ppt Patrizio Massoli_Microturbine_cnr_eos2013

302 views

Published on

Impianti di cogenerazione con microturbine a gas con sistema CHP

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
302
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
1
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

ppt Patrizio Massoli_Microturbine_cnr_eos2013

  1. 1. Impianti di cogenerazione conmicroturbine a gas con sistema CHPR. Calabria, F. Chiariello, F. Reale, P. Massoli – CNR NapoliArea Science Park, Trieste - Istituto Motori CNR, NapoliUniversità di Trieste - Università di Udine
  2. 2. CHP: Combined Heat and Power
  3. 3. Ciclo cogenerativo di una MGT
  4. 4. Gas Naturale
  5. 5. CriticitàVariazione potere calorifico combustibileVariazione condizioni di funzionamentoQualità di combustioneRendimento Emissioni
  6. 6. Composizione Gas Combustibili
  7. 7. Composizione Gas Combustibili
  8. 8. Descrizione dell’ImpiantoPotenza elettrica 100kWRendimento globale 30 %Pressione in c. di comb. 4.5 bar(a)TIT 950 °CTOT 620-650 °CVelocità Nominale 70000 rpmNOx @ 15 % O2 < 15 ppmCO @ 15 % O2 < 15 ppmAllestimento standardLayout modificato permotivi di studio
  9. 9. Sistema Controllo/Monitoraggio• trasferimento dati tra il PLC dellaMGT e la stazione di calcolomediante protocollo dicomunicazione serialeModbus®.• trasmissione dati è realizzataper mezzo di un convertitoreasincrono seriale (SENECAS107USB)• software dedicato (SENECA Z-NET3) permette di interfacciarsidirettamente al registro dati dellamicroturbina• frequenza di campionamentomassima di 1 Hz.• Il sistema è configurato per lalettura sincrona di 64 canalianalogici• Possibilità di funzionamento“fuori mappa” Controllo esterno di alcuni parametri Flussi di combustibile, vel. di rotazione, etc. Sicurezza garantita dalla verifica sui parametri di controlloimposti dall’impianto
  10. 10. Funzionamento Multifuel• Progettato per miscele gassose composte da CH4, H2, N2, CO2• Centrale di decompressione–Fino a portata nominale di100 Nm3/h–Valore di targa (gas naturale) 40 Nm3/h• Flessibilità–Stazione di miscelamento ternaria/quaternaria di gas compressi–Funzionamento per lungo periodo per studio condizioni operativeal variare del combustibileStima delle riserve di combustibile disponibiliprova sperimentale tipica0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.000 50 100 150 200 250t[h]P [bar](g)100kW80kW50kW60kW70kW40kW30kW90kW01020304050607080901001101201301401500 50 100 150 200 250V[Nm3]P [bar](g)V (Cond. Normali, 1bar - 0°C) [Nm3]- Pacco bombole x 12 (40l)CH4
  11. 11. Combustibili UtilizzatiFuelCH4[%] H2 [%]LHV[MJ/Nm3]IW[MJ/Nm3]Natural Gas NG 35.73 53.86CH4 100 0 35.82 53.43Mix 1 98 2 35.33 53.17Mix 2 95 5 35.58 52.78Mix 3 90 10 33.35 52.13• L’ interscambiabilità di combustibili inmacchine reali viene espressa mediantel’indice di Wobbe• Un identico indice di Wobbe implica lostesso flusso energetico in ingresso aparità di temperatura, pressione, aperturavalvole e perdite di carico. Indice di Wobbe
  12. 12. Rendimento Globale MGT0.2300.2400.2500.2600.2700.2800.2900.3000.310100 70 500.2880.2830.2620.2960.2920.2640.2950.2920.2650.3000.2960.2710.2770.2600.244Efficiency,ηPowerreference [kWe]GN CH4 Mix 1 Mix 2 Mix 3Rendimento al variare di carico e combustibile
  13. 13. Emissioni Gassose110100100050 70 100218.080.24.66.34.96.8ppmPower[kW]Mix 1CO NOx (@ 15% di O2)110100100050 70 100152.653.65.65.94.35.5ppmPowerreference [kW]Mix 2CO NOx (@ 15% di O2)110100100050 70 100318.129.87.74.1 4.55.9ppmPowerreference [kW]Mix 3CO NOx (@ 15% di O2)110100100050 70 100293.2138.312.36.75.4 5.7ppmPowerreference [kW]CH4CO NOx (@ 15% di O2)
  14. 14. Modellazione CADModello CAD tridimensionale, realizzatocon SolidWorks®, del collettoreposizionato tra recuperatore primario eturbina.Analisi dei flussi nell’elemento (divergente ecollettori) modellato con il CAD 3D. La simulazionedei flussi è stata effettuata mediante il pacchettoFlowSimulation® di SolidWorks®.
  15. 15. Modellazione CombustoreCampo di motoCampo Termico
  16. 16. Modellazione CFDDistribuzione della temperatura• Incremento della zona ad altatemperatura in prossimità del pilot• Leggero incremento di temperaturaall’aumentare della % di idrogeno inmiscela90% [CH4]
  17. 17. Modellazione CFD: Pieno Carico[H2] 10% 20% 30% 50%
  18. 18. CriticitàVariazione potere calorifico combustibileVariazione condizioni di funzionamentoQualità di combustioneRendimento EmissioniConclusioniGrazie

×