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STECH

Smart Turbine Technologies

Responsabile scientifico: Prof. Ing. Umberto Desideri

Partners
1. NUOVO PIGNONE TECNOLOGIE S.R.L.(Capofila)
2. ALTA INDUSTRIES SRL
3. Università degli Studi di Firenze CERTUS
4. ILT TECNOLOGIE S.R.L.
5. PIN S.CONS.AR.L.
6. Università degli Studi di Siena Dipartimento di Ingegneria dell'informazione e Scienze Matematiche
7. CONSORZIO PER LO SVILUPPO DELLE AREE GEOTERMICHE
8. INFIBRA TECHNOLOGIES S.R.L.
9. UNIVERSITA' DI PISA Dipartimento DESTEC
10. UNIVERSITA' DI PISA Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale Università
11. Scuola Superiore Sant'Anna Istituto TeCIP

Descrizione ed obiettivi del progetto
Il progetto mira a rendere più flessibili le turbomacchine per la generazione di energia (turbina a gas e turbina a vapore, siano esse utilizzate singolarmente o in cicli combinati) nell’ottica di una futura maggiore variabilità di domanda e offerta di energia legata alle energie rinnovabili.
L’idea è quella di migliorare sia la velocità nel raggiungere le condizioni di regime sia la rapidità nel reagire a cambiamenti della disponibilità di energia in rete mantenendo sempre basso l’impatto sull’ambiente. In particolare, il progetto si propone di ricercare soluzioni innovative in alcune aree specifiche inerenti al problema affrontato: sistema di combustione e componenti ad alta temperatura delle turbine a gas, aerodinamica delle turbine a vapore, sistemi di controllo delle turbomacchine e strumentazione relativa.

Il progetto ha 6 obiettivi operativi:
• Obiettivo operativo 1 (OO1): Bruciatore Innovativo per Turbina a Gas
• Obiettivo operativo 2 (OO2): Ricerca di metodologie avanzate di prova su sistemi di combustione
• Obiettivo operativo 3 (OO3): Integrazione di componenti innovativi
• Obiettivo operativo 4 (OO4): Ottimizzazione aerodinamica Turbina a Vapore
• Obiettivo operativo 5 (OO5): Componenti Intelligenti e Sensoristica Avanzata
• Obiettivo operativo 6 (OO6): Strumenti d’analisi e ottimizzazione avanzati per la gestione delle turbomacchine

Il DESTEC è coinvolto sull’obiettivo 6 ed in particolare nell’attività Attività 6.5: Interazione ottimale fra il turbogeneratore, l’impianto e la rete. Partendo dai risultati parziali dei precedenti obiettivi operativi, saranno sviluppati dei modelli in grado di descrive il funzionamento dell’impianto in modo dinamico.
La verifica di questi modelli sarà effettata su benchmark forniti da BHGE. Una volta verificata la loro capacità di descrivere il funzionamento del sistema rete-macchina-impianto, saranno utilizzati per studiare in dettaglio i transitori legati alla variazione di carico e sviluppare strategie di gestione innovative che permettano una maggiore flessibilità di funzionamento.

Description and objectives of the project

The project aims at increasing the flexibility of power generation plant based on turbomachinery systems (gas and steam turbines, whether used alone or in combined cycles). With the increase of renewable energy penetration in the grid a greater energy supply and demand of variability is expected.
The idea at the base of the project is to improve the capability of power plants to reach quickly regime conditions and in react fast to changes in energy request from the grid. In more detail, the project aims at finding innovative solutions in some specific areas related to the general problem mentioned above: combustion system and high temperature components of gas turbines, aerodynamics of steam turbines, turbomachinery control systems and related instrumentation.

The project has 6 objectives:
• Objective 1 (O1): Innovative Burners for Gas Turbines
• Objective 2 (O2): Advanced test methodologies on combustion systems
• Objective 3 (O3): Integration of innovative components
• Objective 4 (O4): Aerodynamic optimization of Steam turbines
• Objective 5 (O5): Intelligent Components and Advanced Sensors
• Objective 6 (O6): Advanced analysis and optimization tools for turbomachinery management

DESTEC is involved in Objective 6 and in particular in Activity 6.5: Optimal interaction between gas turbine, plant and grid. Results of previous activities will be integrated in models for the description of the system operation in transient conditions. These models will be calibrated on benchmarks provided by BHGE. Once their capabilities to describe the operation of the grid-machine-system have been verified, they will be used to study in detail the transient behavior of the plant in case of load variations. This results will be used to develop innovative management strategies that allow a greater flexibility of the plant.