ITMI20101396A1 - Metodo per il controllo di un condensatore ad aria di un impianto per la produzione di energia elettrica con gestione ottimizzata delle transizioni di stato e impianto per la produzione di energia elettrica - Google Patents

Description

“METODO PER IL CONTROLLO DI UN CONDENSATORE AD ARIA DI UN IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA CON GESTIONE OTTIMIZZATA DELLE TRANSIZIONI DI STATO E IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICAâ€

La presente invenzione à ̈ relativa a un metodo per il controllo di un condensatore ad aria di un impianto per la produzione di energia elettrica con gestione ottimizzata delle transizioni di stato e a un impianto per la produzione di energia elettrica.

Come à ̈ noto, gli impianti a ciclo combinato per la produzione di energia elettrica possono avere diverse configurazioni, secondo le necessità di progetto. In ogni caso, un impianto a ciclo combinato comprende almeno una turbina a gas e una turbina a vapore, uno o più generatori elettrici, una caldaia a recupero e un condensatore.

La caldaia a recupero riceve i gas di scarico caldi dalla turbina a gas e li utilizza per produrre vapore in condizioni idonee per essere fornito a diverse sezioni (alta, media e bassa pressione) della turbina a vapore.

Il condensatore à ̈ generalmente del tipo ad aria (ACC, Air-Cooled Condenser) e condensa il vapore proveniente dalla turbina a vapore o dai sistemi di by-pass di cui le turbine a vapore sono normalmente provviste, trasferendo l’aria residua (gas incondensabili) in atmosfera.

Un condensatore ad aria comprende normalmente una pluralità di linee di fasci tubieri, in cui fluisce il vapore, e una pluralità di ventilatori, organizzati a matrice in righe e colonne e disposti in modo da raffreddare il vapore che fluisce attraverso i fasci tubieri.

La frazione maggiore (circa il 90%) del vapore viene condensata in fasci tubieri per opera di ventilatori appartenenti a moduli primari e quindi raccolta, per gravità, in un serbatoio di raccolta. Il condensato sarà successivamente prelevato dal serbatoio di raccolta mediante pompe estrazione e inviato alla caldaia a recupero. La frazione rimanente (circa il 10%) del vapore viene condensato in fasci tubieri raffreddati da ventilatori appartenenti a moduli secondari (“dephlegmators†) e l’aria residua (gas incondensabili) viene convogliata a un sistema di estrazione dell’aria, per essere evacuata in atmosfera.

L’azione di raffreddamento richiesta al condensatore varia naturalmente in funzione sia della potenza erogata dall’impianto (carico elettrico), sia delle condizioni ambientali (pressione e temperatura). L’intensità dell’azione di raffreddamento dipende dal numero di ventilatori utilizzati e dalla loro velocità, che deve essere opportunamente controllata. I ventilatori, in particolare, possono essere disattivati o azionati a velocità costante, selezionata in un insieme di valori.

Le operazioni di controllo sono tuttavia critiche, a causa dell’elevata potenza assorbita da ciascun ventilatore (spesso diverse decine di kilowatt). L’accensione di un ventilatore, ad esempio, comporta l’assorbimento di un picco di corrente elevato, come pure l’incremento o il decremento di velocità. È quindi possibile che si verifichino sovraccarichi per i trasformatori di media tensione/bassa tensione che alimentano i motori dei ventilatori. Altri aspetti importanti da considerare sono la corretta smagnetizzazione dei motori durante il cambio di velocità e l’accoppiamento tra le parti meccaniche dei riduttori dei motori nel passaggio da alta a bassa velocità.

D’altra parte, à ̈ necessario che la transizione fra diversi stati del condensatore ad aria sia portata a termine in tempi rapidi. Una risposta troppo lenta del condensatore, infatti, avrebbe ripercussioni sfavorevoli sul rendimento dell’intero impianto e limiterebbe la capacità di risposta, ad esempio, in caso di blocco della turbina a vapore. In questo caso, la portata di vapore che fluisce attraverso i by-pass, aumentata dall’acqua di attemperamento, causa un temporaneo aumento repentino della pressione del vapore nel condensatore. Se l’aumento di pressione non à ̈ controbilanciato da un veloce aumento del numero di ventilatori in servizio, si può verificare la chiusura veloce dei by-pass e quindi il blocco della turbina a gas.

