Page 33 - Impiantistica Industriale - Maggio/Giugno 2017

Aspetti rilevanti (PCHE, Printed Circuit Heat Exchanger) per la parte
Per la singola linea GNL, vi è uno squilibrio tra criogenica.
energia elettrica e termica richieste (tipicamente
sbilanciato verso l’energia termica nel rapporto tra La potenza termica può essere fornita al ciclo da
8 e 10), mentre il rapporto fra energia termica ed diverse fonti, tra cui, ad esempio, è stato studiato
energia elettrica dei sistemi CHP è tipicamente di 1 l’uso di caldaie convenzionali.
a 3; il recupero di calore dai gas di scarico tramite
un impianto d’acqua a circuito chiuso fornisce solo Aspetti rilevanti
una parte della potenza termica necessaria. Una scelta fondamentale nei cicli a gas è il fluido di
In altre parole, allo stato dell’arte attuale delle turbi- lavoro, per ridurre i costi dell’impianto e aumentare
ne a gas per le applicazioni di cogenerazione, non l’efficienza. I criteri principali di selezione possono
è possibile soddisfare simultaneamente i carichi essere riepilogati come segue:
elettrici e termici di una linea di Rigassificazione di • L’utilizzo di fluidi con una bassa complessità
GNL, poiché il carico elettrico è molto inferiore, in molecolare che, grazie a rapporti dei calo-
termini relativi, rispetto al carico termico richiesto. ri specifici elevati, permettono di eseguire il
Lo schema di cogenerazione valutato nello studio progetto delle turbomacchine (compressore
è stato sviluppato per superare questo problema e o espansore) con rapporti di pressione con-
bilanciare i carichi elettrici e termici di una linea di tenuti. Poiché le prestazioni del ciclo a gas di-
Rigassificazione. pendono dal rapporto tra le temperature della
fonte di calore e del pozzo freddo, i bassi rap-
porti di pressione nelle turbomacchine limitano
CICLI TERMODINAMICI la pressione massima del ciclo, aumentando
l’efficienza delle turbomacchine stesse.
Cicli a gas • Un fluido con peso molecolare elevato, a pa-
I cicli a gas oggetto dello studio sono cicli Brayton rità di altre caratteristiche, porta ad una ridu-
in cui il fluido di lavoro opera fra una fonte di calore zione del salto entalpico specifico nelle turbo-
ed un pozzo freddo che, per la Rigassificazione, è macchine, limitandone il numero di stadi e,
il GNL stesso. conseguentemente, i costi.
• I fluidi inerti sono da preferirsi poiché non pre-
sentano pericoli di infiammabilità.
• Costo e disponibilità del fluido sul mercato.
Lo schema di processo studiato per i cicli a gas
mostra la possibilità di utilizzo a basse temperature
della fonte di calore pur soddisfacendo la domanda
di energia elettrica.
Potenziali applicazioni
L’utilizzo di cicli a gas potrebbe risultare di partico-
lare interesse in sinergia con unità di Rigassificazio-
ne “small scale” (onshore ed offshore)

Cicli ORC
I cicli Rankine con fluidi organici impiegano come
fluido di lavoro un fluido organico opportunamen-
te selezionato anziché l’acqua, utilizzata nei cicli
Rankine a vapore. La scelta del fluido dipende dalla
fonte di calore disponibile, da considerazioni ter-
modinamiche e dai limiti tecnologici ed economici:
Fig. 6 - Schema concettuale del ciclo del gas la selezione richiede strumenti dedicati per il con-
fronto di diverse soluzioni.
Gli ORC richiedono un numero limitato di compo-
Apparecchiature: potenziali criticità nenti e possono essere disposti in layout semplici.
Tenendo in considerazione gli intervalli di energia, Inoltre, con la selezione di un fluido di lavoro idoneo,
temperature e pressioni nel ciclo studiato, i compo- possono funzionare a temperature del pozzo freddo
nenti richiesti non dimostrano aspetti critici. molto basse senza incorrere in portate volumetriche
I produttori possono fornire le turbomacchine ri- troppo elevate o richiedere gradi di vuoto spinti nel
chieste, già referenziate per gli intervalli operativi. condensatore. Queste caratteristiche rendono gli
Per quanto riguarda gli scambiatori di calore, la ORC una soluzione interessante per i terminali di Ri-
scelta si orienta verso scambiatori di calore a fascio gassificazione GNL, consentendo la produzione di
tubiero per la parte più calda, e a circuito stampato elettricità e riducendo il consumo di gas.

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