Integrazione di un termoutilizzatore di combustibile solido secondario con una centrale termoelettrica a carbone USC

This thesis, partially developed during an internship at the Ecodeco®, a company in the A2A Group, studies some typologies of integration between an incinerator, fed by solid recovered fuel, and an Ultra Super Critical coal plant. More specifically, the performances of five different plant typologies will be estimated in order to know the net electric efficiency and the fuel-from-waste consumption efficiency. These five plant typologies can be divided into two groups, which differ in the quality of the steam produced in the incinerator. In fact, in the first two typologies, called Flessibile ECO and Flessibile LAM, the incinerator produces a saturated steam flow at approximately 70 bar, that will be superheated in the coal steam generator, whereas in the other three, called RH, RH_ECO2 and RH_TLR, the incinerator produces a superheated steam flow at 350 °C and 54 bar, that will be mixed with the steam flow from the high pressure steam turbine exit and subsequently reheated in the USC boiler. The calculations, obtained through the GS code, point out that the best performances are obtained with the RH_ECO2 typology, for which the net electric efficiency is 43,17 %, the fuel-from-waste consumption efficiency is 32,65 % (27,13 % for the incinerator) and the coal consumption efficiency is 44,20 % (44,02 % for the USC plant) .

Il presente lavoro di tesi, in parte realizzato durante un tirocinio svolto presso la società Ecodeco, studia alcune tipologie di integrazione tra un termoutilizzatore, alimentato con un combustibile solido secondario denominato bioessiccato, e una centrale a carbone Ultra Super Critica. Più nel dettaglio si vogliono calcolare le prestazioni, in termini di rendimento elettrico netto e di rendimento di utilizzo del bioessiccato, di cinque tipologie di impianto, che possono essere suddivise in due gruppi distinti, che differiscono sostanzialmente per la qualità del vapore prodotto nel termoutilizzatore. Infatti, nelle prime due, denominate Flessibile ECO e Flessibile LAM, il termoutilizzatore produce una portata di vapore saturo alla pressione di circa 70 bar, che sarà poi surriscaldata all’interno della caldaia a carbone, mentre nelle restanti tre, denominate RH, RH_ECO2 e RH_TLR, il termoutilizzatore produce una portata di vapore surriscaldato a 350 °C e 54 bar, che sarà miscelato con il vapore uscente dal corpo di alta pressione della turbina a vapore e successivamente inviato al risurriscaldamento nella caldaia USC. I calcoli, effettuati attraverso il codice GS, evidenziano che la modalità di integrazione che permette di raggiungere le migliori prestazioni è quella denominata RH_ECO2, per la quale infatti il rendimento elettrico netto vale 43,17 %, il rendimento di utilizzo del bioessiccato vale 32,65 % (27,13 % per il termoutilizzatore) e il rendimento di utilizzato del carbone vale 44,20 % (44,02 % per la centrale USC)..