CARILEC (Caribbean Electric Utility Services Corporation) ci ha dato l’opportunità di spiegare come i nostri sistemi ORC sono efficienti per il recupero termico del calore di scarto prodotto dai motori diesel e biogas. Questa soluzione può offrire infatti elettricità pulita e il raggiungimento di un core business sostenibile.
Siamo lieti di annunciare l’avvio del nostro sistema ORC per un processo industriale, la Vetreria di Borgonovo Spa a Piacenza.
Lo stabilimento, che si estende su una superficie di 52.000 m2, produce circa 45.000 tonnellate di vetro all’anno utilizzando due moderni forni fusori.
Il sistema realizzato prevede il funzionamento di un modulo ORC ZE-200-LT che produce fino a 200 kW di energia elettrica, recuperando 1400 kW termici dai fumi dei forni fusori. Il modulo recupera il calore di scarto producendo elettricità pulita da utilizzare nell’intero impianto. Il recupero viene effettuato impiegando uno scambiatore di calore che intercetta i fumi e li utilizza per riscaldare dell’acqua, il fluido vettore necessario al funzionamento del sistema ORC.
La produzione di energia elettrica è a zero emissioni: la vetreria può evitare 274 TEP e 376 tonnellate di CO2 all’anno.
Impianto ORC – Vetreria di Borgonovo Spa
Container dall’alto – Vetreria di Borgonovo Spa
Il recupero del calore di scarto attraverso la tecnologia ORC diventa il mezzo per raggiungere l’obiettivo della “sostenibilità ambientale”:il recupero del calore a temperature medie e basse infatti permette di ridurre l’impatto ambientale dei processi industriali e allo stesso tempo di ridurre il loro impatto economico permettendo di valorizzare i loro rifiuti e convertirli in energia elettrica, con elevata flessibilità, minime esigenze di manutenzione e tutti i componenti realizzati su misura.
Il recupero energetico viene effettuato a partire dai fumi di scarico degli inceneritori o dai motori che sono alimentati dal biogas prodotto dai rifiuti stessi.
Un nostro sistema ORC ha trovato applicazione in un impianto di gestione di rifiuti e sfrutta i gas di scarico dell’inceneritore.
Un inceneritore è un impianto di smaltimento dei rifiuti che funziona distruggendo i materiali inerti. In pratica i rifiuti vengono bruciati o, come suggerisce la parola stessa, “inceneriti”. I fumi derivanti dalla combustione devono essere adeguatamente monitorati e filtrati e possono essere utilizzati appunto nel ciclo Rankine organico.
Il calore recuperato dai processi di incenerimento viene convertito e utilizzato per generare energia elettrica.
Il nostro sistema ORC ZE-200-LT da 200 kW si applica recuperando 2000 kW di potenza termica. L’impianto di trattamento rifiuti in questo modo riesce a smaltire i propri rifiuti e al contempo prodursi energia elettrica pulita e senza emissioni di CO2 in atmosfera.
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
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.
