Controllo torri di raffreddamento con azionamenti a velocità variabile

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Unidrive M700 aiuta una grande centrale elettrica americana a massimizzare le prestazioni e a ridurre i costi di manutenzione

Controllo torri di raffreddamento con azionamenti a velocità variabile
Controllo torri di raffreddamento con azionamenti a velocità variabile

La centrale elettrica Possum Point, si­tuata lungo il fiume Potomac, a circa 50 km a sud di Washington - USA, utiliz­za ora gli azionamenti a velocità variabi­le Control Techniques Unidrive M700 per controllare 22 ventilatori di due torri di raffreddamento.

Unidrive M700 è andato a sostituire un sistema installato nel 1975 ed ha introdotto molti bene­fici, tra i quali la possibilità di variare la velocità delle ventole per minimizzare il consumo di po­tenza in presenza di piccoli carichi, di eliminare il movimento in presenza di vento dovuto alla mancanza di un sistema di frenatura, di mini­mizzare il congelamento potenziale in inverno, di ridurre al minimo la vibrazione delle ventole senza doverle mettere fuori servizio e di elimi­nare la necessità di regolazioni periodiche del passo delle pale delle ventole per evitare so­vraccarichi al motore in inverno e basse portate d’aria in estate.

La sola regolazione del passo delle pale ha comportato un notevole risparmio in termini di ore uomo, che la centrale ha stimato intorno al valore di 38.000 $ all’anno.

 

La centrale elettrica, di proprietà di Dominion Power, è dotata di più unità alimentate a gas e a petrolio. L’azienda desiderava implementare un sistema automatico di controllo per i ventilatori di raffreddamento, che erano gestiti da un siste­ma vecchio di oltre 40 anni. La riqualificazione ha risolto direttamente i seguenti aspetti.

Riduzione dei consumi e dei costi senza impattare sull’efficienza della torre 

La gestione dei consumi energetici e della capacità di raffreddamento comportava l’accensione e lo spegnimento dei dispositivi di avviamento dei ventilatori da 200 HP, dato che essi operavano sempre alla massima velocità

La possibilità di variare la velocità dei ventilatori e di conseguenza la ca­pacità di raffreddamento al variare dei carichi, consente di far funzionare tutti i ventilatori (per una migliore efficienza dell’impianto), con richieste energetiche molto inferiori. Il sistema muove solo l’aria necessaria per estrarre calore e di conseguenza i consumi energetici sono notevolmen­te più contenuti. 

La gestione delle vibrazioni sulle singole ventole che devono essere di­sattivate era richiesta anche quando i requisiti sul carico e di conseguen­za i requisiti di raffreddamento erano elevati. La capacità di mantenere tutte le ventole in funzione, con alcune di esse che operano a velocità ri­dotta per gestire le vibrazioni, assicura il raffreddamento ottimale quando è necessario generarlo per l’unità. 

Un altro problema era costituito dalla necessità di modificare manual­mente e su base periodica, il passo delle pale dei ventilatori, a causa delle differenze nella densità dell’aria nei mesi estivi e invernali.

Questa attività, da sola, richiedeva circa 480 ore uomo all’anno, un di­rottamento significativo di risorse da necessità più pressanti all’interno della centrale elettrica, con l’aggiunta dei costi di noleggio di una gru e le operazioni di gestione della sicurezza. 

Gestione delle risorse e protezione

Le ventole sono dotate di un albero di trasmissione in fibra di vetro/me­tallo lungo circa 5 metri, connesso con il motore tramite puleggia.

In assenza di un sistema di frenatura, il movimento incontrollato delle ventole inattive ad opera del vento costituiva un problema costante, che talvolta provocava avviamenti scorretti, i quali a loro volta, producevano sovraccarichi sul motore, gravi forze di torsione sull’albero di trasmissio­ne dell’avviamento e in alcuni casi dei problemi alla trasmissione.

Con il nuovo sistema, le funzioni di start/stop sono caratteristiche intrin­seche dell’azionamento Unidrive M700, che minimizzano i picchi di cop­pia ai quali è soggetto l’albero di trasmissione che ha eliminato i problemi legati ai movimenti incontrollati ad opera del vento. 

Il gelo e il disgelo costituiscono un problema sulle torri di raffreddamento. Il sistema esistente richiedeva di far girare le ventole in senso opposto in caso di formazione di ghiaccio ai lati delle torri con il potenziale rischio di collasso della torre di raffreddamento. Un flusso d’aria oppor­tunamente gestito nella stagione fredda, grazie alla possibilità di variare la velocità, è in grado di eliminare il sotto-raffreddamento il quale, a sua volta, provoca la formazione del ghiaccio. Ciò elimina la necessità di invertire il senso di rota­zione dei ventilatori, tranne che nelle condizioni atmosferiche più avverse.

“Abbiamo deciso di considerare le soluzioni con azionamenti a velocità variabile ed inizialmente sono stati considerati tre produttori”, afferma Mark Leigh, consulente tecnico della centrale elettrica.

“Tuttavia, Control Techniques è stata l’unica azienda in grado di soddisfare i tempi molto stretti di consegna del progetto, oltre ad aver­ci supportato con grande competenza tecnica, nella scelta della soluzione idonea.”

Gli azionamenti Unidrive M700 di Control Te­chniques sono stati installati in una sala di con­trollo della centrale elettrica, dove vengono uti­lizzati per controllare 22 ventilatori della torre di raffreddamento.

Gli azionamenti assicurano prestazioni elevate e un controllo flessibile dei motori asincroni e a magneti permanenti. Ciò che è maggiormente importante per la centrale, è che Unidrive M700 offre un maggiore controllo del processo.

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Pubblicato il Novembre 16, 2017 - (312 views)
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