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Cogenerazione industriale ad alta temperatura

Il Sistema Steam & Power: una tecnologia innovativa per la cogenerazione industriale ad alta temperatura

Sommario

Il sistema Turboden Steam & Power Organic Rankine Cycle (Col termine Organic Rankine Cycle o in sigla ORC si individuano impianti che convertono calore in energia elettrica) è una soluzione tecnica per la generazione combinata di calore ed energia elettrica con un'efficienza energetica complessiva molto elevata. Viene adottata nei processi produttivi e nei processi industriali e consente la produzione di energia elettrica oltre ad essere un vettore di calore ad alta temperatura. La cogenerazione industriale ad alta temperatura permette di ottenere il massimo rendimento energetico.

Tecnologia innovativa per la cogenerazione industriale ad alta temperatura

Il sistema Turboden Steam & Power Organic Rankine Cycle (ORC) è una soluzione tecnica per la generazione combinata di calore ed energia elettrica (CHP), con un'efficienza energetica complessiva molto elevata (> 90%), direttamente impiegata nei processi produttivi e industriali, oltre ad essere una tecnologia innovativa per la cogenerazione industriale ad alta temperatura.

Consente la produzione di energia elettrica e di un prezioso vettore di calore ad alta temperatura, come il vapore (3-30 bar).

Il sistema Turboden Steam & Power Organic Rankine Cycle viene impiegato nel settore agroalimentare & bevande, nel settore chimico e farmaceutico, nella produzione della carta, dell'industria e del legno, nel settore tessile, nella produzione di plastica e gomma, nella produzione di olio e gas e nel settore laterizio e funziona nel seguente modo: il combustibile (gas naturale, biomassa, syngas, diesel, nafta, pellet, scarti di processo e altro) viene immesso nella camera di combustione della caldaia, dove viene miscelato con aria calda e bruciato. ll calore di combustione viene trasferito al fluido di lavoro del modulo ORC (Organic Rankine Cycle) nella caldaia ad olio diatermico, si espande nella turbina, che aziona il generatore elettrico, l'elettricità viene quindi prodotta.

Il sistema Turboden Steam & Power Organic Rankine Cycle (Organic Rankine Cycle o in sigla ORC) permette maggiore produzione di energia elettrica, maggiore produzione di vapore con pressione e maggiore produzione di vapore, può inoltre essere utilizzato per sostituire vecchi generatori di vapore o può essere affiancato al sistema di generazione di vapore esistente in modo sostenibile e cogenerativo.

Quello che segue è un confronto tra tecnologie, la turboden positioning in the CHP - Combined Heat and Power- market e torboden steam & power: a new cogeneration technology e la applicazione di una soluzione cogenerativa in una centrale del latte di Brescia.

La centrale del Latte di Brescia produceva vapore per mezzo di una caldaia tradizionale che acquistava energia elettrica dalla rete locale. Il bisogno del cliente nasceva dalla necessita di aumentare l'efficienza complessiva del sistema riducendo i relativi costi.

Presa in considerazione una soluzione cogenerativa è stato preso in esame lo stabilimento, quindi definito il processo produttivo, il fabbisogno termico e il fabbisogno elettrico. I vantaggi che si ottengono riguardano la vita utile di un impianto Steam&Power, interventi di manutenzione annuali minori, interventi di manutenzione importanti assenti, performance garantite, availability impianto garantita, rischio tecnologico annullato, alta flessibilità a carichi parziali fino al 20%, eccellente ritorno economico dell'investimento, in caso di manutenzione della turbina ORC la caldaia non arresta la produzione di vapore, alta disponibilità e combinazione con altre tecnologie cogenerative.

Le pompe di calore di grossa taglia Turboden sono in grado di fornire grosse quantità di calore sfruttando il calore di scarto. Il calore di scarto viene utilizzato dalle reti di teleriscaldamento oppure dagli utenti industriali e consente la produzione di calore a temperature alte. Vengono così ridotte le emissioni di gas serra.

La pompa di calore Turboden produce acqua calda e vapore saturo. Viene a limentato da energia elettrica, che se derivante da da fonti rinnovabili permetterebbe la generazione di calore a zero emissioni di gas serra. Nella sorgente termica il liquido organico viene fatto evaporare e raffreddato.

Centrale del latte di Brescia

Il cliente
Centrale del Latte di Brescia è stata fondata nel 1930 con l'obiettivo di garantire controlli igienici sul latte e la distribuzione giornaliera a tutti i cittadini. Centrale del Latte di Brescia è stato il primo caseificio comunale in Italia ad avere un impianto UHT per la produzione di latte a lunga conservazione. L'azienda è stata la prima al mondo a confezionare completamente il latte UHT in bottiglie PET riciclabili.

Il bisogno
La Centrale del Latte di Brescia produceva vapore per mezzo di una caldaia tradizionale che acquistava energia elettrica dalla rete locale. Il cliente ha deciso di esaminare una soluzione di cogenerazione per aumentare l'efficienza complessiva del sistema e ridurre i relativi costi.

La nostra soluzione
Turboden fornisce una soluzione chiavi in mano, fornendo l'intero sistema, dalla caldaia a gas naturale al turbogeneratore ad alta temperatura ORC. La soluzione Turboden si adatta perfettamente al fabbisogno energetico della Centrale del Latte di Brescia, che utilizza un sistema ST&P ORC per generare circa 700 kW di energia elettrica e 5 ton/ora di vapore a 15 bar (a) necessari per pastorizzare il latte a lunga conservazione.

Cogenerazione e Generazione vapore centrale del latte Brescia

Conclusioni

Vantaggi di un sistema Steam & Power tecnologia innovativa per la cogenerazione industriale ad alta temperatura

- Vita utile impianto Steam&Power: maggiore di 20 anni;
- Bassi costi di operation & maintenance:
- Interventi di manutenzione annuali: minori di 1 settimana;
- Interventi di manutenzione importanti (Major overhaul): assente.
- Performance garantite;
- Availability impianto garantita;
- Rischio tecnologico annullato;
- Alta flessibilità a carichi parziali fino al 20%;
- Eccellente ritorno economico dell'investimento (PBT < 3 years, IRR > 30%);
- Non necessita di caldaia di backup, In caso di manutenzione della turbina ORC la caldaia non arresta la produzione di vapore;
- Alta disponibilità: 98%;
- Combinazione con altre tecnologie cogenerative, se necessario.

Articoli tecnico scientifici o articoli contenenti case history
Fonte: mcTER Alimentare Web Edition aprile 2021 Strategie, innovazioni tecnologiche e opportunità: l’efficienza energetica nell’industria alimentare
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