Dopo molti anni di funzionamento, le torri di raffreddamento potrebbero richiedere qualcosa di più della manutenzione ordinaria e della sostituzione dei componenti per raggiungere le prestazioni termiche necessarie a supportare i processi dell'impianto. Oltre a garantire prestazioni termiche adeguate, gli impianti devono anche affrontare la permanenza della torre di raffreddamento.
La sostituzione dei mezzi di trasferimento del calore o altre riparazioni puntuali in una torre di raffreddamento più vecchia aumenterà la capacità di raffreddamento a breve termine, ma a meno che non venga affrontata anche l'integrità strutturale, non ci sarà alcun miglioramento nella longevità o nella stabilità strutturale della torre di raffreddamento.
A differenza delle piccole riparazioni patchwork, un progetto di ricostruzione di una torre di raffreddamento di successo può dimostrare ritorni sia in termini di capacità di raffreddamento che di integrità strutturale, prolungando così la durata della torre di raffreddamento. Tenendo presenti questi obiettivi, come possono gli operatori degli impianti pianificare ed eseguire un progetto di ricostruzione di successo ed evitare potenziali insidie nella ricostruzione? La seguente rassegna delle migliori pratiche del settore, dalla pianificazione all'esecuzione, contribuirà a garantire il successo della ricostruzione della torre di raffreddamento.
Determinare l'idoneità della ricostruzione della torre di raffreddamento
Occasionalmente, le esigenze degli utenti sono limitate a quella che potrebbe essere definita manutenzione professionale. Ad esempio, il proprietario potrebbe voler ripristinare l'affidabilità operativa della torre di raffreddamento sostituendo componenti specifici anziché verificare le prestazioni dell'intera torre e ricostruirla se necessario. In questi casi, dove il ripristino richiesto è relativamente minore e il miglioramento della capacità di raffreddamento della torre di raffreddamento non è fondamentale, gli specialisti competenti nel campo della manutenzione e della riparazione saranno normalmente sufficienti.
Di solito, tuttavia, l'integrità strutturale, meccanica e operativa della torre di raffreddamento costituisce una preoccupazione. In queste situazioni, l’investimento di capitale per ricostruire la torre di raffreddamento può produrre ritorni sostanziali e quasi immediati se vengono implementati gli ultimi sviluppi tecnologici delle torri di raffreddamento. Se viene specificata la ricostruzione, chiedere consiglio a rappresentanti di aziende con esperienza nella progettazione, produzione e costruzione di torri di raffreddamento.
Prepararsi per la ricostruzione della torre di raffreddamento
Indipendentemente dal tipo di lavoro di riparazione da eseguire, il personale addetto all'ispezione e alla ricostruzione dovrebbe essere sufficientemente formato sull'accesso alle torri di raffreddamento e dovrebbe implementare un'analisi completa della sicurezza sul lavoro (JSA) prima di accedere a qualsiasi torre di raffreddamento. Le torri di raffreddamento presentano alcuni pericoli intrinseci come l'alimentazione ad alta tensione, rischi di caduta e di inciampo. Le JSA dovrebbero affrontare tutti i rischi specifici della torre di raffreddamento da ispezionare. La JSA dovrebbe definire piani di mitigazione adeguati per ciascun rischio, compresi elementi quali lockout/tagout (LOTO), dispositivi di protezione individuale (DPI) e protezioni anticaduta.
L'ambito di lavoro per qualsiasi progetto di ricostruzione dovrebbe essere definito dai risultati e dalle raccomandazioni di un professionista esperto di torri di raffreddamento. Sia che l'impresa per la ricostruzione della torre venga preselezionata sulla base dell'esperienza precedente, sia che il contratto venga assegnato sulla base di una gara d'appalto, qualsiasi sforzo di ricostruzione dovrebbe iniziare con un'ispezione della torre di raffreddamento da parte di ciascuno degli offerenti.
