ORC in a cement plant

The aim of this thesis is to analyze one of the applications where the organic Rankine cycles (ORCs) are used. In particular, ORCs in cement plants in order to recover the waste heat available at the end of the cement production process. The analysis is conducted on two ORCs of two cement factories of Cementi Rossi S.p.A, one located in Piacenza and the other in Pederobba. Both the economical and environmental benefits has been considered. In addition, a performance analysis has been performed on the Pederobsa's ORC, a comparison between the expected and actual performance. An economic analysis taking into account the contributions given by the energy services manager, in which were calculated the main indices such as pay back time (PBT), net present value (NPV) and the internal rate of return (IRR) and finally the water saved by installing an ORC has been quantified, because the hot flue gases transfer heat to the organic fluid and they no longer need to be cooled down with water.

L'obbiettivo di questa tesi è quello di analizzare una delle applicazioni dove gli organic Rankine cycles (ORCs) vengono impiegati. In particolare, gli ORCs nei cementifici per recuperare il calore di scarto che si ha a disposizione alla fine del processo di produzione del cemento. L'analisi è stata condotta su due ORCs di due cementifici della Cementi Rossi, uno situato a Piacenza e l'altro a Pederobba, sono stati valutati e quantificati i benefici economici ma anche ambientali. Inoltre sull'ORC di Pederobba è stata fatta un analisi delle prestazioni ovvero un confronto tra le prestazioni attese e quelle reali, un analisi economica tenendo conto dei contributi dati dal gestore dei servizi energetici, in cui sono stati calcolati i principali indici come il pay back time (PBT), net present value (NPV) e il tasso interno di ritorno (IRR) e infine è stato anche quantificato il risparmio di acqua che si riesce ad ottenere installando un ORC, perchè i fumi caldi cedendo calore al fluido organico non devono più essere raffreddati con l'acqua.