LA SOLUZIONE COGENERATIVA PER ENERGIA ELETTRICA E … · thermodynamic ORC. Turboden develops...
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LA SOLUZIONE COGENERATIVA PER ENERGIA
ELETTRICA E VAPORE AD ALTA EFFICIENZA
STEAM & POWER
STEAM & POWER
LA SOLUZIONE STEAM & POWER
Steam & Power ORC (ST&P) è una soluzione cogenerativa
(CHP) innovativa, nata dalla partnership tecnologica tra
Turboden e Cannon Bono Sistemi.
ST&P ORC consente la generazione di elettricità e vapore
di media pressione (4 – 30 bar) per utilizzo industriale, con
un’elevata efficienza complessiva > 90%.
I VANTAGGI DELLA COGENERAZIONE
I sistemi di generazione combinata di calore ed energia elettrica sono universalmente riconosciuti come unmodo redditizio, efficiente e sostenibile di generare energia per le industrie manifatturiere.
76% steam76% steam
16% electricity
16% electricity
STEAM & POWER: A CHI E’ DEDICATO
ST&P ORC è stato studiato appositamente per soddisfare le esigenze dei settori industriali che necessitano di elettricità,
ma soprattutto, di rilevanti quantità di vapore saturo di media pressione per i loro processi produttivi.
AGROFOOD
& BEVERAGE
CHEMICAL &
PHARMACEUTICAL
PAPER &
WOOD INDUSTRY
TEXTILE PLASTIC &
RUBBER
OIL & GAS
STEAM & POWER: ORGANIC RANKINE CYCLE
Il Ciclo Rankine Organico si basa sull’utilizzo di un fluido di lavoro
organico, con alta massa molecolare, che comporta una lenta
rotazione della turbina, con conseguente minore pressione ed
erosione delle pale e di altre parti metalliche.
Il turbogeneratore trasforma l’energia termica del fluido in
energia meccanica e, successivamente, in energia elettrica
tramite un generatore elettrico.
STEAM & POWER: COME FUNZIONA
PRIMO CIRCUITO
FONTE DI CALORE
Il combustibile (gas naturale, syngas, diesel, nafta,
pellet, reflui di processo e altro) è alimentato
nella camera di combustione della caldaia, dove
viene miscelato ad aria preriscaldata e bruciato.
FLUIDO TERMOVETTORE
Il calore della combustione viene trasferito al
circuito dell’olio. Il fluido utilizzato è di natura
siliconica, in grado di operare a 420°C.
La potenza termica è trasferita indirettamente al
circuito ORC, tramite scambiatore di calore,
ovvero l’evaporatore del fluido organico.
STEAM & POWER: COME FUNZIONA
ST&P ORC produce elettricità e vapore, senza sprechi di acqua calda al condensatore.
SECONDO CIRCUITO
PRODUZIONE ELETTRICA
Il fluido organico evapora nell’apposito
scambiatore e il vapore espande in turbina, che
trascina il generatore elettrico, producendo
elettricità.
PRODUZIONE DI VAPORE
A valle della turbina, dopo il rigeneratore, è
collocato il condensatore raffreddato ad acqua. Il
vapore organico condensa ad alta temperatura,
permettendo l’evaporazione dell’acqua di
raffreddamento.
Le caratteristiche del vapore prodotto sono
adatte per l’uso diretto nell’impianto produttivo.
STEAM & POWER: L’IMPIANTO
Così appare la nuova centrale termica: esempio di configurazione alimentata a gas.
FONTE DI
CALORE
COMBUSTIBILI� Gas naturale� HFO, LFO, Diesel� Gas poveri (biogas da digestore
anaerobico, da discarica, gas di cokeria, APG, syngas)
� Sottoprodotti gassosi da processi chimici
� Reflui liquidi, percolati� Fanghi� Biomasse� Pellet� …
RECUPERO DI CALORE� Da turbogas � Da processi industriali quali
acciaierie, cementifici� …
01 02 UNITA’ ORC 03VETTORE
TERMICO 04 PROCESSO
� Vapore (ma non solo!)
� Acqua pressurizzata
� Olio diatermico
� Aria
� …
� Agroalimentare
� Pulp & Paper
� Chimico
� Gomma & Plastica
� Tessile
� …
STEAM & POWER: MULTI-FEED TECHNOLOGY
STEAM & POWER: CARATTERISTICHE
* Steam output at 10 bar(g)
THE FEATURES
100% FUEL
CONFRONTO TRA TECNOLOGIE CHP
Confrontiamo le produzioni caratteristiche, di elettricità e vapore, di diverse tecnologie
CHP (motore a combustione interna, turbina a gas, ST&P ORC).
