sali per impianto pilota

[livingreen]

Veramente il problema non è solo la corrosione da ossigeno disciolto, quanto il deposito di calcare. A seconda dei tipi di generatore di vapore e della sua potenzialità, si usa come minimo l'addolcimento ed il trattamento con additivi (degasanti, chelanti, derivati delle ammine etc), ma più spesso si usa la demineralizzazione totale con diversi gradi di purezza.

[sunny life]

scusa l'ignoranza, livingreen,demineralizzazione totale = acqua distillata...?
posso chiederti un conticino...visto che mi sembri all'altezza,
se alimento una pompa a pistoni con acqua distillata ( diciamo a 10 litri minuto e 100 bar in uscita) e la invio ad una caldaia ottenendo vapore a 540 gradi passando in un tubo diametro interno 10 mm quanta energia ho a disposizione.?...in proporzione se sto facendo delle prove con un compressore da 5 kw e con un ugello diametro 3 millimetri e leggo 5 bar( ovviamente di aria ) alimentando la stessa turbina ad azione quanto dovrei ottenere ?
spero di essere stato sufficentemente chiaro,
ti ringrazio anticipatamente se mi risponderai.

[livingreen]

Uhm, secondo me hai posto male la domanda...
Provo a correggere punto per punto, in blu.

"scusa l'ignoranza, livingreen,demineralizzazione totale = acqua distillata...? (si e no. Non sono sinonimi, anche se alla fine il risultato PUO' essere uguale. Non necessariemente l'acqua distillata è priva di minerali, e l'acqua demineralizzata ha comunque diversi gradi di purezza a seconda dell'impianto che deve servire)

se alimento una pompa a pistoni con acqua distillata (l'uso di acqua distillata serve per evitare la corrosione e i depositi, ma essa non ha caratteristiche termiche particolari: fa lo stesso lavoro dell'acqua comune)

( diciamo a 10 litri minuto e 100 bar in uscita) e la invio ad una caldaia ottenendo vapore a 540 gradi passando in un tubo diametro interno 10 mm (non capisco cosa c'entri il diametro del tubo... salvo che per le perdite di carico che potrebbe introdurre:semmai, contano i dati del distributore e dell'ugello)

quanta energia ho a disposizione.?... (l'energia disponibile dipende dalla portata in vapore e dal salto entalpico, in questo caso da 540° a pressione X, alla temperatura ambiente a pressione atmosferica) in proporzione se sto facendo delle prove con un compressore da 5 kw e con un ugello diametro 3 millimetri e leggo 5 bar( ovviamente di aria ) alimentando la stessa turbina ad azione quanto dovrei ottenere ?"

Praticamente, stai pensando ad una turbina De Laval, che ha rendimenti che vanno dal 50% al 70%; la cosa è molto complicata, ti consiglio di leggere questa dispensa:

http://web.uniud.it/cepo/dispense/Pi...ine-vapore.pdf

Comunque, la massima potenza che puoi ottenere dipende dal salto entalpico (lo trovi sul diagramma di Mollier), che però in questo caso sarà piuttosto ridotto... visto che se ho capito bene tu vuoi scaricare in atmosfera, invece di condensare a bassa pressione).
Inoltre, una turbina a circuito aperto consuma una quantità di acqua non indifferente, acqua costosa.... visto che la devi demineralizzare.

Messa così, e con i materiali speciali che servono per la turbina (non conto nemmeno la progettazione...) avrai un rendimento minimo. Dubito che tu riesca a pagarti anche solom l'acqua necessaria...
Se invece è un esperimento didattico, va bene anche se rende solo il 10%.

