Il complesso tema della sostenibilità presenta al suo interno diverse sfaccettature.
Essere sostenibili non significa soltanto utilizzare le giuste risorse energetiche, bensì anche sfruttarle al meglio. Questo implica utilizzare al massimo la fonte energetica di cui si dispone.
Le tecnologie per l’energia rinnovabile, oggi, hanno fatto grandi passi in avanti e sono sempre più importanti per la riduzione dell’impronta ambientale, tuttavia la loro efficienza continua a rimanere ridotta. Basti pensare agli impianti fotovoltaici il cui rendimento è stimato intorno ai 15-20%, oppure alle turbine eoliche la cui efficienza ammonta al 50%.
Per ovviare al problema dello spreco termico, ed incrementare l’efficienza di un processo,
Crediamo che l’efficienza sia il cuore di un economia sostenibile!
In un momento storico come quello odierno in cui è fondamentale sfruttare le risorse rinnovabili, i sistemi Organic Rankine Cycle rappresentano una risorsa cruciale per la riduzione delle emissioni di CO2 e la diminuzione dei costi.
In questo articolo di La Repubblica, Alessandro Zuccato, spiega il funzionamento e i benefici che i sistemi ORC made in Verona possono apportare ai diversi settori in cui è possibile impiegarli. In ottica di un economia circolare e pulita questa tecnologia, utilizzando una risorsa di scarto, permetterà ottenere energiaelettrica a bassissimo costo.
Die ORC-Anlagen von Zuccato Energia ermöglichen die Erzeugung von Strom bis zu einer Nennleistung von 500 kW durch Rückgewinnung der Abwärme von Oil&Gas einrichtungen.
Anwendungen:
Die Wärme wird aus allen heißen Quellen auf dem Gelände zurückgewonnen: heißes Wasser aus den Ölquellen, Fackelgasabgase, thermische Abfälle aus den Raffinerien und aus den Motoren in den Erdgasverflüssigungsstationen und der Pumpstation.
Betrieb der ORC-Anlage
Das ORC-System gewinnt über einen Wärmetauscher (den Verdampfer) die Wärme aus diesen heißen Quellen zurück und erhitzt eine ungiftige organische Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit expandiert zu einem trockenen Hochdruckgas, dass eine Turbine antreibt und mechanische Energie erzeugt, die dann von einem Generator, der mit der gleichen Achse wie die Turbine gekoppelt ist, in elektrische Energie umgewandelt wird. Der so erzeugte Strom wird vor Ort genutzt oder ins Netz eingespeist. Am Ausgang der Turbine wird das Arbeitsmittel in einen zweiten Wärmetauscher (Kondensator) geleitet, wo es seine überschüssige Wärme abgibt, kondensiert und wieder zu einer Flüssigkeit wird. Das Arbeitsmedium in der Flüssigphase wird dann mit einer speziellen Pumpe in den Wärmetauscher-Verdampfer zurückgeführt, wodurch sich der geschlossene Kreislauf schließt.
Fackelgasdämpfe
Bei der Ölförderung entstehen zwangsläufig Abgase. Diese Gase müssen entweder mit Fackeln oder geeigneten Verbrennungsanlagen verbrannt werden. Die ORC-Technologie, die dem Gasverbrennungssystem nachgeschaltet ist und durch einen Wärmetauscher ergänzt wird, ist das ideale System für die Erzeugung von verwertbarem Strom in der Anlage.
Wärmerückgewinnung aus thermischen Abfällen eines Motors
In Motoren gibt es zwei Wärmequellen: Abgasse und Kühlmäntel
Abgas: hohe Temperaur
Kühlmäntel: niedrige Temperatur
Die Abgase können über einen Wärmetauscher zurückgewonnen werden, während die Kühlmäntel direkt in Form von Wasser verwendet werden können.
FUNKTIONSPLAN
VORTEILE
Ausnutzung beider Wärmequellen
Durch die Anordnung der Maschinenkomponenten ist es möglich, die Wärme aus beiden Quellen zu gewinnen. Auf diese Weise haben wir einen höheren Wirkungsgrad und ein besseres Ergebnis in Bezug auf die elektrische Energie.
Reduziert den Verbrauch des Motortrockenkühlers
Durch die Anbringung eines Wärmetauschers hinter dem Trockenkühler des Motors wird das Wasser, das zu den Kühlmänteln zurückfließen muss, zunächst durch unseren Wärmetauscher gekühlt. Auf diese Weise benötigt der Trockenkühler des Motors weniger Energie für seinen Betrieb.
Beste Amortisationszeit durch Installation einer Maschine
Durch die Installation nur einer Maschine, erzielen Sie eine bessere Kapitalrendite als der Kauf von zwei Geräten. Es gibt auch Vorteile in Bezug auf die Wartungs- und Komponentenbeschaffungskosten.
CARILEC (Caribbean Electric Utility Services Corporation) allowed us to explain how our ORC modules are efficient for recovering the waste heat produced by the diesel and biogas engines.
This solution can offer clean electricity and the achievement of the environmental sustainability core business.
