Una nuova soluzione di efficientamento negli acquedotti italiani - Giacomo Carletti - CADF

Ing. Giacomo CARLETTI
Una nuova soluzione di efficientamento
negli acquedotti italiani
Responsabile Servizio Conduzione Acquedotto,
Depurazione – C.A.D.F. S.p.A.
Ing. Claudio GATTAVARI
Direttore tecnico – LOCLAIN SRL
Torino, 18 Maggio 2017 1

• Società a capitale pubblico, gestisce il Servizio Idrico Integrato:
• Acquedotto
• Depurazione
• Fognatura
2
C.A.D.F. S.p.A.
Torino, 18 Maggio 2017
13 Comuni del medio e basso Ferrarese, metà Provincia di Ferrara in verde chiaro sulla diapositiva.
 C A D F S.p.A. opera su un territorio di 1.313 kmq per una popolazione residente di c.a. 105.000 unità.
 Nel periodo estive la popolazione residente e fluttuante per scopi turistici arriva ad oltre 200.000 unità

3
IL TERRITORIO GESTITO
Torino, 18 Maggio 2017
2.307 km di condotte di
adduzione e
distribuzione di acqua
potabile
2 centrali di
potabilizzazione
19 impianti di accumulo
– sollevamento di acqua
potabile
Volume stoccaggio di
acqua potabile : 45.600
mc
copertura acquedotto:
100%
2 CENTRALI + 19 IMPIANTI = 15.500.000 m3/y di acqua potabile = 100% copertura

L’IMPIANTO DI ACCUMULO E RILANCIO
DI CODIGORO
GSDN450
GSDN450
acc DN300
acc DN250
acc DN300
acc DN250 Scarico
T. P.
Scarico
T. P.
Scarico
Scarico
acc DN300
SALA POMPE
VASCA DI ACCUMULO
SEMINTERRATA 2
VASCA DI ACCUMULO
SEMINTERRATA 1
GSDN450
GS DN450
GSDN450
acc DN300
acc DN300
PC
GS DN450
clayton
CABINA
ELETTRICA
Q
Uscita
P
P1
P
P2
PC Ingresso
Q
 Numero di vasche: 2 x 1250 m3/cad
 Elettropompe di rilancio: 2x 90 l/s; 42 m.c.a; 75 kW;
 Alimentazione diretta da centrale di Serravalle DN450

DATI DI GESTIONE
P [bar] Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov
Media 3,39 3,46 3,42 3,54 3,48 3,30 2,73 2,70 3,36 3,26 3,05
Min. 1,40 1,30 1,95 1,67 0,92 1,40 1,09 1,21 1,49 1,04 1,34
Max 5,38 6,02 5,29 5,88 6,60 6,15 5,57 5,36 6,24 5,56 5,41
Dev.St 0,48 0,38 0,29 0,48 0,59 0,60 0,51 0,48 0,67 0,49 0,44
Q [l/s] Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov
Media 43,01 44,35 37,29 41,25 42,87 42,57 52,14 59,40 54,32 41,91 43,23
Min. 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Max 89,36 79,25 59,47 76,03 95,17 75,88 88,28 86,28 92,43 84,86 72,12
Dev.St 21,45 15,76 17,70 23,62 23,69 23,53 26,47 26,40 27,19 25,61 27,55
TOTALE DISSIPAZIONE DI ENERGIA IN MODALITA ALIMENTAZIONE VASCA
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
P [bar]
Media
Minimo
Massimo
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q [l/s]
Media
Massimo

L’IMPIANTO DI ACCUMULO E RILANCIO
DI CODIGORO
VASCA DI ACCUMULO
SEMINTERRATA 2
VASCA DI ACCUMULO
SEMINTERRATA 1
GSDN450
acc DN300
acc DN300