[sunny life]

ok vedo di chiarire....
acqua distillata perchè vorrei ricircolarla quindi evitando incrostazioni ecc.
ovviamente condensandola ma non so a che depressione si farà.
il diametro avrebbe la sezione in proporzione rispetto alle prove che sto facendo usando aria compressa, quindi puoi dedurre che ho gia costruito un simulatore della turbina che ho intenzione di realizzare con il materiali giusti.
il simulatore è per vedere dal "vivo" la sagoma delle pale e se è proponibile fresare varie sagome con materiali che si lavorano molto piu facilmente dell' inox she dovrò utilizzare sulla turbina definitiva.
in pratica volevo capire 10 l minuto a 100 bar quando sono vapore a 540 °
quanta energia veicolano....spero di aver migliorato l'esposizione del quesito
ciao

[livingreen]

acqua distillata perchè vorrei ricircolarla quindi evitando incrostazioni ecc.

Sicuro! Mica vorrai buttare 10 l/min di costosa acqua distillata... Comunque, stai sottovalutando il problema: a quelle temperature, un'acqua non demineralizzata tapperebbe completamente il tuo impianto in meno di un quarto d'ora, un'acqua con demineralizzazione parziale in mezz'ora, ed una con demineralizzazione totale a 1 uS/cm e senza ammine, in un mese.... Devi scendere sotto gli 0,2 uS/cm, ed aggiungere degasanti ed ammine. E questo vuol dire un costoso impianto di trattamento acqua, visto che dovrai anche reintegrare quella che perdi dagli spurghi e tenere la scorta sempre al massimo.

ovviamente condensandola ma non so a che depressione si farà.

La depressione non si "fa", viene invece creata proprio dalla condensazione, ed ha valori fissi a seconda della temperatura di condensazione. Ergo, è il condensatore che crea le condizioni per scendere sotto la pressione atmosferica...

il diametro avrebbe la sezione in proporzione rispetto alle prove che sto facendo usando aria compressa, quindi puoi dedurre che ho gia costruito un simulatore della turbina che ho intenzione di realizzare con il materiali giusti.

Ok, ma quello che conta è il distributore e l'ugello. Non ha senso strozzare la portata prima.

il simulatore è per vedere dal "vivo" la sagoma delle pale e se è proponibile fresare varie sagome con materiali che si lavorano molto piu facilmente dell' inox she dovrò utilizzare sulla turbina definitiva.

Inox? Sei sicuro che riesca a tenere a quella temperatura? Nelle centrali a vapore ci trovi tanti tipi di acciai legati, ma mai di inox. Il vapore se lo mangia come fosse burro.
Inoltre, sei vicino al punto di rammollimento, prova a pensare a che succede ad una cosa molle come uno straccio che gira a 3000 giri al minuto... e tieni presente le dilatazioni dell'albero, oltre al fatto che non puoi usare i cuscinetti a sfere.

in pratica volevo capire 10 l minuto a 100 bar quando sono vapore a 540°

Ho capito cosa vuoi dire, ma la domanda è posta al contrario... Stai ragionando come se si trattasse di un secondo stadio di un compressore, "se mando dell'acqua a pressione X, e la trasformazione in vapore mi aggiunge pressione, quanto ottengo all'uscita?
Se riscaldi dell'acqua e la trasformi in vapore, ottieni una pressione. Ammesso che il generatore di vapore raggiunga i 540°/100 bar, la pompa di alimento deve vincere questa pressione, altrimenti il vapore sfogherebbe anche dalla parte di ingresso dell'acqua invece di andare verso la turbina.
Insomma, la pressione è data solo dal generatore di vapore, e la pompa deve essere dimensionata in modo da sopportarla. E' una conseguenza, non la causa.

Comunque:
-a 540°/100 bar, il vapore ha un'entalpia di 3477 kJ/kg ed una densità di 28,5 kg/m3
-a 80°/0,47 bar, il vapore ha un'entalpia di 2643 kJ/kg ed una densità di 29,4 kg/m3
-l'entalpia sfruttabile è quindi di 3477-2643 = 834 kJ/kg
A 540°, la densità del vapore è (1000/28,5) 34 volte inferiore a quella dell'acqua, fattore che devi tener presente nel dimensionamento dei tubi vapore. Il calcolo vale fino all'ugello del distributore, perchè appena eiettato il vapore si espande fortemente e la densità passa da 28,5 a 0,125 kg/m3, quindi con un volume 228 volte più grande.

