Ottimizzazione del recupero energetico dal canale fumi di un impianto di produzione di vetro piano

Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica

Il processo produttivo di vetri piani è un processo industriale particolarmente energivoro in cui un forno a rigenerazione è utilizzato per la fusione in continuo del vetro. L’enorme dispendio energetico rende necessario oltre ad un continuo monitoraggio e incremento dell’efficienza del forno float e quindi della combustione che avviene tramite bruciatori a metano anche una riduzione al minimo delle perdite energetiche ed una massimizzazione del recupero del calore dai fumi di combustione.

La presente tesi si inserisce all’interno di un reale contesto industriale in cui si auspica l’ottimizzazione del corrente sistema di recupero del calore dai fumi di combustione anche tenendo conto di un attuale piano di revamping del forno fusorio. Attualmente dopo un primo utilizzo dei fumi in una obsoleta caldaia a vapore, il potenziale energetico dei fumi è recuperato tramite un sistema Organic Rankine Cycle (ORC) di cogenerazione per la produzione di energia elettrica e successivamente inviati al sistema di abbattimento.

Il lavoro di tesi sarà articolato in più fasi. Inizialmente si analizzerà l’attuale canale fumi (dal forno alla ciminiera) effettuando una mappatura dei flussi massici ed energetici; in tal modo sarà possibile analizzare le correnti condizioni e prestazioni di recupero energetico individuando ingressi di aria falsa ed eventuali punti di dispersione energetica (es. dovuti a non completo isolamento) che dovranno essere poi eliminati. Inoltre la raccolta e l’analisi di dati storici e registrati in continuo potrà essere utilizzata per una eventuale analisi di pinch utile ad ottimizzare la “rete del calore” tenendo conto dei seguenti obiettivi che l’azienda vorrebbe perseguire: eliminazione della caldaia a vapore a monte del sistema ORC, massimizzazione del flusso dei fumi convogliati a tale sistema di recupero, possibilità di recupero del residuo salto termico a valle del sistema di trattamento prima dell’immissione in atmosfera per produrre vapore, energia elettrica e/o aria compressa. Vincoli di legge, di sicurezza e di processo dovranno essere presi in considerazione: esempi sono la temperatura di attivazione del catalizzatore nel reattore catalitico utilizzato per abbattere gli NOx, la temperatura minima di ingresso in ciminiera per evitare condense acide, le perdite di carico ai vari stadi e la loro influenza sulla regolazione della pressione del forno fusorio.

La tesi sarà svolta parzialmente presso lo stabilimento AGC di Cuneo.

A seguito della conclusione del lavoro di Tesi SSSA valuterà la possibilità di bandire una borsa di ricerca di durata almeno trimestrale sul medesimo tema per supportare successive fasi di approfondimento ed implementazione.

Riferimento c/o SSSA

Dr. Ing. Valentina Colla
Technical Research Manager
Coordinator of the Center ICT for Complex Industrial Systems and Processes (ICT-COISP) Scuola Superiore Sant’Anna- TeCIP Institute
Via Alamanni 13B, 56010 Ghezzano, San Giuliano Terme (PISA), ITALY
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