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    Quesito per esperti elettromeccani!!!

    Ciao a tutti è un po' che non mi faccio vivo.

    Essendo Ingegnere Elettromeccancio mi è stato chiesto da un conoscente, in via informale, un parere sul tipo di macchine da installare presso un'impianto in fase di rimodernizzazione.
    Io, anche se appassionato, non operando nel settore purtroppo non possiedo
    l'occhio lungo dell'esperto costruttore o progettista.
    ...va bene la teoria ma quel che conta poi è la pratica!!
    Pertanto prima di dare una risposta avrei piacere di sentire alcuni pareri maggiormente autorevoli in merito!!

    L'impianto in oggetto presenta le seguenti caratteristiche:

    Qmax 12.5 m3/s
    Qmin 2 m3/s
    H netta 41,5m (x Qmax)
    Producibilità indicativa sui 18-20 milioni di Kwh
    In allegato riporto anche la curva di utilizzazione (curva durata depurata MDV).

    L'impianto, di cui è prevista la sostituzione delle apparecchiature elettromeccaniche, presenta due Francis ad asse verticale: una da 9 (500 g/m) e una da 4 m3/s (600g/m)..
    io purtroppo non ho avuto modo di vedere l'impianto e quindi riporto quello che mi è stato riferito.

    Per farmi un'idea inizialmente mi son fatto due conti sull'attuale impianto (da verificare)!!

    La potenza all'asse di ciascuna turbina dovrebbe essere:
    Turbina da 9 m3/s: potenza all'asse 3660 Kw (P=9.81*Q*H); numero caratteristico 285 (3.13*n*Q^(0.5)*H(-0.75)), generatore da 12 poli, sempre non vi siano moltiplicatori di velocità.

    Turbina da 4 m3/s: 1630 Kw; numero caratteristico 230 (3.13*n*Q^(0.5)*H(-0.75)), generatore da 10 poli, sempre non vi siano moltiplicatori di velocità.

    La prima considerazione che mi viene in mente è di mantenere le cose come stanno, ossia sostituire le macchine con due aventi le medesime caratteristiche, visto che l'impianto ha funzionato in questo modo per anni.

    Visto i tempi c'è da tenere in considerazione anche l'aspetto economico nonchè le migliorie tecniche che si sono soccedute negli anni sia dal punto di vista meccanico che ellettronico.

    Se si guardassero questi aspetti io da profano sarei propenso per consigliare l'installazione di due Francis gemelle da 6,25 m3/s con accopiato un generatore da 10-12 poli per non generare problemi legati alla cavitazione (600-500 giri min - meglio 10 o 12??).
    Sinceramente con questa soluzione non so se potrebbero insorgere problemi legati al funzionamento a basse portate (2 m3/s) o eventualmente altre problematiche che solo chi opera direttamente nel settore conosce.
    La teoria dice che le francis funzionano correttamente con portate fino al 35-40% della nominale, quindi nel caso di installazione di due gemelle da 6,25 sarei al limite (2 m3/s è circa il 35 % con rendimenti teorici di 0,65)

    Voi che ne pensare??
    Son ben accetti consigli in merito.
    ..mi raccomando però, se dovete far critiche, andateci piano ...scherzo!!!!

    Ciao a tutti e alla prossima.
    File allegati

  • #2
    Originariamente inviato da brandeburg73 Visualizza il messaggio
    Quesito per esperti elettromeccani!!!

    Ciao a tutti è un po' che non mi faccio vivo.

    Essendo Ingegnere Elettromeccancio mi è stato chiesto da un conoscente, in via informale, un parere sul tipo di macchine da installare presso un'impianto in fase di rimodernizzazione.
    Io, anche se appassionato, non operando nel settore purtroppo non possiedo
    l'occhio lungo dell'esperto costruttore o progettista.
    ...va bene la teoria ma quel che conta poi è la pratica!!
    Pertanto prima di dare una risposta avrei piacere di sentire alcuni pareri maggiormente autorevoli in merito!!

