20/06/2013
Servizi a Rete

Verifica delle condizioni di emergenza nella rete

La vigente normativa in merito agli affidamenti della gestione delle reti di distribuzione del gas prevede che il soggetto partecipante alla gara compia una serie di valutazioni sulla rete e relativi impianti e presenti, in sede di offerta, un piano degli interventi di sviluppo e di mantenimento. Le specifiche valutazioni tecniche richieste per l’attribuzione dei punteggi, sia riferite a scenari di consumo attuale che su una previsione futura, sono elencati all’allegato 3 del Decreto Ministeriale 12/11/2011 n.226.
La risposta tecnica alle richieste del decreto può essere fornita sfruttando diverse tecnologie. Un modello di calcolo avanzato è una dotazione preferenziale per poter restituire analisi complesse, scientificamente basate ed esaustive, oltre a rappresentare uno strumento gestionale a supporto dei piani di investimento strutturale.
Alcuni requisiti del bando che richiedono particolare attenzione in quanto si riferiscono a simulazioni effettuate in condizioni di emergenza della rete. Ci si trova in una situazione di emergenza qualora si verifichi l’arresto di un impianto, come ad esempio una cabina di primo o di secondo salto, o una situazione di non regolare funzionamento a causa di una rottura oppure l’interruzione di una linea ottenuta attraverso la chiusura di alcune valvole in seguito alla necessità di sostituzione urgente di una condotta.Le richieste di verifica delle emergenze  sono esplicitamente contenute nell’allegato 3 del decreto di riferimento nei seguenti punti:
nella  tabella 1 “Adeguatezza analisi assetto di rete e impianti e relativa documentazione” ai punti 5 e 7 si legge:

  • (punto 5) Estensione della simulazione della verifica di rete a situazioni particolari: a) la verifica è stata effettuata solo in condizioni di normale funzionamento della rete; b) anche in condizioni di emergenza)
  • (punto 7) Estensione della verifica del dimensionamento delle cabine REMI: a) la verifica è stata effettuata solo in condizioni di normale funzionamento della rete; b) anche in condizioni di emergenza

nella tabella 2: “Valutazione degli interventi di estensione e potenziamento della rete e degli impianti”  al punto 5 si legge:

  • I  potenziamenti proposti permettono di migliorare la continuità del servizio in caso di disfunzioni sulla rete.

 

 

Un nuovo software

Il software di simulazione per le reti di trasporto e distribuzione del gas metano InfoWorks W, sviluppato da Innovyze e distribuito in Italia da HR Wallingford, include nel suo pacchetto di simulazione un modulo specifico per effettuare queste  analisi di emergenza. Per propria natura, questo tipo di analisi risulta molto onerosa; infatti, nel caso in cui si voglia analizzare un impianto con decine o centinaia di cabine ReMi o gruppi di riduzione, dovrebbe essere avviata una simulazione per ognuna di queste condizioni di emergenza e verificato l’effettivo condizionamento del livello di servizio e valutato quindi l’impatto di tale disservizio sulla rete.

Utilizzando i pacchetti software tradizionali questa analisi viene tipicamente svolta manualmente, per tentativi, dall’utente, che avvia simulazioni in ogni condizione e verifica poi se la rete continua o meno ad essere in grado di erogare il servizio in tutti i punti. Questo tipo di analisi manuale, oltre ad essere molto onerosa in termini di impegno del personale, può generare risultati non realistici. Ad esempio, nel caso del disservizio di un impianto importante, che serve gran parte della rete, il calcolo tipicamente restituisce valori di pressione negativi privi di significato fisico e viene mostrata un’area di influenza del disservizio che non corrisponde a quella reale.

In una rete reale, evidentemente, non si possono creare pressioni negative, la rete stessa reagirà all’evoluzione naturale del disservizio; si verranno a creare zone in cui le caldaie si spegneranno automaticamente, essendo dotate di sistemi per la messa in blocco nel caso non fosse garantita sufficiente pressione in ingresso.  È lo spegnimento progressivo delle caldaie che fa sì che la rete reagisca naturalmente alla crisi in corso e diminuisca il consumo complessivo della rete stessa fino ad un valore che la rete, nella sua configurazione di emergenza, riesce effettivamente a soddisfare. In pratica la fuoriuscita di servizio di alcune utenze consente ad altre di mantenere un livello di servizio sufficiente.

