Discussione: Piccole turbine a vapore

Originariamente inviata da Sulzer1

Mauro , stai facendo un minestrone , se vai a leggere un po' sulla storia delle locomotive e ne vedi l'evoluzione capirai che i motori alternativi a pistoni in se ( a parte i materiali ) di innovativo hanno ben poco . Se corredati degli accorgimenti che negli anni avevano permesso alle locomotive di continuare a competere ( sino a una certa epoca e in certi scenari) con gli altri sistemi di trazione . Capirai che potrebbero essere, nell'intervallo di potenze inferiore al Mwe , una valida alternativa ad altri sistemi. David Wardhale continua ad asserire che ,se gli permettessero di costruirla , sarebbe in grado di produrre una loco a carbone in grado di surclassare diesel ed elettricità dove le linee non sono ancora state elettrificate. Non è un pazzo, ma un bravissimo ingegnere ferroviario. Nelle loco di ultima generazione il combustibile non viene bruciato tout-court ma gassificato , il calore dei gas recuperato per preriscaldare l'acqua e il vapore di scarico ha la stessa funzione e in più serve da propellente dei gas che raffreddati non avrebbero abbastanza energia per disperdersi. L'acqua di alimento non è demineralizzata grazie a un trattamento messo a punto da Porta " Porta treatment " che con le peggiori acque di falda garantisce 30 anni di durata delle caldaie .

Ti chiedo di cambiare atteggiamento Sulzer, perché poco incline alla discussione costruttiva.
Non ho fatto nessun minestrone e nessuna confusione, la confusione s'è creata solo nella tua testa, ora non ho tempo di rispondere a tutto, questa sera vedrò di rispondere.

Perfetto, ho parecchio da fare e nessuna voglia di dialogare con te dell'argomento, arrangiati

ho ma qui abbiamo riscoperto i motori alternativi navali, c.....la tenologia che ce ne facciamo, quasi quasi chiedo a qualche amico in marina se mi danno la macchina del Vittorio Veneto, e ci faccio energia, saluti a tutti Ciao sulzer e livingreen, leggo che ogni tanto ci siete,

Claudio hai finito su quella piattaforma o ci stai prendendo gusto?

NO sto ripassando come si fa ad intervenire sulle tubine, mi ero dimenticato, scerzi a parte dovrei tornare martedì, oggi piove come mai, fino ad ora aveva solo scerzato, e anche in casa, ma non sono in pericolo, saluti

Originariamente inviata da SolarPrex

della kkk ho visto che hanno 150 kWe... rendimenti? qualcuno sa quanto costano? serve cmq personale con patentino per la conduzione di un impianto del genere?

a presto

Ciao Solar

Questa settimana ho visto una turbina a vapore della KKK da 300 kW, era collegata ad un compressore centrifugo in un impianto di termocompressione di vapori di distillazione.

Usava vapore di rete, è inserito in uno stabilimento chimico.

Parlando con qualcuno che se ne era informato, produrre energia elettrica con quella turbina, bruciando biomassa si raggiunge a malapena l'11-12% elettrico,meno di un ORC.

Sono macchine monostadio,la turbina ha un buon rendimento nel suo campo di funzionamento,ma il ciclo associato no.
Penso che non siano stato ideate per produrre energia elettrica, ma per muovere compressori in presenza di reti di vapore, risparmiando così energia elettrica.
Sono interessato a conoscere i rendimenti dei motori a pistone, qualcuno li conosce?, sul sito non c'è scritto niente.

vatti a vedere il rendimento delle locomotive a vapore che sono quelle che rendono di più, saluti

Qui si parla del 14% meccanico, basso

[url=http://digilander.libero.it/digitalrino/vapore/il%20motore%20a%20vapore.htm]Il motore a vapore dei battelli Patria e Concordia della Societ

Il rendimento dipende dal salto termico, e solo molto secondariamente dal motore utilizzato. Con quelle temperature, i rendimenti sono perfettamente coerenti.

esatto e ricordiamoci che le locomotive sono costanti perchè è ha perdere il vapore, ora condensatori e via dicendo se non sai fare il mestiere è tutta una perdita di carico il rendimento si abbassa ancora, saluti

Qui si parla del 14% meccanico, basso

[url=http://digilander.libero.it/digitalrino/vapore/il%20motore%20a%20vapore.htm]Il motore a vapore dei battelli Patria e Concordia della Societ

Non so perché il forum non mi permette di scrivere...
Avevo scritto 6 righe ne compare una di cose mai scritte, bahhh

I tuoi post vengono troncati perchè il form di inserimento dei link non permette le lettere accentate. Puoi scrivere "società" qui, ma non nei link.

