Le guidelines, derivanti dall’esperienza di utilizzatori, costruttori e società di ingegneria, sono la base dei nuovi progetti. Le risposte alla domanda crescente di prestazioni piu’ elevate, risiedono nelle tecniche di progettazione, capaci di effettuare analisi accurate durante tutto il percorso progettuale (design by analysis). Considerazioni adeguate sono quindi necessarie per gli impianti produttivi sempre piu’ grandi e complessi per la realizzazione di condizioni di sicurezza, efficienza ed affidabilità operativa.
Tecnologie
La continua evoluzione rende da tempo disponibili metodologie e soluzioni avanzate. Queste sono basate su analisi e simulazioni che riguardano i fattori fondamentali e cioè:
- Sicurezza;
- aspetti dinamici;
- fenomeni fluidodinamici;
- valutazioni strutturali.
Modelli 3D dei componenti e dell’insieme sono di aiuto per un controllo visivo della correttezza del progetto. È possibile identificare e correggere gli aspetti, che possono compromettere l’esercizio e un utilizzo appropriato.
Alla base della progettazione l’attenzione per gli impatti su EHS (Environment Healt and Safety) relativi a sicurezza, salute degli operatori e delle regolamentazioni ambientali.
Occorre arrivare all’identificazione dei rischi potenziali, valutandoli e sviluppare una gestione per mettere a disposizione degli utilizzatori impianti altamente sicuri ed affidabili.
Analisi CFD
Tutti i componenti significativi per le prestazioni dei macchinari, delle tubazioni e dell’impianto, a contatto col flusso di gas, con eventuale presenza di liquidi, possono essere investigati con modelli che permettono
- stime del flusso reale;
- verifiche di schemi migliorativi;
- valutazioni di scambio termico e flusso di gas;
- analisi di fenomeni complessi (flussi multifase, combustione, reazioni chimiche).
Simulazioni CFD permettono studi complessi per anticipare problemi derivanti dal progetto.
Analisi dinamiche e strutturali
Queste simulazioni hanno lo scopo di investigare il comportamento dei componenti degli impianti e del loro insieme con macchinari ed ausiliari se necessario.
Modelli matematici consentono di valutare:
- misure di sicurezza;
- comportamento dei componenti critici;
- validità del progetto degli asset.
Nelle Analisi Strutturali l’obiettivo è la determinazione dei carichi e conseguentemente del livello di tensione esistente nelle strutture di macchinari, tubazioni e supporti. Ad esempio le analisi di vibrazioni del sistema consentono la realizzazione di impianti più sicuri ed economicamente validi.
Le condizioni operative possono variare nel tempo, per l’utilizzo di macchine con portate di gas variabili a seconda delle necessità di mercato o del processo. Queste situazioni possono essere analizzate, ottimizzando la progettazione e definendo le modalità di controllo del sistema generale. Il risultato è quello di identificare e pertanto eliminare potenziali anomalie all’avviamento o durante l’esercizio.
Enzo Giacomelli, Compressor Consultant