Scopo della presente invenzione à ̈ quindi fornire un metodo per il controllo di un condensatore ad aria di un impianto per la produzione di energia elettrica e un impianto per la produzione di energia elettrica che permettano di gestire in modo efficiente e sicuro le transizioni di stato del condensatore.

Secondo la presente invenzione, vengono realizzati un metodo per il controllo di un condensatore ad aria di un impianto per la produzione di energia elettrica e un impianto per la produzione di energia elettrica come definiti rispettivamente nelle rivendicazioni 1 e 11.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ uno schema a blocchi semplificato di un impianto per la produzione di energia elettrica incorporante un condensatore in accordo a una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista frontale semplificata di una parte del condensatore di figura 1, sezionata lungo il piano di traccia II-II di figura 4;

- la figura 3 Ã ̈ una vista laterale semplificata di una parte del condensatore di figura 1, sezionata lungo il piano di traccia III-III di figura 4;

- la figura 4 à ̈ una vista in pianta dall’alto semplificata di una parte del condensatore di figura 1;

- la figura 5 Ã ̈ uno schema a blocchi semplificato relativo a una parte del condensatore di figura 1;

- la figura 6 illustra una tabella relativa al funzionamento del condensatore di figura 1;

- la figura 7 Ã ̈ un diagramma di flusso relativo a fasi di un metodo per il controllo di un condensatore ad aria in accordo a una forma di realizzazione della presente invenzione;

- la figura 8 Ã ̈ un grafico che rappresenta grandezze utilizzate nelle fasi del metodo illustrate in figura 7;

- la figura 9 Ã ̈ un diagramma di flusso relativo a ulteriori fasi del metodo di figura 1;

- la figura 10 Ã ̈ un diagramma di flusso relativo a fasi di un metodo per il controllo di un condensatore ad aria in accordo a una diversa forma di realizzazione della presente invenzione; e

- la figura 11 à ̈ un diagramma di flusso relativo a fasi di un metodo per il controllo di un condensatore ad aria in accordo a un’ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione.

Come mostrato in figura 1, un impianto a ciclo combinato per la produzione di energia elettrica comprende un gruppo turbogas 2, una turbina a vapore 3, due alternatori 4, 5, rispettivamente accoppiati alla turbina a gas 2 e alla turbina a vapore 3, una caldaia a recupero 7, che opera come generatore di vapore, un condensatore 8, un modulo di acquisizione 9 e un dispositivo di controllo 10.

Il gruppo turbogas 2 comprende un compressore 11, che aspira una portata di aria dall’esterno attraverso un condotto di aspirazione non mostrato, una camera di combustione 12 e una turbina a gas 13, accoppiata alla camera di combustione 12 per ricevere ed espandere una portata di gas di scarico. I fumi di scarico della turbina a gas 2 sono convogliati verso la caldaia a recupero 7 e sono utilizzati per la produzione di vapore.

La turbina a vapore 3, che nell’esempio descritto comprende una sezione di alta pressione 3a e una sezione di media-bassa pressione 3b, riceve portate di vapore di alta pressione e di medio-bassa pressione dalla caldaia a recupero 7 e fornisce una portata di vapore al condensatore 8 attraverso lo scarico della sezione di medio-bassa pressione 3b e attraverso un sistema di by-pass di tipo noto e qui non mostrato per semplicità.

Il condensatore 8 Ã ̈ del tipo ad aria (ventilazione forzata). Mediante un flusso controllato di aria di raffreddamento forzata, il condensatore 8 raffredda il vapore ricevuto dalla turbina a vapore, causandone la condensazione. Il flusso di aria di raffreddamento viene determinato dal dispositivo di controllo 10.

Il vapore condensato viene convogliato a un serbatoio di raccolta 15 e poi prelevato da pompe di estrazione del condensato 16, per essere nuovamente alimentato alla caldaia a recupero 7.

Il dispositivo di controllo 10 ha una pluralità di unità di elaborazione, deputate al controllo rispettivamente gruppo turbogas 2, della turbina a vapore 3, e del condensatore 8 e cooperanti fra loro per regolare la potenza erogata dall’impianto 1. In particolare unità di elaborazione 18, 19 per il controllo del gruppo turbogas 2 e della turbina a vapore 3 sono di tipo noto e non saranno descritte in dettaglio. Un’ulteriore unità di elaborazione 20, deputata al controllo del condensatore 8, riceve dal modulo di acquisizione 9 un segnale di pressione PA, indicativo della pressione assoluta all’ingresso del condensatore 8 e lo utilizza per determinare e impostare condizioni operative appropriate per il condensatore 8. La struttura dell’unità di elaborazione 20 e le modalità di gestione delle condizioni operative del condensatore 8 saranno descritte in dettaglio più avanti.

