Sistemi di controllo Siemens per il teleriscaldamento di Torino

Grazie all’avanzato sistema di teleriscaldamento di Iren Energia, società del Gruppo Iren attiva nella produzione e distribuzione di energia elettrica, di energia termica per teleriscaldamento, oltre che nel campo dei servizi tecnologici e del facility management, oggi Torino è la capitale italiana del teleriscaldamento, ovvero la città metropolitana più teleriscaldata del Paese, nonché una delle maggiori d’Europa.

Per teleriscaldamento si intende il trasporto a distanza di calore a uso riscaldamento urbano e acqua calda sanitaria: una modalità che contribuisce in misura rilevante al miglioramento della qualità dell’aria. Mediante reti di trasporto e di distribuzione, l’energia termica raggiunge le sottostazioni di scambio termico al cui interno il calore proveniente dagli impianti di produzione viene ceduto agli impianti interni degli edifici serviti. L’avanzato sistema di teleriscaldamento di Iren Energia ha permesso alla città di Torino, grazie al contributo di Siemens, di beneficiare dei correlati vantaggi dal punto di vista ambientale rispetto ai tradizionali sistemi di riscaldamento.

Torino capitale del teleriscaldamento
Il Progetto Torino Nord (impianto di cogenerazione con caldaie di integrazione e riserva, stazione di accumulo e reti di teleriscaldamento), nato nel 2009 e messo in servizio nel 2011, ha consentito di stabilire nuovi benchmark nel campo dell’efficienza energetica e ambientale del territorio. Il teleriscaldamento torinese consta di due centrali di cogenerazione (Torino Nord e Moncalieri), di tre stazioni di accumulo e di tre impianti di integrazione e riserva (Politecnico, Mirafiori Nord e BIT). Il sistema integrato di cogenerazione e teleriscaldamento permette a Moncalieri e Torino Nord di disporre di impianti di integrazione e riserva a supporto dei loro stessi poli cogenerativi. L’impianto di integrazione e riserva svolge una doppia funzione: di integrazione, per la copertura del carico “di punta” della rete di teleriscaldamento, specialmente nelle ore più fredde della giornata; di riserva, allo scopo di assicurare la massima affidabilità del sistema integrato di teleriscaldamento cittadino. Le stazioni di accumulo consentono di limitare l’utilizzo delle caldaie di integrazione e massimizzare l’utilizzo degli impianti di cogenerazione. Le centrali di cogenerazione di Iren Energia abbinate al sistema di teleriscaldamento urbano producono il calore destinato a 550.000 torinesi.  Grazie alla nuova centrale cogenerativa a ciclo combinato, il teleriscaldamento di Torino è aumentato dal 40% al 54% dell’intera volumetria della città.

L’impianto di cogenerazione Torino Nord dispone di una potenza pari a circa 400 MW elettrici e 220 MW termici, mentre l’impianto di integrazione e riserva conta 340 MW termici. Sia l’impianto di cogenerazione, sia quello di integrazione e riserva sono alimentati esclusivamente a gas naturale e ciò ha consentito il raggiungimento di nuove vette nel campo dell’efficienza energetica e ambientale del territorio.

Il sistema di controllo distribuito di Siemens
La fornitura Siemens ha riguardato la gestione completa della centrale di cogenerazione attraverso il sistema di controllo distribuito (DCS – Distributed Control System) SPPA T3000. Il sistema è progettato per eseguire tutti i compiti di automazione della centrale che si compone di un gruppo termoelettrico a ciclo combinato (turbina a gas e turbina a vapore), di tre generatori di vapore di integrazione e riserva e di un innovativo sistema di accumulo di calore, costituito da sei serbatoi, funzionali a minimizzare l’impiego del sistema di integrazione e riserva. Normalmente una centrale a ciclo combinato prevede due differenti sistemi di controllo, ovvero il sistema di controllo dedicato alla parte di processo e il sistema di controllo di tutte le parti elettriche.

L’innovazione del Progetto Torino Nord risiede proprio nell’integrazione dei due sistemi in unico DCS Siemens, l’SPPA T3000 appunto. La centrale di cogenerazione di Torino Nord rappresenta, infatti, il primo caso in Italia dove i due sistemi di controllo sono stati integrati al fine di innalzare e ottimizzare il livello di automazione della centrale. Il DCS Siemens, con un’unica interfaccia operatore e manutentore e un unico hardware per tutti gli aspetti del controllo, è in grado di gestire e monitorare, attraverso il protocollo IEC 61-850, anche le componenti del mondo elettrico – come ad esempio le innovative protezioni Siprotec che hanno lo scopo di proteggere e mettere in sicurezza tutte le parti della centrale. Per la prima volta in Italia, e tra le prime in Europa, il mondo elettrico è completamente integrato nel DCS attraverso il protocollo IEC 61-850, che viene utilizzato in tutte le sue funzioni.

Il controllo emissioni
Siemens ha fornito per la centrale di Torino Nord anche un evoluto Sistema di Monitoraggio Emissioni (SME) – in particolare, un sistema dedicato ai fumi della turbina a gas e uno dedicato ai fumi della caldaie – e ha integrato le regolazioni del sistema di riduzione delle emissioni in atmosfera degli ossidi di azoto, permettendo così di minimizzare a livelli assoluti il rilascio degli NOx. Il progetto nel suo complesso ha consentito un significativo contenimento delle emissioni in atmosfera pari a 134 tonnellate annue di ossidi di azoto, 400 tonnellate annue di ossidi di zolfo e 17 tonnellate di polveri. L’impianto di Torino Nord, grazie alle tecnologie presenti in ambito impiantistico e di controllo, ha portato all’abbattimento, nel 2013, di 284.000 t di CO2 e di 815 NoX, oltre a un risparmio sulle fonti primarie di energia pari a 94.600 t di CO2 oil equivalent e di 38.000 Nox oil equivalent.

La Control Room
Il cervello della centrale di cogenerazione Torino Nord è la moderna sala controllo, strutturata con una console principale e una di back up, nella quale sono posizionati i monitor delle stazioni di supervisione; consente la gestione e il controllo, 24 ore su 24, dell’intero impianto e l’interfaccia con il sistema di gestione della rete di teleriscaldamento.

Progetti futuri
I prossimi anni vedono lo sviluppo di un nuovo progetto, “Torino Nord Est”, il quale grazie al calore garantito dalle centrali di cogenerazione di Moncalieri e Torino Nord, potrà consentire di teleriscaldare ulteriori 16 milioni di metri cubi di volumetria, corrispondenti ad una popolazione di circa 130.000 persone, consentendo di ottenere ulteriori significativi benefici nel campo del miglioramento della qualità dell’aria, con una sensibile riduzione delle emissioni.

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