Turbina a gas AUTOMOTIVE per generare en elettrica

[buran001]

YouTube - Woodchip Biomass Power Generator 20-25 kW_e Woodchip CHP Holzvergaser BHKW

A 3 Turbine SCANIA standard,di cui due di potenza da 18kw

[Mauro1980]

Riprendo la discussione, perché è stata davvero interessante,

Al giorno d'oggi credo che l'unico caso, forse al mondo, di generatore elettrico con turbina per camion sia quello del link di Buran,

Secondo voi per aumentare il Beta di questi cicli ed aumentare così il lavoro specifico di questi cicli (magari usare questi turbogruppi anche per fare 200 kWe) si può pensare ad mettere due compressori centrifughi in serie?

Nei turbogruppi con compressione centrifugo bistadio (es qualche motore a turbogas per carroarmato della Garrett) la seconda girante è diversa dalla prima, ha una sezione di passaggio inferiore e pale più cariche
potrei usare due giranti centrifughe uguali in serie?

Per le APU, chi le vende in Italia? quanto costano nuove? taglie da 100 a 300 kWe

[buran001]

Ciao,no due in serie non é conveniente,casomai in parallelo per raddoppiare la portata.
Le pluri stadio sono calcolate per l'espansione dei gas,si usano da una certa potenza in su,da non confondersi con le pluristadio a jet,la parte piu larga é la parte finale dello stadio turbina,l'espansione inizia dalla sezione piu piccola,l'opposto per i compressori.

le APU non vanno bene per uso continuo(a mo di gruppo),potrebbero col ciclo EFGT,generalmente se complete hanno una dinamo e un alternatore da 400HZ !! alcune pure una pompa oleodinamica !
altre vennero modificate e usate in emergenza come gruppi elettrogeni portatili,con le turbine si ha il miglior rapporto peso potenza,ma non di sicuro resa!(usate a mo di gruppo elettrogeno)
Ciao

[Mauro1980]

Buran,

La mia idea era di ovviare al problema del basso rendimento dei cicli a gas con un ciclo a doppia compressione centrifuga inter-refrigerata e con rigenerazione spinta.
Aumentando il rapporto di compressione (12 invece di 4) con due stadi centrifughi, un intercooler tra i due stadi (anche un semplice iniezione d'acqua come l'Emister) e con una spinta rigenerazione dei gas esausti, si potrebbe fare un ICR (Intercooler recuperative) con buoni rendimenti (sopra il 30%)

Qui vedi una Garrett degli anni 70, era un turbogruppo capace di erogare circa 500 kW, usato per la trazione di carroarmati, applicazioni marine ed industriali di energia elettrica.



Nelle applicazioni stazionarie, aveva anche un intercooler tra i due compressori ed un grosso rigeneratore che gli permettevano di aumentare il rendimento.

Un turbocompressore del genere sarebbe perfetto per applicazioni di biomasse, compatto, non troppo costoso, lo si potrebbe fare anche con materiali non aeronautici.

Temo che sul mercato non esista più e non ci sia nemmeno qualcosa di simile su larga scala, sarà presente solo in qualche dipartimento universitario e in qualche museo della tecnica.

Per cui mi chiedevo, riprendendo l'idea

1) Smontando il compressore di un turbogruppo automotive posso costruire qualcosa di simile?, progettando un albero ad hoc (più lungo), montandoci quindi due compressori e due turbine, tutto in serie, la prima turbina spingerà i due compressori, l'ultima, su un albero a parte, solo l'alternatore, avrei un Beta=12, Tmax=900°C, e rigenerazione fino a 650°C

2) Alcuni conoscenti, parlando con commerciali di MAN, Garrett, quando gli chiesero se queste aziende producessero turbine ad hoc in base alle esigenze del cliente, la risposta fu che era possibile, ma solo con ordini superiori ai 1000 pezzi, che voi sappiate esistono aziende che producono turbocompressori simili a quelli dell'immagine anche in piccoli lotti?

Guardando l'immagine si vede che le due giranti centrifughe sono ben diverse, la seconda ha un'area di passaggio trasversale al flusso inferiore perché il gas entra già compresso (è ottimizzata per P ingresso 4 bar penso), mentre i compressori dei turbogruppi sono tutti progettati per far entrare aria alla P atmosferica, probabilmente vanno bene comunque a patto di lavorare con rendimenti bassi, bisogna vedere quanto più bassi...

