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Titolo: Recupero energetico nei salti di press. del metano

Una mia amica tesista mi ha posto un quesito sul quale vorrei il vostro 
parere.
E' possibile secondo voi sostituire un riduttore di pressione che 
permette la laminazione del metano presso un impianto di stoccaggio con 
una turbina per ricavarne energia? Esiste una macchina idonea al caso?
La turbina non deve bruciare il metano ma solo espanderlo.
I dati sono i seguenti:
Gas metano con densità 30 kg/mq
portata media: 5500 mq/h
portata max: 2500 mq/h
pressione ingresso: 45 bar
pressione uscita: 4.5 bar
temperatura ingresso: 15 °C
temperatura uscita: 10 °C
La cabina in questione lavora 24h al giorno, tutti i giorni per 9 mesi 
l'anno.
Da un bilancio energetico risulta che si potrebbe recuperare 392 kW di 
potenza e + di 2.5 Mwh l'anno di energia ( i conti non li ho fatti io e 
non li ho verificati). Io ho dei forti dubbi sulla fattibilità della 
cosa considerando i rischi e le problematiche legate alla sicurezza.
C'è qualcuno che sa dirmi di più? 
Grazie anticipatamente
Inviato da 
www.mynewsgate.net

 una turbina per ricavarne energia? Esiste una macchina idonea al caso?
(Premesso che č tardi e potrei dire fesserie da troppo sonno!) La
laminazione č una trasformazione isoentalpica mentre se lo espandi per
ottenere lavoro devi far compiere al metano un salto entalpico! Sono due
cose diverse.

 cose diverse.
Verissimo. 
Comunque mi sono documentato, la macchina adatta allo scopo esiste e si 
chiama turboespansore. C'è qualche impianto qua e là di cui uno in 
Emilia, gestito dall'HERA (società distributrice di gas ed elettricità). 
Inviato da 
www.mynewsgate.net

Se sottrai lavoro all'espansione del metano allora lo dovrai bilanciare con
elergia, infatti nella laminazione di un gas si ottiene il gas espanso a
piu' bassa temperatura. Per questo fattore nelle cabine d'espansione
esistono caldaiette che riportano la temperatura ad un livello accettabile
per la distribuzione. Se dal processo d'espansione (ricordando il principio
che nulla si crea e nulla si distrugge) tu vai a ricavarne del lavoro (con
la turbina) allora avrai un gas con teperatura ancora piu' bassa (vedi il
bilancio energetico). Quindi non e' energia "gratis". Comunque se ricavi
energia meccanica da un'espansione a discapito di quella termica sicuramente
ne hai un valore aggiunto.

 chiama turboespansore.
Turbo espansore è un altro modo per chiamare la turbina. Con una turbina non
lamini il gas ma gli fai compiere un salto entalpico! Sono cose ESTREMAMENTE
diverse!
Se devi far espandere un gas perchè ti serve un gas espanso allora conviene
espanderlo in turbina ma in generale non si possono sostituire le valvole di
laminazione con turboespansori.
Esempio1 -Nel tuo frigorifero c'è una valvola di laminazione che serve a far
compiere al fluido termovettore un salto di pressione isoentalpicamente. Se
tu lo sostituissi con una turbina non funzionerebbe piu nulla (intendo come
effetto utile!)
Esempio2 - Le gigantesche navi metaniere per motivi di trasporto devono
liquefare il metano (che essendo un gas non solo necessita di alte pressioni
ma anche di basse temperature per scendere al di sotto della temperatura
critica per poter essere liquefatto). All'arrivo il gas deve essere
riespanso per essere immesso nei metanodotti e questa espansione viene fatta
un una turbina per ricavarne energia elettrica ma qui l'effetto che si
voleva ottenere era la rigassificazione del metano.
Spero di essere stato sufficientemente chiaro
K

 

Sei stato chiarissimo. Sta di fatto che il turboespansore per il recupero di 
energia dall'espansione del metano esiste. In Italia esistono pochi impianti 
del genere. I seguenti link possono essere utili:
http://www.aps-online.it/pagineint/energia/turboespansore.htm
http://www.gruppohera.it/ravenna/servizi/turbo.asp
Inviato da 
www.mynewsgate.net

...

Io direi che il fatto di ricavarci energia é possibile, ma il fatto
che tale cosa possa essere economicamente conveniente no.
Spiego:
ci metti una turbina, la quale sfrutta il salto entalpico.
Ora a spanne (non ho voglia di fare calcoli) le turbine sfruttano il
salto entalpico del fluido di lavoro. parametri utili
portata/temperatura e pressione . Ora (mi stô rifacendo alle turbine a
vapore ma qui si parla di metano) mi sembra che sia soprattutto la
"temperatura" che dava il vero salto entalpico da sfruttare.
Qui si parla di portate di laminazione grosse e discrete pressioni 
ma salto di temperatura nullo.
Quindi 
considerato il salto entalpico non troppo elevato (a spanne)
il fatto "importante" che il fluido di lavoro é metano (si incendia
facilmente e sono cazzi)
il fatto che le pale della turbina (quindi la turbina) dovrebbero
essere studiate appositamente per codesta appicazione per avere un
rendimento decente
se ne deduce che si avrebbe un impianto costoso, che produce pochino e
soprattutto pericoloso (io metano a centrifugare in una turbina non lo
metterei!)
Questo a spanne, stô anche pensando ad altre cose ma non ho voglia di
tirarle in ballo perché queste bastano ed avanzano.
Comuque é un tema classico il tuo, ovvero lo sfruttamento di fonti
"alternative" dove esiste un delta-energia
spesso é difficile ed antieconomico (o pericoloso come in questo
caso).
Ciao

 "temperatura" che dava il vero salto entalpico da sfruttare.
Esatto! Devi tenere conto pero' che l'entalpia in questo caso e' quella
totale e quindi in linea di principio:
Lavoro albero = Htotuscita- Htotentrata e' la quantita' di lavoro estraibile
dal fluido.
Ciao
Blu
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/