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Sinterizzazione e scambiatori di raffreddamento

23/09/2016

La sinterizzazione è un processo di trattamento termico per la produzione di componenti metallici a partire da polvere di metallo, a temperature estremamente elevate, che trova largo impiego anche in stampa 3D e additive manufacturing, tecnologie altamente innovative grazie alle quali è possibile produrre componenti metallici con massima libertà di design e dalle forme complesse, che sarebbero difficilmente ottenibili con lavorazioni tradizionali.

Nella fattispecie, l’impianto su cui siamo intervenuti è un forno di sinterizzazione a pressione per la produzione di placchette in metallo duro sinterizzato, in funzione di taglienti per utensili per asportazione truciolo per un importante produttore italiano che opera in tutti i principali mercati internazionali. I taglienti subiscono un ulteriore passaggio di lavorazione in forno a pressione a 60 bar, che provvede all’eliminazione di eventuali bolle d’aria, aspetto critico per la durezza e resistenza dei taglienti, date le elevate sollecitazioni e il pesante carico di lavoro in asportazione che devono essere in grado di sopportare.

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Torri evaporative all’Università

16/09/2016

Applicazione interessante di torri evaporative all’Università di Pisa, impiegate per il raffreddamento dei banchi prova del Laboratorio Rotordinamica in funzione nel Centro di Ricerca Meccanica delle turbomacchine dell’ateneo.

L’università, che impiega già altre torri evaporative per provvedere al raffreddamento di altri laboratori, ha di recente installato una nuova torre evaporativa a circuito chiuso, indicata per preservare inalterata la qualità del fluido da raffreddare, escludendo il contatto con l’aria.

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Pasta, cogenerazione ed efficienza

09/09/2016

Nell’industria alimentare sono innumerevoli gli spunti applicativi per recupero di calore e gli interventi di efficienza energetica possibili negli impianti di produzione.

Abbiamo letto di recente online un esempio molto interessante legato alla produzione di pasta, relativo alla cogenerazione introdotta nel ciclo produttivo da Pastaio Maffei, importante produttore di pasta fresca Made in Italy.

L’azienda ha scelto la cogenerazione per proseguire sulla strada degli interventi di efficienza energetica già attuati nei due anni precedenti, che avevano già portato a un complessivo risparmio di 123 ton di emissioni di CO2.

Il pastificio aveva infatti già ottenuto significativi risparmi energetici grazie all’adozione di tre impianti per recupero di calore, recuperato e reimpiegato per la produzione di acqua calda utilizzata nel ciclo produttivo della pasta.
Un primo impianto, nello specifico, effettua il recupero di calore da gruppi frigoriferi, riutilizzando il calore di recupero per il pre-riscaldamento dell’acqua in ingresso agli impianti di pastorizzazione. Qui il risparmio di energia è stato di 30 TEP/anno, equivalenti a 38 ton di CO2 non generata.

Il secondo impianto recupera calore da gruppi frigo e da fumane di vapore del degassatore, impiegato quindi per produrre acqua calda alla temperatura di 80° necessaria in produzione. Il risparmio energetico ottenuto è stato qui di 18 TEP/anno, pari a 23 ton di CO2 non generate.

Infine, il terzo impianto recupera calore dalle fumane del degassatore per riscaldare ulteriormente l’acqua in ingresso agli impianti di pastorizzazione e l’acqua di alimento ai generatori di vapore, con un risparmio di 48 TEP/anno e un abbattimento nelle emissioni di CO2 di 62 ton.

Un ulteriore efficientamento è stato quindi appena conseguito grazie alla cogenerazione, impiegata per produrre energia elettrica e vapore necessari all’impianto di produzione grazie a una turbina oil-free di derivazione aerospaziale. La cogenerazione ha portato a un ulteriore abbattimento di 400 ton di emissioni di Co2 l’anno. Il pastificio è quindi pronto per il futuro a implementare altre ottimizzazioni volte a migliorare l’impatto energetico della produzione della materia prima.

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La regolazione della temperatura nei banchi prova

25/07/2016

La parola banchi prova, richiama immediatamente nella nostra mente immagini di motori ad alte prestazioni, vetture sportive o supercar

Esistono diversi tipi di banchi prova, oltre a questi ovviamente, banchi prova per valvole, per sistemi idraulici, per centrali termiche…in ogni caso parecchi di questi implicano la necessità di dissipare calore, o molto spesso di valutare e regolare in modo molto preciso il livello di energia dissipato, in quanto da questo valore si possono definire i rendimenti dell’apparecchiatura che si sta testando.

