TRAVELLING GRATEPage 1 REV. 2 del MARZO 2013 METODI DI COMBUSTIONE DI COMBUSTIBILI SOLIDI SPECIFICATAMENTE INDIRIZZATA ALL’UTILIZZO DI GRIGLIA “TRAVELLING.

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1 TRAVELLING GRATEPage 1 REV. 2 del MARZO 2013 METODI DI COMBUSTIONE DI COMBUSTIBILI SOLIDI SPECIFICATAMENTE INDIRIZZATA ALL’UTILIZZO DI GRIGLIA “TRAVELLING GRATE ”

2 TRAVELLING GRATEPage 2 REV. 2 del MARZO 2013 INTRODUZIONE I combustibili solidi sono stati i primi ad essere utilizzati industrialmente quali sorgenti di calore, mediante apparecchiature appropriate generatori di vapore, potesse essere trasformato in potenza ed infine in lavoro. Le apparecchiature più idonee per la trasformazione del combustibile solido in calore con movimentazione meccanica del solo combustibile studiate, risalgono alla fine del 18° secolo mentre preesistevano a detta data sistemi a griglia inclinata fissa con caricamento manuale. Il combustibile solido per antonomasia era in questo caso il “carbone” in tutte le sue diversificazioni che potevano variare drasticamente per le sue caratteristiche dimensionali chimico- fisiche di contenuto in inerti, acqua e potere calorifico. Furono studiate e sperimentate da allora per tutto il 19° secolo una serie dì apparecchiature di combustione (griglie) adatte soprattutto alla combustione di carbone. Proprio per la combustione del carbone con le sue caratteristiche più svariate vengono costruite nel mondo una serie di griglie che subiscono un’evoluzione sorprendente dalle prime griglie a movimentazione meccanica di combustibile a superficie fissa, con rimozione manuale delle ceneri alle prime griglie inclinate a movimentazione di avanzamento meccanico sia del combustibile che del letto in combustione, sopra griglia con scarico automatico delle ceneri a fine griglia. Si introduce la regolazione dell’aria sottogriglia per una migliore resa di combustione e per un adattamento della combustione alle variazioni del fabbisogno di calore (variazione di carico), si introduce in alternativa un sistema di caricamento a “lancio” su griglie fisse a elementi ribaltabili. Le particelle più fini di carbone bruciano in sospensione mentre le più grosse sulla griglia, che mediante opportuni ribaltamenti degli elementi mobili provvede a scaricare le ceneri. Si realizza infine la “griglia a tappeto” in rotazione in un primo tempo viene alimentata con il sistema a lancio previsto per le griglie ribaltabili. Poi con l’introduzione di mulini di frantumazione del carbone a pezzatura fissa, le griglie a tappeto raggiungono le migliori prestazioni sia per quanto riguarda il rendimento della combustione, sia per quanto riguarda la flessibilità d’impiego sempre nell’ambito dell’era carbone. L’impiego di un tipo di griglia rispetto ad un altro e’ legato strettamente al tipo di combustibile trattato, alla grandezza dell’ impianto, ai rendimenti desiderati in funzione del costo del combustibile stesso. In questo periodo infatti, i materiali combustibili “poveri” (intendendo per poveri quei materiali che risultavano essere sottoprodotti di lavorazione, a relativo basso potere calorifico con problemi eventuali di movimentazione ma con costo-caloria praticamente nullo, tipo: scarti di legno umido o secco, scortecciato, bagassa ecc. ecc.) Vengono bruciati su griglie fisse a caricamento manuale o meccanico senza grossi problemi di rendimenti o regolazioni.

