PROGETTO DEGLI INTERVENTI DI OTTIMIZZAZIONE ENERGETICA

NELL’IMPIANTO DI POTABILIZZAZIONE DI HIGUEY, REPUBBLICA DOMINICANA

RELATORE CANDIDATO CORRELATRICE

Rodolfo Araneo Andrea Marletta Agostina Chiavola

Introduzione ed obiettivi

Caratteristiche

Abitanti: 150.000

Portata: 100 – 500 L/s

Carico: 0 – 500 NTU

Analisi dei consumi di Energia Elettrica (EE)

nell’impianto di Higuey (Rep. Dominicana)

Trattamenti di potabilizzazione

Sistema di automazione

Caratteristiche delle acque e unità di trattamento

Trattamenti

Coagulazione

Flocculazione

Sedimentazione

Filtrazione

Disinfezione

Parametri

Torbidità

Temperatura

pH

Colore, odore, sapore

Effluente

Configurazioni di funzionamento dell’impianto

Q = 100 L/s

Torbidità < 5 NTU

Tempo medio di residenza idraulica in minutiPortata (L/s)

Torbidità

(NTU)100 250 350 500

0-5 86,2 35,4 39,3 44

5-500 205,6 98,6 105,7 96,4

Q = 500 L/s

Torbidità = 5 - 500 NTU

Sistema di automazione

Modalità

Auto / Semiauto

Manuale

Locale / Remoto

Dispositivi

Sensori

Controllori

Attuatori

Trasmettitori

Interfaccia utente

# Valvola Auma

SA 10.2 da 54

rpm

Coagulazione: Mix rapido

Parshall

Misurazione Q

Risalto idraulico

Mix Alum [Al2(SO4)3]

Flocculazione: Mix lento

2 unità in parallelo

Setti verticali

Progressivo aumento spaziatura setti

Automazione del processo (1)

L1

pH1

T1

NTU1

ROX1

EC1

MISURATORE PARSHALL - MIXER

pH2

T2

L3 L4

FLOCCULATORE

L2

LEGENDA

L

pH

T

NTU ROX

EC

Concentrazione idrogenionica

Temperatura

Torbidità

Conducibilità

Redox

Livello

Q Portata

CR Cloro residuo

Sedimentazione

5 unità in parallelo

Pacchi lamellari

Controcorrente

Filtrazione

8 unità in parallelo

Flusso discendente a gravità

Su sabbia

NTU2L6

SEDIMENTAZIONE

L5

LEGENDA

L

pH

T

NTU ROX

EC

Concentrazione idrogenionica

Temperatura

Torbidità

Conducibilità

Redox

Livello

Q Portata

CR Cloro residuo

Automazione del processo (2)

FILTRAZIONE

L8 L9

NTU3

CR EC2

pH3

T3L7

Fasi della filtrazione

NOMENCLATURA DELLE VALVOLE

[1] Valvole di scarico dell'acqua di controlavaggio filtri, V.M. Φ 24”;

[2] Canale di entrata ai filtri, 0.45x0.45 [m];

[3] Valvola di scarico superficiale dei filtri, V.M. Φ 8”

[4] Valvole di scarico di fondo dei filtri, V.C. Φ 6”;

[5] Valvole di scarico acqua filtrata, V.M. Φ 24”;

[6] Valvole di sezionamento dell’aria di controlavaggio dei filtri, V.M. Φ 6”;

[7] Valvole di sezionamento dell’acqua di controlavaggio dei filtri, V.M. Φ 20”;

.

A = APERTA

C = CHIUSA

Fase operativa Fase di controlavaggio

Schema completo del sistema di controllo

LEGENDA

L

pH

T

NTU

ROX

EC

Concentrazione

idrogenionica

Temperatura

Torbidità

Conducibilità

Redox

Livello

Q Portata

CR Cloro residuo

Analisi impianti elettrici

Schema dei

collegamenti

dei dispositivi

in campo

Schema elettrico

dei servizi di

automazione

UPS: Uninterruptible

Power Supply

Calcolo dei carichi di EE (1)

