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OrizzontEnergia

Ciclo a Vapore

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PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

Il principio di funzionamento delle centrali a vapore è piuttosto semplice, e possiamo spiegarlo facendo uso dell’esempio della pentola a pressione.

Se mettiamo dell’acqua in una pentola a pressione e la riscaldiamo, la pressione all’interno del recipiente salirà al di sopra della pressione atmosferica, perché il vapore che qui dentro si forma rimane confinato senza poter uscire.

Termoelettrico: cicli a vaporeSupponiamo di far salire la pressione fino ad un valore che è 2 volte, 3 volte o anche 4 volte quello della pressione atmosferica e quindi proviamo ad aprire: il vapore uscirà con violenza e se diretto contro qualcosa (una superficie per esempio), la metterà in movimento.

Sostanzialmente, è questo quello che succede quando un getto di vapore colpisce le pale della turbina: la turbina inizia a girare (nel frattempo il vapore si espande perdendo un po’ della sua energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
) e trascina con sé il generatoregeneratore
Dispositivo che traforma l'energia meccanica in energia elettrica.
elettrico.

Le centrali termoelettriche a vapore, dunque, trasformano in lavoro meccanico l'energia termicaenergia termica
Calore.
posseduta dal vapor d’acqua. L’acqua può essere già disponibile come vapore (è il caso delle centrale geotermiche) oppure può essere portata allo stato di vapore dopo che viene posta in contatto con i gas prodotti da una combustionecombustione
Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l'ossigeno presente nell'aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
. Nel secondo caso, quindi, si utilizza l'energia termica derivante dalla combustione di combustibili fossili oppure derivante dalle reazioni di fissione dei combustibili nucleari.

IL CICLO RANKINE

Un impianto a vapore è schematizzabile da una massa d’acqua che viene:

  1. Compressa da una POMPA fino alla pressione richiesta dal generatore di vapore
  2. Riscaldata e fatta evaporare all'internodel GENERATORE DI VAPORE (detto anche caldaiacaldaia
    Dispositivo in cui l'energia chimica posseduta da un combustibile viene trasformata in calore attraverso un processo di combustione. Il calore ottenuto generalmente assolve compiti di riscaldamento oppure viene impiegato per produrre vapore (in questo caso si parla di generatore di vapore).
    )
  3. Fatta espandere in una TURBINA A VAPORE in modo da produrre lavoro che alimenta un generatore elettrico
  4. Riportata allo stato di liquido facendo condensare il vapore scaricato dalla turbina (ormai inutilizzabile perchè a pressione troppo bassa), in un condensatore in cui vengono posti in contatto la portata di vapore e un’altra massa d’acqua più fredda che sottrae calore al vapore. L’acqua viene poi rinviata alla pompa e il ciclo riparte.

Sebbene ci siano importanti differenze dovute al tipo di combustibile con tutto quello che comporta (sistemi di movimentazione, bruciatori, caldaie, ecc…), le centralia carbonecarbone
Il carbone è una roccia sedimentaria composta prevalentemente da carbonio, idrogeno e ossigeno. La sua origine, risalente a circa 300 milioni di anni fa, deriva dal deposito e dalla stratificazione di vegetali preistorici originariamente accumulatisi nelle paludi. Questo materiale organico nel corso delle ere geologiche ha subito delle trasformazioni chimico-fisiche sotto alte temperature e pressioni. Attraverso il lungo processo di carbonizzazione questo fossile può evolvere dallo stato di torba a quello di antracite, assumendo differenti caratteristiche che ne determinano il campo d'impiego.
I carboni di formazione relativamente più recente (ovvero di basso rango) sono caratterizzati da un'elevata umidità e da un minore contenuto di carbonio, quindi sono 'energeticamente' più poveri, mentre quelli di rango più elevato hanno al contrario umidità minore e maggiore contenuto di carbonio.
/ olio combustibileolio combustibile
Frazione pesante derivante dalla raffinazione del petrolio greggio, che trova impiego prevalentemente come combustibile per l'industria, nelle centrali termoelettriche o come carburante per le navi. L'olio combustibile è classificato secondo la viscosità (oli fluidissimi, fluidi, semifluidi, densi) e secondo il contenuto di zolfo.
, la centrali nucleari e le centrali a biomassabiomassa
In generale si identifica con biomassa tutto ciò che ha matrice organica ad eccezione delle plastiche e dei materiali fossili. Come indicato nel decreto legislativo del 29 Dicembre 2003 n. 387, per biomassa si intende " la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall'agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonchè la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani ". Ciò che accomuna le diverse tipologie di biomassa è la presenza di carbonio che mette a disposizione un elevato potere calorifico eventualmente sfruttabile per fini energetici.
 seguono tutte un ciclo a vapor d’acqua, ovvero un ciclo Rankine (ovviamente ci saranno delle differenze tra ciclo ideale e ciclo reale). Tutte queste tipologie di impianti differiscono per quello che c’è ‘a monte’ della produzione di vapore, ma non dal punto di vista delle trasformazioni che l’acqua subisce nel suo percorso.