3 TRAVELLING GRATEPage 3 REV. 2 del MARZO 2013 Questa situazione di grosse realizzazioni legate ai combustibili solidi o meglio al carbone subisce un notevole mutamento con l’avvento dell’era del petrolio, ovvero del suo derivato principale dal punto di vista combustibile per produrre calore la nafta. Il combustibile e’ liquido, di facile stoccaggio, di facile movimentazione, da ottime rese di combustione, non ha ceneri, non abbisogna di apparecchiature meccaniche complicate. delicate, costose, immerse in zona di combustione ecc. Ecc. Soprattutto nei paesi produttori, ed anche in quelli che non possiedono giacimenti di carbone. La nafta soppianta completamente, visto anche il suo costo concorrenziale, Il combustibile solido. Solo in paesi con miniere di carbone modernizzate o addirittura a cielo aperto l’utilizzo di combustibile solido anche per impianti di una certa importanza continua ad essere utilizzato in impianti che però dal punto di vista tecnologico non propongono grosse novità, salvo a livello sperimentale (bruciatori a polverino di carbone e acqua, combustione a letto fluido, combustione in sospensione ecc. Ecc.). La tecnologia dell’impiego dei combustibili solidi viene pressochè del tutto abbandonata in molti paesi europei tra i quali l’Italia. 2.0 IMPIANTI DI COMBUSTIONE PER COMBUSTIBILI “BIOMASSE” : Dopo gli accordi tra i paesi produttori di petrolio (opec) negli anni 70 che fa lievitare il prezzo del grezzo fino a raggiungere valori insostenibili per paesi completamente dipendenti per il proprio fabbisogno energetico dal petrolio. Si riscopre la possibilità dell’utilizzo di eco-combustibili. Per quanto riguarda i grossi impianti termoelettrici l’alternativa e’ ancora il carbone utilizzando quei sistemi che dopo una fase di sperimentazione nei tempi non propizi si sono dimostrati estremamente validi (i sopracitati bruciatori a polverino, combustione in letto fluido, combustione in sospensione ecc. Ecc.) che problemi ecologici a parte, danno assolute garanzie di affidabilità di funzionamento. Per gli impianti di medio e piccole entità, soprattutto nei casi in cui un’industria ha o può acquisire a bassissimo prezzo dei combustibili solidi, quali scarti di lavorazione o sottoprodotti di processi industriali, il problema di un impianto di combustione per produzione di calore o di energia per utilizzo nel proprio ambito si fa sentire in modo notevole. Per le piccole e piccolissime necessità con materiale di scarto di lavorazione prodotti in proprio, il problema viene risolto con una griglia fissa alimentata meccanicamente o pneumaticamente con rendimenti termici appena accettabili, ma con un notevole risparmio di denaro. Una branchia a parte invece, per gli impianti di cui propriamente dovremo trattare dove i materiali combustibili sono in parte o in “toto” acquistati (anche se a basso prezzo) e quindi risulta importante fornire un sistema di combustione e di recupero del calore molto

4 TRAVELLING GRATEPage 4 REV. 2 del MARZO 2013 efficiente: non solo ma “i combustibili solidi” sono quelli che di volta in volta il mercato di detti combustibili offre. Abbiamo quindi notevoli variazioni di dimensioni pesi specifici, poteri calorifici, caratteristiche chimico-fisiche, contenuti in ceneri ed acqua con ceneri a loro volta dalla caratteristiche chimico-fisiche variabilissime. A questo punto la scelta del tipo di griglia risulta essenziale, deve essere la più flessibile possibile a tutte queste variazioni di caratteristiche. Scartata la griglia fissa che abbiamo visto appena valida per piccoli impianti, in cui il rendimento finale non e’ il principale scopo. Le griglie che si prospettano quale soluzione al problema sono ancora diverse. Sono concettualmente e praticamente le stesse griglie che sono state utilizzate per bruciare carbone con qualche sperimentazione particolare in quei presi dove non e stato abbandonato l’utilizzo di combustibili solidi come, ligniti, bagassa, gusci di noci di cocco, lolla di riso; oppure griglie progettate e sperimentate nel campo dell’incenerimento dei rifiuti solidi urbani. In tutti questi casi la griglia che pur con varianti costruttive (ma non concettuali) adottata e consigliata da tutti i costruttori italiani, europei e mondiali è una griglia ad avanzamento meccanico del letto in combustione con scarico delle ceneri frontale e recupero delle stesse a umido mediante dei coltelli raschianti, il tutto in guardia idraulica. Il sistema “ Travelling grate” e’ risultato adatto per il nostro impiego in quanto il suo rendimento termico e’ ottimale con materiale di granulometria costante adottando in questo caso il sistema “a lancio” del combustibile: nel caso di sistema di alimentazione per strato a caduta naturale, il sistema “a tappeto” migliora le prestazioni di rendimento termico rispetto alla griglia ad avanzamento meccanico (moving grate). Le griglia Travelling grate, risultano più complesse meccanicamente, ma di maggiore robustezza, inoltre lo scarico continuo delle ceneri, evita ristagni in ambiente superiore ai 900-1000 °C delle stesse, con dannosi fenomeni di fusione. La sovrapposizione dei segmenti di griglia consente una capillare distribuzione del fluido ossidante, con migliore efficienza della combustione e minore formazione di monossido di carbonio, inoltre anche con pezzature inferiori al millimetro, non ci sono ricadute di combustibile ancora in combustione dannose in caso di incendio indesiderato sotto griglia. Con l’ausilio di iniezione di arie, o gas di ricircolo, a più livelli, posti sulle pareti del forno, garantisce una corretta turbolenza e buona miscelazione con l’aria delle sostanze volatili a completamento della combustione nel forno. 3.0 GRIGLIE AD AVANZAMENTO MECCANICO : Una delle prime soluzioni possibili poteva essere una griglia mobile a ribaltamento ovvero una griglia a barrotti affiancati che mediante caricamento a lancio permettesse una combustione, parte in sospensione (particelle più fini) e parte sulla griglia stessa con scarico delle ceneri barrotto per barrotto al completamento della combustione. Mediante un sistema meccanico programmato questo sistema ovviamente presupponeva una granulometria del combustibile costante e quindi un tipo di combustibile ben caratterizzato in modo dimensionale e fisico-chimico, al variare del