[guizzo]

Ciao Mauro

Sarebbe molto bello portare il Beta da 4 a 12 ma ci sarebbero molte complicazioni di natura meccanica, infatti mettersi a costruire ex novo una turbomacchina con due compressori centrifughi e 3 o 4 turbine turbine assiali non è banale, anche perchè si dovrebbe sviluppare tutto il progetto sia fluidodinamico che strutturale della macchina completa.

Penso che avere una macchina con il massimo rendimento possibile non sia economicamente la scelta migliore, infatti sarebbe molto piu conveniente avere una macchina che sia basata su componenti reperibili nel mercato automotive.
Dico questo perchè stiamo in un caso "atipico" il combustibile che in questo caso è letame è quasi a costo zero.

Diversamente per poter fare quello che dici ci vorranno diverse centinaia di migliaia di euro !!

Saluti
Guizzo

[Mauro1980]

Guizzo e tutti quanti

Ma con tutte le aziende meccaniche che abbiano di piccola e media taglia, realtà piene di professioni con esperienza decennali su fusioni, macchine a controllo numerico, ecc...

E' possibile che non si trovi nessuno che ti costruisca una turbina ad hoc a prezzi ragionevoli senza richiedere rendimenti elevatissimi?
due stadi centripeti con rendimento attorno al 75%, e due tre stadi di espansione con 80% di rendimento, materiali capaci di lavorare a 900°C.

L'unico produttore di turbine a gas di piccola taglia in Italia è Turbec?

Se volessi un turbogruppo come quello della foto, con due stadi centrifughi di compressione e 2 stadi centripeti o 3 assiali di espansione, non troverei nessuno che me lo fabbrica? anche usando materiali "normali"

[primus71]

due stadi centripeti con rendimento attorno al 75%, e due tre stadi di espansione con 80% di rendimento, materiali capaci di lavorare a 900°C.

anche usando materiali "normali"

e secondo te quelle sarebbero performance non elevate?
da ottenere con materiali "normali"?

se i turbogruppi prodotti in serie costano tanto, figurati produrli artigianalmente

ciao

[Mauro1980]

Primus,

I rendimenti isoentropici di compressore e turbina che ho scritto sono già superati anche dai turbogruppi automotive , quindi nulla di avanzatissimo, anzi sono rendimenti normali (vedi la serie GT e GTX di Garrett) di oggetti che costano attorno ai 1000€ comprensivi di carter.

I turbogruppi per applicazioni marine superano abbondantemente l'80%,ma costano di più (alcuni qualche decina di migliaia di Euro).

Sui materiali, il distributore di Garrett italiano propone modelli di uguale geometria ma in Inconel (penso il 716) capace di resistere a 900°C, Guizzo stesso provò una turbina a 900°C (non in Inconel) e resistette, bisogna però vedere per quante ore, il prezzo raddoppia.

Dato che le conoscenze ci sono, sono diffusissime, perché tutto il mercato delle turbine a gas si concentra o su modelli che potrebbero al massimo erogare 100 kW o su modelli da vari MWe?

Turbocompressori da 200-600 KWe come quelli della foto sono difficili da trovare (almeno io non ne ho trovati), basterebbe mettere due compressori centrifughi in serie (diversi ovviamente uno per la bassa e un per l'alta pressione) ed un paio di turbine radiali in serie (o tre assiali).
Di questa macchina l'unica cosa che richiede un materiale più pregiato è il primo espansore, tutto il resto, compressori e si può costruire in materiali "normali"

Si avrebbe una macchina interefrigerata con beta>12 (Lavoro specifico alto, macchina leggera), rigenerazione spinta, che darebbe buoni rendimenti anche in EFGT

Ma sul mercato mi sembra non ci sia niente...

Il generatore a biomasse del link di Buran è in commercio

http://www.biomassegenerator.de/index.pdf purtroppo di tedesco non capisco una mazza... penso sia un EFGT, ma l'efficienza non la vedo, presumo sia attorno al 15% con ciclo semplice e Beta=4-5, inferiore a quella di un ORC quindi

[primus71]

basterebbe mettere due compressori centrifughi in serie (diversi ovviamente uno per la bassa e un per l'alta pressione) ed un paio di turbine radiali in serie (o tre assiali).

se è così semplice, xchè non fai tu i disegni e te assumi tutti i costi?

ciao

[Mauro1980]

Semplicemente perché di mestiere non progetto e produco turbine.