ST&P si colloca in un’area scoperta del mercato: nessun’altratecnologia CHP ha lo stesso rapporto tra produzione termicaed elettrica.
NOTA: I valori si riferiscono alla produzione di vapore a 10 bar(g)
CONFRONTO TRA TECNOLOGIE CHP
Rapporto produzione energia
elettrica/vapore:
1 kWe - 4 kWt
NOTA: I valori si riferiscono alla produzione di vapore a 10 bar(g)
76% vapore
16% elettricità
Efficienza globale > 90%
CONFRONTO TRA TECNOLOGIE CHP
MOTORE A
COMBUSTIONE
INTERNA
TURBINA A GAS ST&P ORC
POTENZA ELETTRICA High ☺ High ☺ Medium �
VAPORE Low � Medium � High ☺
EFFICIENZA GLOBALE Low � Medium � High ☺
CAPEX Low ☺ Medium � Medium �
MODULARITA’ High ☺ Low � High ☺
OPERAZIONI FLESSIBILI AI CARICHI
PARZIALIMedium � Low � High ☺
DISPONIBILITA’ Low � Medium � High ☺
MAJOR OVERHAUL DOPO 60.000 h Yes � Yes � No ☺
Il sistema ST&P ORC offre performance eccellenti: consente di raggiungere alta efficienza con un’operatività semplice
e flessibile. Sostiene business plans molto redditizi.
STEAM & POWER: PERCHE’ SCEGLIERLO
VANTAGGI STEAM & POWER ORC
� Grande Flessibilità nella scelta tra combustibile fossili e
reflui
� Alta efficienza globale: 92%
� Output prevalente: vapore
� Elevata disponibilità (98%)
� Flessibilità ai carichi parziali (20% della capacità nominale)
� Bassi costi operativi e di manutenzione
� Modularità
� Adatto ad installazioni outdoor
� Adatto al funzionamento in isola
� Se richiesto, si può abbinare bene ad altre tecnologie CHP
� Eccellente ritorno economico dell’investimento (PBT <3
anni, IRR >30%)
� Indipendenza dall’aumento del costo dell’elettricità
SOSTENIBILITA’ AMBIENTALE
� Diminuzione dell’impatto ambientale grazie allo
smaltimento dei reflui di produzione
� Meno emissioni di gas serra
� Minore consumo di combustibile a parità di produzione
energetica
� Tecnologia eleggibile nei piani per la sostenibilità delle
aziende
STEAM & POWER: SINGOLE UNITA’
Steam & Power ORC può sostituire vecchi generatori di vapore, oppure essere installato in parallelo agli esistenti,
arricchendo la centrale termica in modo cogenerativo e sostenibile.
ST&P può essere considerato come alternativa ad una caldaia tradizionale nel rifacimento della centrale termica.
* Taglie intermedie disponibili su richiesta. I valori in tabella si riferiscono ad un output di vapore a 12 bar
** Rispetto al combustibile in ingresso
*** Della potenza elettrica lorda
ST&P TAGLIE PRINCIPALI*TD 4
ST&P
TD 6
ST&P
TD 10
ST&P
TD 15
ST&P
TD 25
ST&P
Vapore [ton/h] 4 6 10 15 25
Potenza elettrica lorda [kW] 550 835 1.410 2.110 3.570
Efficienza elettrica lorda [%] ** 15 15 15 15 15
Consumo ausiliari [%] *** 9 9 9 9 9
Consumo di gas naturale [Sm3/h] 370 555 930 1.390 2.325
CLIENTE:
Centrale del Latte di Brescia
PAESE:
Italia
STATO:
In costruzione
ENERGIA ELETTRICA PRODOTTA:
0,7 MWe
VAPORE PRODOTTO:
5 t/ora a 15 bar(a)
DESCRIZIONE:
produzione di energia elettrica e
vapore per la pastorizzazione del latte
COMBUSTIBILE:
gas naturale
VETTORE TERMICO:
olio diatermico
Steam & Power
per la
pastorizzazione
del latte
Soluzione
“chiavi in mano”
STEAM & POWER: CENTRALE DEL LATTE DI BRESCIA
IL CLIENTE
Centrale del Latte di Brescia fu
fondata nel 1930 con l'obiettivo di
garantire controlli igienici sul latte e la
distribuzione giornaliera a tutti i
cittadini.