Ci riprovo, anche se di accenti non ne ho visti

Qui si parla del 14% meccanico, basso

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nell'articolo il motore a vapore
mentre qui dice che lo Spilling ha un rendimento che va dall'8% al 20% in pieno carico, intervallo ampio che dipende molto dalla pressione di esercizio

http://www.aeit-taa.org/Documenti/AE...ne-Panozzo.pdf

Sarebbe interessante conoscere il valore ufficiale della Spilling, sembra comunque che i costi d'investimento siano alti, aeit li giudica altissimi, mentre quelli dell'ORC alti (per me sono altissimi anche quelli dell'ORC, non oso quindi immaginare cosa costi uno Spilling da 200 kWel)

Tu Gordini hai qualche valore dato dall'esperienza tua o di qualche tuo conoscente?

PS non so quanto siano attendibili le fonti...

Se fosse sufficiente operare a temperature e pressioni diverse per innalzare il rendimento qual'è oggi lo stato dell'arte dei motori a vapore di media taglia?

Quali sono i massimi rendimenti ottenibili partendo da biomasse su taglie da 300-400 kW?

va dall'8% al 20% in pieno carico, intervallo ampio che dipende molto dalla pressione di esercizio

Ovvio, visto che è legata in modo univoco alla temperatura: comunque, palrliamone pure in termini di presione E temperatura, anche se possono coesistere in un solo unico punto.

Sarebbe interessante conoscere il valore ufficiale della Spilling

Sarebbe solo una risposta parziale: la cosa interessante invece è quanto è il rendimento rispetto al ciclo di Carnot.

Se fosse sufficiente operare a temperature e pressioni diverse per innalzare il rendimento qual'è oggi lo stato dell'arte dei motori a vapore di media taglia?

Non "se fosse". Il rendimento E' DIPENDENTE principalmente da quello. Il limite sono i costi e la resistenza dei materiali.

Quali sono i massimi rendimenti ottenibili partendo da biomasse su taglie da 300-400 kW?

Se ne può parlare, ma la domanda è fondamentalmente errata perchè il rendimento è solo una conseguenza dell'investimento.
Il massimo rendimento dipende sia dalla massima temperatura cui si può mandare il vapore che da quella di condensazione (se c'è).
Ora, la temperatura si può elevare con sistemi di combustione complessi e costosi, usando economizzatori, surriscaldatori e risurriscaldatori ed altri sistemi complessi e costosi...
Idem per la condensazione (se non c'è, il rendimento crolla): pozzi di presa, pompe di circolazione, torri di raffreddamento...

La domanda corretta sarebbe: quanto si può spendere per fare un impianto che produca tot, ottimizzato per il minor costo di costruzione ed esercizio? In quelle condizioni e col rendimento che ne deriva, è conveniente e garantisce un ritorno adeguato?

Hai scritto livin tanto cose in parte giuste, ma arcinote

La mia domanda era diversa e meno concettuale, più semplice,ovvero

Dato che queste macchine non lavorano alle stesse condizioni degli USC ovviamente, ma possono operare solo in ben definiti campi di pressione e temperatura molto più bassi,
e non hanno molte delle cose che hai citato come risurriscaldatori ecc... ma sono molto più semplici, quali rendimenti hanno quelle sul mercato?

quali rendimenti hanno quelle sul mercato?

Come già detto, il rendimento dipende dal ciclo vapore e dalle sue temperature, non dal fatto che usi una turbina piuttosto che una locomotiva.
Una macchina semplice ha per forza un rendimento minore perchè la potenzialità del vapore non viene sfruttata completamente.. o semplicemente per la scarsa modulabilità del generatore di vapore. L'influenza del tipo di motore utilizzato è marginale.
Certo, una turbina scarsa avrà rendimento inferiore di una sofisticata e costosa, e lo stesso per i motori alternativi, ma questo (come già detto) dipende da quanto vuoi spendere.

Mauro, le macchine sul mercato possono lavorare a 180° come a 320°, possono essere a semplice, a doppia e a triplice espansione, e possono essere con condensazione oppure no. E quindi rendono da niente al massimo. Senza sapere le temperature del vapore nel ciclo, non si può dare un valore del rendimento

Con una differenza.... le macchine a pistoni , quando il vapore non è perfettamente titolato , funzionano lo stesso e non accusano costosissimi danni .... che bello rivederti perfettamente in pista Livin

Originariamente inviata da livingreen

Certo, una turbina scarsa avrà rendimento inferiore di una sofisticata e costosa, e lo stesso per i motori alternativi, ma questo (come già detto) dipende da quanto vuoi spendere.

La differenza è che di turbine a vapore ce ne sono molte sul mercato, di motori a pistoni molto meno, io ne ho letto solo uno qui sul forum, quindi la scelta per i motori si riduce parecchio.

Originariamente inviata da livingreen

Mauro, le macchine sul mercato possono lavorare a 180° come a 320°, possono essere a semplice, a doppia e a triplice espansione, e possono essere con condensazione oppure no. E quindi rendono da niente al massimo. Senza sapere le temperature del vapore nel ciclo, non si può dare un valore del rendimento

Penso che 180°C sia un valore neanche da considerare, non remunerebbe mai il capitale, non ho mai fatto i calcoli, ma 300° sia la temperatura alla quale non si dovrebbe scendere.
Per il discorso invece sulla pressione finale, credo che scendere sotto certi valori, sia da sconsigliare, i volumi specifici sarebbero troppo alti.