Se facessi questo di mestiere, piuttosto di fare solo macchine da 2 a 200 MW, target dove c'è una concorrenza folta (ci sono almeno 7-8 big player in quella taglia) farei qualcosa adatto al nascente e crescente mercato delle biomasse (200-300 kW)

[primus71]

Semplicemente perché di mestiere non progetto e produco turbine.

)

vale a dire che te la devono fare come dici tu, al prezzo che dici tu

ciao

[guizzo]

Primus, mi piacciono le tue provocazioni,giustissimo dire se è cosi facile fattela da solo !!

Mauro è un'ottimista e non si rende conto che in realtà non è cosi facile come può sembrare costruire una turbina da zero.
La Fiat Avio di pomigliano d'arco negli anni '90 ha tentato di produrre una turbina a gas AR450 ( da 450cv) con compressore centrifugo e turbina assiale, dopo aver prodotto diversi prototipi non sono mai riusciti a commercializzarla, e avevano all'epoca praticamente tutto:

i soldi
le competenze (un centro di ricerca con 100 persone)
sala prove
macchine CNC per la lavorazione dei metalli

l'idea di Mauro che poi è il tema della discussione è costruire una turbina a gas utilizzando pezzi automotive, è su questo che bisognerebbe investigare per trovare soluzioni possibili per farne un'utilizzo non da gioco come i moltissimi filmati che ci sono in rete ma professionale ( le famose 8000 h\anno di funzionamento)

saluti
Guizzo

[Mauro1980]

Quale fine ha fatto quella turbina della Fiat Avio Guizzo?
Ce n'è ancora in giro qualcuna in qualche laboratorio, che prestazioni aveva? Beta, T max,...

[bu$ine$$]

YouTube - Woodchip Biomass Power Generator 20-25 kW_e Woodchip CHP Holzvergaser BHKW

A 3 Turbine SCANIA standard,di cui due di potenza da 18kw

questo link è veramente strainteressante!!! che voi sappiate è l'unico che esiste??

[Mauro1980]

No no business li commercializzano, questi sono i contatti, non ho mi provato a chiamarli, ma si potrebbe farlo dopotutto i tedeschi spesso (soprattutto quelli istruiti) parlano un inglese di facile comprensione e con una pronuncia corretta, il contrario dei francesi insomma

Kontakt
Herr Dipl.?Ing. Holger Roswandowicz
Mobil 0171 1988 926
Telf 0700 01800 939
Fax 05223 1800 94

[bu$ine$$]

No no business li commercializzano, questi sono i contatti, non ho mi provato a chiamarli, ma si potrebbe farlo dopotutto i tedeschi spesso (soprattutto quelli istruiti) parlano un inglese di facile comprensione e con una pronuncia corretta, il contrario dei francesi insomma

Kontakt
Herr Dipl.?Ing. Holger Roswandowicz
Mobil 0171 1988 926
Telf 0700 01800 939
Fax 05223 1800 94

grazie mille... ti ho pure mandato pm

[Mauro1980]

Per chi volesse sperimentare questa strada ho pensato di scrivere la lista dei produttori di turbogruppi per auto, camion o motori nautici, ovvio che il vostro contributo è essenziale,

Inizio

Garrett
KKK
MAN
ABB
Holset
Voith
SCHWITZER
MITSUBISHI (MET TURBO)
KBB
PBS TURBO

La lista è lunghissima, alcuni sono detentori di tecnologia propria, altri producono su concessioni di altri (es PBS turbo)

Ne conoscete altri?

PS una volta terminata la lista la scrivo nel primo post

[tcoti]

generatore talbott's

salve ragazzi, sono nuovo del forum. Giorni fa ho avuto modo di visitare un azienda che aveva installato quel tipo di generatore. Credo stiano avendo problemi anche loro, era spento e nn era nemmeno connesso alla rete elettrica.

[buran001]

Ciao se non erro i primi sitemi EFGT di Talbott usavano turbine da camion della Scania,ora non so,la configurazione era o é con un gruppo compressore/turbina e due turbine in parallelo di espansione collegate in serie in uscita alla prima che trascinavano rispetivamente 2 motori asincroni che a sua volta erano interfacciati alla rete con inverter rigeneratrici AFE della ABB.

I problemi principali si possono avere solo nello scambiatore di calore,é la parte piu critica e costosa !

