Il presente articolo riporta i risultati di uno studio energetico ed economico sugli impianti di turbina a gas di piccola taglia (circa 100 kW) a combustione esterna di biomasse. Negli impianti di turbina a gas a combustione esterna, il trasferimento dell’energia fra i gas combusti, prodotti dalla combustione delle biomasse, e l’aria compressa viene realizzato attraverso uno specifico scambiatore di calore che opera ad alta temperatura. L’integrazione energetica del sistema prevede inoltre il riutilizzo dell’aria allo scarico della turbina come comburente nel processo di combustione delle biomasse ed il recupero dell’energia dei gas all’uscita dello scambiatore di calore attraverso la produzione di energia termica. Nel lavoro sono state considerate configurazioni impiantistiche caratterizzate da differenti livelli di avanzamento tecnologico nel settore dei materiali per le alte temperature (per lo scambiatore di calore ma anche per la turbina), oppure basate sull’impiego di una combustione supplementare con gas naturale, che incrementa la temperatura dell’aria all’ingresso della turbina. I risultati ottenuti hanno evidenziato rendimenti elettrici compresi fra il 29% ed il 43%, ottenuti in corrispondenza di rapporti di compressione pari a circa 3-5. I migliori rendimenti si conseguono con le configurazioni tecnologicamente più avanzate e con il ricorso alla post-combustione, mentre, al contrario, i minori costi di generazione elettrica sono relativi alla configurazione di più basso profilo tecnologico e senza l’ausilio della post-combustione.
Analisi energetica ed economica di impianti turbogas di piccola taglia a combustione esterna di biomasse
CAU, GIORGIO;COCCO, DANIELE;
2002-01-01
Abstract
Il presente articolo riporta i risultati di uno studio energetico ed economico sugli impianti di turbina a gas di piccola taglia (circa 100 kW) a combustione esterna di biomasse. Negli impianti di turbina a gas a combustione esterna, il trasferimento dell’energia fra i gas combusti, prodotti dalla combustione delle biomasse, e l’aria compressa viene realizzato attraverso uno specifico scambiatore di calore che opera ad alta temperatura. L’integrazione energetica del sistema prevede inoltre il riutilizzo dell’aria allo scarico della turbina come comburente nel processo di combustione delle biomasse ed il recupero dell’energia dei gas all’uscita dello scambiatore di calore attraverso la produzione di energia termica. Nel lavoro sono state considerate configurazioni impiantistiche caratterizzate da differenti livelli di avanzamento tecnologico nel settore dei materiali per le alte temperature (per lo scambiatore di calore ma anche per la turbina), oppure basate sull’impiego di una combustione supplementare con gas naturale, che incrementa la temperatura dell’aria all’ingresso della turbina. I risultati ottenuti hanno evidenziato rendimenti elettrici compresi fra il 29% ed il 43%, ottenuti in corrispondenza di rapporti di compressione pari a circa 3-5. I migliori rendimenti si conseguono con le configurazioni tecnologicamente più avanzate e con il ricorso alla post-combustione, mentre, al contrario, i minori costi di generazione elettrica sono relativi alla configurazione di più basso profilo tecnologico e senza l’ausilio della post-combustione.
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