La portata del vapore sarà ovviamente di (10 l/min x 60 min) 600 litri/ora di acqua... ma siccome un litro d'acqua pesa un chilo, saranno 600 kg/h di vapore.

[livingreen]

P.S.: dimenticavo... parli solo della turbina, ma il dato che serve è quello del generatore di vapore, perchè è in base a quello che viene dimensionato il resto.

[sunny life]

ottimo...immaginavo che eri la persona giusta per darmi queste indicazioni...
supponiamo che io voglia proseguire nell'intento, 1)dove potrei avere xx litri di acqua a 0,2 uS/cm per fare le mie prove? evitando il costoso sistema per produrla.
2) una pompa di un pulivapor va tranquillamente a 100 bar, ma che tipologia di pompa servirebbe per un impianto con una certa affidabilità e durata?
3)se volessi chiedere un preventivo ad una ditta per un condensatore quali valori dovrei fornigli? 600 kg ora a 540 gradi da ridurre a 0.1-2-3...bar 80 c°?
4) il mio obbiettivo sarebbe verificare progettualmente ma anche provando
se è proprio vero che impianti da 100-975 kw sono improponibili per il mercato,
se si...l'alternativa sarebbe ? ocr o motori a vapore o......?
per l'inox o altro non è un problema si trova di tutto e con la pazienza si lavora di tutto...la vedo invece piu critica la progettazione delle pale, non trovo documentazione o esempi (magari con quote..)di pale x turbine a pressione....
spero di non abusare delle tue conoscenze, grazie ciao.

[sunny life]

p.s dimenticavo...834 kJ/kg x 600 quanti kwh termici sono?

[sunny life]

sono 580 kw...è esatto o ho sbagliato?....

[livingreen]

1)dove potrei avere xx litri di acqua a 0,2 uS/cm per fare le mie prove? evitando il costoso sistema per produrla.

Visto che bisogna conoscere bene quel che si fa, credo che l'unica sarebbe di corteggiare qualche addetto a una qualche centrale di piccola taglia, e farsi dare qualche tanica...

2) una pompa di un pulivapor va tranquillamente a 100 bar, ma che tipologia di pompa servirebbe per un impianto con una certa affidabilità e durata?

Di solito si usano pompe assiali multistadio, sempre in coppia, più una pompa a cavallino come scorta (obbligatorio!!!!) credo però che ci sia poca roba, per una taglia così piccola e con pressioni così elevate.

3)se volessi chiedere un preventivo ad una ditta per un condensatore quali valori dovrei fornigli? 600 kg ora a 540 gradi da ridurre a 0.1-2-3...bar 80 c°?

Più o meno. Devi anche forirgli i dati per il raffreddamento (acqua? aria? A che temperatura? con che portata?)

4) il mio obbiettivo sarebbe verificare progettualmente ma anche provando se è proprio vero che impianti da 100-975 kw sono improponibili per il mercato,
se si...l'alternativa sarebbe ? ocr o motori a vapore o......?

Mah... le turbine si usano tranquillamente dai 500 kW in su... e non sono improponibili, solo che rendono di meno di quelle più grandi e perfezionate. Insomma, per usare una turbina con rendimento del 33% ed avere 330 kw meccanici, devo fornire un megawatt di potenza termica dal salto entalpico, ma allora posso metterne una da 600 kw con rendimento del 60%... ed ottenere quasi il doppio di energia meccanica con lo stesso generatore di vapore...

per l'inox o altro non è un problema si trova di tutto e con la pazienza si lavora di tutto...

controlla bene i materiali che si usano in questi casi...

la vedo invece piu critica la progettazione delle pale, non trovo documentazione o esempi (magari con quote..)di pale x turbine a pressione....

beh, in rete ci sono molte dispense proprio su questo argomento, basta googgolare.

sono 580 kw...è esatto o ho sbagliato?....

