Pompe antincendio e gruppo elettrogeno

[alfa220780]

Anche se sono nuovo del forum spero di non aver sbagliato posto per esprimere il mio problema che è il segunete

Gruppo pompe antincendio costituito da n. 03 elettropompe cone le seguenti caratteristiche, da alimentare mediante un unico gruppo elettrogeno al quale deve essere collegata anche una palazzina uffici che richiede 12 kW a cosfi 0,8:

Pompa di mandata principale o pompa di alimentazione
Quantità 2
Costruttore FELM s.r.l.
Tipo Y2160L-2
Tipo di servizio S1 (funzionamento continuo con carico costante)
Tipo di statore Ghisa
Forma B3 (con piedini)
Potenza meccanica 18,5 kW (25 HP)
Corrente assorbita 34,2 A (380 V) – 32,5 (400 V)
Velocità 2938 rpm
Fattore di potenza 0,9
Rendimento 91,4 %
Poli 2
Corrente bloccata/corrente nominale 8,34
Coppia bloccata/coppia nominale 2,81
Coppia di rottura/coppia nominale 3,71
Momento d’inerzia 0,0525 kgm2
Peso 134 kg

Potenza elettrica 18,5/0.914 = 20,24 kW


Pompa jockey
Nota anche come pompa di compensazione o pilota

Quantità 1
Potenza meccanica 2,2 kW (3 HP)
Corrente assorbita 8 A (380 V) - 5,5 A (400 V)
(Unici dati recuperabili)

Modalità di funzionamento e di avviamento del gruppo pompe
Le due pompe di mandata sono dotate di avviatore stella-triangolo mentre l’avviamento della pompa jockey è di tipo diretto.

Quando c’è richiesta d’acqua la prima pompa ad essere avviata è la pompa jockey.
Se l’intervento della pompa indicata non risolve la riduzione di pressione in condotta significa che non si tratta di una piccola perdita ma di una richiesta d’acqua per ragioni di emergenza e pertanto viene avviata anche una delle due pompe di mandata.
Dopo alcuni secondi la pompa di mandata in moto viene fermata e viene avviata l’altra in modo da ripartire il carico di lavoro sulle due macchine in modo equivalente.
Lo scambio tra le pompe di mandata avviene sempre mentre la pompa da fermare è ancora in moto mentre la pompa pilota non viene mai fermata.


Sia chiaro che non vogluio chiedere di redigere il progetto all'interno di questo forum ma solo di cercare di capire come dimnensionare il gruppo elettrogeno in funzione degli spunti dei motori.

In particolare la mia difficoltà è calcolare la potenza del gruppo elettrogeno partendo dalla potenza necessaria per lo spunto dei motori.
Purtroppo l'avviamento stella-triangolo dei motori di potenza maggiore non mi consente di considerare il cosfi nominale delle macchine e quindi mi manca il fattore di potenza delle stesse all'avviamento senza il quale non riesco a calcolare le potenze attiva e rettiva da sommare con quelle delle altre pompe e dei carichi della palazzina uffici per giungere al fattore di potenz equivalente.
Infatti non posso sommare le potenze apparenti che riesco a calcolare anche nella fase di avviamento perché i fattori di potenza sono diversi e le tensioni di avviamento anche (avviamento diretto per la popa pilota ed avviamento Y-D per le pompe di mandata).

Infine ho qualche dubbio sul dimensionamento del gruppo elettrogeno.
Pensavo di scegliere un gruppo la cui potenza in emergenza corrispondesse a quella necessaria durante lo spunto dei motori perché se in fase di spunto sono necessari, ad esempio, 80 kVA non è detto che sia possibile sovraccaricare l'alternatore perché sebbene questo ammetta un certo sovraccarico se il motore primo non riesce a fornire la potenza necessaria, l'alternatore non può inverntarsela.

Non so se sono riuscito ad essere sufficientemente chiaro ma lo spero.
Nel frattempo grazie a chiunque mi degnerà di una risposta.

[alfa220780]

Cerco di aggiungere qualche dettaglio alla mia domanda precedente.

Quando c’è richiesta d’acqua la prima pompa ad essere avviata è la pompa jockey.
Se l’intervento della pompa indicata non risolve la riduzione di pressione in condotta significa che non si tratta di una piccola perdita ma di una richiesta d’acqua per ragioni di emergenza e, pertanto, viene avviata anche una delle due pompe di mandata.
Dopo alcuni secondi la pompa di mandata in moto viene fermata e viene avviata l’altra in modo da ripartire il carico di lavoro sulle due macchine in modo equivalente.
Lo scambio tra le pompe di mandata avviene sempre mentre la pompa da fermare è ancora in moto mentre la pompa pilota non viene mai fermata.