Le figure 2-4 illustrano in forma semplificata il condensatore 8, che comprende un basamento 21 e una pluralità di ventilatori F11, F12, …, F1N, F21, F22, …, F2N, FM1, FM2, …, FMN(sinteticamente designati all’occorrenza mediante il simbolo FIJ), portati dal basamento 21. I ventilatori FIJsono disposti a matrice e sono raggruppati in M linee affiancate, dette anche “strade†ST1, ST2, …, STM, di N ventilatori ciascuna (ad esempio 7 strade di 6 ventilatori).

Fasci tubieri 22 (che in figura 4 sono indicati solo a tratteggio, per semplicità), sono attraversati dal vapore proveniente dalla turbina a vapore 3 e sono disposti lungo rispettive strade ST1, ST2, …, STM, in modo da ricevere aria dai ventilatori FIJ.

I ventilatori FIJsono azionati da rispettivi motori M11, M12, …, M1N, M21, M22, …, M2N, MM1, MM2, …, MMN(illustrati in modo schematico in figura 5 e sinteticamente designati all’occorrenza mediante il simbolo MIJ), i quali sono a loro volta alimentati da trasformatori di media tensione/bassa tensione. Nell’esempio non limitativo qui descritto, sono presenti due trasformatori 24, 25. Ad esempio, i motori MIJdi ventilatori FIJin posizioni dispari nelle rispettive strade SIsono alimentati dal trasformatore 24; e i motori MIJdi ventilatori FIJin posizioni pari nelle rispettive strade SIsono alimentati dal trasformatore 25.

Con riferimento nuovamente alla figura 1, l’unità di elaborazione 20 deputata al controllo del condensatore 8 comprende un modulo generatore di riferimento 26, un nodo sottrattore 27, un modulo di gestione dello stato 28, un modulo di memoria 29 e un modulo di pilotaggio 30.

Il modulo generatore di riferimento 26 Ã ̈ programmabile per fornire un valore di pressione di riferimento PR, indicativo di una pressione di vapore obiettivo da ottenere in ingresso al condensatore 8.

Il nodo sottrattore 27 determina un errore di pressione EPin base alla differenza fra il segnale di pressione PAe il valore di pressione di riferimento PR(ossia EP= PA– PRo, in alternativa, EP= K(PA– PR), dove K à ̈ una costante). L’errore di pressione EPviene fornito al modulo di gestione dello stato 28 e qui utilizzato per determinare ed eventualmente modificare le condizioni di funzionamento dei ventilatori FIJ.

Le condizioni operative dei ventilatori FIJsono codificate mediante una tabella 31, contenuta nel modulo di memoria 29 e illustrata a titolo esemplificativo in figura 6. La tabella 31 ha P righe e MxN colonne. Ogni riga della tabella 31 definisce uno fra H stati disponibili S1, …, SP(sinteticamente SK) del condensatore 8, ossia una particolare configurazione di condizioni di funzionamento dei ventilatori FIJ. Le colonne della tabella 31 definiscono invece le condizioni di funzionamento di rispettivi ventilatori FIJin ciascuno stato. Pertanto, ogni cella definisce le condizioni di funzionamento di uno specifico ventilatore FIJin uno specifico stato del condensatore 8.

Ogni ventilatore FIJpuò essere posto selettivamente in una fra una pluralità di condizioni operative, che comprendono una condizione di isolamento (in cui il ventilatore fermo e la cui linea di fasci tubieri à ̈ intercettata da apposite valvole di isolamento, al fine di ridurre la superficie di scambio termico nelle condizioni invernali ed evitare, quindi, la formazione di ghiaccio nei tubi), una condizione di convezione naturale (ventilatore fermo) e una pluralità di valori di velocità R1, …, RQ(ad esempio espressi in giri al minuto). Nella forma di realizzazione descritta, i ventilatori FIJsono operabili a una velocità bassa R1e a una velocità alta R2. Ad esempio, la velocità bassa R1à ̈ pari al 75% della velocità alta R2.

In figura 6, le possibili condizioni operative dei ventilatori FIJsono rappresentate nel modo seguente:

N: convezione naturale (ventilatore fermo)

R1: velocità bassa

R2: velocità alta.

