Caratterizzazione di un impianto con turbina a gas alimentato a metano in condizioni di stabilita', analisi di instabilita' e realizzazione impianto.

La direttiva Europea IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control Directive for Best Available Technologies) auspica l’introduzione di severi e restrittivi limiti per le emissioni di NOx, CO e UHC, nel tentativo di limitare i devastanti effetti sull’ambiente connessi con la sempre crescente produzione di potenza. Quest’ultima, per molte ragioni, è in maniera crescente affidata agli impianti a ciclo combinato gas-vapore, anche e soprattutto grazie alle notevoli prospettive di risparmio energetico conseguibili con la diffusione su vasta scala di questo tipo di tecnologia. Lo sviluppo e l’assestamento delle moderne tecnologie DLN rappresenta un obiettivo sensibile e di valore nel quadro programmatico di ricerca nazionale ed internazionale mirata alla riduzione delle emissioni inquinanti da turbine a gas. Tuttavia la tecnologia dei combustori DLN risulta in possesso dei pochissimi costruttori di GT per uso industriale ed aeronautico ed è solo parzialmente aperta alla comunità scientifica. L’obiettivo principale del programma di ricerca è lo studio di tecnologie di combustione in turbine ad alta efficienza e basso impatto ambientale per impianti di cogenerazione. Descrizione delle attività e degli obiettivi previsti: Le attività di ricerca sono riassunte nei pacchetti di lavoro denominati WP1.1.b e WP1.1.c del progetto, denominati Caratterizzazione Impianto nelle Condizioni di Stabilità, e Analisi di Instabilità, rispettivamente. Il DIME fornirà anche un supporto alle attività connesse con il WP1.1.a Realizzazione Impianto, mettendo a disposizione del gruppo la propria consolidata esperienza nel settore della sperimentazione di turbine a gas. L'attività di caratterizzazione dell'impianto (WP1.1.b e WP1.1.c) prevede la determinazione delle caratteristiche di funzionamento della macchina (punto WP1.1.a) in condizioni nominali e di fuori progetto, e la costruzione delle relative curve di prestazione. Verrà individuato il dominio di funzionamento stabile applicando un consolidato criterio di stabilità. Si procederà inoltre alla identificazione di zone di instabilità in relazione a condizioni di carico parziale. Tali attività prevedono la realizzazione ed installazione sulla macchina al punto WP1.1.a di un sistema di acquisizione per la misura steady state dei principali parametri operativi (pressione, temperatura, portata massica) e per l’acquisizione ad alta velocità di pressione e rumore. Risultati attesi I risultati attesi sono costituiti dall'insieme delle informazioni tecniche di dettaglio ricavabili per via sperimentale dall'analisi delle condizioni di funzionamento a carico nominale e parziale dell'impianto motore. I risultati delle analisi sperimentali in termini di parametri globali e puntuali di prestazioni verranno assemblati in un database, ed utilizzabile per lo sviluppo dei nuovi concetti nella seconda parte del progetto. Le serie temporali dei segnali di pressione saranno raccolti nel dominio operativo, per l’eventuale sviluppo di sistemi di controllo attivo nella logica di sistemi di retroazione. Sinteticamente: a) mappa di funzionamento stabile ed identificazione delle zone di instabilità a carico parziale; b) sistema di misura, installato sulla macchina, di un sistema di acquisizione per la misura steady state dei principali parametri operativi (pressione, temperatura, portata massica) e per l’acquisizione ad alta velocità di pressione e rumore.