Analisi critica e design review di un impianto di compressione alternativo azionato a gas: sviluppo di modelli di calcolo e ottimizzazione impiantistica

Il gas naturale rappresenta oggi un cruciale vettore di transizione energetica, il che rende i sistemi di compressione fondamentali per la sua gestione. In questo mercato, che richiede massima efficienza e modularità, emerge il ruolo del Packager, funzione svolta da F.B. S.p.A., sede del presente progetto di tesi. L'azienda progetta sistemi integrati di compressione (skid), che racchiudono compressori alternativi, motori endotermici e sistemi ausiliari in spazi estremamente compatti. Questa compattezza genera criticità e errori di dimensionamento nei P&ID causano enormi costi di rilavorazione se scoperti durante l'installazione. La tesi mira a ottimizzare la progettazione, fornendo strumenti di calcolo pratici per le verifiche termodinamiche e meccaniche di una commessa complessa. Gli obiettivi sono la standardizzazione metodologica e la Design Review per validare la congruità tra specifiche, normative e P&ID. Il Capitolo 1 illustra il quadro tecnologico: meccanismi dei compressori, accoppiamento coi motori a gas endotermici e ruolo dei sistemi ausiliari. Il Capitolo 2 presenta il "Toolkit Ingegneristico": fogli di calcolo sviluppati per standardizzare il dimensionamento e svincolarsi da software commerciali. Includono calcoli per punto di rugiada, potere calorifico, cilindri, smorzatori, separatori, valvole e tubazioni. Il Capitolo 3 passa alla visione di sistema tramite Process Flow Diagrams (PFD) e bilanci di materia ed energia. Segue una Design Review analitica "line-by-line" dei P&ID per risolvere non-conformità logiche e di sicurezza. Il Capitolo 4 valida i sottosistemi dello skid usando il Toolkit. Vengono verificate le condizioni operative di gas e fluidi, simulando termodinamica, velocità, punto di rugiada e prestazioni delle pompe. Le Conclusioni confermano che la Design Review anticipa potenziali difetti, abbattendo drasticamente i rischi e i costi di rework in fase di avviamento nei progetti Oil & Gas.