La procedura utilizzata dal modulo di gestione dello stato 28 verrà descritta in dettaglio più avanti. In pratica, il modulo di gestione dello stato 28 determina in quale stato SKdeve essere mantenuto o portato il condensatore 8.

Un segnale indicativo dello stato SKselezionato viene inviato al modulo di pilotaggio 30, che controlla i motori MIJdei ventilatori FIJdi conseguenza. In particolare, se il modulo di gestione dello stato 28 richiede un cambiamento di stato, il modulo di pilotaggio 30 gestisce la transizione allo stato SKin modo da evitare sovraccarichi per il trasformatori 24, 25 e problemi legati alla smagnetizzazione dei motori MIJ.

Con riferimento alla figura 7, la procedura eseguita dal modulo di gestione dello stato 28 à ̈ basata sulla verifica di condizioni sul valore dell’errore di pressione EP, sul suo integrale I e sulla derivata della pressione assoluta PA(rappresentati a titolo esemplificativo in figura 8). Quando nessuna delle condizioni à ̈ verificata, il modulo di gestione dello stato 28 determina un cambio di stato in modo da aumentare o diminuire l’azione di raffreddamento del condensatore 8.

In una forma di realizzazione, vengono verificate le seguenti condizioni:

C1: aL1PR< EP< aH1PR, con aL1ÃŽ[-0,3, 0], aH1ÃŽ[0, 0,3] (ad esempio aL1= - 0,1, aH1= 0,1)

<C2: THL < I < THH, con I=>ò<KIEPdt>

Inoltre, viene verificata un’ulteriore condizione relativa alla concordanza fra il segno dell’errore di pressione EPcome definito (EP= PA- PRoppure EP= K(PA-PR)) e il segno della derivata della pressione assoluta PA.

I parametri aL1, aH1, rispettivamente negativo e positivo, definiscono in pratica una banda morta BEattorno al valore nullo per l’errore di pressione EP(o, in modo del tutto equivalente, attorno al valore di pressione di riferimento PRper la pressione assoluta PA) e sono preferibilmente programmabili.

Nell’espressione relativa alla condizione C2, la costante di integrazione KIdetermina la rapidità di risposta del modulo di gestione dello stato 28 ed à ̈ calibrabile, mentre i parametri THLe THHsono rispettivamente una soglia negativa e una soglia positiva e definiscono una banda morta BIattorno al valore nullo per l’integrale I.

Evidentemente, le condizioni sopra espresse possono essere formulate esplicitamente in termini della pressione assoluta PAe del valore di pressione di riferimento PR:

C1’: (1+aL1)PR< PA< (1+aH1)PR

<C2’: THL < I’ < THH, con I'=>ò<KI (PA-PR )dt>

Anche in questo caso viene verificata un’ulteriore condizione relativa alla concordanza fra il segno dell’errore di pressione EPcome definito (EP= PA- PRoppure EP= K(PA- PR)) e il segno della derivata della pressione assoluta PA.

Inizialmente (figura 7 blocco 100), à ̈ selezionato uno stato corrente SKe il modulo di gestione dello stato 28 esegue un test sulla condizione C1fino a quando questa à ̈ verificata (blocco 100, uscita silicio). Quando la condizione C1non à ̈ più verificata, ossia quando la pressione assoluta PAesce dalla banda morta BE(figura 7, blocco 100, uscita NO; figura 8), il modulo di gestione dello stato 28 inizializza un integratore (figura 7, blocco 105) che calcola l’integrale I (blocco 110).

Viene quindi eseguito nuovamente il test sulla condizione C1(blocco 115). Se la condizione C1à ̈ verificata (blocco 115, uscita SI), la procedura riprende dal blocco 100, altrimenti (blocco 115, uscita NO) il modulo di gestione dello stato 28 esegue un test sulla condizione C2, per controllare se l’integrale I à ̈ compreso fra la soglia negativa THLe la soglia positiva THH(figura 7, blocco 120; figura 8). In caso affermativo (figura 7, blocco 120, uscita SI), il valore dell’integrale I viene aggiornato (blocco 110) e viene ripetuto il test sulla condizione C1(blocco 115). Se l’integrale I à ̈ fuori dalla banda morta BIdefinita fra la soglia negativa THLe la soglia positiva THH(figura 7, blocco 120, uscita NO; figura 8), il modulo di controllo dello stato 28 esegue un test sulla concordanza fra il segno dell’errore di pressione EPe il segno della derivata della pressione assoluta PA(blocco 125). Se l’errore di pressione EPe la derivata della pressione assoluta PAsono contemporaneamente positivi (blocco 125, uscita SI), il modulo di controllo dello stato 28 seleziona un nuovo stato SK’, a cui corrisponde una maggiore azione di raffreddamento del condensatore 8 rispetto allo stato corrente SK(blocco 130). In questo caso, infatti, la pressione assoluta PAà ̈ maggiore della pressione di riferimento PRed à ̈ in aumento (derivata positiva). Pertanto, anche l’ampiezza dell’errore di pressione EPcresce ed à ̈ necessario aumentare la dispersione termica mediante una maggiore ventilazione. L’entità dell’azione di raffreddamento à ̈ determinata dal numero di ventilatori FIJattivi e dalla loro velocità.