Centrale del Latte di Brescia è stato il
primo caseificio comunale in Italia ad
avere un impianto UHT per la
produzione di latte a lunga
conservazione.
L'azienda è stata la prima al mondo a
confezionare il latte UHT in bottiglie di
PET riciclabili.
LE SUE NECESSITA’
Centrale del Latte di Brescia
produceva vapore per mezzo di una
caldaia tradizionale ed acquistava
energia elettrica dalla rete locale.
Il cliente ha deciso di esaminare una
soluzione di cogenerazione per
aumentare l'efficienza complessiva
del sistema e ridurre i relativi costi.
LA NOSTRA SOLUZIONE
Fornitura chiavi in mano: caldaia con
bruciatore low-NOx, circuito olio
diatermico con accessori,
turbogeneratore, evaporatore,
condensatore, circuito fluido organico
con accessori, sistema di controllo
integrato.
La soluzione ST&P si adatta
perfettamente al fabbisogno
energetico della Centrale del Latte di
Brescia, generando circa 700 kW di
energia elettrica e 5 t/ora di vapore a
15 bar(a), necessari per pastorizzare il
latte a lunga conservazione.
STEAM & POWER: CENTRALE DEL LATTE DI BRESCIA
Watch the video
STEAM & POWER: CASE STUDY
Analisi di fattibilità per azienda del settore
agroalimentare: LAVORAZIONE CEREALI
STEAM & POWER: CASE STUDY
STEAM & POWER: CASE STUDY
RECUPERO CALORE
CICLO COMBINATO: TURBINA A GAS + ORC
Aumenta la potenza elettrica del tuo impianto di cogenerazione a turbogas
Aggiungendo ST&P ORC come ciclo bottoming rispetto ad un turbogas, si può aumentare la produzione di elettricità
dell’impianto conservando una buona produzione di vapore.
Recupero di calore: direttamente dai fumi caldi al fluido di lavoro ST&P ORC
Il fluido di lavoro di ST&P ORC è evaporato dai gas combusti, tramite scambiatore di calore.
01 02 ELETTRICITA’ 03 VAPORE
STEAM & POWER: RECUPERO CALORE DA TURBOGAS
01GT + HRSG
EFFICIENZA ELETTRICA [%] 30
EFFICIENZA GENERAZIONE VAPORE [%] 52
GT + ST&P
PRODUZIONE ELETTRICA [%] +15/20
PRODUZIONE DI VAPORE [%] -10/15
EFFICIENZA ELETTRICA [%] 35,5
EFFICIENZA GENERAZIONE VAPORE [%] 46
ST&P system
STEAM & POWER: RECUPERO CALORE DA TURBOGAS
TURBODEN: STORIA
20191990 20102000
’60 - ‘70 1976 1980 ‘90-2000 1998 2000 - 09 2013
First ORC biomass plant in
Switzerland (300 kW).
Prof. Mario Gaia founds
Turboden to design and
manufacture ORC
turbogenerators.
Prof. Mario Gaia makes
experience in the field of ORC
within his research group at
Politecnico di Milano.
First prototype of a solar
thermodynamic ORC.
Turboden develops research
projects in solar, geothermal and
heat recovery applications.
1 100 220 370+
300 kW 1 - 2 - 4 MW 5 - 8 - 10 MW 17 MW
ORC plants number
ORC size developed
2019
United Technologies Corp. (UTC)
acquires the majority of
Turboden’s quota. PW Power
Systems supports Turboden in
new markets beyond Europe.
Turboden installs ORC biomass
plants, especially in Austria,
Germany and Italy.
MHI acquires the majority of
Turboden. Italian quota-holders
stay in charge of management.
More than 370 ORC
plants in the world,
more than 310 in
operation.
