Diagnostica e monitoraggio di impianti per l’energia

Il Thermochemical Power Group si occupa della diagnostica remotizzata di grandi impianti per la generazione e trasformazione dell’energia, terrestri e marittimi, forte dell’esperienza maturata in ambito universitario attraverso continue collaborazioni con grandi aziende leader nel settore dell’energia (Ansaldo, Tirreno Power, Rolls Royce). Il fine della ricerca attuale è legato allo sviluppo di strumenti di supporto alla Condition Based Maintenance (CBM), una forma di manutenzione predittiva che utilizza test non distruttivi, ispezioni visive e analisi dei dati on-line ed off-line per conoscere lo stato di salute delle macchine permettendo così di predire il verificarsi dei guasti e prolungare la vita dei componenti oltre le  fermate di manutenzione programmata, con i conseguenti vantaggi sui costi di manutenzione. Negli ultimi anni sono stati sviluppati, anche dal nostro gruppo di ricerca, diversi algoritmi di monitoraggio che, grazie alla possibilità di valutare lo stato dei componenti, sono oggi di fondamentale importanza per la corretta implementazione della CBM. Sono inoltre state sviluppate appplicazioni per impianti innovativi come le fuel cell destinate al mercato domestico e sono in fase di sviluppo algoritmi per il monitoraggio di impianti a turbina a vapore di piccola taglia (0.5-25 MW) destinati a realtà industriali.
Algortimi sviluppati

  • Pre-Processing dei dati
    • Analisi di stabilità e plausibilità
  • Validazione e riconciliazione dei dati da campo
  • Riconciliazione delle misure
  • Identificazione di errori nei sensori
  • Calcolo degli indici di degrado a livello di componente di impianto
  • Quantificazione del costo di degrado attraverso analisi exergetica
  • Stima dello stato attuale della macchina
  • Ottimizzazione degli interventi manutentivi
  • Monitoraggio basato sul primo principio della termodinamica
  • Diagnostica termoeconomica
  • Tool for Condition Based Maintenance

Applicazioni
·    Data preprocessing
o   Impianto a ciclo combinato di Ferrera Erbognone (Enipower)
o   Impianto ibrido turbina a gas-fuel cell di Savona
o   Impianto ibrido turbina a gas-fuel cell di Morgantown (WV,USA)
o   fuel cell ad ossidi solidi presso EBZ (Dresda)
o   fuel cell ad ossidi solidi presso Eifer (Karlsuhe)
·    Data validation
o   Impianto ibrido turbina a gas-fuel cell di Savona
o   Impianto ibrido turbina a gas-fuel cell di Morgantown (WV,USA)
o   Turbina a gas Ansaldo V94.3 A2
o   Impianto a ciclo combinato di Vado Ligure (Tirreno Power)
·    Monitoraggio impiantistico di primo principio
o   Impianto a ciclo combinato di Ferrera Erbognone (Enipower)
·    Analisi exergetica di impianti
o   Impianto a ciclo combinato di Ferrera Erbognone (Enipower)
·    Diagnostica termoeconomica
o   Impianto a ciclo combinato di Ferrera Erbognone (Enipower)

Pubblicazioni

1.      Martini A., Sorce A., Traverso A., Massardo A.F., 2014, Data Reconciliation for power systems monitoring: Application to a micro turbine-based test rig, Applied Energy, 111 (2013), 1152–1161
2.      Coco D., Martini A., Sorce A., Traverso A., Levorato P., 2014, Gross error detection based on serial elimination: applications to an industrial gas turbine, Proceedings of ASME Turbo Expo 2014, Dusseldorf, Germany.
3.      Sorce A., Martini A., Traverso A., Torelli G., 2014, Heat Steam Recovery Generator health assessment basing on reconciled measurements, Proceedings of ASME Turbo Expo 2014 – 16-20 June 2014 – Dusseldorf, Germany.
4.      Sorce A., Greco A., Magistri L., Costamagna P., 2014, FDI oriented modelling of an experimental SOFC system, model validation and simulation of faulty states, Applied Energy, Vol.136, pp.894–908.
5.      Greco A., Sorce A., Littwin R., Costamagna P., Magistri L., 2014, Reformer Faults In SOFC Systems: Experimental and Modelling Analysis, And Simulated Fault Maps, International Journal of Hydrogen Energy, Vol.39(36), pp.21700-21713.