Indice
Ringraziamenti ... 3
Riassunto analitico ... 4
Abstract ... 5
Indice ... 6
1
Introduzione... 9
- Parte prima -... 12
2
Principi di progettazione degli impianti termoelettrici ... 12
2.1 Criteri base per il progetto degli impianti termoelettrici ...12
2.1.1 Aumento della potenza unitaria ... 12
2.1.2 Automatizzazione avanzata ... 14
2.1.3 Unificazione e criteri di progettazione unificati ... 15
2.2 Progetti unificati di centrali con unità da 320 - 660 MW ...16
2.3 Conseguenze sui sistemi ausiliari ...17
3
Impianti termoelettrici a carbone/lignite... 19
3.1 Generalità sulle centrali termoelettriche convenzionali ...19
3.2 Scelta del combustibile...22
3.3 Il carbone come combustibile...24
3.3.1 Caratteristiche dei combustibili solidi ... 24
3.3.2 Il carbone nello scenario attuale ... 27
3.3.3 Il mix energetico italiano... 28
3.3.4 Prospettive per il carbone nel breve e medio termine... 30
3.4 Evoluzione degli impianti termoelettrici a carbone/lignite ...31
3.4.1 Sistema di movimentazione del combustibile ... 32
3.4.2 Circuito fumi e generatori di vapore USC... 34
3.4.3 Sistemi di abbattimento delle emissioni ... 39
3.5 Sistemi elettrici ausiliari ...44
3.5.1 Generalità ... 44
3.5.2 Servizi ausiliari più importanti negli impianti a carbone/lignite ... 45
- Parte seconda - ... 54
4
Centrale a carbone di riferimento ... 54
4.1 Caratteristiche principali dell’impianto ... 54
4.2 Servizi ausiliari e schema elettrico generale... 56
4.3 Configurazione del sistema elettrico ... 58
4.3.1 Assetti di funzionamento dell’impianto ... 59
4.3.2 Carichi dei servizi ausiliari nei diversi assetti di funzionamento ... 61
5
Caso di studio: centrale a lignite... 68
5.1 Caratteristiche e dati principali dell’impianto... 68
5.1.1 Layout d’impianto ... 69
5.1.2 Elementi di confronto con la centrale di riferimento... 69
5.2 Servizi ausiliari... 73
5.2.1 Criteri di definizione dei carichi... 73
5.2.2 Definizione dei coefficienti di sovradimensionamento... 74
5.2.3 Potenze assorbite dal sistema dei servizi ausiliari... 76
5.3 Soluzioni di schema elettrico studiate ... 81
5.3.1 Definizione degli schemi elettrici... 81
5.3.2 Potenze assorbite ... 87
6
Studio del sistema elettrico di centrale ... 90
6.1 Montante di gruppo e trasformatore elevatore principale ... 90
6.1.1 Criteri di dimensionamento ... 90
6.1.2 Definizione della potenza nominale ... 91
6.1.3 Definizione delle tensioni di cortocircuito ... 92
6.1.4 Definizione del rapporto di trasformazione del TP ... 95
6.1.5 Sintesi di dimensionamento del TP ... 99
6.2 Ottimizzazione del sistema elettrico dei servizi ausiliari... 100
6.2.1 Definizione della potenza nominale del TA... 100
6.2.2 Definizione delle tensioni di cortocircuito dei TA ... 100
6.2.3 Definizione del variatore di rapporto sottocarico... 101
6.3 Modellazione della rete... 101
6.3.1 Obiettivi e criteri per la definizione del modello... 101
6.4 Calcoli di load flow e definizione della potenza nominale dei trasformatori
dei servizi ausiliari ... 103
6.4.1 Condizioni di funzionamento dell’impianto... 103
6.4.2 Soluzione A ... 104
6.4.3 Soluzione B ... 105
6.4.4 Soluzione C ... 107
6.5 Definizione delle tensioni di cortocircuito dei trasformatori servizi ausiliari
...110
6.5.1 Soluzione A ... 111
6.5.2 Soluzione B ... 115
6.5.3 Osservazioni sulle soluzioni A e B e introduzione delle soluzioni C e D ... 119
6.5.4 Soluzione C ... 120
6.5.5 Soluzione D ... 124
6.6 Dimensionamento del variatore di rapporto sottocarico...128
6.6.1 Soluzione C ... 128
6.6.2 Soluzione D ... 130
6.7 Sintesi dello studio sul sistema elettrico dei servizi ausiliari ...131
6.7.1 Soluzione C ... 132
6.7.2 Soluzione D ... 133
7
Conclusioni...134
7.1 Commenti generici sulle caratteristiche dell’impianto oggetto del caso di
studio ...134
7.2 Conclusioni sulle soluzioni A e B ...135
7.2.1 Risultati e osservazioni sulla soluzione A ... 135
7.2.2 Risultati e osservazioni sulla soluzione B ... 136
7.2.3 Conclusioni sulle varianti doppia/singola linea fumi ... 136
7.2.4 Confronto e commenti finali sulle soluzioni A e B ... 137
7.3 Conclusioni sulle soluzioni definitive C e D ...138
7.3.1 Risultati e osservazioni sulla soluzione C ... 138
7.3.2 Risultati e osservazioni sulla soluzione D ... 138
7.3.3 Confronto e commenti sulle soluzioni definitive C e D ... 139
7.4 Osservazioni finali ...140
8
Bibliografia ...142
9
Appendici ...143
9.1 Analisi di sensibilità su diverse tipologie di impianti analoghi al caso di
studio ...143
9.2 Flessibilità dello studio: possibile applicazione su un impianto a carbone 146
9.3 Schemi e tabelle di dettaglio ...148
9.3.1 Schemi elettrici unifilari generali ... 148
9.3.2 Tabelle di dettaglio delle utenze dei servizi ausiliari... 149
9.3.3 Dettaglio dei componenti modellati... 157
