Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Corso Energy Manager Milano - 19-23 novembre 2018
Tecnologie efficienti ed esempi per la realizzazione di diagnosi energetiche Rino Romani Corso Energy Manager Milano novembre 2018 corso Energy Manager - Milano - 24 novembre 2017

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Premessa Il vapore è uno dei vettori più utilizzati per trasportare energia; Produrre vapore è economico e efficiente dal punto di vista energetico; Può essere prodotto a alta pressione. Più alta la pressione maggiore è la temperatura; La relazione diretta tra la pressione e la temperatura del vapore saturo permette di controllare facilmente la quantità di energia richiesta dal processo; Il vapore trasferisce facilmente il suo contenuto termico al processo; Il vapore è sterile e in alcuni processi è usato direttamente; I moderni impianti a vapore sono facili da gestire; I moderni generatori di vapore sono compatti e efficienti; Il vapore può essere prodotto utilizzando un ampia varietà di combustibili; Gli attuali sistemi di recupero del calore possono abbattere i costi dovuti agli spurghi, al recupero condensa…….. assicurando un’alta efficienza d’impianto; …………………………………………………………… Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Quanto costa produrre vapore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Quanto costa produrre vapore Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Indice Centrale Termica Minimizzare l’eccesso d’aria Pulire le superfici di scambio del generatore Istallare dispositivi per il recupero di calore Istallare un sistema automatico di spurgo Recuperare energia dagli spurghi Migliorare il trattamento dell’acqua per minimizzare gli spurghi Aggiungere un accumulatore di vapore Ottimizzare il funzionamento del deareatore Utilizzare combustibili alternativi Ridurre le perdite dovute per attacca e stacca del boiler Utilizzare variatori di velocità per i ventilatori e pompe Riparare o migliorare la coibentazione del boiler Utilizzare bruciatori a bassa emissione di Nox Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Indice Rete di distribuzione del vapore Riparare le perdite di vapore Ridurre gli scarichi di vapore Assicurarsi che le tubazioni siano coibentate Realizzare una efficace gestione dei condensini Distaccare le tubazioni non utilizzate Utilizzare turbine a contropressione invece che valvole di laminazione Drenare la condensa dalla rete di distribuzione Verificare il dimensionamento delle tubazioni Verificare il numero e la localizzazione dei condensini Utilizzo del vapore Eliminare o ridurre la quantità di vapore utilizzato dal processo Utilizzare il vapore alla più bassa pressione possibile Recuperare la massima quantità possibile di condensa Recuperare la condensa alla più alta temperatura possibile Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Schema impianto a vapore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Schema impianto a vapore Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Centrale Termica Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Un po’ di storia E’ nel XVIII secolo che il vapore comincia ad essere impiegato come vettore energetico La caldaia era allora un recipiente metallico, di solito cilindrico posto su una fiamma esterna a carbonella Il passaggio alla fiamma interna avviene con la caldaia Cornovaglia (nome derivante dall’omonima regione inglese), la cui struttura è simile ai moderni scaldabagno domestici Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Un po’ di storia ……. Tra la fine del XVIII e l'inizio del XIX secolo, l'esigenza dell'aumento della superficie di scambio determinò il passaggio a sistemi a tubi di fumo che consentivano un migliore controllo del moto convettivo del medio volume d'acqua nelle locomotive a vapore. Il principale problema era che in sovraccarico tendeva ad esplodere per le elevate pressioni che si raggiungevano nell'acqua. Nel 1867 Babcock e Wilcox superarono il problema: all'interno dei tubi veniva fatta circolare l'acqua da vaporizzare: migliora il coefficiente di scambio termico e aumenta superfici di scambio poiché la circolazione del liquido poteva avvenire a parità di perdita di carico in più tubi più piccoli e più tortuosi. Ulteriori vantaggi: Minore rapporto volume potenza; avviamento molto più rapido per via della presenza di meno liquido; dimensioni minori delle parti a pressione, che venivano così ad avere minori spessori (da qui il nome non esplodente). Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Un po’ di storia …….. Vennero quindi sviluppati i generatori a circolazione forzata il cui primo grosso rappresentante fu il La Mont, tecnologia oggi imprescindibile e universale. L'evoluzione dei generatori fu quindi legata fino alla metà del XX secolo all'evoluzione dei combustibili fossili. La transizione ai combustibili liquidi comportò lo sviluppo della tecnologia dell'iniezione e il passaggio allo scambio per irraggiamento che caratterizza i combustori contemporanei. Lo sfruttamento pacifico dell'energia nucleare ha comportato una riprogettazione specifica del generatore e un enorme impulso al suo controllo: nel reattore nucleare ad acqua bollente funziona direttamente col circuito primario, mentre nel reattore nucleare ad acqua pressurizzata, e nel reattore nucleare al piombo col secondario o terziario. Infine la tecnologia del solare termodinamico rende accessibile oggi la generazione di vapore anche su scala inferiore, oltre all'impiego per semplice riscaldamento. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Minimizzare l’eccesso d’aria di combustione
