Giugno 2013
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Automazione e Strumentazione
SIMULAZIONE
tecnica
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investigate tutte le condizioni, da quelle
di “settle-out” alle condizioni stazionarie
finali. Queste includono condizioni inter-
medie con incrementi della velocità del
compressore, variazioni delle condizioni
all’ingresso/uscita del compressore, dif-
ferenze di pressione a cavallo della val-
vola di anti-pompaggio, ecc.
In breve, utilizzando la simulazione
dinamica è stato possibile verificare casi
come l’avviamento, nei quali il design
originale (basato su simulazioni staziona-
rie) non era ottimale, ed intervenire con
adeguate modifiche.
Caso 2: Design della valvola di “Hot
Gas By-pass” (HGB) del compressore
MR
Un altro obiettivo di questo studio era
la verifica della necessità (e l’eventuale
tempo di chiusura richiesto) di una val-
vola di HGB per lo stadio a bassa pres-
sione del compressore MR.
Il compressore in questione è dotato di
una “bleed valve”, che controlla in rici-
clo del gas, e di una valvola di scarico in
torcia sulla mandata per il controllo di
pressione.
Attraverso diversi test dinamici, si è
stabilito che il tempo di apertura della
“bleed valve” poteva essere diminuito
sino ad 1 secondo. Inoltre, si è verifi-
cato come un’apertura sufficientemente
veloce della bleed, insieme ad un’aper-
tura più lenta della valvola di controllo a
torcia, permettevano di ridurre le dimen-
sioni, fino addirittura ad eliminare, la
valvola di HGB.
I risultati sono mostrati nella
υ
figura 7
.
Caso 3: Apertura della valvola di anti-
pompaggio del compressore MR in seguito
al trip del compressore del propano
L’esecuzione della simulazione del caso
di trip del compressore del propano ha
mostrato come questo evento ha un impatto
importante anche sui compressori MR; il
primo stadio del compressore MR entra
infatti nella zona di pompaggio subito dopo
il trip del compressore del propano.
Una serie di simulazioni hanno dimo-
strato come, per evitare questo fenomeno,
sia necessario che entrambe le valvole
di anti-pompaggio degli stadi a bassa e
media pressione del compressore MR,
aprano immediatamente dopo il trip del
compressore del propano, con un’azione
di “feed-forward”.
Le valvole di anti-pompaggio sono rap-
presentate nella
υ
figura 8
.
Metodologia esecutiva ed
esperienze acquisite
Dall’esperienza del progetto
GNL-3Z sono emersi alcuni
principi e linee guida certa-
mente estendibili ad altri pro-
getti.
È fondamentale comprendere
che uno studio di simulazione
dinamica è un processo com-
plesso, che richiede un’inte-
razione continua tra il contrat-
tore, il fornitore della simula-
zione, i fornitori delle principali
apparecchiature coinvolte ed
il cliente finale, sia a livello
manageriale che tecnico.
Per portare a termine con successo il pro-
getto, è quindi importante includere nel
team ingegneri con padronanza del pro-
cesso e, soprattutto, capacità di cooperare,
tentando di mantenere lo stesso gruppo
per tutta la durata degli studi.
I dati di processo alla base dello studio
(comprese le procedure, dettagliate ed
ufficiali) devono essere accurati e con-
sistenti per permettere di raggiungere
un elevato grado di fedeltà della simula-
zione. A tal fine, occorre rivolgere un’at-
tenzione speciale ai parametri critici che
possono invalidare i risultati ottenuti
(disegni isometrici, caratteristiche delle
valvole, dati inerziali dei compressori e
loro driver, curve caratteristiche dei com-
pressori, ecc.).
Oltre un certo grado di sviluppo del
modello, le modifiche ai dati dovrebbero
essere minimizzate, al fine di
ottenere risultati coerenti e
mantenere una tempistica effi-
cace. Le modifiche su impianti
in fase di costruzione diven-
tano, infatti, più onerose con
il progredire del progetto, ed
inoltre, comportano costose
ri-esecuzioni di simulazioni
aggiuntive.
Una volta configurati, occorre
che i modelli siano appro-
vati, prima di procedere con
le simulazioni. In particolare,
i seguenti punti dovrebbero
essere verificati ed accettati
dalle parti coinvolte: topologia
del modello e corrispondenza con i P&ID,
dati principali utilizzati, corrispondenza
con il bilancio di materia ed energia, cor-
retta implementazione degli isometrici,
valori di inerzia e curve caratteristiche dei
compressori.
Infine, dopo il completamento del
modello, è importante svolgere un’azione
di “debugging” attraverso l’esecuzione di
test, per rilevare eventuali debolezze.
Da un punto di vista gestionale, uno stu-
dio di simulazione dinamica segue una
schedula relativamente standard che può
essere adattata in funzione di esigenze
specifiche di progetto. I punti principali
sono: il Kick off meeting, nel quale ven-
gono definiti gli scopi dello studio e for-
niti i dati per la preparazione del modello;
la preparazione dell’interim report che,
una volta completato il modello, descriva
Figura 7 - Comportamento dello stadio a bassa pressione del
compressore MR durante la fermata non programmata (trip)
Figura 8 - Comportamento dello stadio a bassa
pressione del compressore MR in seguito al trip del
compressore del propano