2009
TURBODEN: APPLICAZIONI
WASTE HEAT RECOVERY GEOTHERMAL WASTE TO ENERGY
BIOMASS OIL & GASCONCENTRATED SOLAR POWER
STEAM & POWER
PERCHE’ TURBODEN
PARTE DEL GRUPPO MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES
Turboden abbraccia pienamente i valori MHI, pilastri della sua filosofia e visione.Turboden sfrutta la stabilità finanziaria della società madre e il supporto tecnico per soddisfare le esigenze dei clienti
CAPACITA’ ED ESPERIENZA
Con oltre 35 anni di esperienza, Turboden detiene il know-how della tecnologia ORCEccellenza nell’R&D e progettazione di turbine,Capacità totale di 607,4 MWe, 377 impianti, 42 paesiPresenza globale
CUSTOMER ORIENTATION
Sempre dedicato al successo nei progetti dei clientiI clienti sono seguiti anche nel post-vendita, grazie al servizio clientiPronto a fornire soluzioni ottimizzate per i clientiAlta disponibilitàElevata soddisfazione del cliente
TURBODEN: ESPERIENZA GLOBALE
PLANTS:
377
COUNTRIES:
42
TOTAL CAPACITY:
607.4 MWe
CUMULATIVE OPERATION TIME:
15 million hours
ENERGY GENERATED:
19 thousand GWh
AVERAGE AVAILABILITY:
98+%
CANNON BONO SISTEMI
CBS è parte del Gruppo Cannon,
azienda italiana operante in tutto
il mondo con più di 18 sussidiarie
e una vasta rete di assistenza per
supportare i clienti localmente.
Il Gruppo Cannon fornisce
soluzioni tecnologiche nei
seguenti settori industriali:
� Energia e trattamento acque
� Plastica e compositi
� Automazione
CANNON BONO SISTEMI
L’ESPERIENZA DI CANNON BONO SISTEMI
Dal 1958, CBS è società d’ingegneria che integra
tecnologie del Gruppo Cannon fino alla realizzazione di
impianti completi chiavi in mano:
Nel settore energia – impianti termici a vapore e olio
diatermico ad alta temperatura, alimentati a biomassa e
reflui, liquidi e gassosi, provenienti da processi industriali.
Nel settore plastica e compositi – impianti di stoccaggio
per componenti chimici ed attrezzature di sicurezza.
LA MISSION DI CANNON BONO SISTEMI
CBS si impegna a soddisfare le specifiche esigenze dei
clienti sviluppando tecnologie volte all’efficientamento
energetico e al contenimento dell’impatto ambientale.
CENTRALI TERMICHE CHIAVI IN MANO CON GENERATORI
DI CALORE DI COSTRUZIONE CANNON BONO ENERGIA,
LEADER ITALIANO NEL SETTORE.
CALDAIE OLIO DIATERMICO AD ALTA TEMPERATURA
� Caldaia HTH con innovativa tecnologia proprietaria,
design multi-tubolare orizzontale, adatto a capacità
fino a 40 MW
� Progetto idoneo all’utilizzo di fluidi diatermici sintetici
fino a temperatura operativa di 420°C
� Utilizzo di reflui di processo liquidi e gassosi con
bruciatori speciali e trattamento fumi per abbattimento
inquinanti
� Centrale completa di accessori pompe, serbatoio,
scambiatori, tubazioni, impianti e quadri elettrici, linee
fumi e camino
CANNON BONO SISTEMI
CENTRALI TERMICHE CHIAVI IN MANO CON GENERATORI
DI VAPORE DI COSTRUZIONE CANNON BONO ENERGIA,
LEADER ITALIANO NEL SETTORE.
GENERATORI DI VAPORE SATURO E SURRISCALDATO
� Generatori di vapore per l’industria di processo e
alimentare di grande taglia sopra 60 ton/h , di tipo site-
erected
� Integrazione impiantistica del circuito acqua vapore
inclusi impianto demineralizzazione, degasatore,
serbatoi, tubazioni acqua e tubazioni vapore
� Bruciatori speciali multi-combustibile gas, diesel, nafta
e reflui di processo liquidi e gassosi
� Trattamento fumi, scrubber a umido, cicloni, reattori a
secco per abbattimento inquinanti
CANNON BONO SISTEMI
CANNON BONO SISTEMI
IMPIANTI TERMICI A COMBUSTIONE DI BIOMASSE
Una delle attività principali di CBS è la progettazione e
realizzazione di impianti industriali a combustione di
biomasse legnose e provenienti dal settore
agroalimentare quali sansa d’oliva, lolla di riso, vinacce,
bucce di semi vari, gusci vari, con griglia a barrotti mobili
di tecnologia proprietaria.
TIPOLOGIE D’IMPIANTI A BIOMASSE
� Caldaie a tubi d’acqua di grande taglia per produzione
di vapore saturo e surriscaldato
� Caldaie a tubi da fumo di piccola taglia per produrre
acqua calda, surriscaldata e vapore saturo
� Generatori di olio diatermico caldo
� Generatori di fumi caldi
ALBERTO GHIDONI
Sales application manager
M: +39 342 7578395
GIULIA PIERRO
Sales engineer
M: +39 348 7065301