MISURA
approfondimenti
Luglio/Agosto 2014
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Automazione e Strumentazione
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I forni e le caldaie degli impianti industriali
sono di varie dimensioni e tipologie e rappre-
sentano utili fonti di energia in tutte le realtà
produttive. Poiché una grande quantità di com-
bustibile come il gasolio o il gas vengono con-
sumate, l’
efficienza di combustione
influenza
direttamente il rendimento e costo di esercizio
degli impianti. Inoltre, dal momento che ven-
gono generate anche grandi quantità di gas di
scarico, in questi ultimi anni è diventato impor-
tante ridurre vari gas serra come la CO
2
oltre a
far fronte all’inquinamento prodotto da ossido
di azoto, ossidi di zolfo ecc.
Per ridurre al minimo gli oneri ambientali quali
le emissioni di gas e la dissipazione del calore
,
mantenendo una fornitura stabile di energia
(calore) per il funzionamento dell’impianto,
la
misura e il controllo
sono essenziali. I forni
sono strutture robuste, operano per diversi
decenni e le loro condizioni di utilizzo variano
con la tipologia di industria e di processo pro-
duttivo. Di conseguenza, sono necessari non
solo la corretta misurazione e il controllo di O
2
e CO, ma anche la soluzione di questioni più
complesse. Ad esempio, i forni di combustione
convenzionali dispongono di una presa d’aria
naturale e le loro pressioni interne non sono
uniformi; inoltre, se aria non utilizzata per la
combustione entra nel forno attraverso fessure
che vecchi forni spesso hanno, la loro efficienza
di combustione diminuisce; introdurre un ana-
lizzatore di gas laser come descritto in questo
contributo, può dunque essere utile.
Il forno e il controllo della combustione
La combustione richiede combustibile e aria
(ossigeno):
insufficiente quantità di aria pro-
duce residui di carburante
, con conseguente
combustione incompleta, fuliggine e fumo. D’al-
tra parte,
l’aria in eccesso provoca problemi
,
come ad esempio una maggiore quantità di gas
esausti di scarico e un minor rendimento, dovuto
al riscaldamento di eccessiva massa d’aria. La
υ
figura 1
mostra il principio del rapporto aria-
carburante e lo stato di combustione: sull’asse
orizzontale è riportato il rapporto aria/combusti-
bile.
I regolatori (single-loop o incoporati nel DCS, a
secondo delle applicazioni) controllano principal-
mente il rapporto aria-carburante e la pressione
interna del forno e attraverso selettori max/min
evitano sia l’eccesso di combustibile (perico-
loso per esplosioni o incendi che quello di aria
(per evitare emissioni di CO, CO
2
e NO
x
e per-
dite di efficienza). In alternativa possono essere
impiegati algoritmi più efficaci per il controllo
Figura 1 - Rapporto aria-carburante e stato della
combustione (sull’asse orizzontale è riportato il rapporto
aria/combustibile).
Migliorare il controllo
della combustione
Massimilano Veronesi
Davide Molteni
L’analizzatore di gas laser TDLS200, basato sulla spettroscopia laser
sintonizzabile, è un analizzatore di processo di ultima generazione.
Caratterizzato da elevata selettività e stabilità a lungo termine, offre analisi
rapide anche in condizioni di alta temperatura o gas corrosivi. Questo
contributo tratta della misura in tempo reale del monossido di carbonio
in una fornace, la sua applicazione per ottimizzare il controllo della
combustione nel forno, e quindi il suo contributo alla tutela dell’ambiente.
UNO SPETTROSCOPIO LASER PER L’ANALISI DEI GAS DI COMBUSTONE
L’ AUTORE
M. Veronesi, D.Molteni - Yoko-
gawa Italia Srl
