Sviluppo ed applicazione di codice industriale per il calcolo delle prestazioni di impianti turbogas = Development and application of industrial code for the calculation of turbogas plants performance

Dal brevetto della prima turbina a gas, concepita intorno al 1890, si è dovuta attendere la seconda metà del ‘900 per il suo inserimento a tutti gli effetti all’ interno di un impianto turbogas per la generazione di energia elettrica. I bassi rendimenti dei primi 50 anni erano dovuti principalmente alle basse efficienze dei due componenti principali, compressore e turbina, e alle temperature massime raggiungibili limitate dai materiali disponibili. Il lavoro di tesi si inserisce all’ interno del contesto aziendale di Ethos Energy S.p.A, un’azienda specializzata nel settore energetico che si occupa di progettazione e recupero di impianti turbogas con sedi in diverse parti del mondo. La richiesta aziendale era quella di creare un’interfaccia utente per un codice Fortran, originariamente scritto da Westinghouse e successivamente modificato da Fiat Avio, di calcolo prestazioni per diversi impianti, nello specifico la tesi tratta dell’impianto industriale TG20B78 monoalbero. Il progetto di tesi può essere suddiviso in tre parti: la prima parte è stata quella di decodifica del codice e dell’analisi degli algoritmi che lo supportano; la seconda parte ha visto la progettazione e la scrittura dei codici di interfaccia di Input e Output concentrandosi nello specifico sulle mappe compressore e turbina, sui triangoli di velocità, sui profili alari della palettatura turbina e sulla modellizzazione del ciclo Joule Brayton; la terza e ultima parte ha visto invece l’utilizzo del software in due casi applicativi che potessero testarlo: la termoregolazione dell’impianto e un’analisi dei profili alari a temperatura ingresso turbina maggiorata. Il software nato da questo lavoro di tesi ha notevolmente migliorato e velocizzato il lavoro dell’utente, altresì ostico, ed è una valida base tanto per analisi prestazionali di primo impatto quanto per sviluppi futuri su altri aspetti di impianti turbogas come le emissioni e la valutazione di efficienze di cooling e/o rigenerazione.