Energia

Il settore comprende la produzione di energia elettrica e termica in tutte le sue forme: centrali a ciclo combinato e a vapore, impianti di cogenerazione, caldaie industriali, impianti a biomassa e biogas, parchi fotovoltaici ed eolici, oltre alle reti di distribuzione del calore e del gas. Le esigenze di misura si ripetono: in esercizio si verificano combustione, emissioni e rendimento; in manutenzione si leggono vibrazioni, temperature e stato dei cuscinetti; nelle ispezioni periodiche si misurano spessori residui e si cercano perdite. A questi si aggiungono i controlli sulle reti di teleriscaldamento e sulle sottostazioni, dove contano temperature, pressioni e perdite lungo il percorso.

Il filo comune è la documentazione. Il valore di ossigeno nei fumi, la concentrazione di un inquinante al camino, lo spettro di vibrazione di un albero o lo spessore residuo di una tubazione diventano dati da archiviare, confrontare nel tempo e presentare all’ente di controllo o all’assicuratore. Gli strumenti devono quindi registrare, datare e trasferire la misura, non soltanto mostrarla, e devono essere tarati con riferimenti riconosciuti, perché nel settore energia la misura entra quasi sempre in una verifica di terzi.

Cosa si controlla nel settore

Il primo gruppo di controlli riguarda la combustione: ossigeno, monossido di carbonio, temperatura dei fumi e tiraggio sui generatori, da cui si calcolano rendimento e perdite al camino. Il secondo riguarda le emissioni in atmosfera: ossidi di azoto, anidride solforosa, polveri e altri inquinanti ai camini degli impianti, misurati con metodi di riferimento per le verifiche di legge. Il terzo riguarda la sicurezza: rilevamento di gas tossici e infiammabili, carenza di ossigeno negli ambienti confinati, ricerca fughe sulle reti. Il quarto riguarda le macchine rotanti: vibrazioni, temperature di cuscinetti e avvolgimenti, termografia dei quadri elettrici per la manutenzione predittiva di turbine, alternatori e motori. Il quinto riguarda l’integrità degli impianti: spessore residuo di tubazioni e serbatoi, corrosione sotto isolamento, controllo delle saldature. Ogni gruppo ha la sua frequenza, ma tutti convergono nello stesso archivio di impianto, che è il documento letto in verifica.

Le grandezze e le tecnologie coinvolte

Le grandezze più frequenti sono aria, gas e pressione nelle analisi di combustione, nelle emissioni e nel rilevamento gas; la temperatura di fumi, fluidi, cuscinetti e quadri; la velocità e la rotazione delle macchine, con le vibrazioni che ne descrivono lo stato; lo spessore residuo di pareti e tubazioni e i controlli non distruttivi su saldature e componenti in pressione. Le tecnologie vanno dagli analizzatori di combustione portatili ai sistemi di campionamento per i camini, dai rilevatori multigas ai vibrometri e alle termocamere, fino agli spessimetri a ultrasuoni per le ispezioni.

Controllo	Cosa garantisce
Analisi di combustione su caldaie e bruciatori	Rendimento del generatore, sicurezza e consumo di combustibile sotto controllo
Emissioni al camino con metodi di riferimento	Rispetto dei limiti autorizzati e verifica dell’ente di controllo superata
Rilevamento gas e ricerca fughe	Protezione delle persone negli impianti e nelle reti di distribuzione
Vibrazioni e temperature di turbine, alternatori e motori	Manutenzione predittiva e fermi programmati invece di guasti improvvisi
Termografia di quadri e connessioni elettriche	Individuazione dei punti caldi prima del guasto o dell’incendio
Spessore residuo di tubazioni, serbatoi e scambiatori	Vita residua dei componenti in pressione e sicurezza dell’impianto
Taratura degli strumenti con riferimenti tracciabili	Misure difendibili in verifica e confrontabili nel tempo

Esercizio e manutenzione: come si organizza la misura in centrale

In un impianto di produzione la misura segue due calendari. Il primo è quello dell’esercizio: la combustione si verifica a ogni regolazione del bruciatore e a ogni cambio di combustibile, le emissioni secondo le frequenze dell’autorizzazione, il gas in continuo nei locali a rischio. Il secondo è quello della manutenzione: le macchine rotanti si misurano a intervalli fissi e si confrontano con la lettura precedente, perché nella diagnostica conta la tendenza più del valore assoluto. In entrambi i casi la qualità del dato dipende da tre cose: lo strumento giusto per la grandezza, un punto di misura ripetibile e la taratura con un riferimento riconosciuto. Un buon piano stabilisce per ogni punto chi misura, con quale strumento, con quale frequenza e dove finisce il dato, così che la verifica di terzi trovi un archivio e non una raccolta di appunti. Vale per la centrale di grandi dimensioni come per l’impianto a biomassa di un consorzio agricolo.

• Analisi di combustione a ogni regolazione del bruciatore, con il valore di ossigeno e di monossido registrati insieme alla temperatura dei fumi.
• Campagne di emissione al camino con strumenti e metodi di riferimento, archiviate con data, punto di prelievo e condizioni di esercizio.
• Rilevatori di gas portatili per gli accessi in ambienti confinati e ricerca fughe periodica sulle reti e sui raccordi.
• Lettura di vibrazioni e temperature sulle macchine rotanti negli stessi punti e nelle stesse condizioni, per confrontare le tendenze.
• Ispezione periodica degli spessori su tubazioni, serbatoi e scambiatori, con mappa dei punti e confronto con lo spessore di progetto.

Casi e applicazioni

Le pagine che seguono approfondiscono le situazioni più comuni nel settore energia: dalla combustione alle emissioni, dalla sicurezza gas alla diagnostica delle macchine rotanti, fino all’integrità delle tubazioni.

Dal settore allo strumento: cosa serve in pratica

Per aria, gas e pressione servono gli analizzatori di combustione sui generatori, i sistemi per emissioni e fumi industriali ai camini e i rilevatori di gas e ricerca fughe per la sicurezza. Per la temperatura, le termocamere su quadri e macchine e le sonde di processo sui fluidi. Per velocità e rotazione, gli strumenti per vibrazioni e stato macchine; per lo spessore residuo, gli spessimetri a ultrasuoni e i kit per ispezione corrosione.