20 giugno 2019

Motori per la cogenerazione

10 novembre, 2011 - 16:35

La nuova gamma di motori Wärtsilä 50DF si caratterizza per i bassi consumi energetici, la possibilità di impiego di combustibili di diversa natura e le ridotte emissioni inquinanti. Particolarmente interessante e l'utilizzo negli impianti di cogenerazione, come testimonia l’applicazione del nuovo motore alla centrale della Fantoni a Osoppo.

Fantoni è un'azienda italiana che produce mobili per case e uffici e pannelli di fibre di medie dimensioni (MDF, Medium Density Fibreboard). Oltre che leader nella produzione di mobili, l’azienda ha dimostrato di essere un pioniere nel settore energetico in Italia. È diventata, infatti, la prima azienda in Italia a installare un motore Wärtsilä 50DF, le cui capacità si stanno dimostrando ideali per la fornitura del calore e dell’energia elettrica necessaria nel processo di produzione dei mobili.
Fantoni ha sede a Osoppo, piccola città nel nord-est Italia. Fino a circa un anno e mezzo fa, la società possedeva quattro motori che generavano circa 16 MW. Con la necessità di chiudere gli impianti di energia più datati, Fantoni ha gettato le basi per una nuova centrale elettrica. Grazie alla vicinanza dello stabilimento alla Wärtsilä di Trieste (meno di 100 km), l’impianto di Osoppo offriva l’opportunità di sviluppare tutte le potenzialità di questo motore.

Flessibilità ed efficienza
Per lungo tempo in Fantoni la norma è stata: produzione “in casa” di energia elettrica di calore per l'essiccazione del legno utilizzato nella produzione dei mobili. Così, dal 1996 l'azienda ha utilizzato diversi motori Wärtsilä su impianti di cogenerazione a Osoppo e in altri siti produttivi nel sud d'Italia. Per l'espansione della capacità di cogenerazione a Osoppo la decisione è stata quella di installare nell’agosto del 2009 un Wärtsilä 18V 50DF in grado di fornire un po’ più di 16 MW. Il nuovo motore consente all'azienda di mas- simizzare la produzione di energia elettrica e di calore utilizzando il numero minimo di motori. Wärtsilä ha fornito il motore, le parti ausiliarie e le apparecchiature di controllo per le emissioni di CO e NOx.
Il Wärtsilä 18V 50DF, cuore del nuovo impianto, è un mo- tore dual-fuel progettato per fornire alto rendimento con la flessibilità del combustibile, bassi tassi di emissioni, alta efficienza ed elevata affidabilità. Il modello a 18 cilindri a configurazione a V in versione Fantoni genera 905 kW per cilindro, per una potenza massima totale meccanica di 16,3 MW. Il motore è stato progettato per produrre lo stesso output indipendentemente dal fatto che funzioni a gas naturale, a olio combustibile leggero (LFO, Light Fuel Oil) o a olio combustibile pesante (HFO. Heavy Fuel Oil).
Il funzionamento del motore è controllato da un avanzato sistema di automazione; il che permette un funzionamento ottimizzato con ogni opzione di carburante su una vasta gamma di ambienti e condizioni.
Sia l'ingresso del gas sia l'iniezione del carburante pilota sono controllati elettronicamente, consentendo quindi di avere il corretto rapporto tra aria e combustibile impostato per ogni cilindro: questo assicura una combustione stabile e si- cura utilizzando la minima quantità di carburante pilota. Tutti i parametri di combustione sono controllati automaticamente durante il funzionamento del motore.

Controllo delle emissioni
Il nuovo motore Wärtsilä opera sul principio di “magra”: la miscela di aria e gas nel cilindro contiene più aria di quanta è necessaria per la combustione completa del combustibile, per cui si ha una riduzione dei picchi di tempe- ratura e di conseguenza delle emissioni di NOx; il che significa aumento dell’efficienza e maggiore produzione raggiunta. Presso l'impianto di cogenerazione della Fantoni, le emissioni sono ulteriormente controllate da un sistema di ab- battimento, che comporta l'iniezione di urea nei gas di scarico e un catalizzatore per ridurre i livelli di NOx e CO.
Il calore recuperato sia dall'acqua del circuito di raffreddamento del motore sia dai gas di scarico alimenta direttamente gli essiccatori della fabbrica. Siccome l'aria necessaria per l'essiccazione nella produzione in MDF deve essere a circa 180°C, l'aria riscaldata dallo scarico del motore viene miscelata con l’aria dell’ambiente per raggiungere la temperatura corretta. Una parte del calore estratto dai gas di scarico del motore viene recuperato dal riscal- damento dell’olio termico, che viene poi utilizzato per pro- durre vapore.
Tutta l’energia elettrica generata dal motore viene consumata all'interno della fabbrica di Osoppo. Con un valore garantito del 45% di efficienza elettrica e con l'utilizzo del calore residuo, l'efficienza complessiva della centrale elettrica è del 85% o più.
La riduzione della domanda di energia in fabbrica come risultato delle difficili condizioni economiche degli ultimi due anni ha significato una diminuzione del numero di ore di funzionamento del motore da quelle originariamente previste. Anche così però le sue prestazioni, nel rispetto dei limiti delle emissioni di NOx locali di 200 mg/Nm3 (al 5% O2) e di CO di 170 mg/Nm3, sono state confermate.

Soluzione tecnica per ogni esigenza
Wärtsilä è il principale provider di soluzioni di generazione distribuita efficiente e flessibile, basate su motori a combustione interna in grado di operare con diversi combustibili, sia liquidi che gassosi. Il portfolio è composto da centrali elettriche da 1 a 500 MW, sistemi di pompaggio e compressione per l'industria petrolifera e una vasta gamma di servizi, che vanno dallo sviluppo di progetti e dal supporto finanziario alle attività di conduzione e manutenzione degli impianti su base globale.
Flessibilità operativa, alta efficienza, basse emissioni e comprovata affidabilità a lungo termine rendono gli impianti di Wärtsilä la soluzione più idonea per i servizi di stabilità della rete, di peaking e di generazione di base, nonché per una vasta gamma di applicazioni industriali di autoproduzione.
Qualunque sia l’esigenza, alimentare un singolo impianto industriale o fornire energia elettrica alla rete nazionale, Wärtsilä ha la soluzione opportuna. Inoltre, le soluzioni offerte facilitano la transizione verso una infrastruttura energetica moderna e sostenibile in un mondo dove l'industria dell'energia vive una fase di rapida evoluzione. L’impetuosa crescita delle fonti di energia alternative (eolico, solare, biomasse ecc.) porta una maggiore varietà nel mix energetico. Tuttavia, queste nuove risorse obbligano a una maggior attenzione alla necessità di ulteriore capacità di generazione di riserva, necessaria per gestirle in modo efficiente.
Infine, le soluzioni tecnologiche di Wärtsilä sono supportate da servizi di conduzione e manutenzione in grado di ottimizzare il valore dell’investimento nell’intero ciclo di vita.