Caldaie a vapore industriali: l'importanza del bruciatore

Le caldaie a vapore industriali non sono tutte uguali. A seconda delle esigenze dell'impianto devono produrre vapore saturo o surriscaldato, a temperature che devono rimanere quanto più possibile costanti e con pressioni di esercizio anche molto elevate. Ecco perché è importante configurare al meglio il bruciatore, il componente chiave del loro funzionamento, per poter assicurare massima efficienza e sicurezza, rispettando al contempo i limiti sulle emissioni. In questo articolo vediamo quali caratteristiche devono essere presenti in un bruciatore per generatori di vapore di grande potenza.

INDICE DEI CONTENUTI:

• In quali settori vengono utilizzati i generatori di vapore industriali
• Tipologie di caldaie a vapore
• Il ruolo del bruciatore nelle caldaie a vapore industriali 

In quali settori vengono utilizzati i generatori di vapore industriali

Le caldaie a vapore vengono utilizzate, per il riscaldamento industriale, negli ospedali, nelle RSA, negli hotel, nei centri sportivi e negli impianti di teleriscaldamento. Per quanto riguarda, invece, gli impianti di processo le troviamo soprattutto:

• negli stabilimenti alimentari;
• nei mangimifici;
• nell'industria chimica e farmaceutica;
• nell'industria tessile.

In generale, sono generatori che vengono utilizzati dove è richiesto, contemporaneamente, calore diretto e indiretto, dove c'è necessità di trasferire calore a una temperatura costante oppure dove sono richieste pressioni di lavoro molto elevate.

Tipologie di caldaie a vapore

Gli impianti di vapore industriali si differenziano in caldaie a tubi di fumo e caldaie a tubi d'acqua.

Le caldaie a tubi di fumo sono i generatori tradizionalmente più utilizzati per la produzione di vapore saturo, acqua calda ad alta pressione o vapore surriscaldato. In questi impianti il vapore viene generato riscaldando un grande volume d'acqua attraverso i gas caldi prodotti dalla combustione di combustibili liquidi o gassosi.

Le caldaie a tubi d'acqua, originariamente utilizzate per alimentare i motori dei treni a vapore, sono oggi utilizzate nelle industrie che necessitano di un'alta potenza di vapore o vapore ad alta pressione, secco o surriscaldato. La combustione che avviene nel bruciatore produce fumi caldi che riscaldano l'acqua che circola in un fascio tubiero trasformandola in vapore, che confluisce poi in un cilindro e da qui all'impianto per le fasi di processo. Per conoscere nel dettaglio il funzionamento dei generatori di vapore a tubi d'acqua leggi il nostro approfondimento. 

In entrambi i casi è presente un bruciatore, cuore di tutto il processo di combustione, che deve garantire elevati rendimenti, massima sicurezza e basse emissioni.

Il ruolo del bruciatore nelle caldaie a vapore industriali 

Vista la grande potenza di vapore richiesta da questi impianti, è necessario attrezzare il generatore con bruciatori a blocchi, in grado di adattarsi alle specifiche esigenze. La separazione dei differenti componenti (ventilatore, quadro di comando, stazione pompa, ecc.) assicura infatti la massima efficienza e flessibilità.

Inoltre, per poter contare su generatori davvero performanti, è importante che nel bruciatore siano presenti:

• Una camera di miscelazione specifica che porti la miscela combustibile/aria generando una fiamma molto stabile e compatta, al fine di assicurare un'ottima combustione;
• La coibentazione del corpo bruciatore, per ridurre l'indice di pressione sonora e ed eventualmente la temperatura di superficie (esec. nelle versioni per aria comburente preriscaldata)
• Un'apparecchiatura di comando digitale, per monitorare e controllare le attività del bruciatore (come la sorveglianza di fiamma e la portata del combustibile) anche da remoto;
• Un inverter per la regolazione dei giri del ventilatore, per limitare l'assorbimento elettrico adattando il numero dei giri alle effettive esigenze;
• Un dispositivo per la regolazione O2 e CO, per assicurare il miglior grado di rendimento e un ridotto consumo di combustibile;
• Possibile opzione per esecuzione ad aria calda con recupero del calore tramite uno scambiatore indiretto (scambiatore fumi/aria comburente fornito dal costruttore del generatore). Con aria comburente preriscaldata a 250°C è possibile un aumento del rendimento fino al 10%.
• Un sistema di ricircolo dei fumi per abbassare i valori di NOx prodotti dalla combustione.

Nelle caldaie a vapore a tubi d'acqua possono esserci fino a 4 bruciatori, attivi contemporaneamente. È quindi chiaro come sia importante configurare al meglio questo componente, per assicurarsi un impianto davvero performante.