 

Un modulo dedicato

L’approccio numerico standard che talvolta si utilizza per le analisi delle emergenze con un software di simulazione produce, come detto,  pressioni negative, non rappresentative di un reale assetto pressorio che si instaura in rete. Occorre infatti rappresentare lo spegnimento delle caldaie e lo stabilirsi di pressioni minime prossime appunto a queste soglie di spegnimento. Il modulo PLUS di InfoWorks W è un modulo di calcolo dedicato a questo specifico tipo di analisi. Effettua una procedura iterativa sulla domanda, sopprimendo in successione i nodi che presentano le pressioni più lontane dalla soglia di funzionamento delle caldaie.

L’algoritmo, che sta alla base di questo calcolo specifico per l’analisi delle situazioni di emergenza, è quindi in grado di verificare automaticamente l’effettiva possibilità della rete di soddisfare la domanda, anche in condizioni di emergenza, sopprimendo la domanda laddove non fosse possibile soddisfarla.

I risultati automaticamente restituiti da questa simulazione sono:

  • l’individuazione dell’area non servita a causa del disservizio
  • il numero di utenze non servite
  • la domanda complessiva non soddisfatta.

È possibile effettuare in maniera automatica la simulazione di numerose condizioni di emergenza, ad esempio si potrebbe essere interessati a verificare le condizioni di emergenza causate dal fuori servizio di uno qualunque dei gruppi di riduzione presenti in rete: in questo caso l’utente deve effettuare una sola operazione, tutte le simulazioni vengono automaticamente accodate e calcolate in successione. Si sottolinea che ogni singola simulazione e i relativi risultati è indipendente dall’altra, ma si ha la comodità di avvio di una sola simulazione per la verifica di N condizioni di emergenza con la restituzione di N risultati indipendenti.

All’analisi di blocco di ogni cabina viene associato un risultato relativo al grado di criticità che l’uscita di servizio di tale cabina ha generato, relativamente al numero di utenze non servite e alla domanda complessivamente non soddisfatta. Ad esempio, se la chiusura di una determinata cabina non ha generato alcuna criticità, in quanto le altre cabine sono in grado di sopperire al suo mancato funzionamento, la restituzione sarà zero utenti non serviti e zero domanda soppressa. Ad un gruppo di riduzione la cui uscita di servizio comporta la mancata alimentazione a diverse abitazioni viene associato il numero di utenti non serviti ed i metri cubi orari non consegnati a causa del blocco.

Un altro aspetto importante da considerare è la possibilità di verificare, grazie al modulo Plus, se l’uscita di servizio di una cabina ReMi o di una condotta di media pressione possa provocare la chiusura di uno o più gruppi di riduzione nella zona interessata. Questo potrebbe avvenire in quanto le condizioni della rete di media pressione a monte non consentono di avere una pressione sufficiente per il corretto passaggio del gas attraverso il manufatto di riduzione che andrebbe anch’esso  in blocco. In questo caso, la cabina di secondo salto viene chiusa automaticamente dal software e l’analisi viene svolta tenendo conto di questo effetto a catena.

In conclusione, il modulo Plus di InfoWorks W rende molto snelle e attendibili le verifiche di qualsiasi condizione di emergenza, siano esse parzializzazioni o rotture sui punti di alimentazione della rete o sulla rete di media  o bassa pressione oppure sulle cabine ReMi. Tali analisi sono previste dalla normativa e concorrono all’attribuzione del punteggio che valuta la proposta tecnica. InfoWorks W, con il suo modulo dedicato “Plus” consente la simulazione rapida e automatizzata di numerose condizioni di emergenza e restituisce risultati grafici chiari, efficaci e tecnicamente robusti.

 

di Alessandro Gallina a.gallina@hrwallingford.com

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