PROTEGGIAMO LA TUA RETE RECUPERANDO
L’ENERGIA

AZIENDA INNOVATIVA
3600mq
KNOW-HOW
INDUSTRIALIZZAZIONE
R&S

FLOW TEST IDRAULICO
Caratteristiche:
3 pompe serie / parallelo
Fino a 1200m3/h di portata
Fino a 12 bar-g di prevalenza
Massima valvola installabile: 16" globo
Controllo da Remoto Misure di Potenza, Cavitazione e Rumore
Impianto idraulico da 1200m3/h

VALVOLA DI REGOLAZIONE – PREDITE DI CARICO
RIDUZIONE DI PRESSIONE
P1 VARIABILE
P2 = COSTANTE
DP = P1 – P2
REGOLAZIONE DELLA PORTATA
DP = f (Ap)
Q = f(DP^0,5)
P1
P2
DP
T (s)
P (bar)
DP @ Qp
Q (m3/h)
P (bar)
DPmax @ Qmin
DPmin @ Qmax
P1
P2

SINGOLO STADIO
MULTI-STADIO
CAVITAZIONE NEI LIQUIDI/EROSIONE
METODO TRADIZIONALE
L (m)
P (bar)
L (m)
P (bar)
Pv
Pv
P1
P2
DP
P1
P2
Pvc
DP
valvola
DP
linea

GLI OBBIETTIVI…
REGOLAZIONE, CAVITAZIONE, RUMORE
CONTROLLO VELOCITA’
CADUTA PRESSIONE PROGRESSIVA
RECUPERO ENERGETICO
PRODOTTO
MANTENERE LAY-OUT

GLI OBBIETTIVI…
REGOLAZIONE, CAVITAZIONE, RUMORE
CONTROLLO VELOCITA’
CADUTA PRESSIONE PROGRESSIVA
RECUPERO ENERGETICO
MANTENERE LAY-OUT

Efficientamento con sistema
LocPower®- Regolazione stabile
di portata e
pressione
- Turbina Integrata
nella valvola
- Flusso Assiale
- Diagnostica Remota
Avanzata
- By-passabile
internamente
- Elevata Efficienza

CONTESTUALIZZAZIONE DELL’APPLICAZIONE SU ACQUEDOTTO DI CODIGORO
VASCHE DI COMPENSAZIONE
ACQUEDOTTO
STAZIONE DI
SOLLEVAMENT
O
UTENZE
VASCA DI
COMPENSAZIONE
P1
P1
P0
P1
RILANCIO
IN RETE
FALDA/INVAS
O

ANALISI DATI VASCA CODIGORO
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112
P [bar]
Media
Minimo
Massimo
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Q [l/s]
Media
Massimo
ELABORAZIONE NUOVE MEDIE Q E
DP
SU BASE ORARIA DI UTILIZZO

DATI PER PROGETTO LocPower
Cliente: CADF
Offerta N.: COM-2016.11.001
Progetto: Codigoro
Item: 1
Periodo di riferimento: 2016 Q DH (bar) DH corpo (bar)
65 2,9 0,6 18,82027265 13,32054452
Data/Ora Q Media (l/s) DH (bar) Q utile (l/s) DH massimo (bar) DH Utile (bar) DH Turb. (bar) Q Reale (l/s)
gennaio 70 3 65 2,40 2,40 2,90 59,13
gennaio 70 3 65 2,40 2,40 2,90 59,13
gennaio 70 3 65 2,40 2,40 2,90 59,13
febbraio 65 2,8 65 2,20 2,20 2,90 56,61
febbraio 65 2,8 65 2,20 2,20 2,90 56,61
febbraio 65 2,8 65 2,20 2,20 2,90 56,61
marzo 56 3,3 56 2,85 2,85 2,15 56,00
marzo 56 3,3 56 2,85 2,85 2,15 56,00
marzo 56 3,3 56 2,85 2,85 2,15 56,00
Condizioni di Progetto
PORTATA DI PROGETTO = 65 l/s
DP PROGETTO = 2,9 bar
PORTATA MASSIMA = 90 l/s
DP MASSIMO = 3,8 bar
PROGETTAZIONE
LocPower DN200
PN16
VALVOLA TURBINA RIGENERAZION
E
UNICO
PROGETTO