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Minimizzare l’eccesso d’aria di combustione Un combustione corretta richiede di immettere in camera di combustione una quantità di aria che contenga abbastanza ossigeno per ossidare tutto il combustibile ma non di più al fine per minimizzare le perdite di energia. Tipicamente nei generatori, la portata di combustibile è controllata dalla pressione del corpo cilindrico. Se la pressione di vapore diminuisce il regolatore di flusso del combustibile farà in modo da aumentare la portata di combustibile al generatore così da produrre più vapore, riportando la pressione del vapore al valore di set point. Al contrario se la pressione aumenta il regolatore ridurrà la portata di combustibile così da ridurre la produzione di vapore. Poiché la portata di combustibile cambia in funzione della richiesta di vapore anche la portata d’aria deve adeguarsi in modo da mantenere sempre una combustione corretta Ci sono due modalità principali per il controllo della combustione: Controllo di posizione Regolatore automatico dell’ossigeno Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Minimizzare l’eccesso d’aria di combustione Controllo di posizione Il controllo del flusso d’aria di combustione è realizzato collegando meccanicamente il dispositivo di controllo della serranda di immissione dell’aria (al ventilatore) al dispositivo di controllo del flusso di carburante. Questa modalità di controllo non include nessuna misura attiva dell’ossigeno e del combustibile. Le misure di ossigeno e combustibile sono effettuate soltanto periodicamente per tarare l’apertura della serranda in funzione del flusso di combustibile. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Minimizzare l’eccesso d’aria di combustione Regolatore automatico dell’ossigeno Il flusso dell’aria di combustione è regolato in considerazione dell’apertura della valvola di immissione del combustibile (più o meno combustibile richiesto dal processo) e del quantitativo di ossigeno presente nei gas di scarico al camino. Il contenuto di ossigeno nei gas di scarico è misurato in continuo e questo permette una regolazione più puntuale dell’eccesso d’aria così da minimizzarne la quantità. In molte istallazioni questo meccanismo di controllo è accoppiato con un inverter sul ventilatore di immissione dell’aria che porta ad un addizionale risparmio di energia elettrica Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Minimizzare l’eccesso d’aria di combustione Per il calcolo delle perdite dovute all’eccesso di aria viene spesso utilizzata la formula di Hassenstein dove: Ks : coefficiente di Hassenstein tf : temperatura fumi ta : temperatura aria CO2 % : percentuale di anidride carbonica λfumi= Ks x (tf−ta) CO2 % Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Minimizzare l’eccesso d’aria di combustione case 1 case 2 Portata di vapore 20 t/h Pressione finale del vapore 8,5 Mpa Entalpia del vapore saturo 2770 kJ/kg Temperatura ritorno condensa 70 °C Entalpia della condensa 293 Potenza erogata 13761 kW Temperatura fumi al camino (misurata) 200 Temperatura aria (misurata) 30 O2 % (misurato) 4,6 % 10 CO2 % (misurata) 9,2 6 8,7 13,3 λstack =𝑘𝑠 ((𝑡𝑠−𝑡𝑎))/(𝐶𝑂2%) Corso Energy Manager Milano novembre 2018 λstack =𝑘𝑠 ((𝑡𝑠−𝑡𝑎))/(𝐶𝑂2%)

Pulire le superfici di scambio del generatore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Pulire le superfici di scambio del generatore Le superfici di scambio termico si sporcano durante il funzionamento. Superfici di scambio sporche implicano una resistenza termica addizionale al trasferimento dell’energia dai fumi di combustione all’acqua da evaporare; l’effetto principale si concretizza in una più alta temperatura dei fumi che fuoriescono al camino. Più alta la temperatura dei fumi al camino più bassa l’efficienza globale del generatore, poiché una significativa quota di energia associata a gas di scarico viene persa. Per cui è necessario predisporre procedure di manutenzione che, periodicamente, puliscano le superficie di scambio del generatore. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Pulire le superfici di scambio del generatore L’entità dello «sporcamento» delle superfici di scambio lato fumi dipende dal tipo di combustibile. Per combustibili gassosi può essere trascurabile o inesistente ma per combustibili liquidi o solidi può essere considerevole (polveri e fuliggine si attaccano infatti ai tubi del generatore). Lo «sporco» viene rimosso con l’utilizzo di opportune «soffianti» che sono lance con ugelli che utilizzano vapore ad alta pressione o aria compressa per frantumare la fuliggine formatasi sui tubi. I Generatori industriali hanno impostata una tempistica di pulizia per le varie sezioni lato fumi dello scambiatore. E’ molto importante che questo sistema di pulizia funzioni correttamente. Un indicatore diretto dello «sporcamento» dei tubi lato fumi è la temperatura degli stessi al camino e il suo andamento che fornisce preziose informazioni sull’effettiva performance del sistema di soffiaggio. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Pulire le superfici di scambio del generatore Lo «sporcamento» dei tubi lato acqua è costituito da incrostazioni sulla superficie dei tubi. Tali incrostazioni portano ad un aumento della resistenza allo scambio termico oltre ad un aumento della temperatura dei tubi con conseguente rottura degli stessi; hanno pertanto un impatto diretto sulla funzionalità e affidabilità del generatore e sulla efficienza totale. Lo «sporcamento» lato acqua è controllato attraverso l’analisi della composizione chimica dell’acqua del generatore ed è una funzione diretta della pressione del generatore, della qualità dell’acqua di alimento e del numero degli spurghi. Le incrostazioni vengono rimosse per via chimica o meccanica quando il boiler è spento e, solitamente, durante la fermata annuale Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Pulire le superfici di scambio del generatore case 1 case 2 Portata di vapore 20 t/h Pressione finale del vapore 8,5 Mpa Entalpia del vapore saturo 2770 kJ/kg Temperatura ritorno condensa 70 °C Entalpia della condensa 293 Potenza erogata 13761 kW Temperatura fumi al camino (misurata) 180 250 Temperatura aria (misurata) 30 O2 % (misurato) 4,6 % CO2 % (misurata) 9,2 7,7 11,2 λstack =𝑘𝑠 ((𝑡𝑠−𝑡𝑎))/(𝐶𝑂2%) Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Istallare dispositivi per il recupero di calore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare dispositivi per il recupero di calore Ci sono 3 tipi principali di recuperatore di calore dai gas di scarico di un generatore di vapore industriale: Economizzatori per il preriscaldo dell’acqua di alimento Preriscaldatori aria di combustione Economizzatori per il preriscaldo della condensa Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare dispositivi per il recupero di calore Il tipo di recuperatore di calore che può essere trovato in un generatore industriale dipende dal combustibile utilizzato e dal tipo di generatore. Quasi tutti i generatori di vapore industriale hanno un economizzatore sull’acqua di alimento. Molti generatori alimentati con combustibile solido o combustibile molto umido hanno un preriscaldo dell’aria di combustione. Un significativo numero di generatori industriali e generatori per la produzione di energia elettrica hanno sia l’economizzatore che il preriscaldo dell’aria. Generatori che bruciano combustibile gassoso o liquido possono avere un recuperatore per il preriscaldo della condensa , a seconda delle esigenze complessive di calore richieste dal sistema. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare dispositivi per il recupero di calore Economizzatore per il preriscaldo dell’acqua di alimento E’ uno scambiatore di calore che trasferisce energia termica dai gas di scarico all’acqua di alimento del generatore. Lo stato dell’arte della tecnologia degli scambiatori di calore e i materiali utilizzati permettono di ridurre al minimo la caduta di pressione lato gas di scarico e operare con differenze di temperatura tali da minimizzare la superficie di scambio. Inoltre, sono compatti e non hanno pertanto limitazione dovuti alla dimensione. Anche se il generatore di vapore non è dotato di economizzatore direttamente dalla casa costruttrice, è molto semplice istallarlo nella corrente di gas di scarico che fuoriesce al camino. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare dispositivi per il recupero di calore Preriscaldo aria di combustione Un preriscaldatore dell’aria di combustione recupera energia dai gas di scarico che fuoriescano dal camino. Lo scambio termico è identico a quello che avviene nell’economizzatore per il preriscaldo dell’acqua di alimento. In conseguenza della natura dello scambio termico, aria-aria, i preriscaldatori di aria sono di grandi dimensioni e tipicamente comportano un elevata caduta di pressione. La maggior parte dei generatori industriali hanno un ventilatore per superare la caduta di pressione e evitare una significativa contropressione in camera di combustione. Il risultato netto è una riduzione dell’uso di combustibile, a parità di servizio reso, e di conseguenza un miglioramento dell’efficienza del generatore. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare dispositivi per il recupero di calore Preriscaldo aria di combustione E’ importante che la temperatura dei gas di scarico non scenda al di sotto del punto di rugiada per evitare la condensazione del vapor d’acqua contenuto nei fumi che combinandosi con la SO3 forma acido solforico che può condurre al deterioramento sia dello scambiatore che del generatore stesso se i materiali con cui sono stati realizzati non tollerano la condensazione dei gas di scarico. Questo limite di temperatura dipende dal contenuto di zolfo nel combustibile. Oltre all’acido solforico un’ulteriore riduzione della temperatura dei gas di scarico porta alla formazione di acido carbonico. La formazione dell’acido carbonico non influenza la durata del generatore, poiché l’acido carbonico è un acido debole ma con il tempo può dare luogo a problemi di funzionalità. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare dispositivi per il recupero di calore Economizzatore a condensazione Essendo il vapore d’acqua un prodotto della combustione esso è nello stato gassoso e fuoriesce al camino. Tuttavia questo vapore d’acqua contiene una significativa quantità di energia che può essere recuperata se si permette al vapore d’acqua di condensare. In commercio sono disponibili dispositivi, specificamente progettati per la combustione di combustibili puliti (gas naturale, gas metano, propano, olio combustibile, …), per recuperare il calore latente del vapore d’acqua dai fumi di scarico. Questi dispositivi sono i cosiddetti economizzatori a condensazione e a seconda del combustibile, possono migliorare l’efficienza del generatore anche più del 10%. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare dispositivi per il recupero di calore Economizzatore a condensazione Per avere la condensazione nella corrente dei gas di scarico è necessario che la temperatura scenda al di sotto del punto di rugiada. Questo è tipicamente a circa 60°C per la combustione del gas naturale e più la temperatura diminuisce più vapore d’acqua condensa permettendo un più alto recupero di calore. Deve evidenziarsi che il recupero di energia dalla condensazione del vapore d’acqua dei gas di scarico è vantaggioso se l’impianto richiede calore a bassa temperatura. Applicazioni industriali che richiedono calore a bassa temperatura, come industrie agroalimentari, impianti a vapore senza recupero delle condense (100% acqua di alimento), industrie tessili, impianti per il teleriscaldamento, etc., costituiscono il target per gli economizzatori a condensazione. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Istallare un sistema automatico di spurgo
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo L’acqua di alimento del generatore, principalmente costituita da acqua di reintegro e condensato, deve essere trattata prima dell’ingresso nel generatore in quanto: nell’acqua di alimento sono sempre disciolte sostanze che non sono solubili nel vapore e la loro concentrazione aumenta durante il funzionamento del generatore. un’elevata concentrazione di sostanze insolubili può produrre seri inconvenienti al generatore durante il funzionamento che possono comprometterne l’integrità e causarne danneggiamenti. Tali inconvenienti consistono nella: formazione di schiuma con trasporto di liquido nella rete vapore, incrostazione delle tubazioni lato acqua che possono dare luogo a perdite e malfunzionamenti, presenza di fanghi disciolti nell’acqua, etc… Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo Il controllo della concentrazione delle sostanze disciolte e precipitate nel generatore avviene attraverso lo «spurgo» di parte dell’acqua di alimento. Generalmente, l’entità dello spurgo è controllata attraverso la misura della conducibilità dell’acqua del generatore. La conducibilità e i risultati di test specifici sull’acqua aiutano ad aggiustare la portata degli spurghi. In linea generale: Più è alta la qualità dell’acqua di reintegro disponibile minore sarà il numero di spurghi richiesti. Più condensa si recupera minore sarà il numero di spurghi richiesti. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo Lo spurgo è costituito da liquido saturo alla pressione del generatore. Contiene pertanto una significativa quantità di energia termica. Poiché lo spurgo è scaricato dal generatore l’energia termica associata (che è stata fornita con il combustibile) è persa. Il rapporto tra l’energia persa e l’energia in ingresso al generatore è la perdita dovuta allo spurgo. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo Utilizzare i misuratori di portata convenzionali per misurare la portata degli spurghi è difficile essendo lo spurgo costituito da acqua satura che evapora alla minima caduta di pressione (la maggior parte dei misuratori di portata impongono una caduta di pressione sufficiente per cui il flusso risulta composto da una fase vapore e una fase liquida pertanto impossibile da misurare). Pertanto, al fine di misurare lo spurgo si misura la composizione chimica dell’acqua di alimento e quella dell’acqua nel boiler. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo Per stabilire l’entità dello spurgo si utilizza il rapporto tra la concentrazione delle sostanze insolubili nell’acqua di alimento e nell’acqua del generatore La portata dello spurgo (β) come percentuale della portata dell’acqua di alimento si ottiene dalla formula seguente: β= 𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑙𝑙𝑜 𝑠𝑝𝑢𝑟𝑔𝑜 𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑡𝑎 𝑎𝑐𝑞𝑢𝑎 𝑑𝑖 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑢𝑐𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡à 𝑎𝑐𝑞𝑢𝑎 𝑑𝑖 𝑎𝑙𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡à 𝑑𝑒𝑙𝑙𝑜 𝑠𝑝𝑢𝑟𝑔𝑜 m spurgo = ( β 1−β ) m vap Dove m spurgo è la portata dello spurgo. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo L’energia termica persa dal generatore (Qsp,gen) e le perdite dovute allo spurgo (λspurgo) sono calcolate come di seguito: Q sp,gen=𝑚𝑠𝑝𝑢𝑟𝑔𝑜(ℎ 𝑠𝑝𝑢𝑟𝑔𝑜 −ℎ 𝑎𝑐𝑞𝑢𝑎 𝑎𝑙𝑖𝑚 ) λspurgo = ( Q sp,gen 𝑚𝑐𝑜𝑚𝑏 𝑥 𝑃𝐶𝐼𝑐𝑜𝑚𝑏 )x100 dove h spurgo e h acqua alim corrispondono rispettivamente all’entalpia dell’acqua di spurgo e dell’acqua di alimento Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo Esempio Calcolare la quantità di acqua di spurgo e le relative perdite per un generatore che produce 20 ton/h di vapore a 25 bar alimentato a gas naturale. L’acqua di alimento entra nel generatore a 30 bar e 110 °C. Le informazioni sono: Portata vapore 20000 kg/h Entalpia vapore saturo 25 bar 2801 kJ/kg Entalpia acqua alimento 30 bar, 110°C 463,5 Entalpia spurgo 25 bar 971,8 PCI gas nat 34540 kJ/m3 Portata comb. 1693 m3/h Costo comb 0,5 €/m3 Conducibilità spurgo 2000 μS/cm Conducibilità acqua alimento 100 Temperatura acqua reintegro 20 °C Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo Esempio Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo In realtà in un impianto industriale l’acqua di alimento è prima riscaldata in un degasatore o in un riscaldatore e solo dopo inviata al generatore. Per cui in una prospettiva d’impianto, lo spurgo è rimpiazzato con acqua di reintegro che si trova alle condizioni ambientali (e non alle condizione dell’acqua di alimento). Pertanto la perdita per spurgo è calcolata come segue: Q sp,impianto=𝑚𝑠𝑝𝑢𝑟𝑔𝑜(ℎ 𝑠𝑝𝑢𝑟𝑔𝑜 −ℎ 𝑟𝑒𝑖𝑛𝑡𝑒𝑔𝑟𝑜) λspurgo = ( Q sp,impianto 𝑚𝑐𝑜𝑚𝑏 𝑥 𝑃𝐶𝐼𝑐𝑜𝑚𝑏 )x100 Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo Sulla base dei dati dell’esercizio precedente calcolare la perdita di energia degli spurghi a livello di sistema (d’impianto) e i costi associati a tale perdita. Assumere che l’acqua di reintegro all’impianto si trovi a 20°C: Q sp,impianto=mspurgo(h spurgo −h reintegro) = 259,6 kW λspurgo = ( Q sp,impianto mcomb x PCIcomb )x100 = 1,60% Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo In molte circostanze, il controllo manuale degli spurghi porta ad eccedere con gli spurghi stessi e di conseguenza aumentano le perdite di energia. Altre volte l’entità degli spurghi è insufficiente con conseguenze sull’affidabilità e la funzionalità del generatore. L’istallazione di un dispositivo automatico di controllo permette di minimizzare gli spurghi mantenendo la composizione chimica dell’acqua nei limiti richiesti per un buon funzionamento del generatore e riducendo le perdite di energia associate agli stessi. Il dispositivo per il controllo automatico degli spurghi monitora in continuo la conduttività dell’acqua del boiler ed agisce su una valvola di spurgo On/Off o modulante in modo da riportare la conduttività dell’acqua a valori corretti. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Istallare un sistema automatico di spurgo La convenienza ad istallare un dispositivo automatico di spurgo può essere calcolata come segue: Q risparmio, spurgo = (m spurgo attuale - m spurgo nuovo) * (h spurgo - h reintegro) R spurgo = ( Q risparmio spurgo η 𝑔𝑒𝑛 ∗𝑃𝐶𝐼 𝑐𝑜𝑚𝑏 ) ∗Costocomb ∗h ore Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Recuperare energia dagli spurghi
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Recuperare energia dagli spurghi L’energia termica associata agli spurghi può essere virtualmente tutta recuperata per mezzo di due tecniche: Recupero termico dal flash di vapore Preriscaldo dell’acqua di reintegro Nel primo caso lo spurgo ad alta pressione viene inviato al serbatoio di raccolta che si trova a bassa pressione (generalmente leggermente superiore alla pressione del degasatore). Parte del liquido ri-evapora a pressione più bassa. Questo vapore è pulito e può alimentare il collettore di vapore a bassa pressione o fornire vapore al degasatore o al sistema di riscaldo dell’acqua di alimento. Il liquido che rimane nel serbatoio si trova alla temperatura di saturazione (>100°C) e può ancora essere usato per preriscaldare l’acqua di reintegro per mezzo di uno scambiatore di calore. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Recuperare energia dagli spurghi Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Recuperare energia dagli spurghi L’acqua di spurgo può essere successivamente scaricata in fogna ad una temperatura molto simile a quella dell’acqua di reintegro (temperatura ambiente). Le perdite associate agli spurghi possono pertanto essere teoricamente quasi nulle. Dal punto di vista dei materiali, il serbatoio di raccolta degli spurghi è un componente molto semplice e a basso costo. Tuttavia, lo scambiatore di calore deve essere scelto con accuratezza in quanto il flusso di spurgo sporca le superfici di scambio e pertanto è necessario che le stesse siano facilmente accessibili per la pulizia. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Migliorare il trattamento dell’acqua
