Sistemi Energetici - SECicloGas03 e CriteriProgett ConfigAlternative

Criteri progettuali T-GAS industriali

Scopo

Generazione di potenza elettrica e potenza meccanica in applicazioni stazionarie.

Progetto

Punto di massimo lavoro specifico pari a:

1. In ciclo semplice, poiché ha bassi rendimenti elettrici, viene usato per soddisfare le punte di richieste di energia, quindi funziona solo per poche ore all'anno.

Obiettivo

Limitare i costi d'investimento lavori elevati: a pari potenza, calano:

• Sezioni
• Dimensioni
• Costo

Con rendimenti bassi: (T_OUT).

Ciclo gas combustore

Idea: sfruttare l'elevato eccesso d'aria (200%) aggiungendo un secondo bruciatore a valle della prima turbina. Successivamente espando ancora il gas, post-combusto.

Ciclo ideale chiuso

Si ha che: ^p.c._GAS < ^p.c._SNCR : poiché β_A > β_B

^l.p.c. = l_TAP + l_TDP - l_C > l_{C, sncr}: poiché il volume specifico del gas in espansione aumenta grazie al riscaldamento dal 4 al 5 (secondo combustore).

Ciclo reale

Anche qui cala η, aumenta lHo 2 turbine di raffreddamento → più flussi, più perdite.

Ciclo gas interrefrigerato

Idea: voglio ridurre il lavoro di compressione L_c, riducendo il volume specifico del gas in compressione.

P_AP = P_BP = √β minimizza il lavoro di compressione.

Ciclo gas ideale chiuso

Rendimento: diminuisce perché, η = η_A ^q_A/q_tot + η_D ^q_D/q_tot < η_B

Dove η_A = 1 - β_A^-, η_D = 1 - β_B^-

η_A < η_B

Lavoro: aumenta perché a pari β e COT diminuisce il lavoro di compressione.

p - βη _{ideale ciclo} ciclo gas chiuso ideale.

Gas ideale chiuso con intercooler.

pciclo semplice ideale con IC ideale.

Effetto: IC sul ciclo reale

1. Riduce il volume specifico medio in compressione parte raffreddata l'aria e quindi ce poi rapporti di compressione o espansione e COT aumenta il lavoro heHO.
2. Flussi di raffreddamento sono a temperature più basse o adottà TIT maggiori o uno portate di raffreddamento minori.
3. A pari COT, posso adottare β elevati, senza che il lavoro specifico tendu rapidamente a zero perché la differenza Ucomp - Ucon sale!

Δe = 150 kJ/kg

Δη = 3% con β = ∞

Tuttavia, IC non sono adottati perché:

• Costo elevato e Δη-Δ modesto
• Copp β elevati aumenti il costo del compressore.
• IC pesante, no applicazioni mobili

N.B. Non è detto che β_AR=β_BR=√β sia la scelta migliore per il rendimento. L'una o l'altra la devo ottimizzare.