Si, ma di potenza disponibile: poi, devi considerare il rendimento turbina e quello dell'alternatore. Con sistemi autocostruiti, direi che ne ottieni circa un terzo, come energia elettrica.

Leggi la dispensa che ti ho linkato, ed occhio alle pressioni ed alle velocità, potresti scoprire che non puoi fare una turbina monostadio ad azione di quella potenza, perchè magari il diametro sarebbe eccessivo ed il numero di giri troppo elevato rispetto alla resistenza dei materiali. Inoltre, potresti far quadrare i conti solo ad un numero di giri anomalo, il che richiederebbe un riduttore per adattarsi al regime di rotazione previsto per l'alternatore.

Continui a non dare info sul generatore di vapore, che è la cosa più importante: è sulle sue caratteristiche che si fanno i conti, il dimensionamento dei componenti accessori dipende da quello. E poi, come la provi la turbina? Con un freno elettromagnetico?

[sunny life]

grazie delle risposte, sarebbe interessante realizzare un prototipo in scala
/10 quindi 58 kw termici 15-20 kw elettrici quindi il generatore elettrico non sarebbe un problema, la dispensa l'avevo gia vista in rete,la pompa di alimento userò il pulivapor...il generatore di vapore "dovrebbe"nella versione finale ricevere energia da pannelli a concentrazione ma prima deve quadrare ogni tassello e questo della turbina mi sembra il + ostico, per le prove sto pensando ad una soluzione ma è in attesa di definire il problema turbina....per l'acqua penso che dovrò cercare se è "acquistabile", anche il condensatore mi preoccupa,non ho esperienza, non ne ho mai visti a parte quelli in rete, hai qualche consiglio in merito? ciao

[livingreen]

mi sa che stai davvero semplificando troppo...
-come regoli l'ammissione di vapore nella turbina?
-nei supporti dell'albero puoi usare solo metallo bianco a lubrificazione forzata, il che vuol dire un circuito di filtraggio e pompaggio olio. Inoltre devi avere separatori e drenaggi in camere che precedono il metallo bianco, altrimenti il vapore esce proprio da lì e si miscela con l'olio...
-alla partenza non hai vapore e quindi non hai condensazione, e quindi niente vuoto. Perciò, per partire, hai bisogno di una pompa del vuoto... e di una per l'estrazione delle condense.
-dalla condensazione del vapore non si ricava solo acqua, ti serve un separatore degli incondensabili.


Comunque, ripeto, parti dal generatore di vapore (GV, abbreviato), nessuno ti garantisce che potrai arrivare a quelle temperature e pressioni, specie con materiali comuni. Inoltre, come gestisci l'eventuale passaggio di una nuvola, che fa crollare pressione e temperatura? Ti serve un corpo cilindrico ed un accumulatore di calore...
Se non arrivi ai dati previsti, è inutile che dimensioni la turbina per quei valori...

comunque, eccoti alcuni link

http://docentiold.unina.it/docenti/w...462&action=dld

http://ulisse.polito.it/matdid/1ing_...0/turb_vap.pdf

http://ied.unipr.it/~toderi/condensatore.pdf

http://www.qesrl.it/immagini/DOW%20E8201%20big.JPG un condensatore

http://www.lainox-schio.com/immagini...satore_img.jpg idem

[sunny life]

