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Présentation turboden Presentation Transcript

  • 1. Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Networking Event: Visite de lincinérateur de Mirom et de sa cogénération ORC Cluster TWEED-Turboden 06 Mars 2012
  • 2. Qui nous sommes - Une entreprise Pratt & Whitney Power Systems Turboden, une entreprise Pratt & Whitney Power Systems, est le leader européen de la production de turbogénérateurs ORC pour la production et la cogénération d’énergie électrique et de chaleur à partir de sources renouvelables et de récupération de chaleur des procédés industriels. Pratt & Whitney, une division de United Technologies Corporation (UTC), est le leader mondial dans la conception, production et service de moteurs d’avions, turbines à gaz industrielles et de systèmes de propulsion pourCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved l’industrie spatiale. • Bénéfice d’exploitation de $1.99 milliards en 2010 • Recette de $12.94 milliards • 36,000 employés • plus de 11,000 clients • 195 pays Pratt & Whitney Power Systems (PWPS), l’activité de Pratt & Whitney dans le secteur des turbines à gaz, fourni la production d’énergie et des solutions de transmission mécanique pour la production électrique, les marchés de l’huile et du gaz, ainsi que le service durant toute la durée de vie du produit. PWPS produit et vend également le système PureCycle® qui peut exploiter la chaleur sous forme d’eau chaude à partir de nombreuses sources, telles que la géothermie, les fluides co-produits de l’huile et du gaz, les moteurs inverses et la chaleur résiduelle des industries, afin de produire une électricité propre et fiable. 2
  • 3. 1980-2011- 30 ans d’expérience de Turboden 1984 - 2008 – turbogénérateur turbogénérateur ORC à récupération de ORC 40 kWel chaleur sur incinérateur pour application de 3 MW, Belgique solaire à Perth, Australie. 2009 – premières 100Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved installations et 1987 – 100MWel installés. turbogénérateur ORC à biomasse de 3 kWel, Milan 2010 – première installation hors Europe 1988 – application géothermie en Zambie avec ORC de 200 kWel 2011 – plus de 200 installations ORC dans le monde 3
  • 4. Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved 3
  • 5. Turboden – Notre activité BiomassCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Geothermal électricité Solar chaleur Nous projetons et développons des turbogénérateurs basés sur la technologie ORC (Cycle de Rankine Organique), pour la production Waste-heat combinée d’énergie électrique et de chaleur, particulièrement adaptées aux réseaux de distribution. unités standards de 600 kW à 3 MW Solutions personnalisées jusqu’à 15 MW 5
  • 6. Principe thermodynamique : le cycle ORC L OI AL M ER TH Generator TEMPERATURE THERMAL OIL RegeneratorCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Evaporator WATER ER WAT Condenser ENTROPY Pump Le turbogénérateur utilise l’huile diathermique à haute température pour préchauffer et évaporer un fluide organique de travail dans l’évaporateur (8 3 4). La vapeur organique se détend dans la turbine (4 5), qui est directement connectée au générateur électrique à l’aide d’un joint élastique. La vapeur passe au travers du régénérateur (5 9) et ainsi préchauffe le fluide organique (2 8). La vapeur est ensuite condensée dans le condensateur (refroidie à l’aide du liquide de refroidissement : eau) (9 6 1). Le liquide organique est finalement pompé (1 2) dans le régénérateur et ensuite dans l’évaporateur, complétant ainsi la séquence des opérations en circuit fermé. 6
  • 7. Pourquoi un fluide organique à masse moléculaire élevée plutôt que l’eau ? Eau Fluide organique Petites molécules qui voyagent Flot plus élevé et plus lent à vitesse élevée Diamètre de la turbine plus Erosion des parties métalliques large et des pales de la turbine Usure temporelle des partiesCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Turbines pluri stade et avec métalliques et des pales plus forte tension mécanique faible EAU FLUIDE A MASSE MOLECULAIRE ELEVEE 7
