Azoto per una centrale termoelettrica a ciclo combinato

Con una turbina a gas e a vapore, una centrale termoelettrica a ciclo combinato trasforma l'energia termica e del gas naturale in elettricità. In questo modo, la miscela di gas naturale è composta principalmente da metano (75-95%). 

Questi tipi di centrali elettriche sono fino al 56% più efficienti e producono meno CO₂ rispetto alle tipiche centrali termoelettriche a combustione di gas, perché l'energia rimanente derivata dai gas può essere utilizzata per cicli aggiuntivi. Inoltre, rispetto ad altri impianti a energia termica, il consumo di acqua di raffreddamento è inferiore del 35%.

Ora che abbiamo visto le basi delle centrali termoelettriche a ciclo combinato, possiamo approfondirle ulteriormente nel resto dell'articolo. Continua a leggere per scoprire altre informazioni su:

●     Impianto con turbine a gas a ciclo combinato

●      Utilizzo dei generatori di azotoin una centrale termoelettrica a ciclo combinato

●     L'azoto giusto per un impianto CCGT

Le centrali elettriche a ciclo combinato più comuni sono quelle termodinamiche, che abbiamo già introdotto in precedenza. Sono anche chiamate centrali con turbine a gas a ciclo combinato (CCGT) e sono alimentate a gas. Il concetto generale è che lo scarico di un motore può essere utilizzato per un secondo motore grazie a uno scambiatore di calore.

Con la crescente diffusione degli impianti CCGT per soddisfare queste esigenze, i cicli di accensione e spegnimento diventano più frequenti. Di conseguenza, questi tipi di centrali elettriche richiedono più azoto, essenziale, ad esempio, per rendere inerti i sistemi di combustione e preservarli quando vuoti.

Uno dei principali utilizzi dell'azoto in un impianto CCGT è rendere inerti i sistemi di combustione. La presenza di aria e gas negli anelli di combustione può infatti comportare un rischio di esplosione. È perciò fondamentale ridurre la concentrazione di ossigeno con azoto ad alta pressione (circa 50 bar). 

Per raggiungere tali livelli di pressione sono richiesti un booster per azoto, dei serbatoi di stoccaggio e un regolatore. Con questa attrezzatura è possibile immagazzinare l'azoto ad alta pressione e utilizzarlo al livello di pressione desiderato. Ciò permette di rendere effettivamente inerte il sistema di combustione in tempi molto rapidi.

Una seconda area importante in cui viene utilizzato l'azoto sono le caldaie per il recupero del vapore. Durante i periodi di inattività dell'impianto, è essenziale mantenere le caldaie inerti con azoto a bassa pressione. In questo modo si evita la corrosione dei tamburi, che restano così in perfette condizioni. Questa operazione è chiamata anche conservazione a vuoto.

Il flusso di azoto necessario dipende dalle dimensioni e dai tassi di perdita della caldaia, nonché dall'applicazione. Per rendere inerti i sistemi di combustione è necessaria una pressione di 50 bar. Con le caldaie con recupero di vapore, è invece necessario N₂ a bassa pressione. È quindi evidente l'importanza di un sistema in grado di gestire più livelli di pressione. Possiamo progettare la configurazione ottimale per soddisfare tali esigenze.

Inoltre, è necessario prestare attenzione alla purezza dell'azoto, che deve essere determinata in base alle caratteristiche di infiammabilità del carburante. Nel caso del gas naturale, come abbiamo già visto, si tratta del metano.

Il metano ha una concentrazione minima di ossigeno (MOC) dell'8,6%. Al di sotto di questo valore, non può formarsi una miscela infiammabile. Normalmente, il fattore di sicurezza minimo considerato in termini di concentrazione di ossigeno ammessa è MOC/2, che determina una purezza dell'azoto del 93%. In un impianto CCGT, viene comunemente utilizzata una purezza dell'azoto del 97%.

I generatori di azoto in loco, insieme ai booster e ai serbatoi di stoccaggio, possono fornire azoto ad alta purezza e livelli di pressione adeguati. Questa apparecchiatura consente di risparmiare sulle consegne e di avere a disposizione N₂ quando richiesto. Per maggiori informazioni su questo o qualsiasi altro argomento trattato nell'articolo, non esitare a contattarci oggi stesso. Il nostro team sarà lieto di aiutarti.