I cicli in cui la pressione massima (identificata dal tratto 1-4 della figura seguente) è superiore a quella critica (221.2 bar) sono detti Super-Critici (SC) e operano a 240-250 bar. Valori più elevati di pressione si riscontrano nei cicli Ultra Super Critici (USC) che lavorano a 300 bar che ad oggi costituiscono la tecnologia più avanzata in grado di raggiungere rendimenti del 45 %.

Ma analizziamo più in dettaglio i componenti fondamentali dell'impianto a vapore dove avvengono le trasformazione descritte in precedenza.

GENERATORE DI VAPORE

Possiamo immaginare un generatore di vapore come un enorme pentolone, con una struttura in acciaio, alta parecchie decine di metri, dotata dio scale ascensori, passaggi, ecc…, contenente un componente nel quale l’acqua allo stato liquido viene riscaldata fino a diventare vapore. Per riscaldare l’acqua occorre naturalmente un bruciatorebruciatore
Sistemi che miscelano e dirigono il flusso di combustibile e aria comburente in modo da innescarne la combustione. Esistono diversi tipi di bruciatori. Essi vengono installati opportunamente all'interno della camera di combustione dei generatori di vapore per poter raggiungere le migliori condizioni di combustione riducendo le emissioni.
che può essere alimentato a carbone, gas, olio combustibile o con altri combustibili.

Ma vediamo più in dettaglio di che si tratta, concentrandoci in particolare sulla caldaie degli impianti Super Critici.

Nel generatore di vapore si realizza la combustione e il trasferimento del calore dei gas combusti ad una massa d’acqua nelle sue fasi di riscaldamento del liquido, di evaporazione e di surriscaldamentosurriscaldamento
Raggiungimento di temperature critiche.
del vapore.

Nel generatore di vapore si trova una camera di combustionecamera di combustione
È lo spazio all'interno di una caldaia o di un motore a combustione interna in cui ha luogo la combustione del combustibile. Qui, infatti, il combustibile alimentato si combina con aria comburente rilasciando un'enorme quantità di calore. In questo parte dell'impianto si sviluppano temperature e pressioni molto elevate.
in cui il combustibile reagisce con l’aria comburente precedentemente riscaldata (per aumentare il flusso termico che entra nella camera di combustione e quindi il rendimentorendimento
In termini generali il rendimento è il rapporto tra "quanto ottenuto" in un processo e "quanto speso" per fare avvenire lo stesso processo. In termodinamica rappresenta la capacità di un sistema di convertire l'input di calore in lavoro utile. Il rendimento è un numero puro (cioè non ha unità di misura) ed è sempre compreso tra 0 e 1. A seconda dei termini che vengono messi a confronto è possibile ottenere diverse tipologie di rendimento utili a definire la bontà di un processo o di una macchina (per esempio rendimento elettrico, rendimento termico, ecc..) ma il ragionamento alla base è sempre lo stesso.
energetico del generatore stesso).

Nella camera di combustione si sviluppa una fiamma a temperature dell’ordine dei 2000 °C che irraggia le pareti del generatore rivestite di tubazioni dove scorre l’acqua/vapore (l’acqua quando passa da liquida a vapore, ovvero cambia di fase, si dice che è in transizione di fase).

Quando i gas abbandonano la zona dicombustione incontrano i surriscaldatori, ovvero una serie di scambiatori di calore dove il vapore aumenta ulteriormente la sua temperatura. Il ‘surriscaldamento’ che può avvenire anche più di una volta, in questo caso si parla di ‘risurriscaldamento’) è una pratica introdotta per aumentare la temperatura a cui il calore entra nel ciclo e per risolvere contemporaneamente il problema della presenza di liquido in turbina (le goccioline di liquido in turbina possono provocare problemi di corrosione delle pale). Il surriscaldamento ha un effetto positivo sul rendimento, ma comporta la presenza di parti dell’impianto che operano a temperature molto elevate e quindi realizzate con materiali particolari, più costosi.