Le due pompe di mandata sono dotate di avviatore stella-triangolo mentre l’avviamento della pompa jockey è di tipo diretto

Le caratteristiche dei motori del gruppo pompe sono:

Pompa di mandata principale o pompa di alimentazione
Quantità 2
Costruttore FELM s.r.l.
Tipo Y2160L-2
Tipo di servizio S1
Tipo di statore Ghisa
Forma B3 (con piedini)
Potenza meccanica 18,5 kW (25 HP)
Corrente assorbita 34,2 A (380 V) – 32,5 (400 V)
Velocità 2938 rpm
Fattore di potenza 0,9
Rendimento 91,4 %
Poli 2
Corrente bloccata/corrente nominale 8,34
Coppia bloccata/coppia nominale 2,81
Coppia di rottura/coppia nominale 3,71
Momento d’inerzia 0,0525 kgm2
Peso 134 kg

Potenza elettrica 18,5/0.914 = 20,24 kW

Pompa jockey
Quantità 1
Potenza meccanica 2,2 kW (3 HP)
Potenza elettrica 4 kW circa
Corrente assorbita 8 A (380 V) - 5,5 A (400 V)
(Unici dati recuperabili)

Dai miei calcoli, la condizione più gravosa risulta essere quella di avviamento del gruppo pompe, quando viene richiesta una potenza di spunto di 100,31 kVA (152,41 A) [nell'ipotesi che il fattore di potenza allo spunto sia pari alla metà del valore nominale!]

C'è da dire che allo stato attuale il GE alimenta anche la palazzina uffici che richiede almeno 20 kVA.
In questa condizione all'avviamento del gruppo pompe lo spunto sale a 118,41 kVA (180 A circa).
A questo spunto il GE risponde con una riduzione drastica della frequenza (che passa da 50 a pochi Hz) e con una riduzione quasi a zero della tensione di uscita.

Il GE è equipaggiato con un alternatore prodotto dalla Mecc-Alte con le seguenti caratteristiche:

Tipo ECN 31-1S/4
Frequenza 50 Hz
Tensione 400 V
Potenza nominale in classe H 31 kVA
Classe d’isolamento H
Esecuzione senza spazzole
Connessioni di statore a 6 fini
Rotore con gabbia di smorzamento
Rendimenti
Classe di efficienza F
a pieno carico 85,8 %
a 3/4 del carico 86 %
a 2/4 del carico 84 %
ad 1/4 del carico 81 %
Reattanze
Xd 219,2 %
Xd’ 17,3 %
Xd’’ 11,67 %
Xq 99,8 %
Xq’ 99,8 %
Xq’’ 32 %
X2 21,83 %
Xo 2,8 %
Rapporto di corto circuito Kcc 0,55
Costanti di tempo
Td’ 0,0613 sec
Td’’ 0,015 sec
Tdo’ 1,29 sec
Ta 0,031 sec
Corrente di eccitazione
a vuoto 0,5 A
a pieno carico 2,5 A
Sovraccarico
Lungo al 110 % del carico nominale per un ora con un intervallo di raffreddamento di 4 ore
Breve 300 % per massimo 20 sec.
Resistenza dei conduttori di statore 0,211 Ω a 20°C
Resistenza dei conduttori rotorici 1.588 Ω a 20°C
Dissipazione di calore
a pieno carico ed in classe F 3972 W
Distorsione a pieno carico (THD)
Fase-fase 2,6 %
Fase-neutro 2,9 %
Distorsione a vuoto (THD)
Fase-fase 3,6 %
Fase-neutro 3,7 %

Dalle caratteristiche dell'alternatore si vede che questo ammette un sovraccarico temporaneo del 300% per non più di 20 sec. che sarebbe sufficiente a consentire lo spunto dei motori delle pompe del gruppo di pressurizzazione ma mi resta il dubbio sul motore primo.
In effetti, anche in relazione al comportramento osservato del GE, il motore diesel regge il sovraccarico ma non riesce a mantenere la frequenza della tensione di alimentazione entro le tolleranze.

In relazione a tutto quanto appena descritto, spero con dovizia di dettagli, non riesco a determinare la potenza del generatore.
Per speigarmi meglio, in relazione ai miei calcoli (forse anche errati - non ho la presunzione di non commettere errori) sceglierei un gruppo elettrogeno con una potenza in emergenza o LTP di 111 kVA escludendo gli uffici ma mi sembra esagerato.
Possibile che il sovraccarico massimo ammesso da un GE sia non più del 10%.
Il mio dubbio riguarda perciò anche il valore di potenza del GE (PRP, LTP ecc...) con il quale confrontare la potenza richiesta in fase di spunto delle pompe.

