La gestione degli scaricatori di condensa da linee vapore, e più in generale di tutto il gruppo di scarico, è stata spesso sottovalutata, soprattutto dove sono presenti in grande numero, per gli eccessivi costi di gestione da parte del personale interno non specializzato. Fino a qualche anno addietro non esisteva una vera e propria attività di pianificazione della manutenzione e la stessa veniva demandata ad azioni spot su segnalazione degli utilizzatori. Obiettivo del presente articolo è la comparazione del metodo tradizionale di manutenzione con un’attività di appositamente studiata, tale soluzione comporta infatti, oltre ad un immediato aumento di efficienza, un importante ritorno economico.
L’esperienza maturata in oltre 30 anni di controlli sui gruppi di scarico condensa, completata con il confronto giornaliero con i tecnici di manutenzione delle principali realtà petrolchimiche italiane, consente la presentazione di uno studio che riproduce, in maniera riassuntiva, i risultati ottenuti in casi concreti.
Normalmente il quadro che si presenta nelle realtà industriali è così caratterizzato:
1. La manutenzione dei gruppi di scarico viene effettuata a seguito della segnalazione di malfunzionamento da parte della funzione interna di esercizio.
2. Non viene effettuato un controllo sistematico di tutte le unità ma vengono segnalate quelle visivamente in perdita e/o fredde e/o legate a strumenti di processo.
3. Per il controllo di funzionalità viene utilizzato il metodo visivo o tramite controllo della temperatura (dal pirometro al pezzo di zolfo).
4. Il tempo medio per la riparazione di un gruppo di scarico varia, in funzione della presenza o meno dei ricambi in magazzino, da 40 a 90 giorni dal momento della segnalazione di guasto, senza prendere in considerazione eventuali ritardi legati al rilascio dell’autorizzazione all’intervento in impianto.
Caratteristiche dell’impianto preso in esame
L’impianto preso in esame ha tre linee vapore: bassa pressione a 5 barg vapore saturo secco con costo medio presunto 15,00 €/t; media pressione a 18 barg vapore saturo secco con costo medio presunto 20,00 €/t ed alta pressione a 50 bar vapore surriscaldato con costo medio presunto 25,00 €/t.
Per ogni linea vapore esiste la rispettiva linea di recupero condensa con una pressione di 1 barg per la bassa, 3 barg per la media e-25 barg per l’alta.
L’impianto lavora circa 11 mesi l’anno in continuo per un totale di 7900 ore. Nell’impianto sono presenti nr. 100 punti di drenaggio suddivisi come in tabella 1.
Per i sistemi a drenaggio delle apparecchiature di processo si è ritenuto che tali unità siano correttamente installate e ben funzionanti.
Caratteristiche delle unità di drenaggio e definizione dei costi energetici
Ogni unità di drenaggio è composta dallo scaricatore vero e proprio e da una media di 4 valvole per un totale di 400 valvole e 100 scaricatori di condensa.
Ipotizzando che l’impianto abbia più di 15 anni, e che sia stata seguita una politica di manutenzione rivolta alla scelta della corretta tipologia di scaricatore di condensa rispetto al servizio svolto, la tabella 2 riporta la suddivisione, per tipologia di funzionamento, degli scaricatori di condensa presenti.
Le valvole asservite agli scaricatori di condensa sono di tipo a globo.
I costi energetici dei gruppi di drenaggio della condensa possono essere individuati in:
1. Perdite da scaricatori di condensa per passaggio di vapore vivo dall’orificio interno
2. Perdite dalle valvole per trafilamento dal premistoppa
3. Perdite dalle valvole per apertura parziale del by-pass o dello spurgo a causa del blocco dello scaricatore di condensa.
In questa analisi non vengono considerate le perdite dalla valvole dovute a mancata tenuta delle stesse e le perdite economiche indirette quali i colpi d’ariete delle linee vapore/condensa, e la diminuzione dell’efficienza termica dei sistemi di scambio dovuti al malfunzionamento degli scaricatori di condensa.
