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rapporti - Deliverable

1.1.1.2-Analisi mediante modello dinamico dei transitori di impianto correlati ad un esercizio flessibile

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1.1.1.2-Analisi mediante modello dinamico dei transitori di impianto correlati ad un esercizio flessibile

Recently updated on Aprile 7th, 2021 at 01:47 pm

Riferendosi alla tipologia d’impianto a ciclo combinato entrati di recente a far parte del parco impianti nazionale o che sono in procinto di farne parte, l’obiettivo principale della milestone 1.1.1.2 è quello di rendere disponibile l’evoluzione temporale delle condizioni termodinamiche del fluido di processo in varie parti dell’impianto, a seguito di manovre particolarmente gravose (avviamento dopo diverse ore di fermata) effettuate sia seguendo le procedure operative, sia in condizioni più severe forzando o disattendendo le procedure operative. L’obiettivo descritto risulta difficilmente perseguibile utilizzando un impianto reale, per diversi motivi: difficoltà tecniche (punti di misura adeguati o meno), costi (mancata produzione, possibili danni al macchinario…), sicurezza (… rischio di incidenti forzando o disattendendo le procedure d’esercizio). Motivazioni che inducono alla sostituzione dell’impianto reale con un impianto virtuale costituito da un simulatore per addestramento che assicuri un alto grado di affidabilità e di corrispondenza, durante le manovre, fra simulazione ed impianto reale. Non essendo immediatamente disponibile un simulatore di un ciclo combinato con le caratteristiche necessarie di affidabilità e manovrabilità richieste, il primo passo effettuato è stato quello di selezionare fra i simulatori esistenti quello che, con un ragionevole impegno di risorse, opportunamente modificato meglio poteva rispondere alle esigenze. Il simulatore di riferimento scelto è quello relativo all’impianto IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) di Puertollano (Spagna). Tra le tante motivazioni che giustificano tale scelta si evidenziano: l’attività di validazione di tale simulatore nei confronti dell’impianto reale che assicura uno scarto massimo del 2% risposta del simulatore e registrazione d’impianto di tutte le misure disponibili. La rispondenza tecnologica fra la parte ciclo combinato di tale impianto (HRSG a sviluppo verticale, tre livelli di pressione – 300 MW)) e gli impianti a ciclo combinato previsti nel parco nazionale (La Spezia). Una volta selezionato il simulatore di riferimento, il passo successivo è stato quello di renderlo utilizzabile per le attività previste nella milestone intervenendo sia sui modelli dei sistemi di processo dell’impianto, eliminando i sistemi non convenzionali (isola di gassificazione, unità di separazione dell’aria) e isolando la parte ciclo combinato. Sia sui modelli del sistema di automazione, annullando i segnali derivanti dalle unità non convenzionali ed inserendo la possibilità di effettuare manovre forzando o disattendendo i vincoli intrinseci nel sistema di automazione coerenti con le procedure operative previste. Una volta predisposti gli strumenti si è passati alla fase operativa vera e propria riproducendo una delle manovre più significative nella conduzione di un impianto: l’avviamento dopo una fermata di circa otto ore. Prima rispettando le condizioni previste dalle procedure operative, successivamente incrementando i gradienti di potenza e forzando parte dei blocchi che limitano i gradienti termici.

Durante le manovre di avviamento sono stati registrati ed archiviati tutti gli andamenti temporali delle variabili di processo ritenute utili. Tra questi infine sono stati estratti e resi disponibili sotto forma di coppie tempo, valore quelle relative ai componenti d’impianto ritenuti più critici: corpo cilindrico e surriscaldatori. Nel documento non si riportano i dettagli degli interventi fatti sul simulatore originale per adattarlo alle esigenze dettate dal conseguimento della milestone, né i dettagli delle manovre effettuate sui singoli organi d’impianto per lo svolgimento delle manovre, ritenendo più interessante descrivere le caratteristiche del simulatore utilizzato, evidenziando così dal punto di vista tecnico la perfetta analogia dell’impianto a ciclo combinato di riferimento con gli impianti a ciclo combinato entrati di recente a far parte del parco impianti nazionale o che sono in procinto di farne parte. Si fa inoltre un breve accenno all’assetto dell’impianto prima dell’avvio delle manovre e si riportano in forma grafica alcuni dei confronti ottenibili dell’evoluzione temporale delle grandezze fisiche di interesse.

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