Per la costruzione di centrali termoelettriche, indipendentemente dalla loro tipologia di funzionamento, vale a dire carbone, lignite, metano od olio combustibile sono richieste una serie di attività fra loro strettamente interconnesse che, sulla base di criteri progettuali ed economici, partono con la fondamentale scelta della localizzazione dell'impianto, A seguire la fase di ingegneria con l'elaborazione del progetto completo ed emissione dei disegni d'assieme, piante, sezioni, schemi funzionali, disegni di dettaglio e documentazione varia relativa alle varie discipline coinvolte (civile, meccanica, elettrica, automazione, chimica). L'ingegneria provvederà ad elaborare e fornire la documentazione di progetto lungo tutto il ciclo realizzativo dell'impianto supportando le fasi di:
approvvigionamento (procurement) per l'emissione di ordini di acquisizione macchinari, componenti e sistemi, nonché per l'emissione dei contratti di appalto relativi ai montaggi in cantiere; costruzione durante la quale verrà guidato tutto il processo dei montaggi in cantiere con il coordinamento del lavoro delle varie imprese coinvolte; commissioning il cui team responsabile provvederà alla esecuzione di tutte le prove di macchinari, apparecchiature, sistemi e sottosistemi necessarie a verificarne la corretta funzionalità e garantire la messa in esercizio commerciale dell'impianto.
L'intero progetto sarà quindi guidato dalla disponibilità della documentazione di ingegneria, dal programmaManoj Kumar Gupta (2012), "Thermal Power Plant", Power Plant Engineering, PHI Learning Pvt. Ltd. lavori (in inglese schedule), dal budget di spesa dell'impianto e gestito da una organizzazione quale un EPC contractor, un main contractor o una direzione lavori direttamente guidata dal committente, capace di coordinare tutte le fasi realizzative a partire dalla progettazione fino alla messa in servizio e consegna finale dell'impianto.
Organizzazione gestione progetto Fondamentalmente questo tipo di organizzazione può configurarsi in:
Un EPC contractor (Engineering, Procurement, Construction) quando tutte le fasi di ingegneria, procurement, costruzione e commissioning dell'impianto vengono completamente affidate dal committente ad una società/contractor dotata di capacità ed organizzazione tali da realizzare l'impianto in accordo a modalità "chiavi in mano" (turnkey contract); Un appaltatore principale (main contractor o general contractor), normalmente affiancato da più subappaltatori (subcontractors), che avrà la responsabilità, nei confronti del committente (owner), di coordinare il lavoro anche dei subappaltatori stessi. Si ha questo schema operativo quando una parte delle attività di progettazione e/o di approvvigionamento resta nella gestione diretta del committente e tutte le attività realizzative assegnate al main contractor; Una Direzione Lavori (DL) gestita completamente dal committente (owner). È Il caso delle grandi aziende aventi al loro interno una società di ingegneria in grado di svolgere per l'azienda madre il ruolo di EPC contractor (direzione lavori). Ad esempio in Italia, nel campo energetico, è stato il caso di Enelpower nei confronti della casa madre Enel.
A supporto del committente/cliente nella sua azione di verifica nei confronti dei lavori portati avanti dall'EPC Contractor vi sono poi società specializzate quali le EPCM (Engineering, Procurement and Construction Management) che, attivate con apposito contratto dai committenti, sono in grado di attuare in nome e per conto del cliente tutte le fasi di verifica e sorveglianza lungo l'intero ciclo realizzativo della centrale termoelettrica riguardo a stato della progettazione, approvvigionamento, avanzamento lavori e fasi di commissioning, avendo il ruolo di sola sorveglianza sullo stato della progettazione e della costruzione a cura dell'EPC contractor verificandone in continuo la completa rispondenza sia qualitativa, che di costi e di tempistiche alle prescrizioni contrattuali, specifiche e disegni.