[sunny life]

1 domanda TCOTI si puo sapere dov'è installato questo impianto ?

pensi che si possa vedere e chiedere informazioni?

grazie ciao

[Mauro1980]

Se non sbaglio avevo letto di una realizzazione in corso d'opera a Venezia
25 kW elettrici con turbine in serie,come dice Buran, il turbogruppoo dello Scania
Macchina inglese se non sbaglio, dal video sembra molto artigianale e poco industrializzata

Detto questo, un grosso in bocca al lupo a Talbott che cerca di trovare spazio

Secondo me è una tecnologia molto interessante,vedrei meglio però un combustione interna piuttosto che un EFGT

[buran001]

Ciao,il vantaggio dell'EFGT é proprio quella di non dover purificare i gas,é una normalissima combustione,il problema di purificare i gas nei gassificatori é immane ed é quello che aumenta i costi sia di produzione che di manutenzione,ed é il motivo per cui molti impianti sono fermi,non puoi assumere 3 persone a tempo indeterminato per far funzionare un impianto da 25/50kw,contando turni e ferie...
Poi devi purificare ulteriormente il gas falle micro polveri con filtri a candela o a manica costosissimi,comprimere il syngas con un compressore apposito che ciuccia potenza e aumenta i costi al Kw,un impianto di dimensioni enormi e il tutto per 50kw,con EFMGT basta bruciare e stop,al massimo un decantatore ciclonico classico prima del camino,secondo te dalla prima guerra mondiale ad oggi perché lo sviluppo della gassificazione si é fermata,perchè non avevano le turbine a gas o i motori a ciclo otto o perché dopo 2 anni di funzionamento tutto era antieconomico e da rifare... ancora oggi ci sono molti impianti dimostrativi,giocattoli fermi e qualcuno della ANkUR/CAEMA che funzionicchia per vari motivi, il primo é la pulizzia dei gas finali prima di entrare nel motore,tralaltro i motori endotermici sono piu efficienti delle turbine a gas,escludendo poi le perdite di pressurizzazione del gas che nei motori non serve,altro discorso se si parla di turbine da 5/20 MW...
se guardi ci sono diversi impianti EFGT della Turbec col vantaggio di avere tutto gia pronto senza inverter esterni e arrangiamenti,ma se poi costa 5 volte di piu...preferisco Talbot,se si guasta un pezzo lo trovo sono pezzi commerciali, turbine da camion,alla fine la resa e il componente che la determina maggiormente é lo scambiatore di calore e il sitema di combustione,poi non devi pre depurare o pre trattare nulla, l'impianto é di dimensioni compatte e facile da gestire da chiunque,altro che la gassificazione e tutto quello che ne deriva...
(difatti impianti funzionanti sotto i 500kw sono rari o solo dimostrativi)

dal video sembra molto artigianale e poco industrializzata

Cavolo sono turbine da camion hai presente il Turbo di motori diesel...
Lo stiamo dicendo da un anno,é quello il vantaggio, bassi costi con componenti commerciali e non appositi
come un gruppo Turbeca gas, (con i suoi vantaggi certo),modificato e tolto il combustore per funzionare come EFMGT...
Ciao

[Mauro1980]

Buran,

parli di gassificazione quando io invece parlo di COMBUSTIONE interna,non ci siamo capiti

I filtri ceramici non sono affatto costosissimi,vanno gestiti bene,ma non sono costosissimi su quelle taglie ( 1 kg/s di fumi), se vuoi ti do il contatto da chiamare

Sull'ingegnerizzazione non parlavo delle turbine dei camion che sono ULTRA ingegnerizzate, ma della macchina in toto, intendo
Layout, saldature, rumore, tutto quello che fa di qualità un prodotto industriale

[buran001]

Ciao,

parli di gassificazione quando io invece parlo di COMBUSTIONE interna,non ci siamo capiti

bé per far funzionare una turbina a gas con la biomassa prima devi creare il gas,la gassificazione é l'unico sitema,poi se vuoi farla funzionare a Metano o a fuel jet ...
Di contatti ne ho,poi basta cercare i Google,i filtri a maniche o ceramici costano fidati,si intasano anche con la pulitura in contro corrente ad aria compressa,vanno anche sostititi e tenuti in efficienza,cerca su youtube trovi decine di mirco gassificatori a parte il solito Gek sperimentale con i suoi dati scopiazzati da vari PDF storici, che tira fuori a palla 20kw per pochi giorni... sono solo impianti funzionanti ad intermittenza,tribulano le grosse marche sopra citate con decenni di esperienza in tutto il mondo...
sulla carta é facile,poi quando chiedi le ore di lavoro é come chiedere oro...
In Italia c'é pure un impianto a biomasa con uno stirling pagato oro con soldi pubblici da 35 kw fermo !
Ciao
P.S. io vedo piu semplice ed affidabile duraturo e soprattutto economicamnete valido su queste taglie l'EFGT.