Abbiamo sviluppato moltissime applicazioni legate a queste apparecchiature:

tutti opportunamente progettati e realizzati con sistemi di rilevazione e monitoraggio, in modo da fornire feedback esatti sul test che si sta effettuando. I livelli di temperatura ai quali operiamo variano da -30°C fino a +300°C.

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Rigenerazione degli scambiatori a piastre

18/07/2016

Lo sporcamento degli scambiatori a piastre è argomento trattato più volte nei miei articoli, probabilmente perché sono particolarmente sensibile a questa tematica. Si parla spesso di efficienza energetica, di scambio termico efficace e poi mi ritrovo scambiatori a piastre completamente incrostati, al limite dell’intasamento.

Quanto influisce sul rendimento termico l’incrostazione? difficile se non impossibile ricreare modelli di una situazione che presenta tantissime variabili.

Certamente possiamo affermare che il rendimento dell’impianto sul quale sono installati gli scambiatori, ne risente in maniera che non può passare inosservata.

Cosa fare per prevenire queste situazioni?

inserire due manometri, a monte e valle dello scambiatore e monitorare la perdita di carico
inserire due termometri, a monte e valle dello scambiatore e monitorare le temperature
monitorare il proprio processo…

poche cose, ma fondamentali per non ritrovarsi “allo scoperto”…soprattutto l’ultima è un segnale evidente. Se fino a poco tempo prima tutto andava bene e ad un certo punto tutto va male, senza che nessuno abbia manomesso o modificato nulla, qualche cosa deve essere cambiato!!!

Fare sempre le stesse cose significa anche fare sempre gli stessi errori, quindi cambiate modo nel quale analizzate i dati del vostro impianto…oppure consultate il nostro service anche per avere semplici suggerimenti.

La rigenerazione completa di uno scambiatore a piastre ha un costo che può apparire importante, come è importante la quantità di energia sprecata che induce lo stesso scambiatore sporco ed inefficiente

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Materiali compositi e temperature

05/07/2016

La tecnologia dei materiali compositi è in costante e vertiginoso sviluppo.

Possiamo trovare strutture in fibre composite a partire da semplici telai per biciclette, per finire con la realizzazione di intere auto da competizione o ad alte prestazioni, per non parlare dell’aviazione.

Ribadire le peculiarità di queste fibre su questo blog è un esercizio inutile, on line si trovano fonti più specializzate. Sicuramente possiamo affermare che il perfetto controllo della temperatura nei processi di produzione è fondamentale per ottenere le caratteristiche di progetto.

Abbiamo infatti sviluppato delle esecuzioni speciali personalizzate che applicate alle centraline di termoregolazione serie TREG, ci vedono all’avanguardia in questo settore.

Risulta infatti importante mantenere e regolare le temperatura all’interno di un range ben definito, con scostamenti limitatissimi, compensando le variazioni ambientali e di processo molto rapidamente, senza per questo avere scostamenti significativi dal set point impostato.

Thermoregulating unit TREG HE W for hot water

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Scambiatori a fascio tubiero…speciali

22/06/2016

Ultimamente abbiamo realizzato degli scambiatori a fascio particolari.

Si tratta di una applicazione in ambito chimico, per la termostatazione di piccoli reattori da laboratorio. Solitamente per queste applicazioni utilizziamo scambiatori a piastre, in questo caso per via di alcune particolari necessità abbiamo virato su soluzioni a fascio tubiero.

Infatti in un caso specifico, il cliente aveva necessità di far passare il fluido di processo all’interno dello scambiatore, che per implicazioni di resistenza alla corrosione, deve essere necessariamente realizzato in titanio. Al contempo non esistono i presupposti per la funzionale resistenza chimica delle guarnizioni. Le dimensioni dello scambiatore sono talmente ridotte che una soluzione “all welded” sarebbe estremamente costosa, quindi abbiamo realizzato dei piccoli scambiatori a fascio tubiero in titanio.

Analogamente per la sezione di raffreddamento, si dispone di acqua moderatamente fredda, e volendo raggiungere un livello di temperatura simile, nella camicia del reattore, abbiamo realizzato uno scambiatore a fascio tubiero molto particolare, che consenta di ottenere le temperature richieste, nonostante le portate in gioco molto ridotte.