  • 8. Les avantages du turbogénérateur ORC Turboden Avantages techniques Avantages opératifs et de résultats Cycle thermodynamique à rendement Procédure de démarrage simplifiée élevé Fonctionnement automatique et continu Haut rendement de la Turbine (jusqu’à Manutention minimaleCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved 90%) Fonctionnement silencieux Faible tension mécanique de la turbine, due à la faible vitesse en périphérie Haute fiabilité (Amont- plus de 55,000 heures de fonctionnement, fiabilité>98%) Faible nombre de tours de la turbine, afin de permettre la liaison directe au Fonctionnement à charge partielle jusqu’à générateur électrique sans nécessité de 10% de la puissance nominale réducteur de tours interposés Haut rendement même en charge partielle Absence d’érosion des pales de la turbine Besoin en main d’œuvre : environ 3-5 due à l’absence d’humidité dans les heures/semaine douilles Longue durée de vie 8
  • 9. Biomass – Fuels & Applications Fuels Wood biomass: sawdust, woodchips, bark, treated wood Other biomass: dried sewage sludge, green cuttings, rice husk, vinasse and vine cuttings, wood industry waste material etc … Waste materialCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Heat Consumers Timber drying in sawmills Wine industry MDF/PB Producers Saw dust drying in wood pellet factories Air pre-heating in MDF industry District Heating networks Refrigeration Greenhouses 9
  • 10. Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Example of cogenerative ORC plant in biomass application 10
  • 11. ORC Plants – Perfomances 100 % 80 to 74%Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Thermal power Thermal to heat users power from thermal oil (or other heat carrier) 18 to 24 % Gross electric power Thermal losses (insulation and 2% generator losses) Gross electric efficiency: up to 24% Overall energy efficiency: 98% 11
  • 12. HRS – High electrical efficiency units HRS for electricity generation and cogeneration from biomassCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved 12
  • 13. CHP – Réseau de chauffage urbain CHAUDIÈRE SANS ORC BIOMASSE À BIOMASSE Eau froideCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Eau chaude UTILISATEUR DE LA CHALEUR Energie Electrique CHAUDIÈRE AVEC ORC BIOMASSE À BIOMASSE Eau Huile froide diathermique ORC Eau chaude UTILISATEUR DE LA CHALEUR 13
  • 14. Biomass Main References Example of District Heating applications Renon in Italy - RN Model: T800 Client: Bioenergie Fernheizwerk Ritten coop Start-up: December-08 Localisation: Renon (BZ) – Italy Fuel: Wood chips Electric power generated: 990 kWeCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Thermal power application: district heating Thermal power generated: 4,0 MWth Water temperature: 60 - 90°C Boiler supplier: VAS Context / Special Feature Total heat capacity production : - 1 thermal oil biomass boiler : 5,2 MWth - 1 gasoil boiler for consumption pics: 4 MWth Separated district heating water circuit Km of district heating: about 15 km (main root) Nb. of customer s on the grid: about 250 Biomass storage for 7.000 cubic meter (poured volume, srm) Planned upgrade: a second biomass boiler (16 MWth total thermal power for about 400 customers)
  • 15. Applications Récupération Chaleur / Sources d’énergie Sources Gaseuses Gaz de moteurs de combustion interne (ORC comme cycle secondaire aux moteurs diesel ou à gaz ou de turbines à gaz) Gaz d’échappement des fours de sidérurgie Gaz d’échappement de fours de Cimenterie, vitrerie ou autres activités non ferreuse Gaz d’échappement d’incinérateur de déchets (civil ou industriel)Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Sources Liquides Flots de chaleur en raffineries Circuits d’Eau de refroidissement de process industriel (ou autres fluides) Eau de refroidissement des moteurs à combustion Sources Condensées vapeurs oragniques à condenser dans les raffineries Surplus de vaperur de process de production (exemple: process de productioin de papier) Vapeur de circuit de refroidissement de process industriels cesses (exemple: siderurgie) 15
