Sistemi di combustione

Il mercato offre numerosi sistemi di combustione che si differenziano principalmente per la tecnica di combustione, la potenza e il grado di automazio- ne. Per un impianto di combustione a legna si deve innanzitutto prestare attenzione a che il sistema sia adatto al tipo di combustibile dato, che sia poco soggetto a guasti e si attenga ai limiti posti dall'Or- dinanza contro l'inquinamento atmosferico.

Impianto di combustione a carica inferiore

Processo di combustione

Il sistema di caricamento trasporta la legna da ardere dal silo o dal contenitore giornaliero nella conca (storta) in cui avviene la combustione. L'aria per la combustione è addotta mediante ventilatori sul pavimento della conca di combustione quale aria primaria e attraverso la conca stessa quale aria secondaria. Nella camera di post-combustione so- vrastante bruciano i gas distillati a bassa tempera- tura. A combustione terminata essi sono portati allo scambiatore di calore.

Funzionamento

Il funzionamento del riscaldamento è automatico. In caso di fabbisogno termico vengono inseriti il trasportatore di combustibile e l'alimentazione dell'aria. Quando non v'è più fabbisogno essi ven- gono disinseriti. Per mantenere viva la fiamma l'impianto di combustione viene inserito periodi- camente (mediante temporizzatori). La quantità di combustibile è regolata variando la velocità del sistema di trasporto oppure gli intervalli di lavoro del convogliatore. La regolazione deve adattarsi al tipo di combustibile utilizzato. Oggigiorno, queste funzioni sono programmabili in centrali di regola- zione. Gli impianti attuali a più stadi di potenza sono progettati in modo che a ogni stadio si otten- ga una buona combustione con un alto rendimen- to. L'eccesso di aria ottimale si situa intorno a

λ = 1.5-2.0. Osservazioni

Negli impianti di combustione a carica inferiore possono essere bruciati trucioli con tenore di ac- qua dal 5% al 50%. Focolare e camera di post- combustione devono tuttavia essere adeguati alla qualità del combustibile, in particolare al suo teno- re di acqua. Un impianto previsto per la combustio- ne di trucioli con tenore di acqua di 50% raggiunge- rebbe una temperatura troppo elevata del focolare nel caso si utilizzasse un combustibile secco. Que- sto potrebbe portare a problemi di materiale e alla formazione di scorie.

Componenti PACER

Avancrogiolo a griglia

Processo di combustione

Sono definiti avancrogioli i sistemi di combustione funzionanti in modo separato dalla caldaia. Il com- bustibile viene trasportato nell'avancrogiolo dalla zona di essiccazione alla zona dei gas distillati a bassa temperatura e quindi alla zona di combustio- ne. Dopo aver attraversato un collo, i gas distillati a bassa temperatura si mescolano con l'aria secon- daria e sono addotti alla camera di combustione della caldaia dove hanno luogo la post-combustio- ne e il trasferimento del calore all'acqua per il riscaldamento.

Funzionamento

Una coclea carica automaticamente l'avancrogio- lo con trucioli di legna. La post-combustione dei gas distillati a bassa temperatura avviene nella camera di post-combustione della caldaia. La po- tenza dell'impianto è regolabile.

Osservazioni

Gli avancrogioli generano temperature elevate, il che costituisce un ottimo presupposto per una buona combustione con emissioni limiate. Tutta- via, si osserva che gli avancrogioli non isolati e non raffreddati ad acqua presentano grandi perdite di calore per irraggiamento.

Avancrogiolo

Avancrogiolo (con caldaia e separatore di polveri) 1 Coclea dosatrice

2 Avancrogiolo con griglia di alimentazione 3 Caldaia

4 Separatore di polveri 5 Quadro di comando

Dati di funzionamento

Potenza di riscaldamento Fino a 2 MW

Modo di funzionamento Potenza erogata regolabile dal 30% al 100% regolazione della combustione

Carica Automatica

Combustibile Trucioli di campagna

o di bosco, minuzzoli, residui

di falegnameria e cantiere Tenore di acqua w = 5-45% Pulizia della caldaia L'asportazione di ceneri Avancrogiolo (senza caldaia)

PACER

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Componenti

Impianto di combustione con griglia a avanzamento frontale

Processo di combustione

La legna da ardere è portata dal silo su una griglia fissa o mobile, normalmente da un trasportatore a coclea o a spinta. Mediante adduzione di aria pri- maria dalla griglia e secondaria sopra la zona di combustione, il combustibile passa dalle fasi di essiccazione, gasificazione e combustione. Al ter- mine della griglia, le ceneri vengono asportate automaticamente.

