Nel moderno contesto industriale, la crescente variabilità dei prezzi delle fonti energetiche e la necessità di ridurre l’impatto ambientale sta spingendo sempre più aziende a cercare soluzioni flessibili e sostenibili. La combustione a bi-tri e quadri-combustibile risponde a queste esigenze, offrendo alle industrie la possibilità di utilizzare diversi tipi di combustibili, come gas naturale, olio combustibile, biogas e idrogeno, all'interno dello stesso impianto. Ciò non solo permette di ottimizzare i costi operativi, scegliendo in ogni momento il combustibile più conveniente e disponibile, ma assicura anche - grazie alle moderne tecnologie disponibili - che il passaggio da un combustibile all'altro avvenga in maniera simultanea, senza interruzioni. Vediamo nel dettaglio le soluzioni a disposizione delle aziende.
INDICE DEI CONTENUTI:
- Combustione industriale a più combustibili: è possibile?
- Caratteristiche dei bruciatori bi-tri e quadri-fuel
- Bruciatori più sicuri con il funzionamento "fail-safe" in parallelo
Combustione industriale a più combustibili: è possibile?
Poter sfruttare diverse fonti energetiche, anche non fossili, per alimentare il bruciatore e assicurarsi così flessibilità e risparmio sui costi operativi, è un vantaggio non indifferente. Tuttavia non è così semplice.
Non basta infatti alimentare un bruciatore progettato e omologato per combustibili fossili con del biogas, ma servono dispositivi progettati per funzionare con differenti tipologie di combustibili, anche mescolati tra loro.
Il biogas, ad esempio, ha un potere calorico molto più basso rispetto ai combustibili fossili come il metano o il GPL, quindi è necessario verificare in fase di progettazione quale diametro nominale abbinare alla rampa gas.
Inoltre, proprio in quanto naturali, questi combustibili sono mutevoli nel tempo.
L'esperienza di Weishaupt ci insegna che, per il funzionamento di un bruciatore con biogas, la composizione/qualità del biocombustibile dovrà mantenersi costante nel tempo. Le variazioni dell'indice di Wobbe, cioè, non dovranno superare il +/- 5% del valore di partenza, cioè dal momento in cui i bruciatore viene tarato per la combustione su un rapporto aria/combustibile preciso. Repentine variazioni nella qualità del biogas impongono rapporti aria/ combustibile differenti, per assicurare una combustione in sicurezza, e ciò rischia di causare un eccesso o un difetto d'aria che può compromettere l'efficienza della combustione.
Inoltre i bio combustibili spesso non hanno una produzione continua. È quindi necessario abbinarli a un combustibile fossile, optando per un bruciatore bifuel o in combustione simultanea. Ciò permette di disporre di un combustibile alternativo e coprire il fabbisogno di energia qualora dovesse esserci penuria nel combustibile biologico.
Nei bruciatori bi-fuel, i combustibili sono alimentati uno in alternativa all'altro, quindi la configurazione del bruciatore è abbastanza semplice. Con la combustione simultanea è invece necessario mettere a punto un sistema più ampio, per conferire al bruciatore una dotazione specifica e con adeguati componenti di sicurezza, con lo scopo di controllare la combustione e prevenire condizioni di potenziale rischio.
È possibile, ad esempio, utilizzare una miscela di gasolio EL con basso tenore di zolfo + 30% di componenti di origine biologica: la somma delle energie liberate riesce così a coprire per intero la potenzialità bruciata richiesta dall'impianto, riducendo l'utilizzo di combustibili fossili e, di conseguenza, abbassando le emissioni inquinanti.
E se i combustibili fossero più di due?
Caratteristiche dei bruciatori bi-tri e quadri-fuel
Nei bruciatori di nuova generazione c'è la possibilità di ottenere una combustione simultanea gestendo fino a 4 combustibili diversi, compresi anche quelli biogenici. Il passaggio da un combustibile all'altro è automatico e viene regolato dal manager bruciatore, senza dover interrompere la produzione.
I vantaggi per l'industria sono molteplici:
- Impiego di combustibili diversi, compresi biogas e Green Fuels, in base a criteri specifici come disponibilità e prezzo;
- Passaggio da combustibili liquidi a gassosi - e viceversa - senza interruzione della fiamma;
- Nessun raffreddamento della caldaia durante lo scambio;
- Cambia automatico del rapporto di miscelazione, a seconda della disponibilità;
- Passaggio tra le diverse curve senza spegnimento del bruciatore;
- Stabilità dei parametri di processo (temperatura o pressione);
- Riduzione degli avviamenti del bruciatore e conseguente maggior durata di vita dei componenti rilevanti per la sicurezza;
- Meno emissioni da fase di avviamento.
Inoltre questo tipo di bruciatori permette una regolazione COx/O2 auto-adattiva, assicurando un adattamento continuo alle influenze ambientali (ad esempio umidità, temperatura dell'aria, densità), un'ottimizzazione continua dei valori di combustione (ogni 24 ore di funzionamento, ad ogni cambio del carico, ad ogni avvio del bruciatore) e un funzionamento sicuro non influenzato da aria falsa.
Riducendo l'eccesso d'aria e verificando costantemente (e in maniera automatica) il limite di combustione, si può così contare su una combustione più efficiente e su un risparmio di combustibile.
Bruciatori più sicuri con il funzionamento "fail-safe" in parallelo
Il bruciatore W-FM1000 CMS di Weishaupt ha tutte queste caratteristiche e assicura massima flessibilità nel funzionamento parallelo a prova di errore fail safe. È infatti progettato per ridurre al minimo i rischi di incidenti o malfunzionamenti pericolosi, portando l'impianto in una condizione sicura quando si verifica un problema.
I bruciatori industriali dotati di un sistema fail safe dispongono di sensori e strumenti di controllo che monitorano costantemente i parametri operativi critici, come la presenza della fiamma, la pressione del combustibile, la temperatura e la concentrazione di ossigeno. Se uno di questi parametri esce dai limiti pre-impostati, il sistema agisce interrompendo il funzionamento del bruciatore in modo sicuro.
Il sistema fail safe non spegne semplicemente il bruciatore bruscamente, ma avvia una procedura di spegnimento controllato per evitare stress termici o meccanici sull'impianto e riduce così il rischio di danneggiare i componenti.
Per prevenire guasti critici, questi bruciatori spesso utilizzano componenti ridondanti, come doppi sensori di fiamma o valvole di sicurezza, in modo che un singolo guasto non comprometta il funzionamento sicuro dell'impianto.
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