La nuova centrale di Colleferro, a livello tecnologico, è costituita da un ciclo combinato cogenerativo per la produzione di energia elettrica e termica.
Il nuovo impianto è dimensionato per soddisfare completamente il fabbisogno dell’utenza termica ed elettrica del comprensorio. Il surplus di produzione elettrica è immesso sulla rete nazionale, mentre il vapore prodotto, tramite un anello di distribuzione, alimenta le varie utenze presenti nel comprensorio.
I componenti principali dell’impianto sono:
-
la Turbina a Gas (TG);
-
il Generatore di Vapore a Recupero (GRV);
-
la Turbina a Vapore (TV).
È inoltre prevista una caldaia ausiliaria utilizzata, sia per la fase di avviamento che per i periodi di fermata del gruppo turbogas.
La Turbina a Gas (TG), alimentata a gas naturale, è il cuore della produzione elettrica. Di costruzione GE tipo LM 2500+G4, ha una potenza lorda massima di 33 MWe (condizioni ISO) ed è dotata di camera filtri per l’aria, di sistemi di raffreddamento e riscaldamento aria, di un sistema di alimentazione gas naturale, di combustore e alternatore per la generazione di energia elettrica. Per quanto riguarda le emissioni di ossidi di azoto, la turbina ha un sistema di combustione DLE (Dry-Low Emissions) basato su un processo a due stadi con premiscelazione, che consente di raggiungere bassi picchi di temperatura e quindi di ridurre la formazione di inquinanti quali NOx e CO. C’è anche un ulteriore sistema di abbattimento delle emissioni di tipo SCR (Selective Catalytic Reduction).
I fumi combusti di scarico della turbina a gas sono convogliati e alimentati a un Generatore di Vapore a Recupero termico (GVR) che produce vapore a due livelli di pressione: Alta Pressione (AP) a circa 60 bar e 470°C con portata media di 39 t/h, e Bassa Pressione (BP) a circa 6 bar e 210°C con portata media di 8 t/h.
Tutto il vapore di AP prodotto viene alimentato alla Turbina a Vapore (TV): questa è costituita da due sezioni, una di alta e una di bassa pressione, ed è realizzata per effettuare uno spillamento e una derivazione intermedia di vapore da inviare alle utenze termiche, che ricevono una portata variabile durante l’anno. L’ingresso della sezione di alta pressione è dimensionato per una portata nominale di 38 t/h a 60 bar e 470°C, e, in base alla portata di vapore elaborata, la turbina è in grado di erogare al massimo circa 10 MWe di potenza.
Tramite i sistemi di spillamento e derivazione della turbina a vapore, parte del vapore prodotto dalla caldaia a recupero viene ceduto alle utenze del comprensorio per usi di processo. Il vapore può essere conferito a due livelli di pressione: 20 bar oppure a 6 bar, in base alle esigenze. Il vapore residuo in uscita dalla turbina a vapore, a valle dell’espansione, è condensato con un condensatore ad acqua accoppiato a una torre evaporativa a 4 celle dotata di ventilatore interno. La centrale presenta anche un impianto per la produzione di acqua demineralizzata, da alimentare al ciclo a termico.
L’impianto è pensato per funzionare in due principali assetti cogenerativi e in entrambi i casi la turbina a gas è sempre in funzione a pieno regime.
-
Assetto cogenerativo con vapore a 20 bar. In questa configurazione l’utenza riceve vapore alla pressione di circa 20 bar e a una temperatura di 250°C. Il vapore di alta pressione, dopo una prima espansione, viene spillato in quantità necessaria alle richieste delle utenze, mentre la restante parte continua l’espansione. Il vapore rimanente si miscela con la portata di vapore generato nella sezione di bassa pressione della caldaia a recupero e completa l’espansione generando ulteriore energia elettrica.
-
Assetto cogenerativo con vapore a 6 bar. In questa configurazione l’utenza riceve vapore alla pressione di circa 6 bar e a una temperatura di 210°C. Il vapore espande fino alla pressione necessaria all’utenza termica: questa viene soddisfatta tramite l’utilizzo di una valvola bidirezionale che regola la portata da spillare e da miscelare a quella prodotta dal Generatore di Vapore a recupero termico (GVR).
Questi due assetti cogenerativi rappresentano le due configurazioni principali dell’impianto. Tuttavia, una serie di valvole di regolazione poste sul sistema di piping e la presenza della caldaia ausiliaria rendono l’impianto estremamente flessibile.
Per garantire un’alta affidabilità dei servizi di fornitura di energia elettrica e termica al Comprensorio, è stata predisposta una Caldaia Ausiliaria di tipo tradizionale, che entra in esercizio nel caso di fermata del gruppo turbogas. La Caldaia può produrre una portata massima di 30 t/h di vapore surriscaldato alle condizioni di circa 30 bar e 450°C: è quindi in grado di soddisfare direttamente l’utenza termica, o in alternativa di alimentare la turbina a vapore in modo da produrre contemporaneamente energia elettrica, fino ad una massimo di 3 MWe, ed energia termica (vapore).
La configurazione impiantistica dona alla Centrale eccellenti caratteristiche di flessibilità e affidabilità, necessarie per il sostentamento energetico del comprensorio di Colleferro. In particolare:
-
la turbina a gas e quella a vapore sono calettate su due alberi differenti, in modo da permettere una produzione elettrica disaccoppiata in caso di fermo di uno dei due gruppi;
-
la turbina a vapore è munita di un sistema completo di by-pass per la sezione ad alta e bassa pressione che, durante le situazioni di fermo della turbina a vapore, permette al vapore prodotto dalla caldaia a recupero di essere alimentato direttamente all’utenza;
-
la caldaia ausiliaria genera il vapore necessario per l’utenza termica nel caso in cui si verifichi la fermata della turbina a gas;
-
il fabbisogno elettrico può essere coperto tramite l’allacciamento alla rete di trasmissione nazionale.