  • 16. Turboden Heat Recovery plants, some cases Recovery in glass factory AGC (Cuneo, Italia) Start up January 2012 Glass production capacity: ~ 600 ton/day Heat Source: exhaust gas around ~ 550°C Gases cooled down to ~ 390°CCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved ORC ELECTRICAL POWER: ~ 1,3 MWe Recovery in refractory production process RHI GROUP (Radenthein, Austria) Start up 1° quarter 2009 Capacity production of refractory: ~ 250 ton/day Heat Source: exhaust gas at ~ 500°C Gases cooled down to 150°C ORC ELECTRICAL POWER : ~ 1 MWe
  • 17. Turboden Heat Recovery plants, some cases Recovery from cement factory CIMAR – ITALCEMENTI (Ait Baha, Marocco) Start up October 2010 Clinker production capacity: ~ 5.000 ton/day Heat Source: exhaust gas at ~ 330 C Gas cooled down to 220 C, extra heat used for preheating of raw material Main issues regarding the heat source:Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved • High ash content •High variability due to the prduction cylce and seasons… ORC ELECTRICAL POWER: ~ 2 MWe Recovery from cement factory Holcim Group – 2 Units under construction – Romania / Slovakia Start up planned: second quarter 2012 Production capacity: ~ 4.000 ton/day Heat source: exhaust gas at ~ 360 C (PRS) e ~ 250 C (CC) ORC ELECTRICAL POWER: ~ 4 MWe – Romania ORC ELECTRICAL POWER: ~ 5 MWe – Slovakia
  • 18. Turboden Heat Recovery plants, some cases Recovery from combustion engines Ricciarelli S.p.a. (Pisticci, Italia) Start up: III quarter 2011 Heat Recovery from exhaust gases of 3 diesel engines Wärtsilä of 17 MWe each Engine fuel: palm oil Temperature of exhaust gases: ~ 350°C (cooled down to ~ 150°C)Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved ORC ELECTRICAL PRODUCTION: ~ 4 MWe Recovery of gas Turbine IST – TRANSGAS (Rosetown, Canada) Start up Octobre 2011 Recovery from exhaust gases of 1 Gas Turbine Solar of 3,5 MWe Temperature of exhaust gases: ~ 550°C (cooled down to ~ 180°C) ORC ELECTRICAL PRODUCTION: ~ 1 MWe
  • 19. Heat Recovery from Internal Combustion Engines: reference projects Project ORC Module Site Engines Pisticci I TURBODEN 18 HR SPLIT (1,8 MWe) Pisticci (I) 3 x 8 MWe Wartsila Diesel engines In operation since IV quarter 2010 Oxon TURBODEN 6 HR SPLIT (0,6 MWe) Pavia (I) 1 x 8 MWe MAN Diesel engine In operation since IV quarter 2008 FinPower TURBODEN 6 HR DIR. EXCH. (0,6 MWe) Visano (I) 1 x 17 MWe Wartsila Diesel engine In operation since II quarter 2009Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Pisticci II TURBODEN 40 HR SPLIT (3,8 MWe) Pisticci (I) 3 x 17 MWe Wartsila Diesel engines Under construction Cereal Docks TURBODEN 6 HR DIR. EXCH. (0,6 MWe) Portogruaro (I) 1 x 7 MWe Wartsila Diesel engine Under construction 2 x 1 MWe JGS/GE gas engine + Eukrasia TURBODEN 6 HR SPLIT (0,6 MWe) Catania (I) 3 x 0,8 MWe JGS/GE gas engine + In operation since II quarter 2010 1 x 0,6 MWe JGS/GE gas engine TURBODEN 10 HR cogenerative (1 MWe) 2 x 2 JGS/GE gas engine Ulm Senden (D) Under construction (+ additional heat from the process) TURBODEN 6 HR cogenerative (0,6 MWe) Kempen Kempen (D) Diesel engine In operation since I quarter 2012 TURBODEN 10 HR (1 MWe) Mondopower Chivasso (I) 1 x 17 MWe Wartsila Diesel engine Under construction TURBODEN 14 HR (1,3 MWe) Ämmässuo (FIN) 4 x 4 MWe MWM gas engines HSY In operation since IV quarter 2011 19
  • 20. Heat Recovery Main References Example of Industrial application - 2 (1/2) MIROM in Belgium - MI Model: T30 HR Client: MIROM Start-up: 2nd quarter 2008 Localisation: Roeselare, Belgium Heat source: hot water at 180° (back 140 ° C C) from urban waste iincineratorCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Total electric power: 3 Mwel Net electric efficiency: 16,5% Cooling source: water/air dissipation Context / Special Feature • Installation in fonction since 1976 • Treatment capacity: 62.000ton urban waste/year • 2 boilers of 8 MWth • Use of heat: hot water at 180° (back 140 ° C C) 1/ District heating from 1986: 21 customers 7,5 km network 2/ ORC from 2006 In parallel of district heating use
  • 21. Heat Recovery Main References Example of Industrial application - 2 (2/2) 1. Bunker 2. Furnace 3. Heat recovery Steam generator 3a. EconomizerCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved 3b. District Heating Network 3c. ORC 4a. ESP 4b. Chemical Reactor 4c. Bag Filter 4d. Denox 5. Chimney
