nei cicli
produttivi diurni. Durante la notte prevista la modulazione per evitare cessioni
in rete. Durante i fine settimana, a seconda della convenienza, il gruppo
elettrogeno pu funzionare in modulazione o rimanere spento. 27 Industria dolciaria Industria dolciaria ' Piemonte ' Tabella dissipazione termica su base mensile: ' Gennaio 0% ' Febbraio 0% ' Marzo 15% ' Aprile 26% ' Maggio 19% ' Giugno 34% ' Luglio 52% ' Agosto 51% ' Settembre 41% ' Ottobre 29% ' Novembre 10% ' Dicembre 0% Consumo e dissipazione 28 Industria dolciaria Gruppo da 800 kWe Gruppo da 1400 kWe Gruppo da 1540 kWe CASE HISTORY ' TROIL LAS VEGAS per la vostra attenzione Grazie Frederich Pasquini Frederich.Pasquini@cummins.com +39 349 50 22 760 29


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