non penso, perlomeno spero....sicuramente il tuo approccio può essere diverso dal mio...nello studio di fattibilità che stò facendo non vorrei approfondire tutto nello specifico, in ordine di flusso energetico...vorrei prima fare una scrematura e capire se ci sono margini, se ad ogni argomento trovo soluzioni +o- semplici poi entrerò nello specifico quando dovrò veramente realizzarlo questo Impiantino, il primo problema è il bagget a disposizione e di conseguenza se è possibilie realizzare qualcosa di produttivo economicamente anche alla lunga 3-5 anni quindi cogenerando calore e elettricità, avendo un 'attivita entrambi le cose mi servirebbero, ovviamente non è questo il fine, come già detto è capire se l'impianto di questa potenza è vendibile a piccole ditte, ma tornando al tecnico il solare sarebbe in aggiunta ad altre fonti di calore e l'accumulo è sicuramente obbligatorio, mentre per la pompa del vuoto cosa utilizzano i "Grandi" ? per la prova basterebbe in normale aspirapolvere...0.3 bar oppure dovrei usare una pompa a palettr 0,025 bar con pochissima portata?

[sunny life]

p.s. grazie dei link...molto interessante il primo.

[livingreen]

per la prova basterebbe in normale aspirapolvere...0.3 bar oppure dovrei usare una pompa a palettr 0,025 bar con pochissima portata?

In genere si usano pompe ad anello liquido, in grado di arrivare a 0,5 bar assoluti con una certa portata.
Dubito molto che un aspirapolvere possa arrivare a 0,3 bar... direi che è già tanto se arriva a 0,9. E poi, mica può aspirare vapore...

[sunny life]

hai ragione...andavo a memoria e mi sbagliavo ho verificato fa 0.85 bar
ho disponibili altre due pompe a palette ma di sicuro quelle si rovinano con il vapore, ma allora la pompa deve sempre funzionare o solo all'avviamento?

[livingreen]

Solo all'avviamento. Man mano che si va a regime, la condensazione del vapore crea il vuoto (se quando riscaldi l'acqua e diventa vapore, il volume occupato aumenta... quando raffreddi, diminuisce.. e crea il vuoto necessario.

[sunny life]

questo è un problemino da risolvere, proverò a vedere cosa cè in commercio,
il condensatore puo essere messo vicinissimo all'uscita della turbina per evitare tubazioni in pressione?
e se fosse raffreddato ad aria dovrebbe avere una ventilazione maggiore d'estate? è immaginabile ad aria oppure è indispensabile l'acqua di raffreddamento?

[livingreen]

Il condensatore è ATTACCATO alla turbina... (e non ci sono tubazioni in pressione... 0,5 bar è "vuoto", o quasi)

se fosse raffreddato ad aria dovrebbe avere una ventilazione maggiore d'estate?

Uhm, la cosa non funziona proprio così... in quelli ad acqua, l'acqua di reffreddamento bisogna pur prenderla e poi rilasciarla da qualche parte...

Le tipologie esistenti sono:

- acqua di fiume che viene prelevata e poi rilasciata a maggiore temperatura. Bisogna stare dentro ai quattro gradi di deltaT, o diventa "inquinamento termico dei fiumi". Di conseguenza, bisogna avere una portata grande, ed un fuime grande.
Il tipico esempio sono le centrali nucleari italiane costruite sul Po. Nei periodi di magra e siccità, si è obbligati a ridurre la potenza delle centrali, perchè altrimenti si supererebbe il limite dei quattro gradi.

-torri evaporative ad umido: l'aqua viene pescata da un pozzo e serve per il riempimento ed il reintegro, una volta riempita la vasca di pescaggio l'acqua gira nel condensatore e poi passa nelle torri evaporative (è come soffiare sul cucchiaino per raffreddare il brodo), dove per evaporazione se ne perde parecchia, e torna indietro raffreddata al condensatore. In estate la temperatura dell'aria è maggiore, e NON si può raffreddarla alle stesse temperature che hai in inverno, nemmeno con maggiore ventilazione. Di conseguenza condensi a temperatura superiore, hai meno vuoto e devi ridurre la potenza della turbina, altrimenti vai in sovratemperatura.