Un’ispezione approfondita dovrebbe identificare:
- Deterioramento degli elementi strutturali delle torri di raffreddamento
- Intasamento o danneggiamento da riempire
- Ugelli mancanti o tubi che perdono
- Usura e corrosione dei componenti meccanici
- Deterioramento di scale e parapetti
- Condizioni dei separatori di gocce e delle feritoie
Sebbene le ispezioni comportino dei costi, sono essenziali per il processo. I risultati dell'ispezione aiuteranno le parti a determinare la portata della ricostruzione.
Dopo aver sollecitato più offerte e completato l'ispezione della torre di raffreddamento, gli operatori dell'impianto devono essere selettivi nella scelta di un'impresa di ricostruzione.
Ecco alcune domande da considerare quando si valutano i fornitori di servizi:
- Sei sicuro che il loro ambito sia sufficientemente completo da raggiungere gli obiettivi del progetto?
- Le offerte che stai confrontando sono veramente “mele-to-mele” quando consideri il prezzo e la portata?
- Qual è la storia e la reputazione di ciascuna azienda nel rispettare i programmi di interruzione e nel completare i progetti in tempo e nel rispetto del budget?
- Qual è la loro qualità complessiva di lavorazione?
- Come si confronta il loro record di sicurezza con quello di altri offerenti?
- Hanno una comprensione dei tuoi obiettivi richiesti?
- Sono in grado di fornire una soluzione di raffreddamento temporanea (se necessario)?
- Quale produttore di riempimento, ugelli, separatori di gocce, ventole, riduttori di velocità e altri componenti verranno utilizzati. Sono progettati per funzionare bene insieme?
- Chi è responsabile della garanzia complessiva?
- Offrono servizi di manutenzione?
In quanto acquirenti dei servizi di ricostruzione, gli operatori dell'impianto hanno la responsabilità di identificare il fornitore che meglio soddisferà le esigenze del progetto, sulla base delle domande di cui sopra. Dovrebbero inoltre ottenere più referenze da ciascun fornitore per confermare la propria reputazione nel settore.
Dopo l'ispezione e la selezione di un fornitore di servizi, il processo decisionale continua. L'operatore deve quindi delineare quale ricostruzione è necessaria per raggiungere gli obiettivi dell'impianto senza perdere di vista i piani di budget del capitale. A questo punto può essere fondamentale ascoltare i vari leader del settore per avere indicazioni perché potrebbero esserci nuove soluzioni che soddisfano le molteplici esigenze del progetto. Ad esempio, se il riempimento di una torre di raffreddamento è intasato o danneggiato in modo irreparabile, potrebbe esserci l'opportunità di sostituirlo con un riempimento più performante. Un comune progetto di ricostruzione in cui si ricerca una capacità di raffreddamento aggiuntiva prevede la sostituzione del riempimento originale con un film di PVC (dove la qualità dell'acqua lo consente). In altri casi, dove l'integrità del riempimento è sufficiente e non si ricercano prestazioni termiche aggiuntive, la semplice pulizia del riempimento può soddisfare gli obiettivi del progetto.
La ricostruzione rappresenta anche un'eccellente opportunità per aggiornare i componenti strutturali della torre di raffreddamento. Sostituire il legno con plastica rinforzata con fibra di vetro (FRP) è una buona scelta quando la durata della torre di raffreddamento è una priorità assoluta. Ad esempio, durante la ricostruzione di una torre di raffreddamento a flusso incrociato di legno in un impianto di carico di base alimentato a carbone, il proprietario di una torre di raffreddamento ha scelto di effettuare aggiornamenti strutturali. Ha sostituito un ponte per l'acqua calda, i supporti del ponte, le passerelle, i supporti delle selle dei tubi a flusso incrociato e le piastre di giunzione strutturali, passando dal legno al FRP. Lo stesso proprietario/operatore ha anche cambiato la trave di supporto del montante in acciaio da acciaio al carbonio ad acciaio inossidabile.
