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Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione Sistemi di regolazione degli impianti turbogas e ciclo combinato.

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Presentazione sul tema: "Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione Sistemi di regolazione degli impianti turbogas e ciclo combinato."— Transcript della presentazione:

1 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione Sistemi di regolazione degli impianti turbogas e ciclo combinato

2 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 2 Evoluzione parco turbogas Fino a 10 anni fa i gruppi TG erano solo i cicli aperti per il funzionamento di picco (poche migliaia di MVA) Ad oggi esistono circa MVA di alternatori mossi da turbine a gas (in ciclo semplice, in ciclo combinato, in impianti di repowering e di cogenerazione)

3 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 3 Presenza di unità Turbogas nella rete elettrica italiana (in ciclo semplice, combinato, ripotenziato) Effetti positivi Effetti negativi In rete perturbata In riaccensione di rete

4 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 4 Temperatura allo scarico (diagramma T-s) IGV Qa Qc Ta TcTfTex Tf Tex Tc Ta T s Tf ~ Ta + Hci Qc cf Qa

5 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 5 Temperatura limite allo scarico Tex-lim Tex Qa (IGV) Wg Wnom (Ta) Tf-lim Qc

6 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 6 Schema semplificato impianto turbogas

7 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 7 Turbina Temperature in °C

8 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 8 Anello di regolazione della velocità Regolatore di velocità

9 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 9 Anello di regolazione della temperatura Regolatore di temperatura

10 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 10 Anello di regolazione dellaccelerazione Regolatore di accelerazione

11 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 11 Selettore di minimo

12 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 12 Regolatore Inlet Guide Vanes (IGV) Regolatore IGV

13 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 13 Regolatore combustibile Regolatore di combustibile

14 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 14 Potenza disponibile nei fumi Caldaia in sliding pressure mode Potenza alla turbina a vapore Contributo sezione vapore impianti CC

15 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 15 Schema di regolazione tipico -Wa +Wg -Wa

16 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 16 Caratteristica frequenza-potenza Potenza Frequenza [Hz] Wnom Tex-lim -4% +2% Il margine di potenza (eventualmente disponibile) viene completamente eroso dalla riduzione di frequenza Tex- picco

17 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 17 Load rejection in rete perturbata Possibili cause di fallimento in avviamento manovra LR –apertura valvole ON-OFF (anticipazione del LR a f>47.5Hz) –mancanza di fiamma o alte differenze di temperatura –fallimento apertura serrande by-pass fumi al camino Q n Q n 2 Q a H H n IGV Valvole ON-OFF a =95% Caratteristica di resistenza della Turbina (lineare in Qa) prevalenza Portata aria Caratteristiche di prevalenza del Compressore (ampiezze quadratiche in Qa) Qa Qc STALLO PER BASSA PORTATA ARIA Ta TcTfTex

18 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 18 Avviamento tipico TG minuti [%] IGV Velocità Temperatura scarico PotenzaCombustibile

19 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 19 Impianti turbogas +Rapidità di risposta (fuori termoregolazione) +Vicinanza ai centri di carico - Limiti di termoregolazione e rampe - Vincoli di combustione Pc Pg fmax Pc tempo costante Pc Pg intervento termoregolazione fmax Pc 2 pendenza costante

20 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 20 Variazioni di frequenza gruppi TG

21 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 21 Comportamento carichi spenti

22 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 22 Attacco carico spento su TG f Wg Wa tempo [s] f OO

23 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 23 Riaccensione di rete tramite isole di carico Isola di carico tipica Semi-isola con TG e carico Semi-isola con HY e carico Parallelo tra semi-isole –e carichi comuni Parallelo con altre reti TG HY

24 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 24 W c W gHy W gTG Attacco carico spento su TG e HY W c W gHy W gTG W c f W W HY W TG Wa f oo

25 Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione 25 Attacco carico spento su TG e HY f Wg Wa tempo [s] W TG W HY f f OO


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