Cliente: OEM di grandi macchinari e impianti
AMBITO DI LAVORO
L’ambito di lavoro descritto è eseguire la simulazione del sistema del compressore e l’analisi delle pulsazioni acustiche e delle forze di agitazione che si verificano nello skid di un compressore alternativo di processo, da fornire a cura del Cliente per l’installazione in un impianto di raffineria.
L’impianto oggetto di questa analisi delle pulsazioni include lo skid del compressore prodotto dal Cliente e, per il corretto svolgimento dell’analisi acustica, la tubazione che si estende dallo skid del compressore al primo grande serbatoio che può essere considerato come un’estremità aperta dal punto di vista acustico.
Sono state eseguite le simulazioni dell’intero sistema impianto/compressore per ogni caso operativo previsto nell’ambito di lavoro, incluso l’intervallo di velocità operative del compressore.
L’implementazione del modello e la simulazione sono state effettuate per mezzo dei software ACUSYS and ACUSCOMP proprietari di SATE, basati su ambiente SIMULINK1.
Sulla base dei risultati delle simulazioni ACUSCOMP a velocità variabile, sono state scelte le condizioni di velocità peggiori per eseguire l’analisi completa delle pulsazioni acustiche con ACUSYS, che consente di verificare le pulsazioni di pressione e le forze di agitazione che si verificano nell’impianto modellato rispetto ai limiti della norma API 618.
Le frequenze naturali meccaniche delle tubazioni sono state calcolate anche per verificare che queste siano abbastanza lontane dalle principali armoniche eccitanti in modo che non si verifichino risonanze indotte dalle pulsazioni acustiche. Per evitare tali risonanze, che genererebbero vibrazioni eccessive, sono state adeguatamente modificate le posizioni dei supporti per le tubazioni e sono stati introdotti alcuni ulteriori supporti.
1 MATLAB® e SIMULINK® sono prodotti Mathworks Inc. (Natick, Mass, Stati Uniti). Sono un potente ambiente numerico matematico e una piattaforma di simulazione, adatti per lo sviluppo e l’implementazione multidisciplinare di modelli come funzionamento desktop e in tempo reale in sistemi embedded.
DEFINIZIONE DEL LAVORO
Dati di input ricevuti dal cliente
Scheda tecnica del compressore e condizioni di funzionamento nominali
Disegni e specifiche tecniche di valvole e apparecchiature
Disegni isometrici delle tubazioni, P&ID e PFD
Indicazioni sulla condizione (aperta/chiusa) delle diverse valvole di processo durante le operazioni simulate
Attività tecniche principali svolte da S.A.T.E.
Sviluppo del modello di simulazione delle tubazioni in ambiente ACUSYS
Sviluppo del modello di simulazione impianto/compressore in ambiente ACUSCOMP
Simulazioni ACUSCOMP per ogni caso operativo (per esempio compressore in funzione, avvio o funzionamento normale)
ACUSYS viene eseguito per calcolare le pulsazioni acustiche che si verificano lungo le tubazioni
Risultato fornito al Cliente
Indicazioni sui rimedi da adottare per evitare il superamento dei limiti API 618 per le pulsazioni di pressione e le vibrazioni meccaniche (Progetto modificato)
Documentazione tecnica: Relazione di descrizione e feedback su:
- i risultati dell’analisi delle pulsazioni acustiche che si verificano nel Progetto di base,
- i funzionamenti e delle simulazioni effettuate per individuare i rimedi proposti per evitare i superamenti dei limiti API 618
- i risultati delle simulazioni e delle analisi delle pulsazioni acustiche ottenuti con il Progetto modificato suggerito
- i risultati dell’analisi meccanica per il Progetto delle tubazioni modificato
- i risultati dell’analisi delle forze di agitazione lungo la tubazione e dell’indicazione della rigidità dei supporti necessaria per evitare il superamento dei limiti della norma API 618
KNOW HOW E COMPETENZE NECESSARIE PER SVOLGERE IL LAVORO
Le principali competenze che si sono rivelate necessarie per eseguire il lavoro riguardano i seguenti settori:
- Acustica e fluidodinamica
- Simulazione di macchine e processo (compressori alternativi in questo caso)
- Norme API 618
- Analisi dei dati di frequenza
- Uso avanzato dell’ambiente MATLAB/SIMULINK®