  • 22. H-REII project - LIFE08 ENVIT 000422 Policy and governance actions to reduce CO2 emissions by energy valorization of process effluents in Energy Intensive IndustriesCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved www.hreii.eu . The main H-REII objectives: • Elaborate a demonstrative pilot model on the local area of Brescia, as a sample for the National and European situation, widely applicable in elsewhere similar districts, to reduce CO2 production from industrial processes. • Mapping of Energy Intensive processes and the survey of main parameters and quantification of wastewater for energy valorization are the starting activities to get a knowledge of the territory “capability” and to draw specific baselines.
  • 23. Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved23
  • 24. Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved24
  • 25. Why choose a Turboden ORC? 1. Experience: Turboden projects and manufactures ORC units since 1980 2. References: Turboden has more than 230 ORC units 3. Performance: high performance at top level, due to in-house designed turbines and specifically selected fluids 4. Reliability: 98% average functioning time 5. Cutting-edge technology: Turboden has an internal R&D centre inCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Milan focusing on fluid dynamics research 6. High-quality: due to careful production and testing at the internal production facility in Brescia 7. Easy to use: the unit is designed to be easily operated even by unskilled staff 8. Long operational life: our units are specifically designed for long duration, with over-sized components and safe design margins 9. Customer satisfaction: we have clients buying different units over the years, the best proof of customer satisfaction. Moreover, we offer a high degree of unit customization following client specific needs 10. After-sale services: extendable guarantees and maintenance packages 25
  • 26. Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Turboden – en un coup d’œil26
  • 27. Turboden strong points Production & Maintenance R&D Ventes/marketing Conception conduite • Participation à des • Evaluation de la • Conception • Fournisseurs de • Démarrage et mise programmes de faisabilité technico- mécanique des matières premières et en service recherche nationaux et économique des composants composants • Manutention, européens installations ORC totalement « faitCopyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved sélectionnés assistance technique maison » • Coopération avec des • Offres et gestion des universités européennes • Propriétaire de la • Contrôle qualité et pièces de rechange personnalisées afin et des centres de de maximiser les conception et de la gestion de projet • Monitorage à recherche objectifs construction propre • Modules montés en distance et des turbines ORC • Optimisation des cycles économiques et usine afin de optimisation de la environnementaux optimisées thermodynamiques minimiser les gestion des • INSTRUMENTS installations • Sélection et contrôle des • temps de montage fluides de travail Programmes « in situ » • Conception thermo- thermo-fluido- fluido-dynamique dynamiques • Programmation et FEA contrôle du software de supervision 3D CAD-CAM • De nombreux brevets Analyses des obtenus vibrations 27
  • 28. Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Turboden – faits et chiffres (Last update: January 2011) 28
  • 29. Thank you for your attention. For any contact:Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved - Biomass project Stephane Senechal stephane.senechal@turboden.it - Heat Recovery project Sabrina Santarossa sabrina.santarossa@turboden.it (Last update: January 2011) 29
  • 30. Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved
  • 31. Copyright © – Turboden S.r.l. All rights reserved Turboden s.r.l. Via Cernaia, 10 - 25124 Brescia, Italia tel +390303552001 fax +390303552011 info@turboden.it www.turboden.it C.F./P.I. IT02582620981 capitale sociale €1.800.000 i.v. R.I.: C.C.I.A.A. di Brescia 02582620981 REA 461817