5 TRAVELLING GRATEPage 5 REV. 2 del MARZO 2013 combustibile con opportuni aggiustamenti, ci si poteva adattare alle caratteristiche dimensionali e chimico-fisiche dello stesso. E’ questo un sistema idoneo a bruciare con una certa facilità combustibili poveri quali: segatura, farina di vinacciolo, gusci di noci e di nocciole, e comunque combustibili che nell’ambito della propria alimentazione variano le proprie caratteristiche in modo estremamente limitato. Passiamo ora alle griglie “travelling grate” il metodo di funzionamento di questo tipo di griglie è duplice o triplice in funzione di come si affronta il problema del caricamento. Parliamo subito del caricamento “a lancio” quindi con materiale a granulometria costante anche in questo caso, variando opportunamente i parametri meccanici e di combustione ci si può adattare altipo di combustibile utilizzato. Ora che il “lancio” avvenga all’inizio griglia con scarico delle ceneri al termine del tappeto, o con lancio a fine tappeto (soluzione senz’altro ottimale) con retrocessione di combustibile e quindi scarico delle ceneri nella stessa zona (inferiore) a quella del caricamento non prescinde l’uniformità dimensionale del combustibile. Esiste per questo tipo di griglia un ulteriore sistema di caricamento che permette di ovviare al sistema “a lancio” ed e” il caricamento a strato” si alimenta la griglia con uno strato di combustibile all’inizio del tappeto che mediante la velocità di avanzamento controllata permette di ottenere alla fine solo cenere da scaricare. Il combustibile, anche in questo caso, deve avere, anche se con più ampi margini caratteristiche dimensionali chimico-fisiche determinate. Con questo tipo di caricamento si sfruttano le migliori caratteristiche della griglia “travelling grate” e cioè flessibilità di funzionamento, ed adeguamento capillare al carico richiesto dall’operatore. Un osservazione anche se ovvia va fatta sui materiali di costruzione sulle griglie in generale ma sulle griglie “ad avanzamento meccanico” in parti colare. Teniamo presente che tutte le griglie attualmente impiegate hanno una camera di sotto griglia, e quindi un aria di sotto griglia forzata, che permette il mantenimento della temperatura dei barrotti della griglia molto limitata mediante fessurazione, degli stessi in modo da poter usare dei materiali non eccessivamente pregiati o comunque delle ghise basso legate. La movimentazione della griglia essendo immersa nella ‘camera di sotto griglia aerata è di normale acciaio al carbonio. E’ la soluzione che attualmente viene maggiormente adottata nei grandi impianti di nuova generazione, grazie anche all’interesse di alcuni dei massimi produttori mondiali. Uno dei suoi principali pregi, è il minor livello di emissione, e la possibilità di funzionare con tipi diversi di combustibile.

6 TRAVELLING GRATEPage 6 REV. 2 del MARZO 2013 Comunque per caldaie di taglia medio - piccola, inferiore ai 40 MWth, con combustibile a elevato tasso di umidità e basso potere calorifico, la tecnologia a griglia resta una delle soluzioni più competitive anche per il fatto che richiede minori investimenti per i sistemi di pretrattamento dalla biomassa. Le camere di combustione a griglia, limitano le temperature di funzionamento, tra gli 850 °C e i 1000°C ; attraverso un sistema di movimentazione della biomassa, questa viene caricata sulla griglia che la trasporta all’interno del forno, e contemporaneamente, ne favorisce l’adeguato intimo contatto con l’aria comburente, la quale viene insufflata dal basso attraverso la griglia, aumentando così la turbolenza del sistema e raffreddando nel contempo la griglia stessa. Le temperature massime raggiungibili sono limitate a (900 – 1.000 °C), dalla temperatura di fusione delle ceneri, il che comporterebbe il pericolo di occlusione di fori da cui fuoriesce l’ aria. La configurazione più classica di un forno a griglia è quella a scalini (moving grate), dove la griglia stessa è inclinata, tale da consentire l’avanzamento del combustibile. Essa è formata da una serie di file parallele di elementi fissi e mobili. Questo tipo di sistema di combustione è adatto a funzionare con diversi tipi di combustibile in un ampio campo di umidità e di dimensioni della biomassa, e con il limite di 18 MJ/kg di potere calorifico del combustibile in ingresso. Al fine di avere un buon rendimento, fondamentale è la regolazione delle grandezze che caratterizzano la combustione, quali la portata e distribuzione del comburente, il corretto mescolamento dal combustibile – comburente, la temperatura di combustione, ecc. In questo tipo di sistema di combustione, la biomassa scende lungo la griglia, attraversando le fasi del processo completo di conversione: essiccamento, gassificazione, accensione e combustione, ha un inconveniente la biomassa deve avere una pezzatura di grosse dimensioni (40 x 50 x 150 mm). Nella griglia denominata ” travelling grate”, la griglia mobile è costituita da elementi che formano una catena orizzontale. La biomassa viene fatta cadere all’estremità della griglia e trasportata fino all’altra estremità, con continua caduta delle ceneri. In questo sistema la biomassa è solidale con essa, a differenza del sistema moving grate dove la massa di combustibile si muove lungo la griglia stessa. Nel caso travelling grate, è possibile variare con continuità le velocità di spostamento del combustibile, in modo da cercare una combustione il più possibile completa.

