Accedi

Accedi al tuo account

Username
Password *
Ricordami
Domenica 25 Agosto 2019

Interventi di efficientamento su impianti a vapore

Siamo sicuri che il nostro impianto a vapore sia davvero efficiente? Ecco alcuni interventi di miglioramento che potrebbero essere realizzati


107 vaporeGli impianti a vapore tecnologico sono impianti che impiegano vapore saturo quale fluido vettore per il convogliamento di energia termica alle utenze.
Le ragioni che, fin dalla seconda rivoluzione industriale, hanno giustificato la scelta del vapore come fluido termovettore risiedono nella sua non pericolosità (non è infiammabile), economicità, elevata capacità di scambio termico e di trasporto del calore. Tali caratteristiche rendono tutt’oggi il vapore un fluido idoneo all’impiego in determinati contesti industriali (tessili, alimentari, …), sia per le trasformazioni di processo che per il funzionamento di specifiche apparecchiature (presse da stiro, impianti di cottura degli alimenti a vapore). Negli impianti a vapore si distingue il comparto di generazione del vapore, le linee di mandata del vapore (in pressione), gli utilizzatori finali. Presso le utenze il vapore può essere impiegato tal quale (uso a perdere) o come sorgente di calore mediante (scambiatori di calore). In questo secondo caso, il vapore condensa nel processo di scambio termico, liberando l’energia termica connessa al passaggio di stato. Quasi sempre gli impianti a vapore sono dotati di tubazioni di ritorno, che recuperano le condense che si generano lungo le tubazioni di mandata e presso gli utilizzatori finali, convogliandole in serbatoi di accumulo alloggiati in centrale termica (il recupero può avvenire a gravità o in forza di un gradiente di pressione rispetto alle tubazioni di mandata). Dai serbatoi di accumulo le condense sono portate ad un elevato livello di pressione mediante pompe multistadio, così da poter essere iniettate all’interno dei generatori, previo reintegro dei volumi di vapore utilizzato “a perdere”. L’interfaccia tra tubazioni di mandata (ad elevata pressione) e tubazioni di raccolta condensa (a pressione atmosferica o in leggera sovrappressione) è presidiata da scaricatori di condensa. Tali dispositivi sono dotati di otturatori la cui apertura periodica (regolata secondo logiche temporizzate o in base alla presenza di un determinato volume di condensa) consente di scaricare la condensa accumulata dalla tubazione di monte a quella di valle.

degasatore atmosfericoDal punto di vista normativo, con l’entrata in vigore (2002) della direttiva europea 97/23/CE (PED) sono state superate in Italia le disposizioni fino ad allora vigenti sui generatori di vapore (R.D. 12 maggio 1927, n.824 e D.M. 21 maggio 1974), secondo le quali l’esercizio di un generatore di vapore diretto esigeva l’obbligo di presenza sulle 24 ore da parte di un conduttore patentato. Attualmente, invece, i generatori di vapore certificati come “insiemi” possono essere commercializzati e messi in servizio alle condizioni fissate dal fabbricante; tali condizioni possono prevedere il funzionamento senza la supervisione continua. Esistono delle norme armonizzate (UNI EN 12953-6 e UNI EN 12952-7) che prevedono gli accessori obbligatori da installare per consentire che il generatore possa essere esercito senza supervisione continua fino a un massimo di 24 oppure oltre le 24 ore.

L’efficientamento degli impianti a vapore esistenti può passare ad esempio per la sostituzione di generatori di vapore indiretti. Centrali termiche realizzate prima dell’entrata in vigore della Direttiva Europea 97/23/CE utilizzano sovente generatori di vapore indiretti (abbinati a caldaie ad olio diatermico) in quanto tale soluzione tecnologica consentiva di aggirare l’obbligo di presenza continua di un conduttore patentato. Venuto meno tale obbligo normativo, la sostituzione dei generatori risulta spesso economicamente giustificata, in quanto la produzione indiretta sconta un grado di efficienza molto inferiore rispetto alla generazione diretta, specialmente se paragonata con i rendimenti (94%) dei moderni generatori dotati di unità di recupero termico dai fumi. Oltre ad una notevole riduzione nell’acquisto del metano a parità di vapore prodotto, il bilancio dell’operazione può contare anche su di un risparmio nei consumi di energia elettrica connessi all’esercizio delle pompe di circolazione, che si rendono necessarie nel caso della generazione indiretta mediante olio diatermico.