Funzionamento

Il procedimento di riscaldamento avviene in modo completamente automatico. L’inserimento e il di- sinserimento in funzione del fabbisogno termico avvengono come per il sistema di combustione a carica inferiore. Secondo il sistema di griglia, alcu- ni fabbricanti offrono solo soluzioni monostadio. Impianti più attuali a più stadi sono per contro concepiti in modo che ad ogni stadio si ottenga una combustione ad alto rendimento. L’eccesso di aria

ottimale si situa intorno a λ = 1.5 - 2.0.

Osservazioni

Gli impianti di combustione a griglia sono adatti in modo particolare per combustibili che producono molta cenere e scorie e combustibili ad alto tenore di acqua. In modo particolare negli impianti con griglia a avanzamento frontale con fiamma di ritor- no (principio della controcorrente), nella prima parte della griglia ha luogo una pre-essiccazione, il che consente di bruciare del combustibile con tenore di acqua fino a 60%.

Variante del sistema a griglia con avanzamento frontale

• Griglia semplice • Griglia scorrevole

Altre varianti del sistema a griglia

• Griglia a coclea • Griglia mobile a catena

Osservazioni particolari

• ll sistema della griglia dev’essere adatto al tipo di combustibile.

• La camera di combustione dev’essere adatta alla qualità del combustibile (in particolare al suo tenore di acqua).

• Esistono impianti a più stadi di potenza, ma non tutti i fabbricanti li offrono. Ogni stadio di potenza dovrebbe ottenere un alto rendimento con emissioni ridotte. L’eccesso di aria ottimale si situa intorno a λ = 1.5 - 2.0.

Dati di funzionamento

Potenza di riscaldamento Da 150 kW

Modo di funzionamento Potenza erogata regolabile dal 30% al 100% regolazione della combustione

Carica Automatica

Combustibile Residui lignei, minuzzoli,

polvere fino al 10%, corteccia, trucioli di bosco e di campagna.

Tenore di acqua w = 5-60% Pulizia della caldaia L'asportazione di ceneri

avviene manualmente o automaticamente.

Almeno ogni 4 settimane è necessaria una pulizia manuale.

Impianto di combustione con griglia a avan- zamento frontale

1 Alimentazione 3 Aria primaria

del combustibile 4 Aria secondaria

Componenti PACER

Impianto di combustione a carica automatica

Processo di combustione

Una centrifuga trasporta la legna da ardere nel focolare e la distribuisce regolarmente su tutta la zona della brace. Il combustibile ligneo viene por- tato direttamente sulla brace, contrariamente a ciò che avviene negli impianti a carica inferiore. L'aria primaria è addotta attraverso la zona della brace, quella secondaria viene iniettata sopra quest'ulti- ma.

Funzionamento

Il procedimento di riscaldamento avviene in modo completamente automatico. La quantità d'aria ne- cessaria alla combustione viene regolata da una sonda nei gas di scarico (sonda Oxi, che reagisce ai gas combustibili) per ridurre al minimo la parte di gas combustibili nei gas di scarico. L'apporto di combustibile è determinato sia dalla temperatura della caldaia che dal fabbisogno termico momen- taneo.

Osservazioni

Questo sistema di combustione è particolarmente adatto a combustibile secco, di piccole dimensioni e che produce poca cenere. Un funzionamento stazionario con condizioni ottimali di combustione può raggiungere un alto rendimento della caldaia a ogni stadio di potenza. L'eccesso di aria si situa intorno a λ = 1.5 - 2.0.

Impianto di combustione automatico carica- to mediante centrifuga

Dati di funzionamento

Potenza di riscaldamento Da 150 kW

Modo di funzionamento Potenza erogata regolabile dal 30% al 100% regolazione della potenza

Carica Automatica

Combustibile Residui lignei, minuzzoli,

con alta percentuale di polvere

Pulizia della caldaia L'asportazione di ceneri avviene manualmente o automaticamente.

Almeno ogni 4 settimane è necessaria una pulizia manuale.

PACER

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Componenti

Svolgimento del processo decisionale

1° passo: POTENZA ⇒ OFFERTA DI COMBUSTIBILE LIGNEO

In funzione della potenza si determina l'assortimento della legna da ardere.

2° passo: ASSORTIMENTO DELLA LEGNA

⇒ SISTEMA DI COMBUSTIONE

Ad ogni assortimento di legna corrispondo- no ben precisi sistemi di combustione. 3° passo: SISTEMA DI COMBUSTIONE ⇒ FORNITORE

Per la scelta del fornitore della caldaia si devono prendere in considerazione diversi criteri.

• Confronto del grado di sfruttamento annuo. • Valori misurati del rendimento e delle

emissioni (misurazioni ufficiali). • Tempo di combustione e dimensioni

della caldaia.

• Garanzia e condizioni di fornitura. • Prezzo e prestazioni di servizio.