Le tabelle riportano le perdite energetiche dirette calcolate alle condizioni operative ipotizzate. I calcoli sono effettuati su unità campione correttamente dimensionate e già tarate per le applicazioni indicate.
Quanto di seguito affermato è relativo solo ed esclusivamente ai parametri operativi indicati nell’ impianto preso in considerazione e devono essere ricalcolati per eventuali altre realtà.
La tabella 3 riporta le perdite unitarie per scaricatore di condensa calcolate utilizzando la formula approvata dalla United Nations Framework Convention on Climate Change, accanto ad ogni valore di perdita indichiamo il CV utilizzato, tale valore può variare anche notevolmente a parità di modello e per diverse condizioni operative.
Per le valvole adotteremo i valori empirici indicati in tabella 4.
Situazione iniziale
A fronte di un controllo completo su tutte le unità presenti viene riscontrata la situazione come riportato nella figura 1 (in termini percentuale e suddivisa per pressione); alle perdite ed inefficienze legate agli scaricatori di condensa è necessario aggiungere quelle legate alle valvole del gruppo di scarico (rilevate 20 valvole con perdite dal premistoppa)
Inoltre sul 50% delle unità bloccate in chiusura su media e bassa pressione è stata spuntata la valvola di spurgo.
La tabella 5 riporta i valori delle perdite in termini di kg/h e di €/h.
Le perdite medie ammontano a circa 100 k€/anno.
La tabella 6 riporta i costi medi per le attività di sostituzione.
Applicazione delle politiche di manutenzione abituali
La politica di manutenzione abituale prevede l’esecuzione delle attività di sostituzione/manutenzione delle unità segnalate dalla funzione “esercizio” tramite campagne ad hoc pianificate 1 o 2 volte l’anno (spesso inseriti nei piani di fermata dell’impianto).
Questo comporta le seguenti conseguenze:
1. Le perdite rilevate rimangono tali fino alla data dell’intervento programmato.
2. Non sempre tutte le unità in perdita sono individuate, in particolare si riscontrano i seguenti comportamenti:
a. Sulle linee di tracciamento vengono aperte indiscriminatamente le valvole di spurgo, spostando ad un secondo momento il controllo dello scaricatore e lasciando spesso la valvola spuntata per lunghi periodi.
b. Sulle linee distribuzione non viene effettuato nessun controllo se non in concomitanza di eventi gravi quali i colpi d’ariete. Gli scaricatori in perdita, se collegati alla linea di recupero, non vengono generalmente individuati creando grossi problemi al sistema di recupero condensa.
3. Non sempre, soprattutto se le attività sono svolte durante le fermate di impianto, vengono installati i prodotti corretti in quanto la “criticità” di una singola unità di drenaggio è, a ragione, inferiore a quella di altre attività da svolgere.
4. Non sempre si riesce a svolgere tutte e attività programmate nei tempi previsti creando non di rado delle giacenze di magazzino.
Così operando mediamente non si riesce a superare il 70-75% di efficienza il che comporta di conseguenza una perdita energetica accettata di 100 k€ più le spese comunque affrontante per mantenere l’impianto a tale livello.
Senza entrare nel dettaglio possiamo stimare che annualmente si sostituisca il 9% delle unità per un importo pari a:
Scaricatori di condensa: 9 unità x (250 € + 200 €) = 4.050,00 €
Valvole: 36 unità x (100 €+ 200 €) = 10.080,00 €
Il totale dei costi da sostenere sarà dunque di circa 15 k€/anno.
Il totale del costo di gestione del sistema di drenaggio condensa è dunque di circa 115 k€ anno di cui 100 k€ di perdite e 15 k€ di attività.
Nella seconda parte dell’articolo verranno presentati i risultati ottenuti applicando una politica programmata di ispezioni/azioni controllate da un unico supervisore che si occupa di coordinare le attività delle diverse competenze aziendali.
Giovanni Distefano, Amministratore IMC Service, Coordinatore Regionale Sicilia A.I.MAN.