Un’altra inefficienza che sovente si riscontra presso impianti a vapore di vecchia concezione, riguarda il sistema di raccolta delle condense. Il processo di scarico della condensa è inevitabilmente associato alla produzione del cosiddetto vapore di flash, legato al processo di ri-evaporazione parziale delle condense liquide per repentino calo di pressione (processo che avviene nella fase di scarico della condensa, per passaggio da un ambiente ad elevata pressione ad un ambiente con pressione inferiore rispetto alla pressione di saturazione). Una parte del vapore di flash ricondensa lungo le tubazioni di ritorno, ma la restante parte, se accumulata presso serbatoi atmosferici, deve essere dissipata mediante sfiato in atmosfera. È questo il tradizionale pennacchio di vapore, un’inefficienza che, oltre ad essere impattante dal punto di vista visivo, può rappresentare tra il 5 e il 10% della potenza termica impiegata in ingresso al processo di generazione di vapore.
Un miglioramento rispetto a tale assetto impiantistico è ottenibile installando un degasatore termofisico. Tale macchinario ha lo scopo principale di rimuovere i gas presenti all’interno dell’acqua di condensa recuperata dalle utenze, prima dell’invio nuovamente in caldaia per la successiva vaporizzazione. Il condensato di ritorno dall’impianto e l’acqua di reintegro demineralizzata sono distribuiti all’interno della cosiddetta torretta di degasazione: tramite un sistema di irrigazione a pioggia il liquido assorbe una parte del calore contenuto dal vapore di flash, condensando quest’ultimo. Ne consegue che la quantità di vapore di flash scaricata in atmosfera per mezzo di una valvola posizionata nel punto più alto della torretta si riduce notevolmente, con conseguente risparmio in acqua di reintegro e in combustibile.

schema vapore

Inoltre, una diminuzione del vapore di flash può essere ottenuta anche attraverso una campagna di monitoraggio mirata a verificare la tenuta degli scaricatori di condensa. Utilizzando uno stetoscopio ultrasonico, un termometro digitale e una macchina termografica a infrarossi è possibile diagnosticare la funzionalità di ogni scaricatore e riscontrare eventuali perdite dal gruppo sede-otturatore.

Dal punto di vista economico gli interventi di efficientamento energetico qui menzionati oltre a generare importanti risparmi nei consumi primari di combustibile possono beneficiare degli incentivi statali riconosciuti nell’ambito del meccanismo dei Titoli di Efficienza Energetica.

Il settore Progettazione di Polo Tecnologico per l’Energia ha maturato competenze nell’ambito degli impianti a vapore ed è in grado di offrire una consulenza completa, dalle diagnosi energetiche preliminari, agli studi di fattibilità, fino alla progettazione esecutiva e direzione lavori degli interventi di efficientamento di impianti a vapore.
Recentemente è stato consegnato il progetto esecutivo per il revamping di una centrale termica a vapore a servizio di un’industria tessile in Trentino, che prevede la sostituzione di un generatore di vapore esistente, l’inserimento di un degasatore termofisico e la modifica dell’intero piping in centrale termica. I lavori saranno realizzati nel mese di agosto 2015.

ALTRE NEWS

CONTATTACI

Polo Tecnologico per l'Energia srl
Via dei Felti, 38
38015 - Lavis TN

Tel. +39 0461 391535
Fax. +39 0461394497

Contattaci via email

GALLERIA IMMAGINI

A breve la nuova galleria immagini PTE...

Scroll to top

Questo sito utilizza cookie, anche di terze parti, per migliorare la tua esperienza e offrire servizi in linea con le tue preferenze. Chiudendo questo banner o navigando le pagine, acconsenti all’uso dei cookie. Se vuoi saperne di più vai alla sezione dedicata