In caso contrario (blocco 125, uscita NO), il modulo di controllo dello stato 28 esegue un ulteriore test sulla concordanza fra il segno dell’errore di pressione EPe il segno della derivata della pressione assoluta PA(blocco 135).

In particolare, se l’errore di pressione EPcome definito e la derivata della pressione assoluta PAsono contemporaneamente negativi (blocco 135, uscita SI), il modulo di controllo dello stato 28 seleziona un nuovo stato SK’, a cui corrisponde una minore azione di raffreddamento del condensatore 8 (blocco 140). La pressione assoluta PAà ̈ infatti minore della pressione di riferimento PRed à ̈ inoltre in diminuzione (derivata negativa). Pertanto, l’ampiezza (valore assoluto) dell’errore di pressione EPcresce ed à ̈ necessario ridurre la dispersione termica mediante una minore ventilazione.

In caso contrario (blocco 135, uscita NO), l’ampiezza (valore assoluto) dell’errore di pressione EPsi sta riducendo, poiché il segno dell’errore di pressione EPe il segno della derivata della pressione assoluta PAsono discordi. In questo caso, la procedura riprende dal blocco 110, ossia viene calcolato un nuovo valore dell’integrale I e viene ripetuto il test sulla condizione C1(blocco 115).

Una volta che il nuovo stato SK’ à ̈ stato selezionato, il modulo di gestione dello stato 28 inibisce l’aggiornamento dell’integrale I fino a quando la transizione al nuovo stato SK’ viene completata (blocco 145). Quindi, l’aggiornamento dell’integrale I viene nuovamente permesso e la procedura termina.

Come accennato in precedenza, il modulo di pilotaggio 30 riceve la richiesta di modificare lo stato del condensatore 8 passando allo stato SK’, a cui corrisponde una differente azione di raffreddamento, e agisce sui ventilatori FIJin modo da portarli nelle condizioni operative corrispondenti allo stato SK’.

In una forma di realizzazione, la procedura per attuare il cambio di stato à ̈ eseguita come illustrato in figura 9.

Una volta ricevuta la richiesta di portare il condensatore 8 dallo stato corrente SKal nuovo stato SK’ (blocco 200), il modulo di pilotaggio 30 seleziona i ventilatori FIJle cui condizioni operative devono essere modificate (blocco 205) e determina l’ordine con cui intervenire sui ventilatori FIJselezionati (blocco 210).

La selezione può essere effettuata semplicemente mediante confronto delle righe della tabella 31 di figura 6 corrispondenti agli stati SKe SK’. Allo stesso modo, vengono determinate le condizioni operative finali per ciascun ventilatore che deve cambiare regime.

L’ordine di intervento sui ventilatori FIJà ̈ invece preferibilmente determinato in modo da accendere per primi i ventilatori appartenenti a moduli secondari (“dephlegmators†) del condensatore 8 rispetto a quelli appartenenti a moduli primari e in generale mantenere il più possibile condizioni di scambio termico uniformi su tutto il condensatore 8. Ad esempio, vengono modificate per prime le velocità di ventilatori FIJposti in pari posto nelle strade ST1, ST2, …, STMcentrali e via via degli altri.

Quindi, se ci sono ventilatori FIJche devono essere portati in condizione di fermo, questi vengono arrestati contemporaneamente (blocco 215). Viceversa, se in questa fase ci sono ventilatori FIJche devono essere avviati dalla condizione di fermo, il modulo di pilotaggio 30 li mette in funzione in sequenza alla velocità indicata dalla tabella 31. Più precisamente, il modulo di pilotaggio 30 avvia contemporaneamente gruppi di al più NMAXventilatori FIJe interpone un intervallo di tempo di avvio TSfra l’avvio di un gruppo di ventilatori FIJe il successivo (NMAXrappresenta il numero massimo di ventilatori FIJche può essere avviato allo stesso istante senza sovraccaricare i trasformatori 24, 25).