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Migliorare il trattamento dell’acqua Generalmente l’acqua di alimento è influenzata molto dall’acqua di reintegro. Il condensato è normalmente l’acqua più pulita dell’impianto vapore. L’acqua di reintegro deve essere trattata prima di essere aggiunta all’impianto sulla base dei requisiti chimici richiesti per garantire un affidabile funzionamento del generatore. Più efficace il sistema di trattamento migliore la qualità dell’acqua di reintegro Si sottolinea che la gestione degli spurghi dipende da due fattori: la pressione di funzionamento del generatore e il trattamento dell’acqua. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Migliorare il trattamento dell’acqua Più alta la qualità dell’acqua di reintegro minore il numero di spurghi richiesti. Più basso il numero di spurghi richiesto minori perdite di energia associate agli stessi Ma ……. All’aumentare della qualità dell’acqua di reintegro aumentano i costi di trattamento dell’acqua (infrastrutture addizionali e maggiore impegno di capitali per la realizzazione di impianti di demineralizzazione o a osmosi inversa). In molti impianti a vapore industriali c’è un responsabile per l’acqua di reintegro che ha il compito di assicurare che la stessa abbia qualità chimiche adeguate. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Migliorare il trattamento dell’acqua L’acqua demineralizzata prodotta usando i trattamenti di osmosi inversa e elettrodeionizzazione raggiunge valori di purezza con resistività fino a 18,3 MΩ/cm (pari a una conducibilità di 0,056 µS/cm). Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Migliorare o sostituire i refrattari del generatore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Migliorare o sostituire i refrattari del generatore La coibentazione del generatore e i refrattari hanno lo scopo di assicurare livelli di sicurezza adeguati al personale dell’impianto oltre a ridurre le perdite per convezione e irraggiamento del mantello. Sia la coibentazione della superficie esterna, che si trova alle condizioni ambientali, e altri danni generati dal funzionamento devono essere riparati periodicamente. Inoltre, durante le verifiche annuali il refrattario deve essere ispezionato per individuare eventuali crepe o rotture. Infatti, particolari cicli termici o urti diretti potrebbero aver lesionato il refrattario. Questa attività fa parte del programma di manutenzione predittiva e preventiva ed ha l’obiettivo di assicurare un funzionamento affidabile dell’impianto. Di solito il personale utilizza una camera a infrarossi per cercare i punti caldi (<70°C) e confronta le immagini nel tempo per verificare se sono necessarie riparazioni. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Minimizzare il numero dei bruciatori funzionanti
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Minimizzare il numero dei bruciatori funzionanti Le perdite al mantello sono generalmente piccole se confrontate con altre perdite del generatore . Ma queste perdite possono diventare significative quando sono in funzione più generatori. Tali perdite possono diventare anche eccessive nei casi in cui il generatore è posto in “riserva calda”. Tipicamente, la maggior parte degli impianti industriali opera con una ridondanza di generatori di almeno “n+1” in modo che è disponibile almeno un extra generatore per produrre vapore rispetto alla domanda di vapore del processo. Tutto ciò per aumentare l’affidabilità di funzionamento e garantire che la produzione non risenta di eventuali malfunzionamenti in centrale termica. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Minimizzare il numero dei bruciatori funzionanti La produzione è spesso dipendente dalla stagionalità, dai fine settimana, dalle ferie, dal ciclo giorno/notte e questa variabilità condiziona il numero di generatori necessari per coprire la domanda. Generalmente, le opportunità di ottimizzazione e risparmio energetico possono condurre allo spegnimento di un boiler ma queste opportunità devono essere attentamente valutate. Molte di queste opportunità, infatti, sono irrilevanti se confrontate con la complessità di certe operazioni tipo lo spegnimento e l’accensione di un generatore e il tempo necessario per riportarlo all’operatività prestabilita. Questo però se è vero per grossi generatori di vapore alimentati a combustibile solido e meno giustificato nel caso di piccoli generatori alimentati a combustibile gassoso o liquido. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Minimizzare il numero dei bruciatori funzionanti
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Minimizzare il numero dei bruciatori funzionanti Pertanto quando si analizzano potenziali interventi di miglioramento, nella gestione dei generatori di una centrale termica, si deve: condurre una attenta valutazione dei rischi che potrebbero sorgere, a livello di produttività dell’azienda, da un mancanza o insufficiente disponibilità di vapore dovuta agli interventi che si attuano. considerare i danni economici che potrebbero derivare. Tenere in conto anche la spesa necessaria per la strumentazione da installare per ottimizzare la gestione dei generatori in funzione della domanda di vapore del processo. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Analizzare l’eventualità di sostituire il combustibile
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Analizzare l’eventualità di sostituire il combustibile La scelta del combustibile è significativa per ridurre i costi operativi dovuti alle differenze di costo tra i vari combustibili e al differente rendimento dei generatori. L’efficienza del combustibile è generalmente un fattore significativo quando lo si sostituisce. A volte i costi energetici e le spese di manutenzione si compensano ma questo non è immediatamente evidente. Inoltre, i «vincoli» ambientali possono incidere significativamente nella scelta del combustibile. Sostituire il combustibile non necessariamente significa “sostituirlo completamente”. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Analizzare l’eventualità di sostituire il combustibile Impianti per la generazione di vapore in industria possono avere più generatori in funzione e la sostituzione del combustibile può implicare: Lo spegnimento di un generatore alimentato da un certo combustibile Ridurre la produzione di vapore di un generatore alimentato con un certo tipo di combustibile e compensare questa riduzione con un aumento di produzione di un generatore alimentato con un altro combustibile Utilizzo di bruciatori a doppio o multi combustibile Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Analizzare l’eventualità di sostituire il combustibile Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Ottimizzare il funzionamento del degasatore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Ottimizzare il funzionamento del degasatore Il degasatore svolge parecchie funzioni in un impianto a vapore, tra cui: Rimuovere l’ossigeno disciolto nell’acqua di alimento (funzione principale) Preriscaldare l’acqua di reintegro; Può funzionare come serbatoio per miscelare la condensa recuperata con l’acqua di reintegro; Funziona come serbatoio di accumulo per l’acqua di alimento Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Ottimizzare il funzionamento del degasatore Il degastore funziona a pressione fissa, stabilita in fase di progetto. La funzione principale del degasatore, rimuovere l’ossigeno dall’acqua, richiede un’azione di strippaggio. L’azione di strippaggio è data dal vapore. In aggiunta il vapore preriscalda l’acqua di reintegro per cui riduce la solubilità dell’ossigeno nell’acqua prima dell’azione di strippaggio. Il degasatore, pertanto, richiede iniezione diretta di vapore vivo. La quantità di vapore richiesto dipende dalla: Pressione del degasatore; La quantità di condensa recuperata e dall’acqua di reintegro; La temperatura della condensa; La temperatura dell’acqua di reintegro; Il tasso di sfiato del degasatore Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Ottimizzare il funzionamento del degasatore La degasazione termica è basata sul principio secondo il quale la solubilità dei gas nell'acqua diminuisce con l'aumento della temperatura fino a raggiungere le condizioni di saturazione alle quali la quantità di gas disciolti in essa è praticamente nulla. Il tipo più comune di degasatore è quello a torretta. In tale macchina si individuano tre zone di processo diverse: Zona di preriscaldamento: generalmente è costituita dalla parte più alta della torretta nella quale viene nebulizzata l'acqua da trattare a mezzo di ugelli spruzzatori, in questo modo l'acqua viene preriscaldata, condensando il vapore proveniente dalla base della torretta trascinato dai gas che sono già stati liberati in precedenza. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Ottimizzare il funzionamento del degasatore Zona di riscaldamento e degasaggio: l'acqua che era stata nebulizzata, scende per gravità nella zona centrale della torretta dove viene liberata dei gas in essa contenuti mediante frazionamento ottenuto in piatti forati durante la sua fase di caduta. Zona di ribollimento: le ultime tracce di gas presenti vengono eliminate riscaldando l'acqua fino alla sua temperatura di saturazione ad una pressione più elevata rispetto a quella regnante nel degasatore. Questo è possibile alimentando la base della torretta con vapore proveniente dalla turbina, ottenuto mediante opportuni spillamenti. Facendola successivamente espandere ed evaporare. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Ottimizzare il funzionamento del degasatore Se la pressione del degasatore aumenta, è necessario più vapore e la quantità di vapore che sfiata aumenta. Tuttavia, se il condensato ritorna a alta temperatura o se esiste la possibilità di preriscaldare l’acqua di reintegro con calore altrimenti non utilizzato, allora è conveniente operare con il degasatore a pressione più alta. Operare a pressione più alta richiede un degasatore di dimensioni più piccole a parità di carico di vapore. Ci sono parecchi esempi di processi che sono cambiati nel tempo o che gli impianti si sono modificati. Questo a sua volta può cambiare la quantità di condensato recuperato, la temperatura della condensa e il preriscaldo dell’acqua di reintegro. Per cui, è molto importante valutare la funzionalità del degasatore e assicurarsi che stia lavorando alla più bassa pressione possibile e con la più alta efficienza. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Ottimizzare il funzionamento del degasatore Inoltre, riducendo la pressione del degasatore si ridurrà la temperatura d’ingresso dell’acqua di alimento all’eventuale economizzatore e questo riduce la temperatura dei fumi che escono al camino aumentando l’efficienza globale del generatore. Attenzione deve essere posta sul valore della temperatura dell’acqua di alimento in ingresso all’economizzatore in modo da evitare che la temperatura dei fumi scenda sotto il punto di rugiada. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Rete di distribuzione Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Rete di distribuzione del vapore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Rete di distribuzione del vapore La rete di distribuzione è molto importante perché attraverso i suoi componenti, collettori, tubazioni, raccordi, valvole, … ecc, porta il vapore dalla generazione all’utenza finale. Alcuni impianti industriali sono molto piccoli e la rete di distribuzione del vapore può non esistere. Il vapore di solito è prodotto ad alta pressione che viene ridotta a seconda dei rami di rete che deve servire. In alternativa il vapore può essere prodotto a alta pressione e poi laminato ad ogni utilizzatore. Il vapore per essere movimentato non richiede nessun dispositivo meccanico (pompa, compressore, ..). La pressione fornisce la spinta necessaria per essere distribuito all’ utenza. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Rete di distribuzione del vapore I principali componenti di una rete di distribuzione del vapore includono: Tubazioni e raccordi Stazioni di riduzione della pressione Valvole Coibentazione Valvole di sicurezza Separatori di condensa (condensini) Strumenti di misura Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Rete di distribuzione del vapore Dal punto di vista del processo, è fondamentale garantire che gli utilizzatori ricevano la giusta quantità di vapore, alla temperatura e pressione indicata dalle specifiche di progetto. E’ importante evidenziare che sia il processo che gli utilizzatori del vapore possono cambiare nel tempo mentre la rete di distribuzione può non cambiare. Analizzare, valutare e ottimizzare la rete in continuo è indispensabile per rendere il sistema affidabile ed efficiente. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Rete di distribuzione del vapore Una rete di distribuzione non adeguata può creare problemi come: Pressione del vapore insufficiente al collettore dell’utilizzatore Quantità di vapore insufficiente Scarsa qualità del vapore (vapore umido piuttosto che secco) Colpi di ariete nei collettori Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Ottimizzazione rete di distribuzione del vapore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Ottimizzazione rete di distribuzione del vapore Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Ottimizzazione rete di distribuzione del vapore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Ottimizzazione rete di distribuzione del vapore Ottimizzare la rete di distribuzione comporta di : Intervenire per riparare eventuali perdite di vapore; Ridurre al minimo gli «sfiati» di vapore; Verificare che tubazioni, valvole, raccordi e contenitori siano ben coibentati; Ridurre la caduta di pressione nei collettori; Drenare la condensa dai collettori. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

11. Riparare le «fughe» di vapore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 11. Riparare le «fughe» di vapore Produrre vapore è un processo costoso; non intervenire sulle «fughe» di vapore comporta significative perdite economiche. Fughe di vapore possono avvenire dappertutto ma i più comuni luoghi sono: Flange e guarnizioni Raccordi Valvole Condensini Valvole di sicurezza Rotture di tubazioni Corso Energy Manager Milano novembre 2018

11. Riparare le fughe di vapore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 11. Riparare le fughe di vapore Le fughe di vapore dovute alla rottura delle tubazioni possono costituire la fonte principale di perdite in un impianto industriale. Indipendentemente dall’aspetto economico le perdite di vapore costituiscono un problema di sicurezza, specialmente se avvengono in prossimità di aree frequentate da addetti all’impianto. Le perdite di vapore possono avvenire in posti remoti della rete di distribuzione per cui non essendo visibili spesso rimangono li per sempre costituendo una fonte non trascurabile di perdita di energia. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 11. Riparare le fughe di vapore E’ pertanto essenziale impostare un continuo programma di manutenzione basato sull’individuazione e eliminazione delle fughe per mantenere in efficienza la funzionalità dell’impianto. Molte volte questi programmi di manutenzione sono ostacolati in azienda per il loro costo e per le interferenze sulla funzionalità dell’impianto. E’ stato comunque dimostrato che adeguati programmi di manutenzione portano benefici sia dal punto di vista economico che dal punto di vista dell’affidabilità funzionale dell’impianto. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 11. Riparare le fughe di vapore Area foro A mm2 Pressione vapore P vapore bar a Ore funzionamento 7.500 h PCI metano 34.325 kJ/Sm3 Costo metano 0,4 €/Sm3 Entalpia condensa 293 kJ/kg Efficienza del boiler 0,9 % Portata di vapore 16 t/h Costo produzione di vapore (3 bar a) € Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 11. Riparare le fughe di vapore Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 11. Riparare le fughe di vapore Perdita vapore [kg/h] Corso Energy Manager Milano novembre 2018

12. Minimizzare gli sfiati di vapore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 12. Minimizzare gli sfiati di vapore Avvengono quando le valvole di sicurezza o altri dispositivi di controllo della pressione sfiatano vapore in ambiente direttamente dal collettore. Questo generalmente avviene quando la quantità di vapore che arriva al collettore è maggiore di quella utilizzata dal processo. Avvengono automaticamente quando nel collettore si superano i limiti di pressione stabiliti. Qualche volta gli sfiati sono effettuati manualmente per ragioni di processo. Gli sfiati di vapore non devono essere confusi con le perdite. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

12. Minimizzare gli sfiati di vapore
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 12. Minimizzare gli sfiati di vapore Gli sfiati di vapore sono molto più frequenti in impianti industriali di cogenerazione di calore e elettricità che utilizzano turbine a contropressione, mentre sono assenti in impianti che utilizzano turbine a condensazione. Le perdite di vapore dovute agli sfiati possono essere calcolate con lo stesso metodo che si utilizza per la valutazione delle perdite da fori o orifizi. . Corso Energy Manager Milano novembre 2018

13. Coibentazione tubazioni/valvole/raccordi …..
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 13. Coibentazione tubazioni/valvole/raccordi ….. La coibentazione delle superfici calde è estremamente importante nei sistemi vapore per le ragioni che seguono: Sicurezza del personale addetto all’impianto; Riduzione delle perdite di energia ; Mantenimento delle caratteristiche del vapore alle condizioni richieste dal processo e dagli utilizzatori finali; Protezione dei dispositivi, tubazioni, ….. dai fattori ambientali; Mantenimento dell’integrità complessiva del sistema; Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 13. Coibentazione tubazioni/valvole/raccordi ….. Tra le ragioni per cui la coibentazione è mancante o danneggiata si possono elencare: Attività di manutenzione; Scarsa cura degli impianti; Non prevista in fase di progetto (valvole, raccordi,…); Usura dovuta alle condizioni ambientali; Danneggiamenti accidentali. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 13. Coibentazione tubazioni/valvole/raccordi ….. Le aree più comuni di mancanza/danneggiamento della coibentazione includono: Collettori; Valvole; Utilizzatori finali; Accumulatori e serbatoi; Tubazioni della condensa. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 13. Coibentazione tubazioni/valvole/raccordi ….. I fattori principali che influiscono sulla quantità di energia persa per mancanza o inadeguata coibentazione sono: Temperatura del vapore richiesto dal processo; Temperatura ambiente; La superficie esposta alla temperatura ambientale; La ventosità della zona; Le ore annuali di attività; Le caratteristiche di conducibilità termica della tubazione/dispositivi; La resistenza termica del materiale coibente. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 13. Coibentazione tubazioni/valvole/raccordi ….. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 13. Coibentazione tubazioni/valvole/raccordi ….. Dati d'ingresso conducibilità tubo k1 50 W/m°C conducibilità isolante k2 0,034 raggio interno ri 0,045 m spessore tubo r 0,005 raggio esterno tubo r2 0,05 coefficiente liminare interno hi 4000 W/m2°C coefficiente liminare esterno he 20 temperatura interna ti 300 °C temperatura esterna te lunghezza tubo L 10 superficie esterna tubo S 3,14 m2 Rendimento del generatore η boiler 0,85 PCI combustibile LHV 41860 kj/kg ore annuali h 5000 h/year costo del combustibile 0,3 €/kg €/TOE costo materiale isolante 15 €/m2 Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 13. Coibentazione tubazioni/valvole/raccordi ….. spessore isolante raggio esterno Resistenza termica Flusso termico Riduzione flusso termico Risparmio durata investimento tasso d'interesse Fattore di annualità VAN (r0-r2)=s r0 mm m m2°C/W W/m2 KgOIL/hm2 Tep/anno €/anno anni % € 0,05 6175 10 0,06 0,279 1003 5172 0,523 8,22 2.465 20 5 12,46 30.714 0,07 0,478 586 5589 0,565 8,88 2.663 33.191 30 0,08 0,651 430 5744 0,581 9,13 2.738 34.115 40 0,09 0,803 349 5826 0,589 9,26 2.777 34.601 50 0,1 0,940 298 5877 0,595 9,34 2.801 34.902 60 0,11 1,064 263 5912 0,598 9,39 2.817 35.109 70 0,12 1,178 238 5937 0,601 9,43 2.829 35.259 80 0,13 1,282 218 5957 0,603 9,46 2.839 35.374 90 0,14 1,379 203 5972 0,604 9,49 2.846 35.465 100 0,15 1,469 191 5984 0,605 9,51 2.852 35.539 110 0,16 1,554 180 5995 0,607 9,52 2.857 35.601 120 0,17 1,633 171 6003 9,54 2.861 35.652 130 0,18 1,708 164 6011 0,608 9,55 2.865 35.697 140 0,19 1,779 157 6018 0,609 9,56 2.868 35.736 Corso Energy Manager Milano novembre 2018

13. Distaccare le linee di vapore inutilizzate
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 13. Distaccare le linee di vapore inutilizzate Un processo industriale cambia, la domanda di vapore varia e a volte vapore non è più richiesto per particolari utilizzatori. Tuttavia, spesso, le linee di vapore rimangono collegate e contengono vapore vivo fino alla prima valvola di blocco. Da un punto di vista di risparmio energetico e economico distaccare queste linee porta a: Eliminare le perdite di energia; Eliminare le fughe di vapore; Eliminare il condensato che si forma nel collettore e che può dar luogo a colpi d’ariete; Ridurre la manutenzione dei componenti del sistema vapore che insistono su queste linee. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Usi finali Corso Energy Manager Milano novembre 2018

14. Opportunità di ottimizzazione negli usi finali
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 14. Opportunità di ottimizzazione negli usi finali Un’attenta cura deve essere posta nello studio e nella comprensione delle utenze vapore in quanto l’ottimizzazione delle stesse potrebbe fornire significativi benefici dal punto di vista energetico e economico. Un’industria che utilizza vapore nel processo produttivo dovrebbe istruire il proprio personale a capire le effettive esigenze di vapore nelle diverse fasi del processo produttivo. Corso Energy Manager Milano novembre 2018

14. Opportunità di ottimizzazione negli usi finali
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 14. Opportunità di ottimizzazione negli usi finali Corso Energy Manager Milano novembre 2018

15. Opportunità di ottimizzazione nel recupero della condensa
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 15. Opportunità di ottimizzazione nel recupero della condensa Una volta che il vapore ha trasferito la sua energia termica si trasforma in condensa. La condensa deve essere rimossa di continuo dall’impianto La condensa non è uno scarto del processo ma la forma più pura dell’acqua ed, inoltre, ha un significativo valore economico in quanto: È più calda dell’acqua di reintegro Non necessita di nessun trattamento chimico per essere riutilizzata nell’impianto Può essere inviata direttamente in fogna senza necessità di asportare il suo contenuto termico Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 15. Opportunità di ottimizzazione nel recupero della condensa Il recupero della condensa è considerato «buono» quando eccede l’80%, in processi laddove non è richiesto vapore a perdere. I principali componenti di un sistema di recupero della condensa sono; Gli scaricatori di condensa (trappole di vapore, condensini,..) Le tubazioni di recupero I serbatoi di recupero e di flash Le pompe I filtri Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 15. Opportunità di ottimizzazione nel recupero della condensa In un impianto industriale con una rete di vapore molto estesa e molti utilizzatori, il recupero della condensa dipende dai seguenti fattori: Il livello di contaminazioni della stessa Il costo dei componenti attrezzature necessari Il costo della rete di tubazioni per il recupero Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 15. Opportunità di ottimizzazione nel recupero della condensa Recuperare più condensa possibile porta a ridurre: l’energia richiesta nel degasatore l’acqua di reintegro le sostanze chimiche per il trattamento dell’acqua Gli spurghi Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 15. Opportunità di ottimizzazione nel recupero della condensa Esercizio Efficienza del generatore 0,92 Portata di avpore 20 t/h Temperatura ritorno condensa 70 °C Entalpia della condensa 293,07 kJ/kg Entalpia acqua di reintegro 83,91 PCI gas anturale 34450 kJ/Sm3 Ore annuali di attività 7500 h/year Costo del gas naturale 0,4 €/Sm3 Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore 15. Opportunità di ottimizzazione nel recupero della condensa Esercizio condensa recuperata % 20 40 60 80 100 portata condensa t/h 4 8 12 16 contenuto energetico condensa kW 232,4 464,8 697,2 929,6 1162 risparmio energetico 252,6 505,2 757,8 1010,4 1263,0 risparmio di combustibile Sm3/year Risparmio economico €/year 79.192 Corso Energy Manager Milano novembre 2018

Efficienza Energetica negli Impianti Vapore Confronto Corso Energy Manager Milano novembre 2018

GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Efficienza Energetica negli Impianti Vapore GRAZIE PER L’ATTENZIONE Corso Energy Manager Milano novembre 2018

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