    L'impianto in oggetto presenta le seguenti caratteristiche:

    Qmax 12.5 m3/s
    Qmin 2 m3/s
    H netta 41,5m (x Qmax)
    Producibilità indicativa sui 18-20 milioni di Kwh
    In allegato riporto anche la curva di utilizzazione (curva durata depurata MDV).

    L'impianto, di cui è prevista la sostituzione delle apparecchiature elettromeccaniche, presenta due Francis ad asse verticale: una da 9 (500 g/m) e una da 4 m3/s (600g/m)..
    io purtroppo non ho avuto modo di vedere l'impianto e quindi riporto quello che mi è stato riferito.

    Per farmi un'idea inizialmente mi son fatto due conti sull'attuale impianto (da verificare)!!

    La potenza all'asse di ciascuna turbina dovrebbe essere:
    Turbina da 9 m3/s: potenza all'asse 3660 Kw (P=9.81*Q*H); numero caratteristico 285 (3.13*n*Q^(0.5)*H(-0.75)), generatore da 12 poli, sempre non vi siano moltiplicatori di velocità.

    Turbina da 4 m3/s: 1630 Kw; numero caratteristico 230 (3.13*n*Q^(0.5)*H(-0.75)), generatore da 10 poli, sempre non vi siano moltiplicatori di velocità.

    La prima considerazione che mi viene in mente è di mantenere le cose come stanno, ossia sostituire le macchine con due aventi le medesime caratteristiche, visto che l'impianto ha funzionato in questo modo per anni.

    Visto i tempi c'è da tenere in considerazione anche l'aspetto economico nonchè le migliorie tecniche che si sono soccedute negli anni sia dal punto di vista meccanico che ellettronico.

    Se si guardassero questi aspetti io da profano sarei propenso per consigliare l'installazione di due Francis gemelle da 6,25 m3/s con accopiato un generatore da 10-12 poli per non generare problemi legati alla cavitazione (600-500 giri min - meglio 10 o 12??).
    Sinceramente con questa soluzione non so se potrebbero insorgere problemi legati al funzionamento a basse portate (2 m3/s) o eventualmente altre problematiche che solo chi opera direttamente nel settore conosce.
    La teoria dice che le francis funzionano correttamente con portate fino al 35-40% della nominale, quindi nel caso di installazione di due gemelle da 6,25 sarei al limite (2 m3/s è circa il 35 % con rendimenti teorici di 0,65)

    Voi che ne pensare??
    Son ben accetti consigli in merito.
    ..mi raccomando però, se dovete far critiche, andateci piano ...scherzo!!!!

    Ciao a tutti e alla prossima.

    Ciao,
    preciso che la macchina da 6.5mc/s a 12poli è critica per la cavitazione meglio mettere un 14 poli, oppure un moltiplicatore. Per la cronaca a 12 poli hai una quota di installazione di 0.12m del bordo d'uscita dal pelo libero dello scarico...

    La soluzione di due macchine uguali mi sembra poco flessibile, non ho fatto conti, ma mi sembra che quando passano 3mc/s ne fai girare una sola delle 2 al 50% dell'apertura con rendimenti bassi, mentre se fai due macchine una da 9mc/s e una da 4mc/s riesci a lavorare bene anche i 2mc/s....

    La differenza di costo però potrebbe far spostare la bilancia a favore della soluzione di due turbine uguali. Prova a fare i conti con le due soluzioni visto che hai la curva di durata. La cosa è abbastanza semplice.

    bye
    m.
    Il lavoro è come un fluido, fluisce in maniera naturale verso chi lavora....
    Per progettare il tuo impianto idroelettrico o la tua turbina idraulica Pelton Francis e Kaplan visita
    www.hpp-design.com
    To design your hydro power plant or your Pelton Francis and Kaplan hydraulic turbine please visit www.hpp-design.com