Il modulo di pilotaggio 30 interviene poi sui ventilatori FIJgià attivi, di cui occorre modificare la velocità R1, …, RL. Un numero di ventilatori FIJal più pari a NMAXviene arrestato (blocco 220), mentre gli altri rimangono in funzione in condizioni operative inalterate.

Dopo che à ̈ trascorso un tempo di riposo TRminimo (blocco 225), i ventilatori FIJarrestati vengono riattivati alla velocità R1, …, RLrichiesta nel nuovo stato SK’ (blocco 230). Il tempo di riposo TRpuò essere inferiore quando à ̈ richiesta una transizione di un ventilatore FIJa una velocità R1, …, RLsuperiore rispetto a una transizione a una velocità R1, …, RLinferiore. Inoltre, il tempo di riposo à ̈ correlato al tempo di smagnetizzazione dei motori MIJ, in modo da permetterne la corretta smagnetizzazione.

Se tutti i ventilatori FIJsono azionati alla velocità prevista per il nuovo stato SK’ (blocco 235, uscita SI), il modulo di pilotaggio 30 notifica al modulo di gestione dello stato 28 che la transizione al nuovo stato SK’ à ̈ stata completata (blocco 240). In caso contrario (blocco 235, uscita NO), un nuovo gruppo di al più NMAXventilatori FIJviene arrestato (blocco 220) per essere riavviato alla velocità R1, …, RLprevista per il nuovo stato SK’ (blocco 230), dopo che à ̈ trascorso il tempo di riposo TR(blocco 225). In questo modo, in pratica, mentre un gruppo di ventilatori FIJviene avviato alla velocità prevista, un altro gruppo di ventilatori FIJviene arrestato. Le fasi di avvio e di arresto di questi gruppi di ventilatori FIJpossono essere sostanzialmente simultanee.

In questo modo, à ̈ possibile effettuare una transizione fra stati in tempi ridotti, evitando però le criticità dovute all’elevata potenza assorbita dai ventilatori allo spunto. In particolare, limitando il numero di ventilatori avviati contemporaneamente i trasformatori 24, 25 non vengono sovraccaricati. Inoltre, la pausa di attesa nella transizione di velocità permette di smagnetizzare correttamente i motori MIJdei ventilatori FIJe di preservare gli organi meccanici, in particolare i riduttori, che altrimenti potrebbero essere troppo sollecitati.

In figura 10, in cui fasi uguali a quelle già descritte in precedenza sono indicate con gli stessi numeri di riferimento, mostra una procedura utilizzabile dal modulo di gestione dello stato 28 in una forma di realizzazione alternativa dell’invenzione.

In questo caso, oltre alle condizioni C1, C2e alla condizione sulla concordanza di segno dell’errore di pressione EPe della derivata della pressione assoluta PAsopra indicate, il modulo di gestione 28 utilizza un’ulteriore condizione C0sull’errore, definita come segue:

C0: aL2PR< EP< aH2PR

dove aL2Î [- 1, aL1] e aH2Î [aH1, 1] (ad esempio, aL1= -0,4 e aH1= 0,4). In questo modo, in pratica, attorno al valore di pressione di riferimento PRviene definita una banda di sicurezza BS, includente la banda morta BEe più ampia di questa (si veda anche la figura 8).

Nella forma di realizzazione di figura 10, il modulo di gestione dello stato 28 controlla ciclicamente la condizione C1(blocco 100). Quando la condizione C1cessa di essere verificata, il modulo di gestione 28 inizializza l’integratore (blocco 105) ed esegue un test sulla condizione C0(blocco 150). Il valore della costante di integrazione KIviene determinato in base all’esito del test. In particolare, alla costante di integrazione KIviene assegnato un primo valore di integrazione KIL(blocco 155), se la condizione C0à ̈ verificata (blocco 150, uscita SI), e un secondo valore di integrazione KIH(blocco 160), maggiore del primo valore di integrazione KIL, in caso contrario (blocco 150, uscita NO).

In pratica, se la pressione assoluta PAesce dalla banda di sicurezza BS, la rapidità di risposta del modulo di gestione dello stato 28 viene incrementata, in modo da causare tempestivamente un cambio di stato..

