Ottimizzazione dei sistemi di raffreddamento |

I sistemi di raffreddamento sono una delle componenti più importanti nei sistemi energetici e di processo. Il compito del sistema di raffreddamento in impianti termoelettrici è di fornire la sottopressione desiderata nel condensatore, creando le condizioni ottimali per ottenere il massimo lavoro di turbina ed potenza del generatore di corrente. Il degrado del funzionamento del sistema di raffreddamento può derivare dal accumulo di sporcizia, l’invecchiamento del sistema o perdite d’aria in un condensatore, con conseguente perdita della sottopressione desiderata nel condensatore. Questi fattori influenzano fortemente le prestazioni dell’intero sistema, perché anche una piccola riduzione di sottopressione può causare perdite significative di megawattora su base giornaliera. A lungo andare tali perdite influenzano significativamente la produzione complessiva di energia elettrica e / o calore, riducendo l’efficacia del sistema tecnico e, di conseguenza, anche dell’economicità di funzionamento.

Monitoraggio dei sistemi di raffreddamento

Causa del caricamento relativamente lento di impurità negli scambiatori di calore e del processo di invecchiamento, il degrado dei sistemi di raffreddamento è un processo abbastanza invisibile. Per garantire il funzionamento ottimale, abbiamo sviluppato una soluzione software per monitorare l’efficienza dei sistemi di raffreddamento. Monitorando il funzionamento e l’analisi delle variazioni delle caratteristiche del sistema di raffreddamento, in combinazione con i fattori economici, la soluzione software può riconoscere il grado di degradazione, in cui il sistema di raffreddamento non funziona più in modo ottimale e non è più economico. La soluzione è basata sull’uso di:

Modello del sistema di raffreddamento
Modello di processo

A causa delle dimensioni grandi e ampi flussi energetici nel caso di sistemi di raffreddamento con torri a tiraggio naturale, abbiamo sviluppato un metodo di profilazione delle torri di raffreddamento. Si basa su misurazioni di campi di velocità e di temperatura che vengono eseguite da un robot ad una superficie laterale della torre di raffreddamento, come mostrato di seguito.

Torri di raffreddamento a tiraggio naturale

Nell’ultimo decennio, dovuto all’aumento globale dell’utilizzo di energia elettrica e a causa della difficoltà di protezione ambientale delle acque naturali, si è registrato un incremento del numero di torri di raffreddamento a tiraggio naturale. Inoltre, molte delle torri di raffreddamento esistenti non sono state mantenute in diversi decenni. Secondo i fatti citati, il nostro gruppo ha sviluppato una metodologia per valutare le prestazioni delle torri di raffreddamento a tiraggio naturale.

La metodologia consiste di tre segmenti:

Metodo di profilazione della torre di raffreddamento
Modello della torre di raffreddamento
Modello della centrale termica

Nella prima fase del metodo di profilazione della torre di raffreddamento si deve identificare e valutare eventuali irregolarità nel funzionamento della superficie laterale della torre. Ciò avviene sulla base di misurazioni ed analisi di temperatura e di velocità dei profili del flusso d’aria sopra i separatori di gocce. Con le misure acquisite si può simulare l’impatto delle irregolarità nella caduta di sottopressione nel condensatore e la conseguente perdita di generatore di potenza. Il risultato è una valutazione degli effetti del degrado sulle prestazioni della torre, produzione di elettricità e risparmio economico. Sulla base dei risultati quindi possiamo fare un rapporto ed indicare anche le misure necessarie per la manutenzione o per miglioramento del funzionamento della torre di raffreddamento e del sistema di raffreddamento.

Un esempio dei risultati di misura della torre di raffreddamento a tiraggio naturale con il metodo di profilazione della torre.

Campi di applicazione

Le tecniche di ottimizzazione e il controllo dei sistemi di raffreddamento sono adatti per tutti i tipi delle torri di raffreddamento, quindi le torri a tiraggio naturale e le torri a tiraggio meccanico, e comprendono la modellazione e analisi del condensatore ed il resto del processo di produzione.