[elettro]

In questo caso pratico, mi sento di consigliare l'installazione di numero 2 gruppi elettrogeni...uno per la palazzina e l'altro per il gruppo pompe.

Il GE per il gruppo pompe, lo sceglierei a potenza nominale doppia rispetto la corrente di esercizio...a scapito di ogni eventuale problematica riferita agli avviamenti pompa in caso incendio....

Bisogna considerare anche la cdt% sulla linea che alimenta le pompe, la più bassa possibile, considerando anche la perdita del cavo per effetto joule e eventuali avviamenti in successione....in questo caso bisogna considerare le protezioni per una continuità del servizio totale; quindi, protezioni magneto-differenziali tarate con ritardo intenzionale entro 1 S.

[elettro]

Dimenticavo, protezioni e linee separate per ogni pompa....

[elettro]

Dimenticavo si sottolineare che in questo caso è necessario il progetto...tu sei progettista o installatore a cui hanno chiesto preventivo messa in opera dell'impianto.....???
Se sei installatore, dovresti operare in base ad un progetto, comunque, se il tuo elaborato non viene accolto con favore, poi chi ti rimborsa....???

[alfa220780]

Per prima cosa chiedo scusa per il ritardo nella mia risposta.

Dimenticavo si sottolineare che in questo caso è necessario il progetto...tu sei progettista o installatore a cui hanno chiesto preventivo messa in opera dell'impianto.....???

io sono il progettista dell'impianto elettrico e non dell'impianto antincendio.

Se sei installatore, dovresti operare in base ad un progetto, comunque, se il tuo elaborato non viene accolto con favore, poi chi ti rimborsa....???

Appunto, considera che il mio cliente mi ha incaricato formalmente di sistemare l'alimentazione elettrica del gruppo pompe che a suo tempo fu eseguita da non si sa chi, perché stiamo parlando di uno stabilimento in cui è stato effettuato un ampliamento per la cui parte elettrica sono stato incaricato io tempo fa ma per la cui parte antincendio ci sono stati diversi problemi in fase di realizzazione ad al termine dei lavori di mia competenza ancora non c'era il gruppo di pressurizzazione.

In questo caso pratico, mi sento di consigliare l'installazione di numero 2 gruppi elettrogeni...uno per la palazzina e l'altro per il gruppo pompe.

Consiglio più che giusto che ho già cercato di sostenere ma che non è stato accolto dal cliente che vuole un gruppo unico, anche se penso che alla fine cederà comunque.
In ogni caso per il GE che dovrebbe alimentare le pompe mi resta il problema del dimensionamento in merito agli spunti.
In particolare, in questa condizione, dai miei calcoli giungo ad un gruppo che dovrebbe fornire una potenza di 100 kVA circa con una corrente di spunto di circa 150 kVA (numeri approssimati per non inserire decimali che complicano la lettura).

Il GE per il gruppo pompe, lo sceglierei a potenza nominale doppia rispetto la corrente di esercizio...a scapito di ogni eventuale problematica riferita agli avviamenti pompa in caso incendio....

Purtroppo anche se lo scegliessi come mi consigli non ho certezza che regga lo spunto di 150 A (100 kVA)

Preciso che la corrente calcolata tiene conto del fatto che lo spunto dei motori avviene a cosfi ridotto rispetto al cosfi nominale e quindi vanno sommate le componenti attiva e reattiva delle correnti ipotizzate nelle diverse condizioni.

Bisogna considerare anche la cdt% sulla linea che alimenta le pompe, la più bassa possibile, considerando anche la perdita del cavo per effetto joule e eventuali avviamenti in successione....in questo caso bisogna considerare le protezioni per una continuità del servizio totale; quindi, protezioni magneto-differenziali tarate con ritardo intenzionale entro 1 S.

Dimenticavo, protezioni e linee separate per ogni pompa....

Ti ringrazio della premura che hai usato nel ricordarmi queste regole essenziali ma penso di essere ancora nella fase a monte dell'applicazione delle stesse e comunque ho già previsto un'intera colonna nuova dedicata solo all'alimentazione delle pompe con la sostituzione dei cavi attuali (FG7) con analoghi cavi del tipo resistente al fuoco.

[alphabit]

Leggiti questo libro e ti chiarisci tutte le idee.....


http://www.tne.it/pubblicazioni_guideblu_dett.php?id=30


Un saluto

[elettro]

Sono dell'idea che se il committente impone vincoli tecnici non applicabili e deleteri per l'impianto stesso al progettista, costui deve rimettere l'incarico.