La procedura prosegue poi come descritto in precedenza, a parte il fatto che il test sulla condizione C0(blocco 150) e l’assegnazione della costante di integrazione (blocchi 155 e 160) vengono ripetuti fino a quando perdura la situazione in cui la condizione C1non à ̈ verificata, mentre sono verificate la condizione C2e le condizioni sulla concordanza di segno dell’errore di pressione EPe della derivata della pressione assoluta PA. La figura 11 illustra una procedura eseguita dal modulo di gestione dello stato 28 in un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione. Anche in questo caso, viene eseguito un test sulla condizione C0come sopra definita (blocco 175), dopo che à ̈ stato inizializzato l’integratore (blocco 105). Se la pressione assoluta PAà ̈ all’interno della banda di sicurezza BS(blocco 175, uscita SI), la procedura prosegue come descritto con riferimento alla figura 9, con i test sulle condizioni C1, C2e sulla concordanza di segno dell’errore di pressione EPe della derivata della pressione assoluta PA(blocchi 115, 120, 125, 135). Se, al contrario, la pressione assoluta PAà ̈ fuori dalla banda di sicurezza BS(blocco 175, uscita NO), viene immediatamente selezionato un nuovo stato SK’, a seconda che l’errore di pressione EPsia positivo o negativo. Più precisamente, se l’errore di pressione EPà ̈ positivo (blocco 180, uscita SI), il modulo di controllo dello stato 28 seleziona un nuovo stato SK’, a cui corrisponde una maggiore azione di raffreddamento del condensatore 8 (blocco 130). Se invece l’errore di pressione EPà ̈ negativo (blocco 180, uscita NO), il modulo di controllo dello stato 28 seleziona un nuovo stato SK’, a cui corrisponde una minore azione di raffreddamento del condensatore 8 (blocco 140).

Risulta infine evidente che al metodo e all’impianto descritti possono essere apportate modifiche e varianti, senza uscire dall’ambito della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, l’invenzione può essere sfruttato con qualunque tipo di impianto basato su turbina a vapore, quali impianti in configurazione “single shaft†(con turbina a gas e turbina a vapore accoppiate sullo stesso albero), e in configurazione “2+1†(con due turbine a gas).

