VALVOLE DI CONTROLLO PER IMPIANTI IDROELETTRICI E SCARICHI DI FONDO DELLE DIGHE

INTRODUZIONE Le valvola a farfalla, in generale sono utilizzate come valvole on-off e sono generalmente installate in opportune camerette lungo una condotta in pressione, oppure come scarico di un serbatoio, o lungo un impianto di trattamento acque reflue oppure anche in un impianto idroelettrico. In alcuni casi, per esempio quando si ha la rottura improvvisa di una tubazione, le valvole a farfalla vengono dotate di leva e contrappeso, avendo in questo caso la funzione di valvola di sicurezza e quindi di chiusura ed interruzione immediata ed automatica del flusso. Nelle dighe, le valvole di controllo come la valvole a fuso o le valvole Hollow Jet (o Howell Bunger), sono sempre installate dopo le valvole a farfalla ed all’aria aperta. Queste valvole hanno la principale caratteristica di controllo e regolazione dei parametri idraulici (pressione, portata, volume) lungo la condotta o in un impianto, a differenza invece delle farfalle e delle saracinesche che hanno la funzione principale di essere completamente aperte o completamente chiuse. CARATTERISTICHE TECNICHE DELLE VALVOLE DI CONTROLLO Con il termine valvola a fuso si identifica univocamente una valvole di controllo e regolazione aventi caratteristiche illustrate in Figura 1, ed elencate qui sotto: - la sezione di passaggio del flusso è anulare per qualsiasi grado di apertura sia la valvola. - l’otturatore è a forma di pistone/stantuffo ed il suo movimento è di tipo assiale (stessa direzione del flusso) Il corpo delle valvole a fuso VAG (modello RIKO®) è realizzato in ghisa GGG40 in un unico pezzo, le parti interne a forma di ogiva (cava per l’alloggiamento dell’otturatore) sono collegate al corpo esterno mediante costole sempre in ghisa. Il risultato di questo è che il flusso all’interno della valvola passa attraverso una sezione, variabile, di tipo anulare. In funzione delle caratteristiche idrauliche da regolare e dei valori stessi, si possono installare differenti dispositivi a valle della valvola stessa, vedi Figure 2-4, per ottimizzare la regolazione e/o ridurre il rischio di cavitazione. La Figura 5, illustra la sezione di passaggio della valvola a fuso durante la fase di chiusura, e si evidenzia che la sezione di passaggio si riduce progressivamente fino a che il pistone arriva in chiusura e la valvola chiude ermeticamente. L’otturatore della valvola a fuso VAG RIKO® è costruito normalmente in acciaio inox e le guide di scorrimento sono realizzate in bronzo saldato. Il movimento dell’otturatore è ottenuto tramite un sistema biella-manovella che traduce il movimento assiale dell’albero di manovra in movimento lineare dell’otturatore. Sull’albero di manovra può essere installato un riduttore di sforzo, multigiro, per il comando manuale od elettrico della valvola. In alternativa si può montare, direttamente sull’albero, un attuatore pneumatico oppure oleodinamico. Nel caso di installazioni su impianti idroelettrici (per esempio scarichi sincroni) sull’albero di manovra vengono montati leva e contrappeso per il comando in situazioni di emergenza. Queste valvole sono disponibili secondo le dimensioni nominali dal DN 150 al DN 1600, ed in versioni speciali fino al PN 100 (Figura 6). La valvole a fuso sono idonee sia per l’installazione in linea sia per come valvola di estremità di fine condotta. Per le grandi dimensioni e elevate portate le più idonee sono le valvole Hollow Jet, possono essere installate anche come valvole di fine linea. Date le caratteristiche costruttive, le Hollow Jet vengono realizzate in acciaio saldato e possono raggiungere qualsiasi dimensione, inoltre date le sue caratteristiche costruttive non vengono costruite per diametri inferiori a DN 400. Inoltre