PROGETTO LocPower
PORTATA MINIMA = 25 l/s
DP DI CHIUSURA = 5 bar
DP MINIMO = 2 bar
VALVOLA

PROGETTO LocPower
DP DI PROGETTO = 2,9 bar
NUMERO DI GIRI = 0-2200
g/min
TURBINA

PROGETTO LocPower
POTENZA DI PROGETTO = 13,5kW
POTENZA MAX = 15kW
INGRESSO = GENERATORE
SINCRONO
USICTA = 400VAC 50Hz CEI 0-
21
RIGENERAZION
E

LAY-OUT IMPIANTO
VASCA DI ACCUMULO
SEMINTERRATA 2
VASCA DI ACCUMULO
SEMINTERRATA 1
GSDN450
acc DN300
acc DN300
VALVOLA MOTORIZZATA ELETTRICA
FARFALLA DN150 PN16
TUBAZIONE DN300

ANALISI VALVOLE ESISTENTI
VALVOLE MOTORIZZATE
ELETTRICAMENTE
FARFALLA DN150 PN16
FARFALLA DN200 PN16
STUDIO FLUIDODINAMICO (ANSYS CFX)
LA CAVITAZIONE HA DANNEGGIATO IL
DISCO DELLA FARFALLA DN150
LE VELOCITA’ IN GIOCO SONO
ELEVATE
DN200 COME BY-PASS
DN150 VERRA’ SOSTITUITA DA
LocPower

EFFICIENTAMENTO CON METODI TRADIZIONALI

NUOVO LAY-OUT CON LocPower
INSTALLAZIONE IN
VERTICALE
GENERATORE MONTATO A
SBALZO

SELEZIONE TECNICA LocPower
CORPO IN A351-CF8M
IDONEO PER ACQUA
POTABILE
D.M.174
TENUTE STELO
PTEFE V-RING
DOPPIO PACCO
TENUTA OTTURATORE
METAL
CLASSE IV
TENUTA MECCANICA
JOHN-CRANE
TYPE 502
CUSCINETTI SKF

SELEZIONE TECNICA LocPower
GENERATORE SINCRONO A
RILUTTANZA
A180M4
T(1500rpm) = 106 Nm
T(2200rpm) = 72 Nm
T richiesta = 57Nm
P = 15 kW
ATTUATORE ELETTRICO
MODULANTE
SDL-100
SPINTA MAX = 15 kN
SPINTA RICHIESTA =
5,5kN
QUADRO RIGENERATIVO L600 x P500 x
H1900
INVERTER OPDE SB 48 Pn 33,3kVA In
48A
AFE OPDE S 48 Pn 33,3kVA In 48A
FILTRI CEI 0-21
400VAC 50Hz

REGOLAZIONE CON EXTRA-CANALE
DP DI PROGETTO = 2,9 bar
DP MINIMO = 2 bar
AUMENTO DI PORTATA
DIMINUZIONE DI DP
AUMENTO Kv
RICHIESTO

VARIAZIONI REPENTINE DOMANDA ACQUA
OSCILLAZIONI DI PRESSIONE +/-0,5 BAR
O MAGGIORI
INSTABILITA’ PRESSIONE DI RETE
ONDE DI RITORNO
REGOLAZIONE HR+ER
Rif. 1-2 luglio 2016

HR – Regolazione Idraulica
Controllo sull’otturatore
(PLC/attuatore)
ER – Regolazione Elettrica
Controlla la velocità della
turbina (quadro/generatore)
REGOLAZIONE HR+ER
3,4
bar-g
2,8
bar-g

REGOLAZIONE HR+ER
INCREMENTO EFFICIENZA ENERGETICA
(maggior recupero kW)
INCREMENTO EFFICIENZA IMPIANTO
(minori pulsazioni, perdite o
rotture)
CURVA VALVOLA ADATTIVA

