Influenza delle variazioni di carico sulla vita degli impianti termoelettrici

L’effetto congiunto della liberalizzazione del mercato elettrico e della forte crescita delle installazioni di impianti alimentati a fonti rinnovabili ha introdotto radicali cambiamenti nelle modalità di gestione delle unità di generazione dell’energia. Ciò ha spinto i gestori degli impianti termoelettrici a vapore e a ciclo combinato a sviluppare metodologie di gestione flessibile caratterizzate da entrate in esercizio in tempi brevi e concentrate nelle ore di massima richiesta di energia al fine di massimizzare la remunerazione del kWh prodotto. Tali strategie di gestione non consentono però di mantenere sotto controllo né i costi di manutenzione né l’usura né tanto meno le quantità di sostanze inquinanti prodotte. Inoltre, trascurano l’aspetto di salvaguardia della vita utile dell’impianto, mentre mirano alla massimizzazione del ritorno economico sul breve periodo. In questo articolo viene proposta una procedura volta a valutare i costi aggiuntivi derivanti dal funzionamento flessibile e ad assistere gli operatori di centrale nella gestione della produzione e nella programmazione delle manutenzioni. La metodologia, basata sulla storia di carico dell’impianto, stima la vita residua dei componenti più critici, considerando gli effetti di creep e della fatica termo meccanica. Strumento fondamentale su cui si basa la procedura è il software di simulazione, attraverso cui si costruisce il modello del componente/impianto, si valutano le variazioni dei principali parametri termodinamici durante i transitori e, dopo l’elaborazione dei risultati, si procede alla stima delle sollecitazioni derivanti dal creep e dalla fatica termo meccanica. In questo lavoro si presenta il modello di una centrale a ciclo combinato ad un livello di pressione, si studia il comportamento del sistema durante le modulazioni di potenza anche al variare della rapidità con cui esse avvengono. Fatto ciò si calcolano le sollecitazioni nei componenti critici e si valuta il loro impatto sulla vita utile del componente e dell’impianto.