in funzione di cosa ci sta a valle della valvola, può essere usata nella sua configurazione standard (Figura 7) oppure nella versione speciale con cono in acciaio che serve a canalizzare e mantenere il flusso in uscita al’interno dello specchio del cono stesso (Figura 8), in modo tale da non sommergere o danneggiare persone e/o cose a valle della valvola stessa. La funzioni principali delle valvole di controllo sono: - controllo della portata - controllo di livello - controllo della pressione a monte/valle della condotta PROGETTO ALGERIA: 36 DIGHE SONO STATE DOTATE DELLE VALVOLE DI CONTROLLO VAG L’Algeria è situata tra la catena montuosa di Atlante nel nord Africa ed il deserto del Sahara al sul del paese, e la maggior parte dell’acqua potabile arriva dagli invasi creati con le dighe. Le dighe sono gestite dal governo algerino invece le condotte gli impianti di trattamento e distribuzione dell’acqua è in gestione alle municipalizzate. Grazie alla competenza ed il know-how di VAG che ha maturato in 130 anni di esperienza, si è riusciti a progettare e realizzare un sistema di controllo dell’acqua, con opportune valvole e sistemi di controllo, in modo esemplare. L’esperienza nel settore idroelettrico di VAG è superiore ai 50 anni. Il totale del contratto di fornitura delle valvole è stato pari a 15 milioni di €, attualmente il più grande, in termini di dimensioni e costi, mai realizzato da VAG. DESCRIZIONE DEL PROGETTO Progetto: Realizzazione e fornitura di valvole di controllo e scarico i fondo per un progetto di 36 dighe in Algeria. Valvole: - Valvole a fuso VAG, dal DN 300 al DN 1600 PN 10. - Valvole Hollow-Jet VAG, DN 800 PN 10 - Valvole a farfalla bi flangiate EKN VAG del DN 2000 PN 10 - Saracinesche EKO PLUS VAG, dal DN 50 al DN 200, PN 10 - Sfiati Duojet VAG, dal DN 50 DN 200, PN 10 - Incluse flange, giunti di smontaggio, bulloni e guarnizioni. Sistema di comando: tutte le valvole sono state equipaggiate con attuatori elettrici e quadri di comando forniti da AUMA Germania. Durata del progetto: dal 2003 al 2004 Realizzato da: VAG-Armaturen GmbH, Mannheim, Germania (di seguito chiamata VAG) Contrattista: Algerian Water Enterprises (AWE) Il progetto consisteva nella realizzazione di un sistema di interconnessione tra 36 dighe in grado di rifornire di acqua potabile una grossa parte della popolazione algerina. La fase preliminare di gara per la fornitura delle tubazioni, valvolame ed apparecchiature elettromeccaniche iniziò nel 2003. Durante l’agosto del 2003 una delegazione di otto persone, inclusi gli ingegneri di VAG, fecero una visita di ricognizione, studio e raccolta dati, che durò all’incirca due settimane, dei siti dove il materiale andava installato. In questo periodo si fecero in collaborazione con il governo algerino i calcoli e dimensionamenti delle opportune apparecchiature da installare. Vista la sensibilità dei luoghi visitati la delegazione era costantemente sotto protezione da una scorta militare. Alla fine di agosto 2003 il contrattista AWE assegnò il contratto di fornitura a VAG, che consisteva in più di cinquanta valvole a fuso di regolazione e controllo, comprese tra il DN 300 ed il DN 1600 PN 10, alcune valvole Hollow Jet, valvole a farfalla, valvole a saracinesca e sfiati. PROGETTAZIONE E DIMENSIONAMENTO DELLE VALVOLE Tutte le valvole sono state dimensionate considerando le condizioni estreme di funzionamento. Per assicurare l’accuratezza nel dimensionamento è stato utilizzato il software della VAG – VAG UseCAD. Tenendo in considerazione i parametri di progetto, VAG ha dovuto progettare un opportuno dimensionamento del sistema di aerazione per evitare i rischi di cavitazione in ogni condizione di funzionamento. Inoltre VAG per ciascuna valvola, con i dati di progetto, ha generato