Successivamente i gas combusti, ormai a temperature relativamente ‘base’ intorno ai 400-450 °C, subiscono un ulteriore raffreddamento in un altro scambiatore di calorescambiatore di calore
Dispositivo in cui si realizza uno scambio termico tra due fluidi a temperatura diversa che possono essere separati oppure miscelati. Esistono diverse tipologie di scambiatori, tutte ottimizzate per rendere efficiente il trasferimento di calore attraverso particolari accorgimenti progettuali (per esempio disposizione dei tubi, corrugamento delle superfici dei flussi, ecc..).
(chiamato economizzatore) che riscalda l’acqua dalle condizioni di ingresso nel generatore di vapore fino a quella di imminente evaporazione.

Termoelettrico: cicli a vaporeA questo punto i fumi non sono più in grado di cedere calore al ciclo e quindi vengono impiegati per riscaldare ‘gratuitamente’ l’aria comburente.

L’idea alla base di tutti i processi che subiscono i gas combusti in uscita dalla caldaia, è quella di recuperare e utilizzare in modo efficace il calore che possiedono, tanto più pregiato quanto più alta è la loro temperatura. Infatti la ‘qualità’ del calore è legata alla temperatura a cui questo calore viene scambiato, perché temperature più elevate sono sinonimo di maggiore lavoro utile ricavabile dal sistema.

I generatori di vapore delle grandi centrali termoelettriche, che possono essere disposti in diversi modi nell’impianto, possono raggiungere rendimenti dell’ordine del 94-95 %.

LA TURBINA A VAPORE

La storia della turbina a vapore, contrariamente a quanto si possa pensare, risale ad alcuni secoli a.C quando il filosofo e matematico greco Erone di Alessandria inventò un “giocattolo” (aeolipile) che ruotava in cima ad una pentola dove l’acqua bolliva. Il vapore così prodotto, metteva in rotazione dei “beccucci” sistemati attorno ad una ruota.

Lo stesso principio alla base dell’invenzione di Leonardo da Vinci, che fece passare i fumi provenienti da un camino attraverso delle pale di forma allungata collegate ad un’asta, una sorta di ‘spiedo’ che girava mosso dai gas combusti e dall’aria calda. E a cosa può essere associato un oggetto del genere se non ad un alberoalbero
Organo meccanico attraverso cui si trasmette un moto rotatorio.
motore collegato ad una turbina??

La turbina a vapore, da giocattolo curioso dell’antichità a macchina complessa quale è oggi, è l’elemento da cui si ricava ‘lavoro’ utile, quindi energia elettricaenergia elettrica
Forma di energia ottenibile dalla trasformazione di altre forme di energia primaria (combustibili fossili o rinnovabili) attraverso tecnologie e processi di carattere termodinamico (ovvero che coinvolgono scambi di calore) che avvengono nelle centrali elettriche. La sua qualità principale sta nel fatto che è facilmente trasportabile e direttamente utilizzabile dai consumatori finali. Si misura in Wh (wattora), e corrisponde all'energia prodotta in 1 ora da una macchina che ha una potenza di 1 W.
.

La prima turbina a vapore, dell’epoca ‘moderna’, risale al 1884, quando un ingegnere inglese Charles Parsons la progettò e provò a collegarla ad una dinamo. Questo fu il prima modello, facilmente riproducibile e che, anzi, fu riprodotto su scala 10 000 maggiore durante anni che seguirono, a dimostrazione della rapida evoluzione che questa macchina ha avuto sin dall’inizio.

Non dobbiamo però dimenticare che grande impulso allo sviluppo del ‘motore a vapore’ fu dato da Watt che migliorò alcuni componenti di una macchina all’epoca già esistente, contribuendo alla nascita della rivoluzione industriale.

Dopo questo breve excursus storico, vediamo un po’ più da vicino com’è fatta una turbina a vapore.

La turbina è il componente dell’impianto dove l’energia termodinamicatermodinamica
Parte della fisica che studia le leggi con cui i corpi scambiano (ricevono o cedono) lavoro e calore con l'ambiente che li circonda. In particolare, la termodinamica studia le trasformazioni di calore in lavoro all'interno di macchine termiche.
del vapore viene convertita in lavoro meccanico. Il vapore, infatti, esercita un lavoro sulle pareti dei condotti, man mano che diminuisce la sua pressione, cioè man mano che si espande. Questo lavoro, mette in rotazione un albero motore collegato ad un generatore elettrico.