Inoltre, la turbina a vapore può avere sezioni di media pressione e bassa pressione separate.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il controllo di un condensatore ad aria di un impianto per la produzione di energia elettrica, in cui il condensatore (8) comprende una pluralità di ventilatori (FIJ) e un dispositivo di controllo (10), configurato per selezionare uno stato (SK, SK’) del condensatore fra una pluralità di stati disponibili (S1, …, SP), definiti da insiemi di valori di velocità (R1, …, RQ) dei ventilatori (FIJ); il metodo comprendendo: ricevere una richiesta di modificare uno stato corrente (SK) selezionato; selezionare un nuovo stato (SK’) in risposta alla richiesta; modificare la velocità (R1, …, RQ) di almeno uno dei ventilatori (FIJ) da un primo valore di velocità (R1, R2) a un secondo valore di velocità (R2, R1) in accordo al nuovo stato (SK’) selezionato; il metodo essendo caratterizzato dal fatto che modificare le velocità (R1, …, RQ) comprende: arrestare l’almeno un ventilatore (FIJ); attendere un intervallo di tempo di riposo (TR) dopo l’arresto; e avviare il ventilatore (FIJ) arrestato al secondo valore di velocità (R2, R1).
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui i ventilatori (FIJ) sono azionati da rispettivi motori elettrici (MIJ) alimentati da almeno un trasformatore (24, 25) e comprendente: determinare un numero massimo (NMAX) di ventilatori (FIJ) che possono essere avviati simultaneamente senza sovraccaricare il trasformatore (24, 25).
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui l’intervallo di tempo di attesa à ̈ correlato a un tempo di smagnetizzazione dei motori (MIJ).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui l’intervallo di tempo di riposo (TR) ha una prima durata, se il primo valore di velocità (R1, R2) à ̈ maggiore del secondo valore di velocità (R2, R1), e una seconda durata, non superiore alla prima durata, se il primo valore di velocità (R1, R2) à ̈ minore del secondo valore di velocità (R2, R1).
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui modificare le velocità (R1, …, RQ) comprende: arrestare una pluralità di ventilatori (FIJ); e avviare simultaneamente, dopo l’intervallo di tempo di riposo (TR), un numero di ventilatori (FIJ) non superiore al numero massimo (NMAX).
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui arrestare una pluralità di ventilatori (FIJ) comprende arrestare simultaneamente un numero di ventilatori (FIJ) non superiore al numero massimo (NMAX), mentre condizioni operative degli altri ventilatori (FIJ) sono mantenute inalterate.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui le fasi di arrestare una pluralità di ventilatori (FIJ) e di avviare simultaneamente, dopo l’intervallo di tempo di riposo (TR), un numero di ventilatori (FIJ) non superiore al numero massimo (NMAX) vengono ripetute fino a quando tutti i ventilatori (FIJ) sono azionati ai rispettivi secondi valori di velocità (R2, R1) in accordo al nuovo stato (SK’).
8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui le fasi di arrestare una pluralità di ventilatori (FIJ) e di avviare simultaneamente, dopo l’intervallo di tempo di riposo (TR), un numero di ventilatori (FIJ) non superiore al numero massimo (NMAX) vengono eseguite in modo sostanzialmente simultaneo.
9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 8, in cui almeno alcuni dei ventilatori (FIJ) sono fermi nello stato corrente (SK) selezionato e sono azionati a una rispettiva velocità (R1, …, RQ) nel nuovo stato (SK’) selezionato e in cui modificare la velocità (R1, …, RQ) di almeno uno dei ventilatori (FIJ) comprende avviare i ventilatori (FIJ) che sono fermi nello stato corrente (SK) in gruppi aventi un numero di elementi non superiore al numero massimo (NMAX).
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui fra l’avvio di un gruppo di ventilatori (FIJ) che sono fermi nello stato corrente (SK) selezionato e l’avvio del successivo gruppo di ventilatori (FIJ) che sono fermi nello stato corrente (SK) selezionato viene interposto un intervallo di tempo di avvio.
11. 11. Impianto per la produzione di energia elettrica comprendente: una turbina a vapore (3); un condensatore (8) ad aria, accoppiato alla turbina a vapore (3), per ricevere vapore uscente dalla turbina a vapore (3), e includente una pluralità di ventilatori (FIJ) e un dispositivo di controllo (10); in cui il dispositivo di controllo (10) à ̈ configurato per: selezionare uno stato (SK, SK’) del condensatore fra una pluralità di stati disponibili (S1, …, SP), definiti da insiemi di valori di velocità (R1, …, RQ) dei ventilatori (FIJ); ricevere una richiesta di modificare uno stato corrente (SK) selezionato; selezionare un nuovo stato (SK’) in risposta alla richiesta; modificare la velocità (R1, …, RQ) di almeno uno dei ventilatori (FIJ) da un primo valore di velocità (R1, R2) a un secondo valore di velocità (R2, R1) in accordo al nuovo stato (SK’) selezionato; caratterizzato dal fatto che il dispositivo di controllo (10) à ̈ ulteriormente configurato per: arrestare l’almeno un ventilatore (FIJ); attendere un intervallo di tempo di riposo (TR) dopo l’arresto; e avviare il ventilatore (FIJ) arrestato al secondo valore di velocità (R2, R1).
12. 12. Impianto secondo la rivendicazione 11, in cui i ventilatori (FIJ) sono azionati da rispettivi motori elettrici (MIJ) alimentati da almeno un trasformatore (24, 25) e in cui l’intervallo di tempo di attesa à ̈ correlato a un tempo di smagnetizzazione dei motori elettrici (MIJ).
13. 13. Impianto secondo la rivendicazione 12, in cui l’intervallo di tempo di riposo (TR) ha una prima durata, se il primo valore di velocità (R1, R2) à ̈ maggiore del secondo valore di velocità (R2, R1), e una seconda durata, non superiore alla prima durata, se il primo valore di velocità (R1, R2) à ̈ minore del secondo valore di velocità (R2, R1).
14. 14. Impianto secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui il dispositivo di controllo (10) à ̈ ulteriormente configurato per: arrestare una pluralità di ventilatori (FIJ); e avviare simultaneamente, dopo l’intervallo di tempo di riposo (TR), un numero di ventilatori (FIJ) non superiore un numero massimo (NMAX) di ventilatori (FIJ) che possono essere avviati simultaneamente senza sovraccaricare il trasformatore (24, 25).
15. 15. Impianto secondo la rivendicazione 14, in cui il dispositivo di controllo (10) Ã ̈ ulteriormente configurato per arrestare simultaneamente un numero di ventilatori (FIJ) non superiore al numero massimo (NMAX) e contemporaneamente mantenere inalterate condizioni operative degli altri ventilatori (FIJ).