le curve caratteristiche e di cavitazione, schede tecniche, schede con gli opportuni pezzi di ricambio, manuali di installazione uso e manutenzione. Tutta la documentazione preparata appositamente stata controllata ed approvata dal contrattista e dal Governo Algerino. LA SFIDA: QUANTITÀ, DIMENSIONI E TEMPI DI CONSEGNA I tempi, strettissimi e rigidissimi, di consegna imposte dal cliente e dal contrattista sono stati una bella sfida per VAG, in quanto l’ufficio tecnico, la fabbrica e la logistica dovevano essere organizzati e coordinati alla perfezione. Il contratto consisteva nella fornitura di più di 50 valvole di controllo a fuso, quindici delle quali compresi tra in DN 1200 ed il DN 1600 (peso cadauna compreso tra le 8 e le 12 tonnellate). Data la complessità del progetto il cliente ha richiesto espressamente un fornitore in grado di fornire la propria esperienza e fornitura di valvole di qualità ed affidabilità. Questa è una delle ragioni per cui il contratto fu affidato a VAG, inoltre i tecnici di VAG sono stati coinvolti fin dalle fasi preliminari del progetto in quanto la consulenza non riguardava solo il dimensionamento delle sole valvole ma dell’intero sistema tubi, valvole dighe. L’ECCELLENZA DELLA LOGISTICA Tutte le valvole VAG e gli accessori sono stati spediti utilizzando 6 navi da dicembre 2003 a Dicembre 2004. L’organizzazione ed il controllo delle spedizioni è stato meticolosamente pianificato; su ciascuna valvola e componente è stato applicato un etichetta dove era chiaramente indicato il nome della diga ed il posto sulla quale andava installata la valvola stessa. Tutto è riuscito alla perfezione. INSTALLAZIONE La maggior parte delle dighe sono molto distanti dai centri abitati, ed i due gruppi di lavoro organizzati dal contrattista AWE erano organizzati soggiornare, in campi attrezzati, vicino ai luoghi di lavoro con tutto l’equipaggiamento necessario (Figura 9). L’avanzamento dei lavori veniva organizzato in modo tale da completare una diga e passare alla successiva e di collegarle con le opportune tubazioni per creare un sistema di interconnessioni tra di loro. Le valvole venivano installate successivamente, opportunamente tagliando e preparando la condotta per l’inserimento delle stesse, con apposite autogru. L’installazione dei misuratori di portata è stato fatto mantenendo una distanza minima dalla valvola, per evitare interferenze di misura dovuto alla turbolenza. Il tutto poi è stato testato sul campo (Figura 10). Una difficoltà incontrata, ma superata grazie al know-how del contrattista, è stato creare opportune strade di collegamento, tra i vari siti, per il trasporto e l’installazione, del materiale e delle valvole. IL RISULTATO L’Ente gestore delle dighe, ANB (Agence Nationale des Barrages, Algiers) ed il contrattista, AWE, hanno espresso ufficialmente il loro apprezzamento per le soluzioni fornite, l’eccellenza del servizio e per la qualità delle valvole VAG. In seguito alla realizzazione di questo progetto la popolarità del Governo Algerino e considerevolmente aumentata, a conferma del fatto che la fornitura di acqua potabile gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo di un paese. VAG è stata l’unica società a soddisfare tutte le richieste del cliente. LETTERATURA 1 VAG On-Site No. 3 2 R. Heiler, Valves for the Water Industry - 1994 AUTORE Peter Oppinger Head of Marketing at VAG-Armaturen GmbH Carl-Reuther Strasse 1 68305 Mannheim Germany Phone: +49 621/ 749-2106 Fax: +49 621/ 749-292106 E-Mail: p.oppinger@vag-armaturen.com Internet:www.vag-armaturen.com CONTATTO IN ITALIA Emiliano Veronese Project Manager EUROVAG srl Via Camicie Rosse, nr 7 20090 OPERA (MI) ITALIA tel. 02 57601845 fax. 02 57601565 mob. 335 444082 mail: e.veronese@eurovag.it internet: www.eurovag.it