Argomenti delle lezioni

FONTI E COSTI DELL’ENERGIA

Fonti di energia convenzionali e alternative, rinnovabili e non rinnovabili. Consumi di energia per fonte. Produzione da rinnovabili in UE, Consumi finali per settore, Produzione di energia elettrica per fonte. Costi di impianto e costi di esercizio degli impianti di produzione dell’energia elettrica. Potenza media disponibile sulle reti.  

TURBINE A GAS – CICLI DI RIFERIMENTO

Fondamenti termodinamici. Analisi dei cicli di riferimento ideale e reale. Analisi completa del ciclo reale. Flussi di raffreddamento. Analisi entropica. Analisi delle perdite e della loro influenza sulle prestazioni.

COMPONENTI DELLE TURBINE A GAS

Il compressore e le perdite nei compressori. Curve caratteristiche. Il combustore e i combustibili per le turbine a gas. Camera di combustione multizona. Il liner e le modalità operative. Combustori anulari, tubolari e multi-tubolari. La Turbina. Il Raffreddamento delle pale e i materiali. Analisi dello scambio termico flusso pale. Rivestimenti ceramici. Definizioni di COT, TIT e TITiso. Evoluzione della TIT. Perdite nelle turbine.

PRESTAZIONI DELLE TURBINE A GAS

Bilancio termico. Livelli Tecnologici. Configurazioni Heavy-duty e AeroDerivative. Il mercato delle turbine a gas. Prestazioni operative nominali e prestazioni off-design. Variazioni delle condizioni ambiente. Invecchiamento e manutenzione. Avviamento e regolazione. Il Generatore elettrico.

CICLI COMBINATI

Fondamenti termodinamici dei cicli a recupero ideali. Soluzioni impiantistiche per i cicli a recupero con fluidi reali. Potenzialità dei cicli combinati. Lo scambio termico nei generatori di vapore a recupero di calore. Aspetti progettuali delle caldaie a recupero (HRSG). Degasatore e schemi di circolazione nel GV. Turbina a vapore, Condensazione e assetti dei cicli a recupero. Schemi con HRSG a più livelli di pressione e diagrammi (T,Q). Ottimizzazione delle pressioni di evaporazione, influenza dell'assetto del ciclo. Rendimenti e costi dell'elettricità prodotta. Regolazione. Cicli con post-compustione. Schemi e prestazioni dei cicli combinati nelle soluzioni di repowering.

ALTRI CICLI A GAS E CICLI MISTI

Turbine a gas con cicli rigenerativi. Compressione interrefrigerata. Ricombustione. Combinazioni di intercooling, rigenerazione e reheat. Turbine a iniezione d'acqua. Turbine STIG, Turbine a gas con ciclo umidificato (HAT). Prestazioni e confronti.

COGENERAZIONE

Tecniche e tecnologie di risparmio energetico: opportunità e barriere tecnologiche. Tecnologie di cogenerazione, prestazioni off-design e diagrammi di regolazione. Indici termodinamici, bilanci di energia e schemi integrati. Strategie di regolazione ed ottimizzazione di progetto e gestione. Scelta del punto di funzionamento ottimale di TG, TG, STIG e CC sul piano calore/lavoro.

EMISSIONI INQUINANTI DEI SISTEMI ENERGETICI 

Formazione degli inquinanti e strategie di contenimento. Sistemi di riduzione di NO in sede di combustione. Combustori a bassa emissione di NOx: Combustori a secco (DLN) e catalitici. Sistemi di depurazione dei gas combusti.

LE TURBINE A GAS E IL CARBONE

Gli impianti per la gassificazione del carbone. I letti fluidi pressurizzati. Impianti integrati cicli combinati e gasificatori del carbone. Cattura della CO2