7 TRAVELLING GRATEPage 7 REV. 2 del MARZO 2013 Fig. C: principio di funzionamento di una “travelling grate”. 4.0 DESCRIZIONE TECNICA : Il combustibile scivola nel pozzo del focolare da una carboniera (tramoggia di carico) e viene a posarsi all’inizio della griglia. Il movimento delle parti della griglia lo trasportano continuamente verso l’estremità di questa, bruciando nel contempo per l’adduzione di aria. I residui della combustione vengono spinti nella tramoggia delle scorie. L’aria di combustione viene convogliata nel vano sotto la griglia dal ventilatore e viene insufflata attraverso i barrotti formanti la griglia. Vi sono compartimenti in pressione sotto griglia per regolare la quantità d’aria dl combustione. La quantità di combustibile da bruciare sulla griglia dipende dalla potenza calorica richiesta, determinata dall’altezza dello strato di combustibile, dalla velocità della griglia e dalla quantità dell’aria di combustione. L’altezza dello stato viene fissata da un regolatore, un riduttore la velocità della griglia, la quantità di aria, da valvole di registro. Messa in funzione preparazione per la messa in funzione operazioni preliminari Queste vengono considerate soddisfatte se, come prescrive la norma del settore sulla messa in funzione dei gruppi a valle dl focolare, cioè’ il generatore di vapore, i sistemi di di filtrazione e trattamento fumi, il montaggio del focolare incluso il canale di alimentazione del combustibile e il dispositivo di rimozione delle ceneri, l’impianto elettrico e il rivestimento refrattario. Il materiale di costruzione e montaggio, e le impalcature sono state rimosse e tutti i gruppi sono perfettamente puliti. Le apparecchiature a valle del focolare sono pronte alla messa in servizio, l’intero

8 TRAVELLING GRATEPage 8 REV. 2 del MARZO 2013 impianto può dal punto di vista della sicurezza tecnica funzionare regolarmente ed essere perfettamente controllato in ogni sua parte; i responsabili del controllo tecnico hanno dato la loro approvazione scritta e se l’utilizzatore ha confermato le condizioni per la messa in funzione. L’essiccazione del rivestimento refrattario e’ terminata come prescritto dalle norme del settore; Il personale addetto si e’ preparato sull’intero impianto con le istruzioni per l’uso e per la manutenzione, sulle disposizioni relative alla protezione antinfortunistica, e sui certificati relativi alla qualità protettiva dell’impianto riguardo alla protezione della salute, la prevenzione di infortuni e di incendi. L’istruzione del personale deve essere documentata. Controlli Si dovranno controllare: tutti i punti di lubrificazione in base alle istruzioni, il montaggio della griglia, se essa e’ conforme allo schema, se la quantità di combustibile fatta passare dai regolatori dello strato corrisponde al valore indicato, le porte di ispezione e quelle di ingresso siano nella giusta posizione, controllare gli strumenti relativi la depressione del focolare, controllare il buon funzionamento della saracinesca di regolazione della carboniera, dei regolatori di strato, degli organi che regolano l’iniezione di aria sotto la griglia, degli organi di scarico delle ceneri, ecc.ecc. Messa in funzione operazioni preliminari Verificare il senso di rotazione del motore e della girante del ventilatore. Se il senso e’ sbagliato viene soffiata una quantità insufficiente di aria con una pressione bassa. I ventilatori devono sempre messi in moto a vuoto cioè i registri di alimentazione dell’aria devono essere aperti solo al 10%, altre informazioni sono da dedursi dal manuale di istruzione del produttore dei ventilatori. Messa in azionamento del tappeto, operando sul variatore di velocità il tappeto si metterà in rotazione al 10%, per almeno un giro completo, e si verificherà lo sbandamento dello stesso, verificando la regolazione dei tiranti destri e sinistri, di regolazione, quindi si aumenterà la rotazione verificando che il tappeto non si intraversi dopo circa 10 giri completi il tappeto e pronto all’accensione a fiamma. Messa in funzione operazioni preliminari E vietato l’uso di benzina petrolio o simili combustibili per l’accensione. Avvertenza il legno di scarto, non deve contenere chiodi di grandi dimensioni e metalli di grosse dimensioni Preparazione per l’accensione L’accensione deve avvenire in modo lento e nella piena osservanza delle norme relative all’avviamento dei gruppi a valle

