Page 106 - Impiantistica industriale

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PLOT 1: Speed cycling test at 250 °C heated cavity.

Le tenute a gas (DGS) Flowserve Gaspac :
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CO supercritica e condizioni operative estreme
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Negli ultimi anni, l’interesse per le applicazioni del ciclo con CO supercritica sta crescendo per via del vantaggio in termini
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di rendimento e dimensioni degli impianti. Di conseguenza sono stati avviati diversi programmi fi nanziati in tutto il mondo per
analizzare varie confi gurazioni del ciclo, nonché per sviluppare le apparecchiature coinvolte come turbomacchine, riscaldatore
primario, refrigeratore e recuperatore, con lo scopo di convalidare la metodologia di progettazione e il comportamento delle
apparecchiature. Le turbomacchine normalmente utilizzano un sistema di tenuta meccanica per ridurre il più possibile le perdite
esterne. Le tenute a gas (DGS) sono tra le più effi caci e ampiamente utilizzate nelle applicazioni di turbomacchine. Tuttavia,
l’esperienza con compressori e turbine a CO supercritica, è limitata. Le condizioni di aspirazione del compressore principale
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sono prossime al punto critico di CO , può quindi verifi carsi la coesistenza di fl uido in fasi diverse. A causa della combinazione
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di pressione, temperatura e velocità, le condizioni operative superano quanto sperimentato fi nora e possono risultare critiche
per l’integrità della tenuta DGS. Per questo motivo, è necessario prestare particolare attenzione durante la fase di progettazione
al fi ne di garantire tenute DGS con prestazioni suffi cienti e affi dabili in ambiente con CO ad alta pressione. Questo articolo
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descrive le sfi de affrontate da Flowserve che ha lavorato in stretta collaborazione con alcuni OEM di compressori e turbine
durante la fase di progettazione e test di turbomacchine per questa applicazione. Per convalidare il comportamento e le
prestazioni della tenuta DGS Flowserve Gaspac in un ambiente con CO supercritico, Flowserve ha progettato e costruito un
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banco di prova con lo scopo di ricreare le stesse condizioni delle turbomacchine attorno alla tenuta stessa. È stato sviluppato
un ampio programma di test per verifi care le prestazioni della tenuta Gaspac sia in condizioni operative che transitorie di
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avviamento e fermata. Questo banco di prova ha consentito di replicare fedelmente le condizioni operative delle turbomacchine
nell’intero arco di funzionamento e costituisce il punto di riferimento nel mercato per questa tipologia di test. Nell’articolo
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vengono presentate oltre alle caratteristiche del banco di prova anche il progetto tenuta Gaspac unitamente ai risultati ottenuti.
La tenuta Gaspac ha anche dimostrato di essere in grado di gestire in sicurezza CO supercritica sia in fase gassosa che
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liquida, ovviando al problema della coesistenza di fasi diverse. Il test ha messo in evidenza la robustezza e l’affi dabilità della
tenuta Gaspac in condizioni estreme, lasciando sorprendente margine per successivi test ancora più gravosi. La tenuta
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Gaspac ha supportato agilmente sia temperature di circa 300°C, sia velocità periferiche superiori a 200m/s, sia pressioni
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maggiori di 200bar, ma soprattutto è stato provato che la tenuta Gaspac è in grado di resistere a tutte queste condizioni in
contemporanea garantendo un’affi dabilità senza precedenti e unica sul mercato non a discapito di emissioni e consumi che si
sono dimostrati comunque prevedibili e ulteriormente ridotti grazie al nuovo design costruttivo.

100 Impiantistica Italiana - Luglio-Agosto 2022
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