GRADO DI ADIABATICITA’ DEI COMBUSTORI Correlazioni fra grado di adiabaticità e prestazioni del sistema forno/caldaia Ing. Ph. D. Daniele De Lodovici

PECULIARITA’ DEI FORNI DI INCENERIMENTO La variabilità delle caratteristiche qualitative del combustibile può determinare fluttuazioni importanti nei parametri di marcia. Al fine di garantire il massimo rendimento dell’impianto occorre garantire: la stabilizzazione della portata fumi la stabilizzazione della temperatura in postcombustione il controllo automatico delle altre principali variabili (O2 in post-combustione, portata di vapore, ecc.)

PECULIARITA’ DELLA REGOLAZIONE DEI FORNI - Portata fumi - La stabilizzazione della portata fumi consente: funzionamenti regolari della sezione di depurazione fumi minori fluttuazioni della portata vapore quindi: variazioni di marcia più contenute del macchinario del ciclo termico maggiore regolarità nell’erogazione di energia elettrica minori sovradimensionamenti del macchinario coinvolto.

PECULIARITA’ DELLA REGOLAZIONE DEI FORNI - Temperatura in postcombustione - La stabilizzazione della temperatura in postcombustione determina: minore produzione di NOx alle alte temperature minore produzione di incombusti alle basse temperature minore pericolo di fusione delle ceneri minore cimento dei materiali lambiti dai fumi minore pericolo di danneggiamento delle murature

FORNI ADIABATICI FORNI NON ADIABATICI Sono forni completamente refrattariati adatti per bassi o medi poteri calorifici caratterizzati da: maggior produzione specifica di fumo minori prestazioni energetiche grande flessibilità rispetto alle variazioni di PCI grande flessibilità rispetto al carico termico Forni integrati con la caldaia adatti per elevati poteri calorifici hanno: minore produzione specifica di fumo migliori prestazioni energetiche scarsa flessibilità rispetto alle fluttuazioni di PCI scarsa flessibilità rispetto al carico termico

DIAGRAMMA DI COMBUSTIONE DI UN FORNO ADIABATICO

DIAGRAMMA DI COMBUSTIONE DI UN FORNO NON ADIABATICO

FLUSSI DI MASSA ED ENERGIA DEL FORNO

EQUAZIONI DI BILANCIO Bilancio energetico Wi=potenza i-esima Bilancio di massa mi=massa i-esima

GRADO DI ADIABATICITA’  DEL FORNO Introduciamo il grado di adiabaticità  di un forno: esso correla il calore scambiato con le pareti ed il flusso termico complessivo. Forno quasi adiabatico: le pareti sono costituite interamente da materiale refrattario:   0,95  1 Forno non adiabatico: in caldaia sono presenti pareti membranate:   0,65

PORTATE DI ARIA E FUMI IN FUNZIONE DELLA TEMPERATURA DI COMBUSTIONE

GRADO DI ADIABATICITA’ DEL FORNO E PRODUZIONE SPECIFICA DI FUMI Il bilancio energetico di un forno può essere scritto come segue:

Ovvero: Definiamo ora il grado di adiabaticità  di un forno come segue: Dunque:

GRADO DI ADIABATICITA’ DEL FORNO E PRODUZIONE SPECIFICA DI FUMI Alcune considerazioni sul grado di adiabaticità La portata fumi è direttamente proporzionale al grado di adiabaticità. Meno un forno è adiabatico e minore è la produzione specifica di fumo Il grado di adiabaticità, influenzando il quantitativo di aria secondaria, agisce sul tenore di O2 nei fumi. Il ricircolo fumi, essendo un moderatore del tenore di O2 riduce in parte la sua utilità. Poiché il tenore di O2 risulta contenuto, le operazioni a basso PCI o basso flusso termico divengono rapidamente critiche.

TENORE DI O2 NEI FUMI IN FUNZIONE DEL GRADO DI ADIABATICITA’  E DELLA TEMPERATURA DI PRERISCALDO ARIA