9 TRAVELLING GRATEPage 9 REV. 2 del MARZO 2013 Con le griglie a più settori l’accensione deve venire effettuata contemporaneamente su tutti i settori. La tramoggia del combustibile viene riempita aprendo lentamente le saracinesche della carboniera mentre i regolatori dello strato si trovano nella loro posizione superiore. Gli sportelli del vano sotto la griglia vengono aperti per facilitare l’apporto di aria, il focolare viene acceso senza soffiaggio di aria sotto griglia. I registri dei gas di combustione all’estremità del focolare vengono aperti a metà e la griglia viene messa rapidamente in funzione fino a riempire di combustibile almeno quattro file di barrotti. Nella zona di accensione nel punto di contatto con il combustibile da bruciare vengono distribuiti una sufficiente quantità di materiale altamente infiammabile (trucioli e legno secco). Accensione La catasta di materiale combustibile viene accesa a un tiraggio nella camera di combustione di 40 0 50 Pa all’incirca (da 4 a 5 mm di colonna d’acqua). Quando il fuoco si e’ sufficientemente sviluppato viene messa in moto la griglia a bassa velocità. In tal modo il fronte di fiamma viene spinto poco a poco, nella direzione della sezione scorie, dal movimento delle sezioni trasversali della griglia. Questa deve venir fermata più volte per assicurare l’accensione del successivo combustibile. Quando tutta la superficie della griglia e’ coperta di combustibile vengono chiusi gli sportelli del vano sotto la griglia e viene messo in moto il ventilatore aria sotto griglia aprendo nello stesso tempo del 10% circa i registri di regolazione dell’ aria nella condotta. La velocità della griglia viene lentamente aumentata di conseguenza anche l’alimentazione del combustibile. Il tiraggio nel focolare deve essere regolato in modo tale da evitare una pressione positiva. Controllo dell’andamento della combustione Se nelle griglie a più settori longitudinali non si forma un margine di combustione rettilineo su tutta la larghezza, occorrerà correggere opportunamente la velocità, diminuendo il combustibile indipendentemente dalla potenza calorifica desiderata il margine di combustione dovrebbe giacere possibilmente a due terzi della lunghezza della griglia. Non deve in ogni caso superare l’ultima fila di sezioni di griglia anteriormente alla griglia delle scorie perche altrimenti e’ probabile che nel recipiente delle scorie venga gettato anche del combustibile non completamente bruciato. Sulla griglia delle scorie la combustione deve essere completamente terminata. Valori orientativi per lo stato di funzionamento La potenza calorifica da erogare e’ dipendente dalla quantità di combustibile e di aria per la combustione. La prima e’ determinata dall’altezza dello strato e dalla velocità della griglia.

10 TRAVELLING GRATEPage 10 REV. 2 del MARZO 2013 Altezza dello strato di combustibile L’altezza necessaria dello strato sulla griglia dipende dal combustibile e dalle sue caratteristiche, dal potere calorifico da erogare e dalla lunghezza della griglia. L’altezza più conveniente dello strato deve venire stabilita facendo delle prove, con combustibili ad alta percentuale di pezzatura fine si deve preferire uno strato basso con quello prevalentemente a pezzatura grossa uno strato alto. L’altezza viene regolata con i regolatori di strato e può essere letta su una scala. Quantità di combustibile e velocità della griglia La velocità viene determinata dalla combustione, il fuoco deve generarsi nella zona dell’ultima fila del settore della griglia prima della zona riservata al completamento della stessa. Alla potenza nominale dell’impianto la velocità della griglia è di 12-15 metri al minuto. Fluttuazioni del potere calorifico vengono regolate cambiando la velocità (alimentazione del combustibile) e la quantità dell’aria di combustione. L’altezza dello strato di combustibile deve essere possibilmente costante, dovrebbe venire modificata soltanto quando si cambia il combustibile. Al minimo carico viene facilitata la formazione del fuoco di base sotto le singole grigliette, e le parti mobili della griglia non vengono sottoposte a forte logorio meccanico. Tiraggio della camera di combustione Questo deve essere regolato il più basso possibile cioè circa 10-20 Pa (da 1 a 2 mm di colonna d’acqua) sul più alto punto di misura della camera di combustione prima delle superfici di riscaldamento per contratto della caldaia. Il tiraggio diretto sulla griglia dipende dall’altezza della camera di combustione. Nel caso di caldaie piccole il tiraggio sopra la griglia, è a seconda del grado di carico, da 20 a 50 Pa (2-5 mm dl colonna d’acqua). Un tiraggio troppo forte favorisce l’infiltrazione di aria falsa e il trascinamento di particelle fini in sospensione, nella superficie di riscaldamento della caldaia. Se il tiraggio è troppo basso, si forma una pressione positiva nella camera di combustione, ciò provoca una fuoriuscita di gas combusti nociva per la salute, con conseguente danni alla griglia e alla muratura refrattaria in seguito alla concentrazione di calore, se si varia la potenza calorica occorre regolare nuovamente il tiraggio. Conduzione del fuoco e controllo della combustione (letto del combustibile) Il combustibile deve accendersi e bruciare in linea retta ed a angolo retto rispetto alla sezione longitudinale. La formazione di strisce e di cavità provocano perdite dovute alla riduzione del tenore di C02 dei gas combusti. Il fuoco e’ in posizione ottimale se la zona principale di combustione si trova nella terza parte posteriore della griglia. Il combustibile deve essere distribuito uniformemente su tutta la larghezza della griglia.