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    • #3
      Bentornato

      Ciao e bentornato con un bell'impianto da sistemare.
      Per prima cosa ti dico che i generatori da 10/12 poli personalmente per taglie del genere forse sono da sconsigliare, costi e ingombri enormi.
      Certo un moltiplicatore dissipa e questo è da tenere conto ma in questo caso il gioco vale la candela.
      Anch'io sarei propenso a frazionare la potenza con due macchine ma prenderei la più grossa "tagliata" in maniera più ampia, meglio un 12 e un 6 mc/sec nel senso che se devo perdere una frazione di portata visto la curva che scende a picchi preferisco tralascaire il piccolo che il grande.
      Se in 50 giorni riesco a turbinare in pieno i 12 mc hai un bel poh di "giorni equivalenti" alla minima potenza.
      Se sei sicuro del diagramma di portata che hai allegato io non avrei dubbi.
      Laciamo posto ad altri intereventi, so già che qualcuno ti dira di tenere un generatore multipoli...
      Ciao
      Rem
      "E' meglio essere approssimativamente corretti che esattamente sbagliati"
      (v. 5.0 - Gennaio 2020) - RemTechnology 1999 - 2020 - ing.remtechnology@gmail.com
      Leggete il regolamento del Forum EnergeticAmbiente.it

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      • #4
        Max mi hai bruciato sul tempo...
        "E' meglio essere approssimativamente corretti che esattamente sbagliati"
        (v. 5.0 - Gennaio 2020) - RemTechnology 1999 - 2020 - ing.remtechnology@gmail.com
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        • #5
          Ciao,
          concordo con i concetti espressi da Max e Rem ed anch'io propenderei per due macchine diverse per coprire un maggior numero di giorni.
          Le Francis vanno molto bene ma hanno il "vizio" (meglio difetto) di "tagliare" troppo in alto e lasciare tanta acqua da turbinare.....
          ciao car.boni

          PS Rem, per forza che Max Ti brucia sullo scatto, e' un vespista !!
          Acqua, sole e vento. La natura per l'energia pulita.

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          • #6
            Originariamente inviato da car.boni Visualizza il messaggio
            Ciao,


            PS Rem, per forza che Max Ti brucia sullo scatto, e' un vespista !!
            eheh Car.Boni. mi raccomando tienimela da parte, non mi sono dimenticato.... solo attendo tempi migliori.


            bye
            m.
            Il lavoro è come un fluido, fluisce in maniera naturale verso chi lavora....
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            www.hpp-design.com
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            • #7
              Grazie del consiglio,
              quindi se non ho capito male è meglio, per ragioni di flessibilità, propendere per due turbine di taglia diversa (9/4 m3/s 0 12/6 m3/s) piuttosto che per due uguali...
              ...Però se da un lato mi avete estirpato un dubbio da un lato me ne avete generato uno ancora più grande..
              ..la scelta del numero dei poli del generatore!!!

              Ho visto che sostanzialmente vi sono due scuole di pensiero

              1. quella favorevole all'utilizzo del moltiplicatore di giri, che comunque mi andrà ad influire sul rendimento (indicativamente un vaolre di 0,9 può essere attendibile???);

              2. quella favorevole all'accoppiamento diretto turbina/alternatore - es: Francis da 9 m3/s con alternatore da 12 poli per non avere problemi di cavitazione.

              La domanda è semplice quali i pro e quali i contro delle due scuole di pensiero??

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              • #8
                Originariamente inviato da brandeburg73 Visualizza il messaggio
                Grazie del consiglio,
                quindi se non ho capito male è meglio, per ragioni di flessibilità, propendere per due turbine di taglia diversa (9/4 m3/s 0 12/6 m3/s) piuttosto che per due uguali...
                ...Però se da un lato mi avete estirpato un dubbio da un lato me ne avete generato uno ancora più grande..
                ..la scelta del numero dei poli del generatore!!!

                Ho visto che sostanzialmente vi sono due scuole di pensiero

                1. quella favorevole all'utilizzo del moltiplicatore di giri, che comunque mi andrà ad influire sul rendimento (indicativamente un vaolre di 0,9 può essere attendibile???);

                2. quella favorevole all'accoppiamento diretto turbina/alternatore - es: Francis da 9 m3/s con alternatore da 12 poli per non avere problemi di cavitazione.