La turbina a vapore è caratterizzata da una serie di condotti fissi e una serie di condotti mobili, che definiscono gli ‘stadi’ di una turbina, cioè le ‘corone’ di pale attraverso cui il vapore deve passare.

Uno stadio della turbina è costituito da:

  • uno statore dove sono ricavati i condotti fissi di ingresso e di scaricoscarico
    Qualsiasi immissione di acque reflue in acque superficiali, sul suolo, nel sottosuolo e in rete fognaria, indipendentemente dalla loro natura inquinante, anche sottoposte a preventivo trattamento di depurazione. Sono esclusi i rilasci di acque previsti all'art. 114 (rilasci da diga).
    vapore;
  • un rotore su cui si trova una corona di palette mobili che girano con una certa velocità. I condotti mobili, opportunamente orientati, raccolgono lavoro dal fluido che esce con elevate velocità dai condotti fissi. Nella girante il fluido può subire un ulteriore espansione.

Nelle turbine a vapore dei grandi impianti si adotta generalmente un numero di stadi molto elevato (30-40 e più) perché la portata volumetricaportata volumetrica
Volume di un fluido che attraversa una determinata sezione nell'unità di tempio. Si misura in m3/s.
(cioè il volume del fluido che scorre in una determinata unità di tempo) varia molto sensibilmente a causa della variazione di densità che il fluido subisce durante tutta l’espansione.

Termoelettrico: ciclo a vapore

Lo stesso Parsons riteneva che i prototipi di turbina costruiti in precedenza fossero stati inefficienti per il fatto che il vapore espandeva in una sola fase. Il modello proposto da lui aveva ben 15 stadi.
Le turbine a vapore possono andare da pochi kWkW
Unità di misura della potenza equivalente a 1.000 Watt.
fino a potenze estremamente elevate, sopra i 1.000 MW. Le più grandi vengono utilizzate negli impianti dedicati alla generazione elettrica.
Nell’ultimo decennio la tecnologia delle turbine a vapore, già consolidata negli anni ’60, ha fatto notevoli progressi.
Gli avanzamenti si sono concentrati soprattutto:

  • nell'aumento dell'altezza delle pale attraversate da vapore a bassa pressione (in questo modo si riducono le perdite legate all'energia cineticaenergia cinetica
    Energia di movimento, ovvero l'energia che un corpo possiede in virtù del fatto che si sta muovendo. La massa d'acqua di una cascata possiede energia cinetica, per esempio. Un corpo di massa M, infatti, muovendosi a velocità V, ha in sé la capacità di compiere un lavoro, ovvero di 'far muovere' qualcos'altro mentre cade o si muove. L'energia cinetica è data dall'espressione: Ec=1/2 x M x V2.
    nella fase di scarico);
  • nell'aumento del rendimento (fino al 94-95%) delle parti della turbina che lavorano a media ed alta pressione
  • nel disegno di forme di pale sempre più innovative. Le pale infatti devono essere conformate in un certo modo e devono avere delle proporzioni ben definite.

IL CONDENSATORE

Nel condensatore il vapore scaricato dalla turbina viene condensato in modo da poterlo riutilizzare nel ciclo. Il passaggio di fase da vapore a liquido implica un ‘rilascio ’ di calore da parte del fluido in questione.

I condensatori di una centrale a vaporecentrale a vapore
Impianto per la produzione di energia elettrica a partire dalla combustione di fossili o biomassa. Il calore derivante dalla combustione, infatti, serve a trasformare acqua liquida in vapore. Il vapore successivamente espande in turbina e mette in moto un generatore elettrico per la produzione di elettricità.
devono smaltire in ambiente una notevole quantità di calore: ciò impone l’utilizzo di grandi quantità di fluido che sottragga calore al vapore condensante. Questo fluido può essere acqua di mare o di fiume (questo è il motivo per il quale spesso i grandi impianti a vapore si trovano in prossimità delle coste), aria oppure una corrente di acqua refrigerata.