11 TRAVELLING GRATEPage 11 REV. 2 del MARZO 2013 Una distribuzione disuguale oppone all’aria di combustione delle resistenze disuguali. Essa e’ la causa di una combustione non uniforme. Osservazione del processo di combustione L’andamento della combustione può venire osservato attraverso le portelle e i fori nelle porte d’ispezione e in quelle di vista. Quando la caldaia e’ in funzione tutte porte e le finestre devono essere chiuse e bloccate. Per l’osservazione del fuoco e’ indispensabile mettere occhiali protettivi con lenti colorate. Quando si aprono le porte l’addetto deve sempre trovarsi dietro la porta aperta. L’apertura delle porte tuttavia dovrebbe essere ridotta al minimo. Se si deve imprevedibilmente attizzare il fuoco è necessario fermare il ventilatore sotto griglia o chiudere le valvole di regolazione. Giusta proporzione tra quantità di combustibile e quantità d’aria di combustione. La giusta proporzione è condizione essenziale per la economicità del focolare. Ogni modifica del potere calorifico presuppone un cambiamento del combustibile e della quantità d’aria di combustione. Occorre controllare ugualmente il tiraggio nella camera di combustione se si intende aumentare l’aria è indispensabile aumentare il in precedenza il tiraggio nella camera di combustione per evitare pressione positiva. Un controllo della giusta proporzione tra aria e combustibile è il tenore di CO2 nei gas combusti. Un valore orientativo per una combustione economica è un tenore di CO2 tra il 12% e il 14%. Con un basso tenore di CO2, l’eccesso d’aria e troppo alto. Con un valore di CO2 superiore al l4% c’è il pericolo di una combustione incompleta la quale indica la presenza di CO nei gas combusti che a sua volta peggiora il rendimento ( 1% di CO corrisponde all’ incirca ad una perdita di rendimento dal 3 al 5%). Provvedimenti in caso di un tenore di CO2 troppo basso Aumentare l’altezza dello strato di combustibile badare ad una distribuzione uniforme su tutta l’area della griglia. Se queste misure non hanno effetto controllare la muratura, le porte d’ispezione e di visita per vedere se vi sono infiltrazioni di aria falsa. Provvedimenti in presenza di CO La presenza di CO significa una combustione incompleta ed e’ da attribuirsi alla mancanza di ossigeno. Il CO e’ rilevabile soltanto con un apparecchio di misura. Un pennacchio scuro di fumo indica una quota elevata di carbone fine e cenere volante e gas non combusto. In questo ultimo caso occorre aumentare l’alimentazione dell’aria oppure ridurre lo strato di combustibile. Provvedimenti in caso di interruzioni e di anomalie Di seguito vengono trattate le possibili cause di interruzioni del funzionamento e di anomalie e i provvedimenti da adottare per eliminarli.

12 TRAVELLING GRATEPage 12 REV. 2 del MARZO 2013 I periodi di fermata de i gruppi a vallee dovrebbero sempre venire utilizzati per effettuare controlli nel focolare (griglia e camera di combustione). Interruzione breve improvvisa Se si deve ridurre improvvisamente il carico termico occorre eseguire quanto segue nell’ordine indicato. fermare il soffiaggio dell’aria sotto griglia Aprire gli sportelli del vano sotto la griglia regolare un debolissimo tiraggio nella camera di combustione (ridurre considerevolmente il tiraggio naturale o fermare il tiraggio indotto) se vi e’ un filtro dei gas combusti aprire il registro di emergenza verso il camino fermare la griglia nella posizione mediana si deve impedire la retrocessione del fuoco nel pozzo del combustibile (pericolo d’ incendio nella carboniera). Eventualmente si può rimettere in funzione la griglia per breve tempo senza riaccendere il ventilatore sotto griglia o aumentare il tiraggio. Una griglia fermata sulla quale si trova combustibile incandescente deve essere sorvegliata. La rimessa in funzione viene effettuata nel seguente ordine: -Regolare dapprima un pò’ più forte il tiraggio naturale o mettere in funzione il tiraggio indotto con la valvola di chiusura dei gas combusti leggermente aperta. -Mettere in funzione la griglia -Chiudere gli sportelli del vano sotto la griglia. -Mettere in funzione il soffiaggio sotto griglia (aprire circa del 10% i registri della condotta di alimentazione dell’aria) Dopo la riaccensione del fuoco viene regolata la quantità d’aria di combustione in rapporto al potere calorico desiderato regolando nello stesso tempo opportunamente il tiraggio nella camera di combustione. Comportamento in caso di interruzione della tensione Se viene a mancare la tensione si procede come descritto precedentemente. Occorre però in aggiunta fermare il motore di azionamento della griglia. Una volta ritornata la tensione riaccendere i motori e precisamente nell ‘ordine tiraggio indotto. Azionamento