LocSense
Confronta SIGMA con Arms
Indice non solo di cavitazione
ma ne definisce l’entità!
Corpo
Stelo
Albero
Manutenzione PREVENTIVA
Usura valvola
Tenute stelo e albero
Integrità tubazione, tiranti e
guarnizioni

Confronta COPPIA e N. di giri
Indice affidabilità cuscinetti
e tenuta
MISURA LA PORTATA
Manutenzione PREVENTIVA
Cuscinetti
Tenuta meccanica
Integrità impianto (fluido
sporco, corpi estranei, …)
LocTorq

UPS Integrato
Avvio anche in caso di
assenza rete elettrica
Possibilità UPS alimentato da DC-
BUS Inverter-AFE
Fino a 24h di copertura in balck-
out rete
Possibile Alimentazione Strumenti
di Campo e telecontrollo (misura
portata)

SISTEMA LocPower DN200 PN16 P15kW
ENERGIA RECUPERATA IN UN ANNO IN CONDIZIONI
VARIABILI 70MWh
PBT ?

ALTRE
APPLICAZIONI

STAZIONE DI
SOLLEVAMENT
O
UTENZE
VASCA DI
COMPENSAZIONE
P1
P1
P0
P1
RILANCIO
IN RETE
FALDA/INVAS
O
APPLICAZIONE 1
ACQUEDOTTO

APPLICAZIONE 2
ACQUEDOTTO
UTENZE
VASCA DI
COMPENSAZIONE
P1
P1
P0
P1
RILANCIO
IN RETE
INVASO/VASC
A IN QUOTA

APPLICAZIONE 3
SERBATOIO PENSILE
ACQUEDOTTO
STAZIONE DI
SOLLEVAMENT
O
UTENZE
SERBATOI
O
PENSILE
P1
P0
P1
FALDA/INVAS
O
P2

APPLICAZIONE 4
SERBATOIO PENSILE
ACQUEDOTTO
UTENZE
SERBATOI
O
PENSILE
P1
P0
P1
P2INVASO/VASC
A IN QUOTA

APPLICAZIONE 5 LINEE DI ADDUZIONE
ACQUEDOTTO
UTENZE
P1
P2
P1
P1
P2
P2

APPLICAZIONE 6
LINEE DI DISTRIBUZIONE A CADUTA
ACQUEDOTTO/IRRIGAZIONE/INDUSTRIA
UTENZE
P1
P2
INVASO/VASC
A IN QUOTA
VASCHE
SECONDARIE
VASCHE
SECONDARIE
IRRIGAZIONE
USO INDUSTRIALE (acciaierie,
cartiere, laminatoi, centrali
termiche, ecc.)
P3 P4

APPLICAZIONE 7
LINEE DI ADDUZIONE
CENTRALI IDROELETTRICHE
P1
CENTRALE
GALLERIA
P2

APPLICAZIONE 8
DEFLUSSO MINIMO VITALE (DMV)
DIGHE
P1
P2

APPLICAZIONE 9
SOTTOSTAZIONE
TELERISCALDAMENTO
STAZIONE DI
SOLLEVAMENT
O
UTENZE
P1
P2
P1
CENTRALE
UNIVERSIT
A’ POLI
INDUSTRIA
LI
OSPEDALI

APPLICAZIONE 10
ACCUMULO DI CALORE
TELERISCALDAMENTO
UTENZE
P1
ACCUMULATORE
DI CALORE
P2
P1 P2
T1
T2

APPLICAZIONE 11
CONTROLLO LIVELLO
CENTRALI TERMOELETTRICHE/INDUSTRIA
P1
CENTRALE
TERMO
ELETTRICA
ACQUA
DEMI
P0
P2
P3

APPLICAZIONE 12
CONTROLLO MINIMA PORTATA
CENTRALI TERMOELETTRICHE/INDUSTRIA
P0
STAZIONE
DI
POMPAGGIO
P1
P1P0

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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