                La domanda è semplice quali i pro e quali i contro delle due scuole di pensiero??
                Forse è meglio se chiami qualche azienda fornitrice di turbine (di quella taglia) e cominci a sentire i prezzi che ti assicuro saranno decisamente importanti. Poi per la soluzione migliore vedrai che se siete veramente interessati assieme a loro trovi la soluzione migliore.

                Tornando al moltiplicatore, ci sono casi dove per problemi di cavitazione e sopratutto per costo del generatore, (come diceva REM i 12 poli sono molto ingombranti e quindi costosi) il moltiplicatore è l'unica soluzione possibile.
                A meno che non cambi il tipo di macchina (nel tuo caso per una 9mc/s 41.5m una Kaplan a doppia o singola regolazione a 1000giri sarebbe il top. Poi metti una francis da 4mc/s a 750giri e completi il tutto...

                (P.S. una Francis da 9mc/s 41.5m a 12poli cavita che è una bellezza, dovresti metterla 3.5m sotto battente....)

                bye
                m.
                Il lavoro è come un fluido, fluisce in maniera naturale verso chi lavora....
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                • #9
                  Ciao Brandebourg 73,

                  visto che hai già deciso per la scelta delle turbine, 2 diverse (approvo a pieno) volevo solo aggiungere una cosa sui generatori:
                  visto che a spanne il più piccolo ti viene maggiore di 1 MW io rimarrei con la soluzione ad accoppiamento diretto senza riduttore in quanto te lo puoi far fare su misura senza eccessive spese.
                  Inoltre un riduttore del genere non te lo regalano di certo ma oltre al costo iniziale poi devi tenerne conto per le perdide e per la manutenzione.
                  Nel settore industriale molte grosse aziende puntano sui Direct Drive, motori a magneti permanenti ad alto numero di poli ... tutto per eliminare il riduttore.
                  Nel caso prova a sentire se possono revisionare i tuoi in quanto negil anni in cui sono stati costruiti ... non risparmiavano certo sul rame e quindi potresti avere ancora macchine molto efficenti.
                  Prova a confrontare il peso di un alternatore come i tuoi vecchi ed uno moderno ... e se trovi guarda pure le temperature di lavoro previste!!
                  ciao

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                  • #10
                    Grazie a tutti per i preziosi consigli, sicuramente adesso ho le idee molto più chiare!!

                    Per pura curiosità, anche sulla base dell vostre osservazioni tecnico-economiche, sto valutando cosa potrebbe comportare dal punto di vista economico eventualmente
                    installare tre gruppi uguali da 4-5 m3/s.

                    Facendo due valutazioni a spanne mi sa che l'operazione non risulta economicamente conveniente; sicuramente avrò un risparmio dovuto al fatto di far realizzare tre apparecchiature uguali (quindi generatori standard, ottimizzazione dei rendimenti), ma d'altro canto si andranno a moltiplicare le apparecchiature accessorie (quadri, trasformatori, necessità di nuovo raacordo alle macchine)..
                    Voi che ne pensate??
                    L'ipotesi di tre gruppi uguali è da scartare subito??

                    Grazie e alla prossima!!!

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                    • #11
                      Visto i tuoi dati in gioco direi proprio che non è il caso di installare 3 macchine uguali.
                      Due turbine uguali per motivi commerciali e anche tecnici lo posso capire, ma tre uguali no.
                      Se hai preventivi delle ditte visto che stiamo facendo quel lavoro di simulazione ci puoi fare avere anche in pvt i preventivi delle ditte, anche senza nomi,ditta A,b ,c
                      Ciao
                      Alla prox
                      Rem
                      "E' meglio essere approssimativamente corretti che esattamente sbagliati"
                      (v. 5.0 - Gennaio 2020) - RemTechnology 1999 - 2020 - ing.remtechnology@gmail.com
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