13 TRAVELLING GRATEPage 13 REV. 2 del MARZO 2013 della griglia (gruppo riduttore). Impianto di soffiaggio sotto griglia dopo aver chiuso gli sportelli. Per i gruppi a valle adottare le misure illustrate di seguito: comportamento in caso di guasto ai gruppi collocati a valle quali generatore di vapore. E in casi di emergenza richiedenti l’arresto improvviso dello sviluppo del calore. Per i gruppi a valle eseguire quanto segue: per quanto riguarda la griglia fermare il ventilatore sotto griglia regolare al minimo il tiraggio nella camera di combustione arrestare la griglia nella posizione mediana (eventualmente dopo lo scarico della brace) chiudere. Se necessario. il registro della carboniera se si prevede una fermata piuttosto lunga. la camera di combustione deve rimanere sotto controllo. Poiché la quantità di calore dipende in grande misura dalla quantità di aria di combustione, con le prime due attività si può già influenzare il processo di combustione. Attenzione: introducendo del combustibile anche se molto umido, si può contenere momentaneamente lo sviluppo di combustione, ma con lo scorrere del tempo se il combustibile riesce ad essiccare, può riprendere con maggior vigore in funzione della quantità introdotta, condizione da evitare assolutamente. Difficoltà di combustione e inconvenienti eliminabili durante l’esercizio Come si è detto, la zona di combustione ideale si trova a tre quarti della lunghezza griglia, se la combustione dovesse interrompersi, ossia creare delle zone di combustione a macchia di leopardo, fermare per breve tempo la griglia sino a far riprendere la combustione. Quindi agire sulla regolazione alzando lo stato del combustibile e a velocità più bassa. Verificare la temperatura del forno, temperature inferiori a 600°C, non permettono aumenti di portata del combustibile attendere che la temperatura del forno sia tendenzialmente in ripresa prima di aumentare l’apporto di combustibile. Controllare anche se è stato involontariamente cambiato il tipo di combustibile. Se si dovesse verificare che il combustibile sulle fasce laterali della griglia non e’ bruciato bene. Far marciare la griglia a bassa velocità, dopo aver misurato la CO2 trovare il giusto rapporto tra quantità di combustibile e quantità d’aria abbassare eventualmente lo strato. Se il combustibile tende a formare messe di scorie fuse, peggiora la percentuale del combustibile completamente bruciato, lo sviluppo di calore diminuisce, di conseguenza la superficie utilizzabile della griglia si limita sensibilmente. Il raffreddamento della griglia non e’ assicurato, soprattutto dove si fermano le messe di scorie fuse, l’alimentazione dell’aria viene strozzata.