Inbetriebnahme einer ORC-Anlage für industrielle Prozesse
Wir freuen uns, die Inbetriebnahme unserer ORC-Anlage für einen industriellen Prozess, die Vetreria di Borgonovo Spa in Piacenza, bekannt zu geben.
Das 52.000 m2 große Werk produziert mit zwei modernen Schmelzöfen rund 45.000 Tonnen Glas pro Jahr.
Das System basiert auf dem Betrieb eines ORC-Moduls ZE-200-LT, dass bis zu 200 kW elektrische Energie erzeugt und 1400 kW Wärme aus den Abgasen der Schmelzöfen zurückgewinnt. Das Modul gewinnt die Abwärme zurück und erzeugt sauberen Strom, der in der gesamten Anlage genutzt werden kann. Die Rückgewinnung erfolgt über einen Wärmetauscher, der die Abgase auffängt und zur Erwärmung von Wasser, der für den Betrieb der ORC-Anlage erforderlichen Trägerflüssigkeit, verwendet.
The electricity production is zero emissions: the glasswork can avoid 274 TOE and 376 tonnes of CO2 per year.
Die Stromerzeugung ist klimaneutral: Die Glashütte kann 274 TEP und 376 Tonnen CO2 pro Jahr vermeiden.
ORC Plant – Vetreria di Borgonovo Spa
Container von oben – Vetreria di Borgonovo Spa
Die Rückgewinnung von Abwärme durch die ORC-Technologie wird zum Mittel, um das Ziel der “Umweltverträglichkeit” zu erreichen: Die Wärmerückgewinnung bei mittleren und niedrigen Temperaturen ermöglicht es in der Tat, die Umweltauswirkungen industrieller Prozesse zu reduzieren und gleichzeitig ihre wirtschaftlichen Auswirkungen zu verringern, indem ihre Abfälle genutzt und in elektrische Energie umgewandelt werden können, mit hoher Flexibilität, minimalem Wartungsaufwand und allen Komponenten nach Maß.
ORC system produces electricity from heat recovery in the treatment and disposal of waste.
Energy recovery takes place from the recovery of the exhaustfumes of incinerators or engines powered by the biogas produced by the waste itself.
One of our ORC systems has found application in a waste management plant and uses the waste gases of the incinerator.
An incinerator is a waste disposal facility that works by destroying inert materials. In practice, the waste is burned or, as the word itself suggests, “incinerated”. The fumes deriving from combustion must be adequately monitored and filtered and can be used precisely in the Organic Rankine Cycle.
The heatrecovered from the incineration processes is converted and used to generate electricity.
Our ZE-200-LT ORC system is applied by recovering 2000 kW of thermal power. In this way, the waste treatment plant manages to dispose of its waste and at the same time produce clean electricity without CO2 emissions into the atmosphere.
COMPARISON OF FOUR TYPES OF RADIAL TURBINES FOR A 250KW ORC POWER INSTALLATION
Maksim Smirnov, Natalia Kuklina, Aleksandr Sebelev, Alessandro Zuccato and Nikolay Zabelin
Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU), St. Petersburg, Russia
Zuccato Energia Srl, via della Consortia 2, Verona, Italy
*Corresponding Author: m.smirnov.turbo@gmail.com
ABSTRACT
This paper seeks to compare four solutions for an ORC power plant rated at 250 kW running with R1233zdE as the working fluid: a radial inflow – axial outflow turbine with a typical reaction about of 0.5, a radial centripetal turbines with reaction of 0.36 and 0.05 and an impulse centrifugal turbine. All these turbines are single stage and high-speed. Steady state CFD simulations were carried out to assess the performance at the design and partial load as well as the axial force values.
As expected, the radial inflow turbine has exhibited the best performance, followed then by the centripetal reaction turbine with 4% of a relative efficiency decrease. Both impulse turbines have shown 11% less efficiency at the design point comparing to the radial inflow stage. Under the partial load, the turbines have exhibited different trends of their efficiency behaviour.
In particular, with a power output reduction from 100 to 40%, the radial inflow and the centripetal turbine have lost 7% of their efficiency, while the centripetal impulse turbine 20% and the centrifugal impulse just 5%.
The axial force of the radial inflow and both centripetal stages may be balanced to reach a desired value by means of the modification of the disk back seal. Instead, the centrifugal impulse stage fails to provide such a balancing, which results in high values of the axial thrust even despite an impulse nature of this stage.
Alessandro Zuccato, CEO of Zuccato Energia, explains to Glass International how ORC (Organic Rankine Cycle) technology is particularly effective for recovering the dispersion of waste heat produced by glass production. This technology helps glassmakers to produce clean electricity with consequent economic savings and achieve a vision focused on environmental sustainability.
The ceramics sector is classified among the energy-intensive, being the fourth industrial sector for energy consumption. In fact, 1.67 MWh of energy is required to produce just one ton of ceramic tiles.
Thanks to our projects, the ceramic industry can see an ecological change in its production through the recovery of residual heat. It is possible to intervene on several levels, by positioning an exchanger in the fumes line upstream of the bag filter or in the hottest part of the cooling stages of the oven.
From an oven with an available thermal power of 1239 kWt, it is possible to put our 175 kWeORC module into operation.
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