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Scambiatori di calore e pressione

15/06/2016

La pressione di lavoro negli scambiatori di calore è un elemento importante anche se spesso non è determinante ai fini della scelta del tipo di apparecchiatura.

Ci sono delle applicazioni dove invece questo elemento diventa discriminante nella selezione dello scambiatore adeguato alle condizioni di progetto.

Nello specifico vi sono applicazioni dove le pressioni di design sono molto elevate:

impianti di refrigerazione a CO2 (anidride carbonica)
impianti di lubrificazione ad alta pressione
impianti di alimentazione a LPG (gas naturale liquefatto)
impianti ad aria compressa

Questi per citarne solo alcuni che mi vengono in mente in questo momento…e sui quali abbiamo raccolto esperienze.

Per queste applicazioni abbiamo progettato gli scambiatori a piastre saldobrasati della serie TPLATE C, che consentono di resistere a pressioni molto elevate.

In ogni caso oltre alla pressione di lavoro è molto importante valutare le eventuali variazioni di pressione e la loro frequenza, che potrebbero generare fenomeni di risonanza ai quali lo scambiatore potrebbe non reggere.

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Termoregolazione in campo farmaceutico

07/06/2016

In ambito farmaceutico e chimico sono molteplici le utenze che richiedono una regolazione della temperatura corretta e puntuale.

Solitamente in queste applicazioni è necessaria una costruzione speciale, con sistemi di regolazione che siano flessibili e adeguatamente controllabili da parte del cliente.

Soprattutto in ambito farmaceutico è richiesta la massima adattabilità del sistema alle varie esigenze di produzione, che possono variare parecchio rispetto alle necessità che erano sorte in fase di progettazione.

In fase di progetto si opera in modo da ottenere un ampio range di regolazione della temperatura sulle utenze, ampliando i limiti anche oltre le iniziali richieste dei clienti, impiegando spesso materiali e componenti che diversamente non troverebbero giustificazione.

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Cogenerazione ad alto rendimento in Italia

03/06/2016

Cogenerazione ad alto rendimento (CAR) e teleriscaldamento efficiente (TLR) hanno un notevole potenziale di crescita in Italia, soprattutto nel settore industriale, stando al rapporto del GSE presentato nel 2016 in risposta alla direttiva UE sulla efficienza energetica del 2012.

Il GSE stima un potenziale di sviluppo della cogenerazione CAR in Italia pari a 3.320 ktep, con un incremento di 1.236 ktep nei settori industriale (740 ktep) e terziario (496 ktep). Il potenziale sviluppo del TLR sarebbe invece pari a 1.161 ktep, con un incremento di 359 ktep rispetto al calore erogato nel 2013 da TLR (802 ktep), dei quali 115 ktep come calore prodotto da sfruttamento delle biomasse e 49 ktep da termovalorizzazione dei rifiuti.

Installato
Nel 2013, il totale degli impianti CAR installati in Italia era di 1.025 unità, per una capacità elettrica di 13,1 GW, e produzione elettrica e termica in cogenerazione ad alto rendimento di 26,1 TWhe e 31,3 TWht.
Il settore industriale ha consumato il 76% del calore prodotto tramite CAR, con raffinerie e industria della ceramica e del vetro tra i settori industriali a maggior consumo di energia termica, seguiti da siderurgia, chimico e petrolchimico.
Il restante 24% impiegato da residenziale e terziario è stato veicolato per lo più da infrastrutture di teleriscaldamento.

Rapporto GSE su potenziale in Italia per cogenerazione CAR e teleriscaldamento

Potenziale sviluppo
A trainare lo sviluppo di impianti CAR negli ultimi anni è stato quindi il settore industriale: nel 2013, erano 283 le unità installate, per una potenza elettrica installata di 8,77 GWe cui corrisponde una potenza termica ed elettrica cogenerata rispettivamente di 23,3 TWht e 18,3 TWe.
L’ulteriore potenziale di sviluppo incrementale di energia termica ed elettrica da CAR varia quindi a seconda dei settori industriali: stimato rispettivamente in 8,6 TWht e 6,3 TWhe, e in termini di capacità di circa 0,9 GWe e 2 GWt, è concentrato nel settore alimentare, nella fabbricazione di materiali da costruzione, industrie ceramiche soprattutto, nei settori chimico e petrolchimico e nel settore tessile, soprattutto concerie.

In appendice al documento, anche incentivi attualmente disponibili per cogenerazione e teleriscaldamento CAR e TLR.

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