14 TRAVELLING GRATEPage 14 REV. 2 del MARZO 2013 Per impedire la formazione di scorte fuse si può installare sotto la griglia, nel canale di - fuoriuscita di gas combusti, una probabile causa è la pressione positiva nella camera di combustione. Occorre aumentare il tiraggio. - arresto del movimento della griglia, se la griglia si ferma senza che sia stata cambiata la regolazione dell’avanzamento, è probabile che si blocchi in seguito ad eccessivo riscaldamento e insufficiente raffreddamento ( le piastre laterali premono sul nastro di trasporto combustibile), la causa può essere: - Alta concentrazione di calore nella camera di combustione, ed insufficiente raffreddamento in esercizio a carico basso, in seguito alla bassa portata di aria di raffreddamento. - Strati di combustibile troppo secco e conseguente alta temperatura di fiamma, e braci a contatto con i barrotti a temperatura troppo elevata. - strati di ceneri fuse sopra la massa in combustione con conseguente aumento di temperatura delle braci. Provvedimenti Se si dovesse bloccare il movimento della griglia, fermare il motore del riduttore di avanzamento, aumentare l’aria di combustione verificando l’adeguamento del tiraggio. In seguito dopo aver bruciato completamente il combustibile, effettuare una prova di rotazione, benché sufficientemente raffreddata, la stessa non dovesse muoversi, effettuare le manovre di fermata come descritto precedentemente e indagare sulle cause di blocco. Guasto al ventilatore aria di combustione Il focolare può continuare a produrre calore, aumentando il tiraggio e aprendo le valvole ri regolazione aria sotto griglia. L’apporto calorico diminuisce. Se la diminuzione è tale da essere al dl sotto del minimo tecnico dei gruppi posti a valle, tanto da mettere in difficoltà le apparecchiature, fermare il focolare fino a quando il guasto al ventilatore non sarà stato riparato. Negli impianti a due ventilatori, ne funzionerà uno solo, chiudere l’apertura di aspirazione del ventilatore fuori uso o il canale di aspirazione, per impedire fuoriuscite d’aria di combustione. Chiudere inoltre le valvole di registro dell’aria nella condotta di alimentazione del venti latore in avaria. Formazione di ponti nella tramoggia combustibile Se vengono impiegati combustibili con una pezzatura che supera i valori di progettazione, si possono formare dei ponti nello scivolo o nel pozzo del combustibile, interrompendo l’alimentazione. Per impedire questo inconveniente, opportune portelle sono previste nella tramoggia, negli scivoli o nelle valvole di chiusura della stessa, per poter introdurre degli attizzatoi. Se si usa combustibile con un alta percentuale di acqua o di pezzatura molto fine tendenti particolarmente ad aderire alle pareti dello scivolo viene consigliato per la stagione più fredda, il riscaldamento di una o più pareti della tramoggia.

15 TRAVELLING GRATEPage 15 REV. 2 del MARZO 2013 Incendi nell’alimentazione del combustibile e negli scivoli Interruzioni del funzionamento del focolare oppure in esercizio l’esercizio a carico ridotto, possono verificare incendi negli scivoli. In questo caso chiudere completamente la carboniera e svuotare il pozzo e lo scivolo facendo marciare la griglia alla velocità massima Provvedimenti per la messa fuori servizio Fuori servizio normale: Chiudere la valvola tagliafuoco, posta sopra alla tramoggia (carboniera) Far scivolare il combustibile che si tova nella tramoggia sino al regolatore di strato. Bruciare il combustibile in griglia sino ad esaurimento e successivamente fermare il ventilatore aria di combustione, ed il ventilatore di tiraggio. Per assicurarsi che sulla griglia il combustibile ancora in combustione si esaurisca, aprire le portelle sulla griglia e per tiraggio naturale portare in esaurimento le braci sino alla formazione di cenere. La serranda di regolazione del tiraggio, si chiuderà solamente quando la combustione si esaurirà completamente Messa fuori servizio per breve tempo Chiudere la valvola tagliafuoco, far fluire il combustibile fin dietro i regolatori di strato. Spegnere il ventilatore sotto griglia, chiudere le valvole di registro dell’aria nella condotta di alimentazione. Fermare la griglia, per raffreddare quest’ultima un pochino aprire gli sportelli sotto la griglia e regolare un tiraggio debole nella camera di combustione. In questo stato la brace può essere mantenuta sulla griglia per un tempo abbastanza lungo, fintanto che c’e’ della brace sulla griglia, la stessa deve essere sorvegliata. Rimessa in funzione. Aprire le valvole di chiusura della tramoggia, aumentare il tiraggio nella camera di combustione. Mettere in movimento la griglia alla velocità minima. Aprire del 10% circa le

16 TRAVELLING GRATEPage 16 REV. 2 del MARZO 2013 valvole di regolazione chiuse precedentemente, nella condotta di alimentazione dell’aria. Mettere in moto il ventilatore sotto griglia, aumentare lentamente la velocità della griglia e l’alimentazione dell’aria fino ad arrivare alla potenza calorifica desiderata. Definizione della combustione in caldaia Composizione della sostanza da bruciare PCI quantità di gas Eccesso d’aria Quantità teorica di aria Quantità teorica del gas Quantità reale di aria Quantità reale di gas Analisi gas su griglia Valore di NO2 calcolato-trasformato in NOX Potenza termica sulla griglia Cp fumi di combustione Cp fumi di ricircolo Densità fumi di ricircolo Densità fumi di combustione Portata totale fumi Temp. Adiabatica di combustione Temp. Adiabatica dopo mix Analisi gas di mix Valore di NO2 su mix Ad ogni strato di iniezione aria o gas si deve ripetere l’analisi di combustione

17 TRAVELLING GRATEPage 17 REV. 2 del MARZO 2013 Calcolo dimensionale ottimale del forno di combustione Volume della camera di combustione m3 Carico termico a kcal/m3 Carico termico griglia kcal/m2 Il programma terrà conto dei dati sopra calcolati e in funzione della quantità di combustibile calcolerà la camera di combustione e la superficie di griglia.