Sistema chiavi in mano dell’acqua di raffreddamento Sulzer per la centrale elettrica CCGT

17.08.2020
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Inaugurata nel 2016, la centrale elettrica a turbina a gas a ciclo combinato (CCGT) di EDF Energy a Bouchain, nel nord della Francia, si è già guadagnata un posto nei libri dei record.
Sistema chiavi in mano dell’acqua di raffreddamento Sulzer per la centrale elettrica CCGT

La centrale elettrica a turbina a gas a ciclo combinato (CCGT) di EDF Energy a Bouchain, nel nord della Francia, è una delle più efficienti al mondo, raggiungendo un livello di efficienza complessiva del 62,22%. (Fonte immagine: Sulzer, Ltd.)

La centrale da 605 MW è una delle più efficienti al mondo, raggiungendo un livello di efficienza complessiva del 62,22%. Bouchain sta anche giocando un ruolo importante nella transizione energetica del paese, sostituendo una vecchia centrale elettrica a carbone fornendo al contempo una fonte di energia affidabile e flessibile.

L'impianto di Bouchain può aumentare la sua potenza da zero a piena potenza in soli 30 minuti e, poiché la domanda diminuisce, le sue turbine possono ridurre la loro produzione fino al 40 percento pur rispettando le rigorose normative sulle emissioni. Per raggiungere i suoi livelli di prestazioni ai vertici della categoria, l'impianto utilizza una serie di tecnologie avanzate ed EDF ha collaborato con i principali fornitori di tecnologia di tutto il mondo per progettare e costruire la centrale elettrica. Uno di questi partner era Sulzer, leader mondiale nella fornitura di soluzioni di pompaggio.

Gli impianti CCGT come Bouchain gestiscono coppie di turbine che lavorano insieme. La combustione del gas naturale fa girare la turbina a gas, che aziona il generatore; i gas di scarico caldi vengono utilizzati per creare vapore ad alta pressione che alimenta la turbina a vapore, anch'essa collegata al generatore. Il vapore di scarico viene quindi condensato e raffreddato pronto per il riutilizzo.

Progettazione e consegna del sistema
Sulzer è stato incaricato di fornire la progettazione e la produzione dell'installazione della pompa per il condensatore che costituisce parte integrante del processo di recupero del vapore. Due grandi pompe verticali fanno circolare l'acqua fredda tra il condensatore e le torri di raffreddamento dell'impianto, muovendo circa 32.000 metri cubi di acqua all'ora quando l'impianto funziona a pieno carico.

Lo scopo del lavoro di Sulzer a Bouchain andava ben oltre la semplice fornitura delle pompe stesse. Forte della sua vasta esperienza in installazioni simili in altre parti del mondo, l'azienda si è aggiudicata un progetto chiavi in mano per il sistema di circolazione. Ciò includeva la progettazione della presa di aspirazione in cui sono installate le pompe e le strategie di controllo utilizzate per garantire prestazioni ottimali in ogni fase del funzionamento dell'impianto, dall'avvio allo spegnimento.

La collaborazione di Sulzer con EDF è iniziata molto presto nel progetto, durante la fase di ideazione e progettazione. Esperti Sulzer di Francia e Svizzera hanno lavorato per proporre una soluzione che soddisfacesse i requisiti tecnici di EDF, quindi ha condotto una serie di studi dettagliati per creare una soluzione ottimale che avrebbe ottenuto la migliore combinazione di prezzo, prestazioni e affidabilità. Quel lavoro ha comportato analisi termiche avanzate e simulazioni di flusso utilizzando il software di fluidodinamica computazionale (CFD) per costruire un quadro completo delle prestazioni del sistema di raffreddamento.

Le pompe selezionate per l'impianto di Bouchain sono due delle ultime generazioni di Sulzer di pompe per acqua a circolazione verticale ad alta efficienza; un design collaudato che è stato ottimizzato per adattarsi perfettamente ai requisiti tecnici dell'installazione. Ogni pompa assorbe circa 1,3 MW di potenza e durante il normale funzionamento funzionano in parallelo per fornire la capacità di raffreddamento richiesta. Sono state installate due pompe con capacità del 50% per migliorare la resilienza del sistema di raffreddamento; se una pompa deve essere messa fuori servizio per manutenzione, la centrale può continuare a funzionare fino a quando la pompa non è di nuovo in servizio.

Monitoraggio dei dati della pompa
Una volta concordata la progettazione delle pompe e dei relativi sistemi di controllo e monitoraggio, le due unità sono state prodotte nello stabilimento di produzione di Sulzer in Francia. Le specifiche di EDF per le pompe includevano l'installazione di un'ampia strumentazione e attrezzature per la raccolta dei dati per monitorare le temperature e i livelli di vibrazione nei cuscinetti della pompa e altri componenti chiave durante il funzionamento. Entrambe le pompe sono state inoltre sottoposte a test approfonditi in fabbrica prima della loro installazione nello stabilimento.

Il coinvolgimento di Sulzer nel progetto Bouchain continua fino ad oggi, quattro anni dopo la messa in servizio con successo del sistema di raffreddamento. L'azienda continua a monitorare le prestazioni delle pompe in servizio e lavora a stretto contatto con i team operativi e di manutenzione di EDF presso il sito per garantire prestazioni ottimali e consigliare le strategie di manutenzione più appropriate per questi importanti elementi dell'attrezzatura.

“Quando lavoriamo con EDF, sappiamo che ci si aspetta che ci atteniamo a specifiche esigenti. Sulzer può soddisfarli e offrire una soluzione completa e specifica a EDF ", afferma Nicolas Amalric, responsabile della progettazione meccanica presso Sulzer Pumps France, che era il responsabile tecnico del progetto della pompa Bouchain. "È un vero sentimento di orgoglio far parte di un progetto come questo, sapendo che è uno dei più efficienti dal punto di vista energetico al mondo."

“Siamo molto soddisfatti dell'affidabilità delle pompe e del loro comportamento meccanico, che monitoriamo regolarmente attraverso l'analisi delle vibrazioni. Le prestazioni sono sempre stabili ed esattamente quelle che ci si aspetta ", afferma Phillippe Lambin, responsabile del reparto manutenzione di EDF presso Bouchain CCGT. “Sulzer ci ha sempre supportato con la sua esperienza di ingegneria e manutenzione. Sono sempre presenti per aiutarci a mantenere i livelli di prestazioni e qualità essenziali per la generazione di elettricità ".

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