Il rinnovamento di un impianto industriale

Si procede al rinnovamento di un impianto industriale quando si verificano dei guasti che rendono necessari interventi importanti; l’introduzione di componenti nuovi può portare a un miglioramento significativo nel rendimento.

Per aumentare la produttività, però, non ha senso aspettare di dover fare manutenzione straordinaria: meglio valutare la situazione del proprio impianto e considerare la sostituzione di componenti come le pompe, che garantiscono significativi miglioramenti e permettono di recuperare l’investimento in tempi brevi.

Come risparmiare energia in un impianto

Gli impianti industriali lavorano con processi ad elevato contenuto di energia, per cui è perfettamente corretto da un punto di vista economico verificare le potenzialità di miglioramento delle performance energetiche. In questo senso le possibilità di rinnovamento sono molto vaste e spesso la soluzione ideale nasce da un compromesso fra risorse disponibili, ovvero il budget assegnato, e le performance che si vogliono ottenere. È possibile in linea di principio definire alcune linee generali che racchiudono le strategie migliorative maggiormente utilizzate per un miglioramento in termini di efficienza:

• Valutazione energetica dell’impianto e delle azioni correttive per ridurre sprechi o inefficienze
• Sostituzione di motori sovradimensionati con motori più piccoli ad alta efficienza e/o installazione di componenti specifici in base alle esigenze (pompe centrifughe, valvole, regolatori, ecc…).
• Utilizzo di sistemi di regolazione in grado di aumentare l’efficienza complessiva dell’impianto.

Perché rinnovare l’impianto conviene

Anche se intraprendere azioni migliorative comporta in certi casi costi elevati, tale operazione risulta spesso conveniente nel medio/lungo termine: agire sull’efficienza di un impianto, infatti, vuol dire incrementare anche la produttività, cosa che permette di recuperare il capitale investito; è il così detto “payback period”, ovvero uno dei principali indici di valutazione di un investimento. Sarà quindi interessante per un’impresa valutare investimenti che comportino un notevole aumento di produttività a fronte di un breve tempo di ritorno dell’investimento.
Investire su alcuni componenti dell’impianto industriale, come pompe centrifughe e azionamenti, permette in effetti di avere avere un ritorno molto rapido dell’investimento iniziale (payback period molto basso).

Dedicare grande attenzione alla scelta delle pompe è cruciale per ottimizzare il funzionamento dell’impianto e ridurre il consumo energetico. Il costo relativo all’aumento dell’affidabilità del parco pompe di uno stabilimento viene ripagato nel giro di pochi mesi a fronte di un risparmio energetico delle pompe stesse, ossia un minor assorbimento dei motori elettrici. Vediamo di seguito alcuni esempi concreti.

Nuove pompe centrifughe per un impianto di trattamento acque

Un primo esempio riguarda un grosso impianto di depurazione civile, come mostrato in figura.

Da tempo si manifestava il problema legato alla frequenza degli interventi di manutenzione che causavano lunghi e fastidiosi fermi-impianto e complicanze durante il processo di deodorizzazione, con conseguente disagio agli abitanti delle zone vicine all’impianto. Le pompe orizzontali utilizzate manifestavamo problemi alla tenuta e ai cuscinetti del motore, parti che dovevano essere cambiate frequentemente, con conseguente aumento dei costi di gestione.
È stato quindi sostituito l’intero sistema di movimentazione con l’adozione di nuove pompe dotate di tenuta meccanica doppia (in SiC e PTFE) flussata con acqua e di motori equipaggiati con cuscinetti speciali, particolarmente adatti a sopportare carichi assiali. Le pompe scelte sono pompe orizzontali costruite in PP. La tenuta doppia ha permesso di allungare la vita della macchina e di evitare le problematiche legate al pompaggio di liquidi soggetti a cristallizzazione (acque provenienti dalle torri di abbattimento fumi). In particolare si è registrato una riduzione dei costi di gestione del 13% con notevoli miglioramenti nel funzionamento dell’impianto e un payback period stimato di circa 6 mesi.

Il rinnovamento di un impianto tessile

Un altro esempio riguarda un’azienda che si occupa di tinture di filati e tessuti che ha investito in nuove pompe di circolazione del colorante accoppiate ad un azionamento in c.a. da 30 kW.
Il consumo energetico è stato monitorato prima e dopo l’installazione, con ottimi risultati: il consumo medio di potenza è sceso da 14,1 kW a ben 2,1 kW mostrando notevoli miglioramenti, come riassunto nella figura sottostante.

 

Ipotizzando 6.000 ore di funzionamento all’anno, l’azienda stima di recuperare il capitale investito in 24/25 mesi, senza contare anche ulteriori vantaggi legati alla maggiore efficienza complessiva, fra cui un risparmio energetico totale di circa 72.000 kWh/anno ed una riduzione delle emissioni di CO2 di – 36.000 kg/anno.

Il rinnovamento di un impianto di clorazione tramite pompe centrifughe orizzontali

Un ultimo esempio riguarda un impianto di clorazione per acqua delle piscine: nella clorazione comunemente intesa (quella dei piccoli/medi impianti) viene semplicemente aggiunta una soluzione di ipoclorito di sodio all’acqua.

In tale impianto l’azienda lamentava una forte usura su una serie di pompe installate, cosa che rendeva molto frequenti gli interventi di manutenzione (ed in alcuni casi di sostituzione) delle pompe in uso (pompe periferiche).

La causa dell’usura era dovuta alla presenza, impossibile da eliminare, di solidi in sospensione nel liquido in pompaggio (calcio ipoclorito e dicloruro isocianurato). Ciò determinava un conseguente decadimento delle prestazioni. Oltre alle particelle abrasive, il cliente aveva anche problemi di ingombro e la necessità di tenere bassa la potenza installata.

Si è valutato un investimento per una pompa centrifuga orizzontale con tenuta meccanica (materiale costruttivo: PVC) al posto di pompe periferiche.

Grazie al particolare disegno della parte idraulica si è ottenuta una curva caratteristica simile a quella di una pompa periferica (alta prevalenza e bassa portata) ed è stato inoltre possibile mantenere bassa la potenza installata con il doppio vantaggio di contenere le dimensioni della pompa e di ottimizzare i consumi energetici.

Nella fase di progetto si sono dovute conciliare le necessità di efficienza idraulica con le particolari esigenze di resistenza all’abrasione.

In particolare è stato necessario garantire che particelle di 8 mm di diametro circa potessero attraversare la pompa senza creare problemi di intasamento o di abrasione del circuito idraulico composto da corpo, coperchi e girante.

Gli ingombri ridotti della pompa ne hanno facilitato l’installazione all’interno degli armadi degli impianti di clorazione. Dai risultati ottenuti si stima un aumento dell’efficienza complessiva di circa il 30%, con una significativa riduzione degli interventi di manutenzione che prima affliggevano l’impianto e un tempo di ritorno dell’investimento nell’arco di 10 mesi.

In conclusione, come mostrato nei casi studio esaminati, è possibile affermare che il rinnovamento di un impianto industriale, a fronte dei costi da sostenere, rappresenti un passo importante nell’ottica di migliorare l’efficienza produttiva e ridurre i costi di gestione.

Nella maggior parte dei casi è possibile apportare notevoli miglioramenti agendo su componenti dell’impianto relativamente poco costosi, che offrono un tempo di ritorno dell’investimento nell’ordine di qualche mese, come pompe o azionamenti, riducendo guasti imprevisti o ingiustificati aumenti dei costi di manutenzione.
(Fonte: http://new.abb.com/it)