Valvole di controllo per applicazioni anti surge

CONTROLLO DEL SURGE NEI COMPRESSORI
Le valvole di controllo sono l' elemento di regolazione finale nella protezione contro il fenomeno distruttivo del surge in compressori centrifughi.
Esse devono essere adeguatamente dimensionate per permettere il passaggio di una portata considerevole in un tempo molto ridotto, in modo da mantere il compressore al di fuori dalle linee di surge nei grafici di portata/pressione.

Dato che questo comporta che all'interno della valvola venga dissipata una grande quantita' di energia cinetica, bisogna considerare l'effetto di tale energia in termini di velocita' del fluido in uscita dalla valvola, rumore generato e vibrazioni.
Oltre a un trim apposito, che controlli i salti di pressione all'interno della valvola in modo da dissipare gradualmente l'energia, gioca un ruolo importantissimo la velocita' di risposta della valvola stessa, dato che il surge e' un fenomeno molto rapido. La valvola deve andare a regolare immediatamente smaltendo la portata richiesta nel tempo in cui ci si sposta sulla curva del compressore. In genere, si richiede a questo tipo di valvole di controllo di operare in pochi secondi. Non sono infrequenti tempi di riposta inferiori ai 2 secondi anche da comando con posizionatore.

La strumentazione pneumatica deve essere quindi in grado di fornire un controllo e un posizionamento veloce ma stabile, limitando quanto piu' possibile l'overshooting. In questa ottica gioca un ruolo molto importante anche l'assenza di banda morta nelle operazioni di comando da posizionatore (tipicamente inferiore all'1% su tutta la corsa della valvola) e una isteresi il piu' possibile contenuta (anche qui con valori inferiori all'1-2%)

DIMENSIONAMENTO DELLE VALVOLE DI REGOLAZIONE
Le valvole di regolazione devono essere in grado di far funzionare il compressore sotto la linea surge.
La maggior parte delle informazioni richieste per il dimensionamento delle valvole di regolazione sono disponibili sul foglio dati del compressore.
Poiche' la pressione di aspirazione del compressore puo' variare, devono essere effettuati tipicamente vari calcoli.
La maggior parte dei fornitori di compressori o di sistemi di controllo, hanno i loro standard di margini di sicurezza, che trasferiscono di solito nel dato relativo alla capacita' di portata richiesta  della valvola.
Generalmente, i margini usati sono che la valvola deve essere capace di far passare il 100% della portata al 50% di apertura.
Si tratta di un valore assolutamente conservativo, derivante dal fatto che alcune valvole di controllo (a globo o a sfera) hanno tempi di reazioni piuttosto lunghi, corse lunghe e comunque caratteristiche dinamiche tali da considerare che in pratica debbano essere sovradimensionate del 100%.
Altri parametri generali per il dimensionamento delle valvole di controllo per servizio anti surge sono, come abbiamo visto, il rumore e la velocita' in uscita del fluido.
Anche qui come regola abbastanza generica, si tende a stare sotto gli 85/90 dBa come soglia di rumore e sotto lo 0.3 Mach per la velocita', in modo da non causare eccessive vibrazioni ed erosioni nelle tubazioni a valle della valvola di controllo.