Il presente rapporto descrive i risultati di una ricerca avente come obiettivo lo studio di metodologie di flessibilizzazione degli impianti di produzione a carbone. L’attività è stata svolta in collaborazione con la Facoltà di Ingegneria Dipartimento di Informatica e Sistemistica dell’Università degli Studi di Pavia. In particolare vengono illustrati due diversi approcci per la stima della portata di combustibile solido (polverino di carbone) entrante in camera di combustione sviluppate tramite tecniche di filtraggio basate su modelli matematici di caldaia. Attualmente infatti, la problematicità di una misura affidabile della portata di polverino in ingresso alla camera di combustione ha di fatto precluso l’installazione di questa misura sugli impianti a carbone. Ciò non permette un’adeguata ottimizzazione del sistema di regolazione comportando così un allungamento dei tempi di risposta di questa tipologia di impianti rispetto a disturbi o variazioni di carico. Scopo del presente lavoro è quindi di ottenere tramite stima, un affidabile sostituto della misura della portata di polverino da utilizzarsi per il controllo dell’impianto in modo da migliorarne la risposta dinamica rispetto alle crescenti esigenze di regolazione della rete elettrica nazionale. L’utilizzo di un approccio di tipo “software” per l’ottenimento della misura di portata polverino presenta inoltre notevoli vantaggi rispetto ai vari approcci basati su dispositivi “hardware” che nel corso degli anni sono stati e continuano ad essere proposti per la soluzione di questo problema. In particolare va evidenziata la non invasività dell’approccio proposto, il suo basso costo, il fatto che sfrutta misure normalmente già disponibili sugli impianti, la mancanza di qualsiasi tipo manutenzione. Nei prossimi paragrafi verranno presentati i due diversi approcci adottati per perseguire gli scopi preposti: il primo utilizza un filtro di Kalman basato su un modello linearizzato del processo ottenuto tramite procedimento di identificazione, il secondo un filtro di Kalman esteso in cui il modello utilizzato è non lineare e basato sui principi primi della fisica. Lo studio è stato condotto avvalendosi di un simulatore sviluppato in ambiente LEGOCAD che riproduce il funzionamento di una centrale termoelettrica a carbone, costituita da una caldaia ad attraversamento forzato con funzionamento a pressione ipercritica e doppio risurriscaldamento del vapore. Il simulatore comprende anche il sistema di regolazione e controllo che consente di gestire il gruppo in funzionamento automatico.

Il presente documento è così articolato: �‰ introduzione al problema della stima della portata di polverino �‰ stima della portata polverino con un modello a scatola nera �‰ discussione dei risultati ottenuti con tale modello �‰ stima della portata polverino mediante un modello matematico non lineare di caldaia �‰ descrizione del toolbox.