Prova la torre di raffreddamento
Anche se il gestore dell'impianto può produrre le specifiche di progettazione originali della torre di raffreddamento, è necessario adottare ulteriori misure per valutare il successo di un progetto di ricostruzione. L'età e il deterioramento fisico influiscono negativamente sulla capacità della torre di raffreddamento. Un test delle prestazioni prima della ricostruzione fornisce all'operatore dell'impianto un punto di partenza per stabilire gli obiettivi di miglioramento della capacità, nonché un punto di riferimento per valutare i risultati finali.
Il Cooling Technology Institute (CTI) ha pubblicato un codice di test termico, ATC-105, mediante il quale è possibile determinare l'accuratezza delle prestazioni di una torre di raffreddamento. Poiché è necessaria una strumentazione specializzata per determinare con precisione la portata dell'acqua, la portata dell'aria e la temperatura, i test delle prestazioni su vasta scala potrebbero richiedere l'assistenza di un ente esterno. Alcune aziende produttrici di torri di raffreddamento dispongono del personale addestrato e della strumentazione necessaria per stabilire il livello di prestazioni della torre di raffreddamento. CTI può assistere gli operatori degli impianti nell'identificazione di un ente di prova affidabile per le torri di raffreddamento per eseguire i test prestazionali consigliati. Il test può essere costoso, ma fornirà conoscenze di fondamentale importanza aiutando a stabilire il livello di miglioramento delle prestazioni e a determinare se la garanzia del fornitore è stata rispettata o meno.
Delineare un programma di manutenzione futura
Con la fine della ricostruzione e l'avanzamento del ciclo di vita della torre, gli operatori dell'impianto trarranno vantaggio dalla collaborazione con fornitori di servizi che mantengono scorte di componenti sostitutivi.
In caso di guasto meccanico, il pronto accesso ai componenti garantirà che la torre di raffreddamento ritorni online rapidamente e che si evitino interruzioni non pianificate, che potrebbero estendersi per settimane o mesi.
Una volta completati i lavori di ricostruzione, gli operatori dell'impianto dovrebbero chiedere ai fornitori raccomandazioni dettagliate sulla portata e sui tempi della manutenzione per la torre di raffreddamento appena ricostruita. Come minimo, ogni cella della torre di raffreddamento dovrebbe essere sottoposta a un'ispezione professionale annuale di scatole degli ingranaggi, olio e guarnizioni degli ingranaggi, alberi di trasmissione, bacini di distribuzione dell'acqua, cilindri delle ventole, ventole, gioco e inclinazione delle punte delle ventole, riempimento, tubazioni di distribuzione e ugelli, scale e altri componenti di sicurezza. In tal modo, gli operatori proteggono il valore dell'investimento di capitale nella ricostruzione della torre di raffreddamento e ne prolungano la durata.
Considerando le elevate esigenze imposte alle torri di raffreddamento di molti stabilimenti, una manutenzione proattiva è essenziale per estendere il periodo di tempo che intercorre tra la riparazione e la ricostruzione. I recenti crolli di torri di raffreddamento obsolete in tutto il settore evidenziano i rischi estremi associati alla mancanza di manutenzione, tra cui perdite di entrate, costi straordinari e lesioni al personale. Rafforzano l’importanza di ispezioni, test e riparazioni adeguate. Alcune società di ricostruzione delle torri di raffreddamento forniscono servizi di manutenzione proattiva, in modo che gli operatori possano stabilire rapporti con i fornitori che si estendono dalla ricostruzione alla manutenzione continua.
Piccole riparazioni e sostituzioni di componenti a volte non sono sufficienti per affrontare i problemi di integrità strutturale e dei componenti. Gli operatori degli impianti devono perseguire obiettivi di raffreddamento a lungo termine, come misure di sicurezza migliorate e tecniche di ispezione comprovate. Selezionare attentamente i fornitori, identificare un chiaro ambito di lavoro, organizzare test pre e post-ricostruzione e pianificare la manutenzione futura sono passaggi fondamentali. Contribuiscono a garantire che la torre di raffreddamento possa essere ricostruita con successo con rapidi ritorni in termini di capacità di raffreddamento, integrità strutturale e maggiore longevità.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato nel numero di settembre 2017 della rivista Process Cooling con il titolo "Ricostruzione della torre di raffreddamento".
