La centrale di cogenerazione della cartiera di Ovaro ha una capacità produttiva di 7,4 MW elettrici e una capacità di recupero termico pari a 25 tonnellate all’ora di vapore. Lo stabilimento di Ovaro, parte di RDM Group, ha una capacità produttiva annua di circa 110.000 tonnellate di cartoncino, di varie grammature e per diversi impieghi finali.
L’esecuzione dei lavori è stata affidata alla società di Verbania Mercurio Srl che ha avuto il compito di progettare e fornire la centrale di cogenerazione in qualità di “main contractor”. L’obiettivo principale di RDM è stato quello di massimizzare l’efficienza dell’impianto al fine di ridurre le emissioni di anidride carbonica e ridurre gli inquinanti emessi in atmosfera a livelli ben inferiori ai limiti di normativa, ottimizzando i costi di approvvigionamento energetico.
A tal fine i progettisti di Mercurio, congiuntamente alla Direzione Energia del gruppo e ai responsabili tecnici della cartiera, hanno sviluppato attraverso varie analisi di simulazione, diverse alternative di configurazione impiantistica.
La soluzione definitiva consiste nell’installazione di un turbogeneratore Kawasaki GPB80D della potenza nominale ISO di 7,8 MWe e da una caldaia a recupero da 25 t/h di vapore saturo a 10 bar, dotata di uno scambiatore finale condensante per la produzione di acqua calda destinata alle utenze di cartiera.
La caldaia a recupero è dotata di un sistema di postcombustione in grado di aumentare la produzione di vapore da 17 t/h (recuperabili dai soli gas di scarico del turbogas) alle 25 t/h per cui è dimensionata. Inoltre, la caldaia a recupero è in grado di produrre 25 t/h di vapore in caso di indisponibilità dei fumi dal turbogas anche in modalità “fresh air” attraverso un sistema di immissione aria comburente diretta e bruciatori che fungono da completo back-up termico del sito.
L’adozione della caldaia a recupero dotata di post-combustione e dello scambiatore condensante permette di ottenere un elevato rendimento di ciclo, valutato in condizioni standard oltre il 96,5% (rendimento termo-elettrico di primo principio), anche in condizioni di esercizio reali particolarmente gravose, in quanto la cartiera si trova a quota 550 mt sul livello del mare e con domanda termica abbastanza variabile nel corso della giornata lavorativa tipica.
Grazie alle ottimizzazioni apportate dai tecnici della cartiera, è stato possibile anche preriscaldare l’acqua della preparazione impasti attinta dai pozzi artesiani di circa 10 °C. Questo accorgimento ha inoltre consentito di ridurre la temperatura dei fumi emessi della caldaia a recupero fino a circa 40 °C, contestualmente riducendo il consumo di vapore al processo di circa il 5%.
Il fenomeno della corrosione acida è stato risolto adottando materiali specifici sia per lo scambiatore finale sia per il camino della caldaia, realizzati per la maggior parte in acciaio inossidabile.
I vantaggi della cogenerazione
L’impianto di cogenerazione di Ovaro, se paragonato ad un acquisto separato di energia elettrica da rete e di gas naturale per la produzione di vapore, consente un taglio delle emissioni di anidride carbonica di oltre il 30%, ovvero circa 24.000 t/anno.
L’affidabilità del sistema turbinacaldaia a recupero, nel primo periodo di esercizio continuativo è risultata estremamente elevata, raggiungendo valori superiori al 99% e garantendo alla cartiera di poter operare anche in caso di mancata disponibilità della rete pubblica.
L’assetto impiantistico adottato consente l’esercizio “in isola”, ovvero in separazione elettrica dalla rete pubblica e quindi può operare in ogni condizione ambientale, evitando discontinuità nella produzione dovute a disservizi della rete elettrica. Qualora della turbina a gas fosse indisponibile il sistema “fresh air”, di cui è dotata la caldaia a recupero, interviene automaticamente per garantire la fornitura di vapore senza fermate o riassetti operativi.
L’operazione transitoria avviene senza interruzione di erogazione del vapore, garantendo continuità alla cartiera ed evitando fermate inattese del ciclo produttivo.
La piattaforma software Re-Connect
A seguito della particolare attenzione del gruppo per l’efficienza energetica, al contenimento delle emissioni di CO2 e alla ottimizzazione dei costi di produzione, Mercurio è stata incaricata di sviluppare una piattaforma software allo scopo di ottimizzare il carico di esercizio dell’impianto in base ai valori di mercato del gas naturale e soprattutto in base alle oscillazioni di prezzo dell’energia elettrica.
Il software, sviluppato per Mercurio dalla collegata Re-ef, si basa sulla piattaforma proprietaria “Re-Connect” ed è in grado di acquisire in tempo reale i parametri di impianto e i parametri di mercato elettrico e gas e di determinare il set point operativo dell’impianto in modo da ottimizzarne consumi ed efficienza economica dell’esercizio.
Ogni “pacchetto di dati” che viene acquisito dall’impianto viene caricato nel database di gestione dove rimane sempre disponibile ad interrogazione e storicizzazione, anche per confronto pluriennale ed esame incrociato con i risultati prodotti dal simulatore di impianto. II software è in grado di interagire direttamente col sistema di controllo degli impianti e di rendere automatica la modulazione del carico in funzione dell’ottimizzazione richiesta.
Grazie a strumenti di simulazione completamente configurabili, Re-Connect consente inoltre di simulare andamenti previsionali (Next24) e di fornire scenari di valutazione in forma di reportistica automatica.
MERCURIO, UNA REALTÀ DI SUCCESSO
Mercurio nasce nel 2014 come società di ingegneria specializzata in ambito energetico e nel 2016 diventa partner ufficiale di Kawasaki Gas Turbine Europe GmbH. A seguito dei primi successi nel 2017, sono seguite molte opportunità che si sono via via concretizzate.
La sua formula vincente è stata quella di essere stata in grado di proporre ai potenziali clienti, non semplicemente un prodotto di qualità di cui Kawasaki è espressione, ma anche e soprattutto soluzioni impiantistiche che massimizzino efficienza e risultati economici derivanti dalle soluzioni proposte.
Negli ultimi sei anni Mercurio ha acquisito e realizzato 25 impianti con una capacità complessiva installata di oltre 150 MW elettrici. Anche grazie ai successi conseguiti, Kawasaki Heavy Industries ltd ha deciso di entrare nel capitale azionario di Mercurio rafforzando il rapporto in essere.
Oggi Mercurio è in grado di offrire impianti completi chiavi in mano, servizi di ingegneria per lo sviluppo delle autorizzazioni ambientali, servizi di manutenzione full service e, in caso di richiesta, la gestione operativa degli impianti.
