Combustione senza fiamma e bruciatore ad alta performance


 COMBUSTIONE SENZA FIAMMA E BRUCIATORI AD ALTA PERFORMANCE.
 
La combustione senza fiamma – principio tecnico.
Nei sistemi ad ossidazione senza fiamma le iniezioni di aria (comburente) e del gas (combustibile) sono realizzate separatamente ed ad alte velocità. Le geometrie dei bruciatori e della camera di combustione creano dei ricircoli di prodotti di combustione verso il bruciatore diluendo così il comburente ed il combustibile con i prodotti di combustione prima che gli stessi ne siano intimamente mescolati. La combustione diventa allora omogenea all’interno di un volume dato dalla camera del forno.
Le conseguenze sono le seguenti:
  • Il tasso di ossigeno a livello di combustione si riduce riducendo così la formazione degli “NOX”.  Il regime di ossidazione senza fiamma permette di ridurre considerevolmente le emissioni di “NOX” inferiori a 300 mg/Nm³ a 3% di O2 con delle temperature del forno di 1300 °C e dell’aria iniettata fino a 1000-1100°C
  • Il profilo di temperatura nel dardo della fiamma diventa più omogeneo, migliorando così il trasferimento termico, quindi economicità di combustibile.
 Principio di funzionamento dei bruciatori rigenerativi.
I bruciatori rigenerativi ,per il recupero dell’energia, utilizzano un materiale ceramico “honeycomb” di forma regolare.  Il funzionamento è previsto per coppie.
Ogni bruciatore serve alternativamente da bruciatore e poi da camino.
I prodotti di combustione passando attraverso le “capacità termiche” cedono loro calore. Al ciclo seguente la rotazione dei bruciatori si inverte e l’aria si riscalda al contatto di dette capacità termiche raggiungendo delle temperature attorno ai 1000 / 1200°C.
Questo sistema di recupero di calore è particolarmente performante e permette dei rendimenti di combustione dell’ordine di 45-50% nei confronti di un sistema ad aria fredda e del 30-35% nei confronti di un sistema a ricuperatore classico.
 
Impianto di combustione
L’impianto proposto prevede l’installazione di bruciatori autorigenerativi  “flameless”  impiegati per utilizzo di gas naturale,
aventi le seguenti caratteristiche tecniche:
 
Potenza cadauna coppia
Kw
750 / 1000
Pressione alimentazione Gas
mbar
100
Pressione alimentazione Aria combustione
mbar
100
Consumo per produrre 12T/h a 1250°C
Nm3
470
Consumo per produrre 1T a 1250°C
Nm3/T
40
Consumo forno vuoto in attesa a 1000°C
Nm3/h
20
Calore specifico gas
Kca/m3
8300
Soffiante di combustione
1
Soffiante di evacuazione
1
 
I bruciatori utilizzano dei rigeneratori tipo honeycomb, al posto della massa di sferette in allumina sfuse, il rapporto superficie-massa in questo tipo di rigeneratori cresce moltissimo permettendo una forte riduzione delle dimensioni del bruciatore stesso.
Essendo la parte rigenerativa alloggiata nel corpo del bruciatore fa sì che ne sia facilitata l’installazione e soprattutto la manutenzione inoltre ne riduce notevolmente l’ingombro.
 
 
Impianto di combustione è costituito da:
 
LINEA di ALIMENTAZIONE GAS: composta da
  • Valvole manuali, filtro d’ingresso, manometri e pressostati di mini e maxi.
  • Misuratore di portata.
  • Riduttore e stabilizzatore di pressione.
  • Elettrovalvole di blocco e di sfiato.
  • Dispositivo di controllo di tenuta
LINEA di ALIMENTAZIONE ARIA: composta da
  • Soffiante di combustione avente portata di 6000 m3/h alla pressione di 120 mbar.
  • Soffiante di aspirazione avente portata di 9000 m3/h alla pressione negativa di -80 mbar.
  • Pressostati di controllo, filtri in aspirazione, insonorizzazione.
LINEA dei BRUCIATORI: composta da
  • Dosatore gas al bruciatore.
  • Valvola combinata di rapporto aria/gas e blocco di sicurezza.
  • 2 elettrovalvole per funzionamento “flameless”
  • Flangia tarata per la misura della portata del gas.
  • Valvola manuale di intercettazione gas al bruciatore.
  • Valvola manuale a farfalla per la taratura dell’aria al bruciatore.
  • Valvola manuale per alta temperatura (400°C) per la regolazione dell’aspirazione fumi.
  • Flangia tarata sulla tubazione aria per la misura della stessa.
LINEA dei PILOTI: composta da
  • Elettrovalvola di blocco per il bruciatore pilota.
  • Stabilizzatore di pressione per aria.
  • Stabilizzatore di pressione per gas.
  • Tubi flessibili per aria e gas.
  • Valvole manuali per intercettazione aria e gas.
  • Controllo di fiamma a microprocessore per il controllo del pilota e del bruciatore principale con dispositivo che interrompe il controllo fiamma durante il funzionamento “flameless”.
  • Fotocellula per la rilevazione della fiamma principale. 
Controllo di temperatura
Il controllo delle temperature è effettuato tramite termocoppie di regolazione e termocoppie di sicurezza. Sono previste N° 4 zone di controllo di temperatura.
La regolazione e la gestione delle temperature sono effettuate tramite schede appropriate dal PLC di controllo, dove le termocoppie sono collegate.
Le termocoppie saranno di tipo “ S ” Pt/PtRh 10%



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