Questo tipo di organizzazione è particolarmente richiesto in presenza, nel progetto, di stakeholders quali banche e rappresentanti governativi. In altri casi l'appaltatore EPCM può eseguire la progettazione e l'ingegneria di dettaglio per il progetto, assumendosi la responsabilità dell'approvvigionamento dei principali componenti del progetto sempre avendo sola azione di sorveglianza tecnica per tutti i lavori di costruzione. In questo caso l'approccio EPCM tende a soddisfare il committente che ha sufficiente competenza ed esperienza per gestire direttamente l'avanzamento del progetto fra progettazione e approvvigionamento ed assegnando contratti di costruzione supervisionati dalla società EPCM. Di norma resta in carico al committente l'obbligo di ottenere tutte le autorizzazioni per la costruzione,Realizzazione di tutte le attività necessarie a costituire fisicamente la centrale termoelettrica quale assieme di componenti civili, meccanici, idraulici, elettrici e di automazione avviamentoIl processo di avviamento è l'insieme di tutte le attività di tests, prove e controlli funzionali eseguiti sull'insieme di componenti meccanici, idraulici, elettrici e di automazione, allo scopo di verificare e certificare che le prestazioni dei suddetti componenti soddisfino, in ogni condizione, i criteri ed i valori attesi, sia sotto il profilo contrattuale che progettuale (in inglese Commissioning) e successiva messa in servizio definitivaEntrata dell'impianto in esercizio commerciale avendo soddisfatto tutti i requisiti tecnici e di sicurezza relativi alla interconnessione con la rete esterna di trasmissione elettrica ad alta tensione. dell’impianto.
Riguardo alle imprese esse sono chiamate a realizzare, con adeguata organizzazione di risorse, mezzi ed attrezzature, quanto oggetto del proprio scopo contrattuale nel rispetto di costi, tempistiche e qualità previste dal contratto.
Localizzazione impianto Verifica disponibilità acqua per usi interni della futura centrale termoelettrica e raffreddamento condensatori di vapore scarico turbine e macchinari. Necessaria la vicinanza al mare/fiume/canale derivato o, in alternativa, necessità di pianificare costruzione torri di raffreddamento. Verifica anche della necessaria distanza da insediamenti urbani, nonché della presenza e/o vicinanza ad infrastrutture quali porti/ferrovie/strade. Quanto sopra avendo già definito la taglia dell'impianto con relativo budget e previo studi di fattibilità per la qualificazione del sito comprendenti anche tests e prove geotecniche. Queste verifiche tecniche sono, di norma nei vari paesi, parte integrante del processo autorizzativo di costruzione comprendente anche una valutazione di impatto ambientale. Negli Stati Uniti detto documento è l'enviromental impact statement (EIS) che si attiva in base al codice NEPA. In Australia il processo avviene a fronte dell'EPA (Enviromental Protection Act 1986) in solido con EIA (Enviromental Impact Assessment). Processo analogo In Europa dove, a titolo di esempio, la Valutazione di Impatto Ambientale (VIA) è il sostanziale via libera per la realizzazione dell'impianto in Italia.
Ingegneria del progetto Adattamento, se disponibile, dell’ingegneria di base riveniente dalle precedenti realizzazioni per il sito della nuova centrale termoelettrica o sviluppo ex novo del progetto. A seguire sviluppo dell’ingegneria di dettaglio relativa a tutte le fasi di costruzione, alle sequenze fondamentali di commissioning ed alla futura manutenzione d’impianto. Normalmente l’ingegneria di dettaglio è completata in parziale sovrapposizione con la costruzione dell’impianto stesso. Un ramo dell'ingegneria (Site Technical Office - STO) è, di norma, anche direttamente residente in cantiere durante la fase realizzativa della costruzione per:
risoluzione delle interferenze fisiche (clashes) e modifiche sorte durante i montaggi; risoluzione dei deficit rivenienti dalle interfacce fra le ingegnerie di fornitori diversi; gestione delle modifiche richieste dal committente; gestione delle problematiche rivenienti durante le prove di commissioning; supporto nella risoluzione delle punch list (lista dei punti sospesi); emissione degli "As built" (come costruito) finali.