I dispositivi utilizzati nei 3 casi sono:

    • Scambiatori acqua-vapore in cui l'acqua prelevata da un fiume o dal mare viene utilizzata per scopi di condensazione e poi reimmessa nel suo bacino naturale a temperatura più alta. Scambiatori aria-vapore (detti anche "a secco"), ovvero condensatori direttamente raffreddati ad aria, che però presentano problemi di ingombro e di consumi per far circolare l'aria;

Termoelettrico: cicli a vapore

  • Torri evaporative, spesso erroneamente prese come simbolo di inquinamento a causa del pennacchi bianco che fuoriesce.
    Il pennacchio bianco in realtà è vapore presente nell’aria estremamente umida che esce dalla torre e che, venendo a contatto con l’ambiente esterno più freddo, condensa dando luogo ad una specie di nebbia, più visibile proprio nei periodi invernali. Nelle torri evaporative l’acqua calda in uscita dai condensatori (ottenuta dalla condensazione del vapore) viene raffreddata per evaporazione e per scambioscambio
    Scambio tra energia elettrica immessa ed energia elettrica prelevata, nel caso in cui l'immissione e il prelievo avvengono in momenti differenti.
    termico con l’aria ambiente.

Il rendimento di un impianto di questo tipo è influenzato dalla temperatura minima dell’acqua, cioè la temperatura dell’acqua in uscita dal condensatore alla fine di un ciclo. Per avere un rendimento pari al 100 %, dovremmo abbassare la temperatura minima dell’acqua a parecchi gradi sotto lo zero, cosa evidentemente impossibile perché si dovrebbe disporre di condensatori di acqua refrigerante a temperature bassissime, inesistenti in natura. Questo è il motivo per cui a parità di tutte le altre condizioni, un impianto di questo genere se costruito in un Paese nordico (per esempio Norvegia, Svezia dove le acque dei mari e dei fiumi sono più fredde) può raggiungere un rendimento più alto dia qualche punto percentuale.

LA RIMOZIONE DEGLI INQUINANTI

Ma che fine hanno fatto i gas combusti che hanno riscaldato e fatto vaporizzare l’acqua??

Essi, prima di raggiungere il camino (generalmente molto alto in modo da favorire la dispersione in quota ed evitare la concentrazione al suolo) vengono sottoposti a numerose fasi di trattamento e purificazione. I limiti imposti dalla legge sulle emissioni vengono confrontati con i valori raccolti proprio all'uscita del camino e se questi sono inferiori allora si può affermare che la centrale opera in condizioni di sicurezza.

Nelle centrali termoelettriche che utilizzano combustibili fossili la tematiche di riduzione delle emissioni di inquinanti riveste un ruolo molto importante, quasi decisivo.

I principali inquinanti presenti nei fumi di combustione sono gli ossidi di azotoazoto
Elemento chimico costituente il 78% dell'aria in volume. L'uso commerciale più diffuso dell'azoto è nella produzione di ammoniaca, sostanza costituente dei fertilizzanti. L'azoto liquido è impiegato anche come refrigerante per il trasporto di alimenti.
(NOx), gli ossidi di zolfo (SOx) e le polveri (gli ultimi 2 sono assenti nel caso delle turbine a gas).

1. NOx

L'azoto è il gas che forma circa il 78 % dell’aria che respiriamo; è un gas inerte perché non reagisce chimicamente e non è inquinante.

Termoelettrico: cicli a vaporeGeneralmente esso si presenta a coppie di 2 atomi, ma quando l’aria viene riscaldata, per esempio nella fiamma che si forma nel generatore di vapore, questi atomi si separano e si legano all’ossigeno a formare i cosiddetti NOx, inquinanti che causano smog e piogge acidepiogge acide
Precipitazioni piovose caratterizzate da un ph basso dovute alla presenza in atmosfera di SOx ed NOx. Queste sostanze, una volta entrate in contatto con l'acqua atmosferica, si trasformano rispettivamente in acido solforico ed acido nitrico, con effetti negativi sulla vegetazione e sui materiali da costruzione.
. Gli NOx si possono formare anche a partire daall'azoto ‘intrappolato’ all’interno dei combustibili fossili.

Gli NOx possono essere prodotti anche sa combustibili che non bruciano abbastanza, per esempio quanto accade nelle automobili, per incompleta combustione della benzina.

Gli NOx, come già accennato, si formano ad alta temperatura per reazione dell’ossigeno con l'azoto contenuto nell’aria, secondo diversi meccanismi.

La loro rimozione avviene con due metodi:

  • Sistemi primari, che rappresentano il metodo migliore perché ne prevengono la formazione
  • Sistemi secondari che prevedono l'abbattimento e la rimozione dai gas combusti

La rimozione degli inquinanti direttamente dai prodotti di combustione avviene con un processo noto come SCR (Selective Catalytic Reduction). Si tratta in pratica di spruzzare ammoniaca su una griglia metallica e di far passare attraverso essa i gas combusti: in questo modo l'ammoniaca reagisce con gli NOx (nella forma di NO e NO2) per dare azoto e acqua.