Premesso questo, io opterei per due gruppi GE separati e dispositivi soft start elettronici per la pompa di maggiore capacità, onde evitare di adottare GE dalla taglia mostruosa e linee con sezioni improponibili....

Le correnti di spunto elevate delle pompe potrebbero mandare in stallo il GE.....ritengo che la soluzione soft start sia la migliore, e limita la taglia del GE...

Questa è la mia opinione......

[alfa220780]

Leggiti questo libro e ti chiarisci tutte le idee.....

http://www.tne.it/pubblicazioni_guideblu_dett.php?id=30

Ti ringrazio ma l'ho già letto due volte, è stato il punto di partenza in questo mio incarico ed ha rappresentato l'origine dei miei dubbi perché indica come necessario il calcolo della potenza di spunto.

Sono dell'idea che se il committente impone vincoli tecnici non applicabili e deleteri per l'impianto stesso al progettista, costui deve rimettere l'incarico.

Premesso questo, io opterei per due gruppi GE separati e dispositivi soft start elettronici per la pompa di maggiore capacità, onde evitare di adottare GE dalla taglia mostruosa e linee con sezioni improponibili....

Le correnti di spunto elevate delle pompe potrebbero mandare in stallo il GE.....ritengo che la soluzione soft start sia la migliore, e limita la taglia del GE...

Questa è la mia opinione......

Anch'io penso che a volte sia meglio rinunciare a certi incarichi, specie quando chi ti ha preceduto gode di stima da parte del Cliente che nel frattempo non si è accorto di essere stato preso in giro....

Comunque se le pressioni da parte del Cliente resteranno inamovbili certamente mi fermerò.

Nel frattempo valuto la tua opinione e ritengo che sia certamente la soluzione migliore anche se l'impiego, giusto, degli inverter richiede costi non indifferenti e certamente l'intervento del produttore del gruppo pompe (che dovrebbe esserci ugulamente in caso di sostituzione dell'elettropompa..... come da mia idea, quindi ciò non rappresenta un problema per me).

Naturalmente confronterò il costo delle due soluzioni (GE e cavi maggiorati e GE singoli + soft starter) e poi proporrò quella tecnicamente più valida anche se a volte più onerosa.
Sono convinto che il costo non deve essere l'unico parametro di scelta perché la responsabilità di un professionista non ha prezzo, tuttavia diventa l'elemento discriminante che in alcuni casi ti porta a rinunciare ad un lavoro già acquisito.

Nel frattempo grazie a tutti per la preziosa collaborazione.

[qcontinuum]

Buona sera a tutti.
E' un problema in cui mi sto trovando anch' io..
Un cliente vorrebbe far girare pompe e stabilimento con lo stesso gruppo elettrogeno.
Ma se non sbaglio (non sono pratico di normative antincendio ma il progettista a cui si appoggia il cliente mi ha fornito delle specifiche dell' impianto)ci sono dei vincoli particolari per questi sistemi:
-Il gruppo pompe deve avere una linea di alimentazione protetta da un interruttore di dimensioni adeguate collegato a monte dell' interruttore principale di tutto lo stabilimento (quindi subito a valle del contatore)

- suddetta linea deve essere realizzata in cavo antifiamma posto in tubazione e deve alimentare esclusivamente le pompe dell' antiincendio passando per il quadro del generatore, in modo che se mancasse tensione alla linea interverrebbe immediatamente il gruppo in soccorso alle pompe.

Il problema in cui ci si trova e' che se colleghiamo sia l'alimentazione dello stabilimento che quella del sistema antiincendio al generatore credo che non funzioni correttamente: il generatore esegue un controllo della linea di alimentazione e interviene se manca tensione su questa linea.

Tu vorresti alimentare tutto con un generatore solo:
Se e' un impianto antiincendio ci sara' un pulsante di sgancio di emergenza che fara' intervenire una bobina sull' interruttore generale dello stabilimento.
Se arrivano i pompieri e sganciano tensione con quel pulsante che succede? che interviene il gruppo(ammesso che si trovi una soluzione alle 2 linee in ingresso sullo stesso quadro, quella dello stabilimento e quella del gruppo pompe alimentato sotto ad un altro interruttore) e rida' corrente alla palazzina uffici nella quale hanno appena cercato di togliere tensione...

Scusate il discorso confuso ma sto impazzendo anch'io per cercare di far capire al cliente che e' necessario installare 2 gruppi separati...non c'e' verso...