Insomma Livin si è fatta tanta teoria, ma all'atto pratico, le installazioni presenti (es Calcinato BS) a che condizioni lavorano?

Proverò a contattare questo Spilling per sentire quali sono i rendimenti delle loro installazioni

Con una differenza.... le macchine a pistoni , quando il vapore non è perfettamente titolato , funzionano lo stesso e non accusano costosissimi danni

Beh, sono più "rustiche"... rendono meno, anche perchè hanno meno accorgimenti tecnici e temperature più basse, ma costano meno di costruzione ed installazione. E su combustibili balordi come le biomasse, le vedo vene per potenza fino a 500kW (a meno di trovare una centrale a vapore completa allo sfascio, e di aggiustarsela pian piano in garage)

Penso che 180°C sia un valore neanche da considerare, non remunerebbe mai il capitale, non ho mai fatto i calcoli, ma 300° sia la temperatura alla quale non si dovrebbe scendere.

bene, vuol dire che considereremo 300° il valore-tipo per fare i calcoli (anzi, facciamo 290°).
Anche perchè poi si aprono interessanti possibilità, visto che la temperatura è abbastanza bassa da essere usata in un recupero termico e per la possibilità di usare olio diatermico, con tutti i suoi vantaggi.

Per il discorso invece sulla pressione finale, credo che scendere sotto certi valori, sia da sconsigliare, i volumi specifici sarebbero troppo alti.

Ecco, questa non l'ho capita: a che temperatura-pressione ti riferisci?

Livin,

Da ricordi universitari nei cicli a vapori di grossa taglia l'espansione arriva a 0,04 bar che corrisponde grossomodo a 40°C, il volume specifico del vapore a quelle condizioni richiede macchine di taglie molto grandi non penso compatibili con progetti di 500-600 kW nostrani, ma andrebbero fatti i calcoli.

Penso che i motori a vapore sul mercato ottimizzati per l'energia elettrica funzionino in questo campo (corregetemi se sbaglio)

Vapore all'ingresso, surriscaldato, P= 50 bar, T=330°C

Espansione in più stadi in serie (dai 6 ai 12 credo)

Vapore all'uscita titolo 0,9 , P=1,1 bar, T=103°C

Per aumentare il lavoro specifico e diminuire la condensa all'interno della macchina forse installano uno o due risurriscaldamenti (sottolineo forse), ma ricordo che parliamo di scambiatori grossi e quindi molto costosi (U circa 100 W/m^2°K)

Siemens in catalogo ha Turbine a vapore da 45 kW in su

http://www.energy.siemens.com/hq/poo...urbines_IT.pdf

sono compatte, circa 1m x 1m x 1m, penso siano macchine ad azione monostadio, (il ciclo associato avrà un rendimento del 10%) vanno bene per muovere comressori, pompe, ventilatori, ma non per generare energia eletrica da biomasse. Propongono anche le turbine di cui Sulzer parlava quelle usate nelle pipeline del gas, vano bene sia con gas naturale che con vapore.

In rete alcuni temerari hanno provato a convertire vecchi motori Diesel da 12 cilindri 6000 cc in macchine a vapore, ma non so con che risultati

Perfetto, cominciamo a capirci.

nei cicli a vapori di grossa taglia l'espansione arriva a 0,04 bar che corrisponde grossomodo a 40°C

Giusto, perchè si condensa alla fine con la temperatura ambiente, e non si può scendere sotto i 40° in estate.
Nessuno però vieta di condensare a temperature superiori, perdendoci in rendimento e con condensatori molto più grandi.

Penso che i motori a vapore sul mercato ottimizzati per l'energia elettrica funzionino in questo campo (corregetemi se sbaglio)
Vapore all'ingresso, surriscaldato, P= 50 bar, T=330°C
Espansione in più stadi in serie (dai 6 ai 12 credo)

E' troppo. Direi sui 290°/40bar, con tre stadi.

Vapore all'uscita titolo 0,9 , P=1,1 bar, T=103°C

Troppo rischioso, direi almeno 120° (e utilizzi il vapore in scarico per il riscaldamento, e ottieni così anche la condensazione "a gratis"

Livin,

Rileggendo lo data sheet di Spilling Spilling - Products steam engine

La pressione all'ingresso può essere massimo 60 bar, la T max (anche se non c'è scritto) penso sui 300°C, espansione da 1 a 6 stadi con la possibilità di scegliere pistoni di 15 diametri diversi.
Scrive il valore massimo di contropressione all'uscita del vapore 20 bar (l'utilizzo tipico è quello nei processi), ma non quello minimo raggiungibile