Blocco funzionaleSENSORI

LI MI CI DI TI FI NI

Pozzi PO 8

Fiume OT 1 1 1

Ingresso I 2 1 1 1 1

Flocculatori FL 4

Sedimentatori S 6 5

Filtri F 9

Reagente (Alum) A 2 2

Uscita O 1 1 1 1 1

Mandata ai serbatoi LIT 1

Arrivo dai pozzi LRP 1

Vasche accumulo DR 2

TOTALE 33 1 8 2 2 5 1

Blocco funzionale

ATTUATORI

MOG MOV

Flocculatori FL 5

Sedimentatori S 5 10

Filtri F 8 40

TOTALE 18 50

• LI: livello

• MI: pH, temp, redox

• CI: torbidità

• PLC: Controllori

a Logica

Programmabile

• MOG: Paratoie

elettromeccaniche

• MOV: Valvole

elettromeccaniche

Blocco

funzionalePLC

I, FL1 - FL3 CPU1-2

S1 CPU3

S2 CPU4

S3 CPU5

S4 CPU6

S5 CPU7

F1, O CPU8-9

F2 – F8 CPU10-16

Reagente A CPU17

Accumulo CPU18

Compressori CPU19

Reagente Cl CPU20

Presa fiume CPU21

Pozzi CPU22-29

Uscita CPU30-31

• DI: conduttività

• TI: pH, temperatura

• FI: portata

• NI: cloro residuo

Bloccofunzionale

MOTORI P(kW)

Fiume Sanate 4 150

Pozzi 6 75

Pozzi 2 50

Acqua filtrazione 2 50

Aria filtrazione 2 50

Dosaggio reagenti 2 55

Agitatori reagenti 2 0,75

Accumulo 4 300

Calcolo dei carichi di EE (2)

Materiali Numero Potenza singola (W) Potenza TOT (kW)

Sensori 52 5 0,26

Controllori 31 300 9,30

Attuatori 68 1040 70,72

Motori 24 varie 2.661,5

Torbidità

Portata

NTU

0 150 300 500

L/s

0 0,70 - - -

100 1,01 1,09 1,17 1,24

250 1,34 1,42 1,50 1,57

350 1,67 1,75 1,83 1,90

500 2,00 2,08 2,16 2,23

Potenza utilizzata (MW) Ore di funzionamento in un anno

Potenza installata

Torbidità

Portata

NTU

0 150 300 500 >500

L/s

0 788,4 - - - -

100 290,4 528 792 792 237,6

250 198 360 540 540 162

350 118,8 216 324 324 97,2

500 356,4 648 972 972 291,6

Risultati principali

Unità Consumo (MWh/anno)

CaptazionePozzi 3.066,00

4.903,84Fiume 1.837,83

Trattamento

Controllo e

Automazione

Sensori2,45

377,25 Controllori

81,46

Attuatori293,32

Coagulazione

Disinfezione

Agitatori6,59

489,89 Dosatori

483,29

Filtrazione

(Controlavaggio)

Acqua439,93

879,87Aria

439,93

Accumulo 4.900,89

Totale 11.551,74

Consumo complessivo di EE per la fornitura idropotabile di Higuey

26%

16%

3%12%

43%

Consumi di EE per la fornitura idropotabile di Higuey

Pozzi

Fiume

Automazione

Potabilizzazione

Distribuzione

Risultati – Grafico 1

15% Trattamento

85% Sollevamenti

Accumulo

4%

15%

27%

54%

Consumi di EE nel trattamento di potabilizzazione

Controllori

Attuatori

Dosaggio Reagenti

Filtrazione (controlavaggio)

Risultati – Grafico 2

19% Automazione

81% Trattamenti di

potabilizzazione

Conclusioni

«WATERGY EFFICIENCY»

Ottimizzazione dei processi più energivori

Inventario dei materiali, gestione delle scorte

Semplificazione dell’esercizio, comando a distanza

Registrazione di tutti gli eventi, report dettagliati

Sicurezza e continuità del servizio

Strategie generali per il miglioramento dell’efficienza energetica

dei motori elettrici:Descrizione Risparmio previsto Pay-Back

Rendimento Max 5-10% Immediato

Inverter 10-15% 2-3 anni

Apparecchiature efficienti 5-25% 4-5 anni

Grazie

per

l’attenzione.