Negli impianti di estrazione di combustibili fossili, la produzione del calore necessario al processo produttivo costituisce una criticità rilevante, sia in termini dei costi generali e impatto ambientale che della stabilità della produzione, ma anche una risorsa con potenziali spazi di miglioramento in termini di efficienza di produzione e gestione efficiente del vapore

Aspetti di interesse sono l’incremento dell’efficienza di produzione, attraverso una migliore gestione della generazione termica e tramite un migliore recupero energetico da opportune sorgenti di calore e/o combustibile di recupero in ambito di processo.

Gli impianti Oil & Gas Upstream, le raffinerie, gli impianti chimici e petrolchimici sono fra le realtà più coinvolte in questo tipo di problematiche.

ABB suggerisce un approccio globale, tramite il controllo coordinato di caldaie, turbine a vapore e a gas, considerando esplicitamente l’efficienza delle apparecchiature, la disponibilità di recuperi energetici e tenendo in considerazione, in tempo reale, i prezzi dell’energia.

L’approccio proposto prevede l’utilizzazione della soluzione Steam & Power Optimization, che garantisce l’ottimizzazione di vapore e potenza in tempo reale, utilizzando la tecnologia Abb Ability Optimax.

Per la corretta gestione di una rete a vapore complessa, con molteplici apparecchiature quali caldaie, turbine a gas e turbine vapore, che interagiscono tra loro e che hanno diverse dinamiche, l’uso di un software di Advanced Process Control (Apc) risulta determinante al fine di controllare in modo sistematico e appropriate tutte le apparecchiature facenti parte della rete vapore.

Il vantaggio più immediato è la stabilità di processo, sia a livello di rete vapore stessa, sia a livello di apporto termico verso le unità di processo.

La soluzione Steam & Power Optimization implementa un algoritmo di controllo che agisce in modo dolce, modulando opportunamente gli asset a disposizione ai fini di ottimizzare l’efficienza energetica ed economica, utilizzando in modo appropriato la tecnologia Apc.

Questa soluzione è alternativa alle complesse logiche Dcs, normalmente implementate per gestire una rete vapore articolata, logiche che peraltro difficilmente riescono a gestire in modo ottimale la pluralità delle condizioni operative possibili.

La soluzione di Steam & Power Optimization ha, inoltre, un ottimizzatore integrato in grado di gestire modelli non lineari e complessi, utilizzando costi e prezzi espliciti e un funzionale di ottimizzazione economica.

La soluzione Abb Ability Optimax interviene su caldaie e turbine, considerando le curve di efficienza proprie delle apparecchiature e i relativi vincoli quali, ad esempio, carico minimo e massimo, al fine di ottimizzare il rendimento complessivo della produzione di calore ed energia.

Agisce, inoltre, in modo attivo per ridurre le perdite energiche, ad esempio, nel caso in cui si aprano le valvole di bypass verso livelli di pressione più ridotti, oppure nel caso in cui si aprano le valvole di sfiato in atmosfera.

Al verificarsi di grandi variazioni nella rete vapore, dovute, ad esempio, a trip/fuori servizio delle apparecchiature, la soluzione Steam & Power Optimization utilizza tutti i componenti della rete a vapore per migliorare il controllo e mitigare gli effetti dell’evento anomalo, riducendo le deviazioni di pressione e temperature dai loro obiettivi ottimali.

Come ulteriore beneficio, poiché la soluzione di Steam & Power Optimization è basata su tecnologia Apc, intrinsecamente multivariabile, tutte le modalità di funzionamento richieste, ad esempio in termini di caldaie e turbine in marcia o in condizioni di arresto, vengono gestite con una singola configurazione software Apc, a fronte di complesse configurazioni Dcs atte a gestire molti sotto casi e, peraltro, con performance non ottimali.

La configurazione delle strategie di controllo della rete vapore, nell’insieme, risulta notevolmente semplificata in quanto non sono necessarie configurazioni Dcs alternative o complessi schemi di over-ride al livello di controllo di base per le modalità “caldaia-segue”, “turbina-segue”, e gestione valvole di bypass/laminazione con setpoint sfasati e altre modalità analoghe che tentano di gestire, cercando di semplificarla, una realtà complessa, senza peraltro riuscire a conseguire le performance necessarie.