Le reazioni chimiche avvengono con la massima efficienza tra i 300 e 380°C, ma la presenza di catalizzatoricatalizzatori
Sostanze che intervengono durante le reazioni chimiche per favorire la selettività verso un prodotto piuttosto che un altro oppure per velocizzare i tempi. I catalizzatori prendono parte alle reazioni e si ritrovano poi inalterati alla fine del processo, anche se nel corso del tempo diminuiscono la loro efficienza.
le favorisce anche al di fuori di questo campo di temperature. L’efficienza di questi sistemi può arrivare anche al 90%, tuttavia ci sono dei problemi di esercizio che vanno valutati attentamente.

Il sistema SCR è presente anche nelle turbine a gas: la differenza è che nel caso del carbone gli aspetti di erosione e sporcamento del componente meccanico in questione sono più gravosi.

2. SOx

Gli SOx (ossidi di zolfo) si formano per combustione dello zolfo contenuto nel combustibile.

Per la loro rimozione sono disponibili diverse tecnologie, tuttavia quella che copre la quasi totalità delle applicazioni è costituita dall’FGD (flue gas desulfurization).

Si tratta di far reagire i fumi di combustione con una soluzione di acqua e calcare (che è solitamente l’elemento a base di calcio più facilmente reperibile e a basso costo) per formare gesso, un prodotto facilmente trasportabile e di valore commerciale.

Questa tecnologia è da ritenersi pienamente collaudata e il vantaggio sta nella possibilità di ottenere efficienze di rimozione anche del 90-95 %, indispensabili per consentire l’utilizzo di combustibili ad alto contenuto di zolfo nel pieno rispetto dei limiti di emissioni.

3. PARTICOLATO

Termoelettrico: cicli a vaporeCon il termine particolato si intendono la particelle solide di origine organica o inorganica contenute nei gas di scarico, provenienti prevalentemente dalle cenericeneri
Materiale di natura inorganica che rappresenta il residuo della combustione del carbone.
contenute nei combustibili fossili come il carbone e l'olio combustibile.

Le tecnologie di riferimento nel trattamento dei gas sono due:

- Precipitatori elettrostatici (ESP). Il principio di funzionamento di questi dispositivi, molto diffusi sul mercato, prevede la creazione di un campo elettrico tra due piastre tra le quali vengono fatti passare i gas combusti. Le particelle solide, di carica negativa, migrano sulla piastra positiva, vengono raccolte e poi smaltite. Gli ESP operano a temperature intorno ai 200 °C e la loro capacità di rimozione è molto buona (maggiore del 99.9 %) per le polveri non particolarmente sottili come il PM10 (particelle sotto i 0,01 mm di diametro). Si tratta di sistemi con costi di investimento importanti, ma di elevata affidabilità.

- Filtri a manica (FF: fabric filters). Si tratta di “sacche” realizzate con tessuti di varia natura attraverso cui si fanno passare i gas combusti. I filtri a manica, quindi, che funzionano come una sorta di setaccio, separano le particelle solide che poi vengono successivamente raccolte e smaltite. Il punto di forza dei FF sta nelle elevate efficienze di rimozione delle polveri più sottili ovvero maggiore del 99.5 % anche per PM1 (particelle sotto i 0,001 mm di diametro): è questo il motivo per cui ad oggi sono considerati “la migliore tecnologia di riferimento”.

IMPIANTI USC (ULTRA SUPER CRITICI)

Gli impianti USC rappresentano l’evoluzione tecnologica degli impianti a vapore convenzionali.

Essi si caratterizzano per condizioni operative più spinte rispetto ai cicli a vapore tradizionali; le temperature e le pressioni raggiunte, infatti, sono molto al di sopra del punto critico e possono raggiungere valori intorno a 610 °C e 300 MPa, rispettivamente (per l’acqua il punto critico si trova a 22.9 MPa e 374.14 °C).

Il raggiungimento di tali valori comporta l’utilizzo di materiali avanzati progettati opportunamente per sostenere condizioni termiche e meccaniche particolarmente gravose.

Nelle centrali USC, considerate come riferimento per la migliore tecnologia, è possibile ottenere rendimenti più alti (intorno al 45-46 %) ed emissioni più basse rispetto ad impianti convenzionali.


 

 

 

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