[Mauro1980]

Ciao,

bé per far funzionare una turbina a gas con la biomassa prima devi creare il gas,la gassificazione é l'unico sitema,poi se vuoi farla funzionare a Metano o a fuel jet ...

forse non conosci questo

PFBC

Di contatti ne ho,poi basta cercare i Google,i filtri a maniche o ceramici costano fidati,

50€ per un filtro alto 1,2 mt e di 10 cm di diametro, capace di lavorare ad una velocità superficiale media di 100 mt/hr e a 900°C è tanto?

[buran001]

a 50 euro solo la manichetta,non un filtro completo,ti parlo di 6 anni fa me ne avevano proposto uno a 16000€ con pulizzia in controcorrente ad aria compressa e scuotimento automatico, ero rimasto a altri prezzi ...

Conosco il PFBC solo come impianti industriali di alta potenza con turbina a vapore nello stadio finale ABB ecc,sai qualche annetto fa,nella discussione, Gasificatore quale é il top abbiamo divagato,alla fine il risultato anche personale é stato che un gassificatore downdraft con motore endotermico era la soluzione col rendimento elettrico piu alto su taglie piccole,gli anni passano e l'EFMGT sembra dare buoni risultati,di sitemi ce ne sono tanti ,non si puo prendere una tecnologia sviluppata per centrali di produzione da centinaia di MW e rimpicciolirla su un impianto da qualche centinaio di kW,e tralaltro rende solo col recupero termico tramite turbina a vapore con sitema ORC, hai presente i costi,senza si butta via un sacco di calore che spesso non serve o non si riesce a sfruttare,poi rimangono tutte le problematiche del gas che oltretutto con tale sitema va pulito a temperature da fusione ! e l'AISI 310 o l'HT costa, poi la pezzatura del combustibile deve essere di pezzatura precisa e fine, altro che cippato misto, é una tecnologia pe centrali a carbone...
ma dai gia si riesce a stentoni con varie tecnlogie studiate da oltre 50 anni,non si può vendere un sitema a 6000€ al kw !!!

[tcoti]

L'impianto si trova vicino Modena, parlo con l'ingegnere che mi ha portato sul posto e vi faccio sapere. Io personalmente sarei interessato a modificare una turbec, per quanto costoso è l'unica soluzione realizzabile a breve periodo. Ho un azienda nel sud Italia, se qualcuno di voi ha interesse nel collaborare per la produzione in serie di un prodotto tipo talbott ne sarei entusiasta.

[buran001]

<oCiao,

sarei interessato a modificare una turbec

alla Turbec oramai non é piu una modifica ma una prassi...</o>

[tcoti]

Ciao, se bene una prassi nn sono riuscito a trovare delle guide. A linee generali saprei come fare ma vorrei delle guide tecniche..

[Mauro1980]

a 50 euro solo la manichetta,non un filtro completo,ti parlo di 6 anni fa me ne avevano proposto uno a 16000€ con pulizzia in controcorrente ad aria compressa e scuotimento automatico, ero rimasto a altri prezzi ...

se vuoi ti do in contatto di chi vende quelle cartucce,parlo della sola cartuccia,il filtro, a quel prezzo, ripeto 50 €l'una

Conosco il PFBC solo come impianti industriali di alta potenza con turbina a vapore nello stadio finale ABB ecc,
...
non si puo prendere una tecnologia sviluppata per centrali di produzione da centinaia di MW e rimpicciolirla su un impianto da qualche centinaio di kW,e tralaltro rende solo col recupero termico tramite turbina a vapore con sitema ORC,

E' quello che invece sta facendo uno a BG, non so chi lo stia costruendo, ed è da soli 200 kW
come rendimenti siamo sopra i gassificatori, anche in ciclo semplice, senza orc o ciclo a vapore aggiuntivo (oltretutto turbine a vapore con buoni rendimenti sotto il MW non esistono di fatto, sono tutte macchine a reazione monostadio)

<oCiao, alla Turbec oramai non é piu una modifica ma una prassi...</o

modificare la Turbec in un EFTG è una prassi molto costosa, uno scambiatore aria-fumi con aria in pressione a 4,5 bar e scambiatore che raggiunge gli 850°C lato freddo è MOLTO caro