- torre evaporativa a secco a ciclo chiuso... stessi problemi di temperatura di cui sopra, ma non immetti vapore acqueo nell'ambiente se non dagli spurghi. L'acqua richiede un trattamento più deciso che non nelle torri ad umido, ed un enorme radiatore con enormi portate di ventilazione (il principio è uguale a quello del radiatore delle automobili).
E' utilizzata solo rararmente per gli alti costi di costruzione e manutenzione, un' esempio è la centrale ENEL "Galileo Ferraris" di Leri-Cavour, vicino a Trino vercellese.

[sunny life]

adesso comincio a preoccuparmi....mi sà che una centrale da 1 MW viene a costare....1 milione di euro solo di parte vapore.....e anche in scala /10 o /20
non costa meno di 150000 +o- o mi sbaglio?

[sunny life]

ma le tue conoscenze sono solo didattiche oppure ci lavori in questo campo?

[livingreen]

Beh, ci lavoro...

A proposito, penso che stai cominciando a capire perchè "una centrale sotto il megawatt è improponibile".... non che sia vero in senso assoluto, ma la parte impiantistica è parecchio costosa e complessa, e allora cerchi di farla grande... almeno il rendimento è maggiore, e hai più potere contrattuale, oltre al fatto che più è grande, prima ti ripaghi le spese.

[Stregatto]

Attenzione però, la condensazione del vapore crea il vuoto inizialmente, ma quel poco di gas presenti tende ad accumularsi e a distruggere il vuoto. Per mantenerlo ci vuole una pompa a vuoto che asporti i gas.

[livingreen]

... separando, appunto, gli incondensabili.

[sunny life]

capisco... oltre che tecnicamente conosci anche i costi dei vari componenti?
si puo stimare a grandi linee il costo di un impianto di 5 MW escludendo la parte generatore di vapore?

[livingreen]

Beh, io ho lavorato in un impianto a biomasse da 5,5 MW resi all'Enel, e 6,7 lordi di picco, può andarti bene?

Però ti dò il prezzo globale.. compreso il capannone che ospita la turbina, la tettoia del ricovero delle biomasse, ed i silos....

18 milioni di euro.

La turbina fu acquistata revisionata (era del 1961), compreso nel prezzo alternatore e condensatore, a circa 500.000 euro.

[sunny life]

non era una de laval suppongo, puoi dirmi qualcosa di piu della turbina?
rendimento? temp. e press. vapore? diametro medio....n° stadi ecc...
certo che ne avra mangiata di biomassa per fare 5.5 MW

[livingreen]

[quote]rendimento? temp. e press. vapore? n° stadi ecc....quote]
Beh, non esiste un rendimento preciso, dipende dall'entalpia disponibile... comunque, era una cinque stadi a tre spillamenti (solo uno utilizzato), uno ad azione e quattro a reazione - 425° e 45 bar

diametro medio...

???
Ogni stadio ha ovviamente un diametro diverso, visto che il vapore si espande e poi si raffredda... il primo stadio aveva un diametro di circa 65 cm, il secondo era sui 45 cm.

Rendimento totale della centrale, circa il 20%. Il GV era da 35 MW termici.

[janvaljan]

livin..scusa se mi intrometto ma non ho capito bene il concetto secondo cui la pompa di estrazione del condensato dovrebbe funzionare solo all'avviamento...da quanto ne so io funziona sempre, altrimenti chi la tira fuori l'acqua condensata?

Poi alcune considerazioni in generale sull'impianto: Sunny ma come intendi raggiungere i 540°? Solo con un impianto a concentrazione? E che tipo di concentrazione? Lineare o puntuale?

Se vuoi un consiglio comincia ad abbassare le "pretese" : 50 bar e 350° sarebbero già un ottimo risultato per un impianto "fai da te"

[livingreen]

la pompa di estrazione del condensato dovrebbe funzionare solo all'avviamento...da quanto ne so io funziona sempre, altrimenti chi la tira fuori l'acqua condensata?

La pompa di estrazione, appunto. Non si parlava di quella, ma della pompa del vuoto.