Una turbina a vapore per riscaldare Piacenza

Tra il 2019 ed il 2021 Cogenera ha progettato la nuova centrale di teleriscaldamento in cogenerazione di Piacenza, costruita da Siram per conto di Iren Ambiente ed Iren Energia.

La centrale si trova all’interno del termovalorizzatore cittadino e integra l’impianto di produzione elettrica esistente. L’obiettivo è quello di deviare parte del vapore prodotto dalle due linee di termovalorizzazione dalla esistente turbina a condensazione ad una nuova turbina a contropressione, il cui scarico alimenterà uno scambiatore di calore dedicato al riscaldamento dell’acqua del circuito di teleriscaldamento. È stato inoltre realizzato un nuovo circuito di recupero termico dai fumi sui camini esistenti.

L’intervento non ha portato dunque ad un incremento di potenza termica totale introdotta nell’impianto.

Cuore dell’impianto è la turbina a contropressione, fornita da De Pretto Industrie, in grado di processare il vapore a 39 bar surriscaldato a 400°C in arrivo dal termovalorizzatore per produrre fino a 4,5 MW elettrici. In coda, lo scambiatore da 20 MW condensa il vapore a bassa pressione in uscita dalla turbina per alimentare il teleriscaldamento.

Un secondo scambiatore da 1,8 MW alimenta la rete in estate, sfruttando il calore di recupero dai fumi di combustione del termovalorizzatore. I due scambiatori possono essere eserciti anche in parallelo.

La progettazione è stata sviluppata ad un livello di dettaglio costruttivo ed ha riguardato le opere termo-meccaniche, elettriche e strumentali dell’impianto. Sono stati inoltre condotte una serie di simulazioni di esercizio a diversi regimi per poter prevedere gli scenari di funzionamento dell’impianto, inevitabilmente influenzati dal termovalorizzatore a monte e dalla rete di teleriscaldamento a valle.

Ad un anno dalla messa in esercizio siamo stati invitati da Iren a visionare i report di funzionamento dell’impianto e abbiamo potuto constatare che lo stesso soddisfa appieno le sfidanti aspettative della Committenza e che le simulazioni condotte in fase di progetto sono risultate attendibili.

L’impianto è in grado di passare dal regime di minimo tecnico di energia ceduta al teleriscaldamento (circa 5 MW) al massimo funzionamento (20 MW) in un tempo di soli 10 minuti con una variazione della temperatura di mandata contenuta al massimo entro 3°C, come si vede dal grafico relativo ai testi di fine collaudo.

La linea verde rappresenta la potenza ceduta, la linea arancione la portata lato rete, le linee azzurra e rosa le temperature di mandata e ritorno della rete.

Per la prima stagione termica, contando i fisiologici periodi di fermo dovuti al commissioning ed al perfezionamento delle logiche di gestione, l’impianto ha prodotto circa 26’000 MWh di energia termica e 4’200 MWh di energia elettrica.

La stagione estiva è stata invece superata alimentando la rete con il solo scambiatore di recupero dai fumi e integrando con un’altra centrale a metano solamente nei periodi di fermo impianto di Piacenza.

Il grafico riporta l’andamento delle energie immesse in rete nell’anno solare 2022.

Risulta evidente come l’energia prodotta dal nuovo impianto copre una grande fetta del fabbisogno di rete. Le integrazioni con le caldaie a gas e con energia di recupero dalla centrale termoelettrica di a2a sono molto limitate.

Per quanto riguarda la produzione elettrica nel 2022 la suddivisione mensile è rappresentata nel seguente grafico.

È stato molto interessante condividere con il Cliente finale i risultati delle prove di collaudo e di esercizio per un impianto particolarmente complesso e ricevere indicazioni e suggerimenti per migliorare gli approcci progettuali per eventuali future realizzazioni similari. Ringraziamo in tal senso ing. Genitoni Stefano per la sua disponibilità.