Ciclo Rankine a cippato di legno

Descrizione impianto

L'impianto in oggetto è del tipo a ciclo vapore Rankine, basato sulla combustione in caldaia di un combustibile (ad esempio biomassa legnosa come quella scelta nel presente studio - cippato con umidità max 55%, con ottimale tra il 40-45%) allo scopo di produrre vapore da espandere in una turbina collegata ad un alternatore, con produzione di energia elettrica.

Caldaia

L’apporto del combustibile al focolare è garantito da un sistema automatico di caricamento operante in continuo che, in maniera automatizzata, si adatta alle richieste del sistema di regolazione della combustione. La caldaia prevista è costituita sostanzialmente da due banchi di tubazioni: la prima caratterizzata da scambio termico prevalentemente per irraggiamento (allo scopo di surriscaldare il vapore), la seconda caratterizzata da scambio termico a convezione (dedicato alla vaporizzazione dell'acqua di alimento).

Condensatore

Il condensatore scelto è un’aero-condensatore dimensionato per condensare la massima portata allo scarico turbina alla pressione di 0,2 bara. Il condensatore è completo di gruppo del vuoto con pompa ad anello liquido.

Sezione Fumi

Il trattamento dei fumi di combustione è composto essenzialmente da:

• elettrofiltro: è alloggiato all’interno dell’edificio su un’apposita struttura ed è dimensionato per garantirne il corretto funzionamento anche nelle condizioni d’esercizio più severe. Le ceneri separate sono raccolte nella tramoggia sottostante ove una coclea provvede al loro conferimento al redler che a sua volta le scarica nel silo
• reucperatore fumi: ha il compito di riscaldarel’aria comburente fino a 120°C. Detto scambiatore è installato immediatamente prima del ventilatore esaustore e consente, a fronte di un maggior investimento iniziale, un ulteriore recupero energetico.

Turbina

Il vapore proveniente dalla caldaia viene immesso nella turbina attraverso una valvola di regolazione, controllata dal quadro controllo turbina. Il vapore si espande attraverso i vari stadi statorici e rotorici fino ad una pressione di scarico di circa 0,20 bara in funzione della temperatura dell’aria esterna.

Ausiliari

Comprendono: Sistema di produzione, comprensivo di serbatoio di accumulo, di acqua demineralizzata e linea di reintegro al degasatore con gruppo di regolazione modulante completo di piping e strumentazione. Il degasaggio dell'acqua di alimento viene effettuato termicamente tramite un prelievo di vapore a media pressione.

La turbina a vapore ed i suoi ausiliari (centralina olio, viratore, ecc.) vengono controllati e regolati per mezzo di un PLC che gestisce tutti i blocchi, le protezioni e le sequenze di avviamento, fermata, presa di carico e fermata di emergenza.

Modalità operativa

Il funzionamento dell’alternatore è previsto sempre collegato in parallelo con la rete esterna al fine di cedere l’energia elettrica prodotta in eccesso. Tuttavia, per condizioni particolari, il sistema potrà essere predisposto per la marcia in “isola” consentendo di operare con l’impianto anche senza la connessione con la rete elettrica.