Approvvigionamento Emissione, da parte dell'ufficio acquisti ed approvvigionamenti (in inglese procurement), dei contratti (ordini) di acquisizione macchinari quali turbine, alternatori, generatori di vapore (nel gergo tecnico caldaie), sistemi di trattamento delle acque in ingresso centrale e delle acque reflue di scarico, condensatori, ventilatori, pompe, elettrofiltri/filtri a maniche, desolforatori ed acquisizione materiali relativi a tubazioni (piping), valvole, cavi elettrici, strumentazione di controllo, strutture metalliche, etc. sulla base dei documenti elaborati dall’ingegneria.
Gli ordini o contratti possono essere per fornitura di materiale sfuso (bulk material), per sola fornitura di componenti finiti ed assemblati da montare in cantiere a cura di terzi (supply), per fornitura in opera, cioè forniti e montati in cantiere (supply and assembly) e contratti/appalti di solo montaggio (assembly). Fornitura materiale sfuso Risponde all’acquisto di componenti di base (bulk material)Materiale sfuso che può essere ordinato e venduto in base al peso (barre d'acciaio, ecc.), al volume (cemento, petrolio, ecc.), alla lunghezza (cavi, fili, legname, ecc.) o in lotti. (ad es. tubi, condotti, raccordi, acciaio, armature, cavi e fili, sabbia, ghiaia, argilla, cemento, prodotti chimici, ecc.) Il materiale sfuso può essere anche acquistato da una descrizione di catalogo standard. da sagomare e lavorare in cantiere quali tubazioni, cavi elettrici, strutture metalliche, etc. portato avanti, spesso, direttamente dal committente. Detti componenti saranno consegnati ai relativi appaltatori (contractors) per il successivo montaggio. Fornitura Esempio di sola fornitura (supply) sono valvole meccaniche, pompe, ventilatori, compressori, strumentazione di controllo e regolazione consegnate ed installate a cura dell'appaltatore di montaggio (contractor), eventualmente sotto supervisione del fornitore.
Fornitura in opera La fornitura in opera (Supply and assembly) risponde all’acquisto delle apparecchiature, macchinario, sistemi di trattamento acque in ingresso/uscita dalla centrale, unità di trattamento aria, sistemi elettrici e di regolazione, sostanzialmente packages che saranno forniti, installati e messi in servizio dal fornitore stesso.
Contratto di appalto montaggi in cantiere Il committente/cliente (owner) in qualità di investitore ha la facoltà di strutturare il contratto di appalto con le modalità tecniche ed economiche che riterrà più rispondenti alla esecuzione dei lavori in cantiere da parte dell'appaltatore. Naturalmente il/i contratto/i di appalto e/o di subappalto potranno essere emessi dall'EPC contractor se presente nel progetto.
Un contratto di appalto fondamentalmente contiene: La descrizione dei lavori oggetto del contratto, il costo complessivo (presunto) dei lavori, i riferimenti aziendali del committente/owner e dell’impresa appaltatrice, i nomi delle figure chiave (key person) e degli organigrammi per parte committente ed appaltatore; L'elenco dei disegni, specifiche tecniche e documenti vari sviluppati dal committente, norme e codici di riferimento per la progettazione e la fornitura dei materiali in carico all'appaltatore, norme di riferimento per l’esecuzione dei lavori oggetto dell'appalto, tipologie di controlli da effettuare, tolleranze tecniche, modalità di stoccaggio e corretta conservazione dei materiali, oltre ai riferimenti alle normative di legge a cui attenersi durante tutte le fasi di progettazione e costruzione; La schedula o programma cronologico dei lavori con la suddivisione in lotti di lavoro o partite e relative date di inizio e fine lavori;