Impianto di combustione a biomassa
Rivestimento refrattario di impianti di combustione a biomassa per la valorizzazione energetica di materie prime rinnovabili.
Profilo del forno in sintesi.
Camera di combustione
Camera di combustione centrale con rivestimento refrattario resistente agli alcali. Le pareti laterali e la zona del cielo sono esposte alle temperature più elevate e al maggiore carico di alcali. Qui i materiali contenenti SiC offrono una protezione ottimale.
Griglia/letto fluido
Il sistema di combustione, costituito da una griglia meccanica o da un letto fluido. Nella transizione tra griglia e muratura si registrano i tassi di usura più elevati, dovuti a sollecitazioni meccaniche e shock termico. Negli impianti a letto fluido il rivestimento della piastra degli ugelli è una zona critica.
Camera di post-combustione
Zona di combustione secondaria per il completo esaurimento della combustione dei componenti volatili. Qui la concentrazione di alcali nel gas è massima, il che richiede materiali particolarmente resistenti.
Condotti fumi
Canali di scambio termico per la produzione di vapore o acqua calda. Le sollecitazioni principali sono l’erosione da ceneri volanti e la condensazione di cloruri alcalini. È necessaria una pulizia regolare delle incrostazioni.
Scarico ceneri
Sistema per l’evacuazione delle ceneri di griglia e delle ceneri volanti. Il rivestimento refrattario deve essere resistente all’abrasione e all’azione corrosiva delle ceneri da biomassa ricche di alcali.
Installazione di refrattari resistenti agli alcali per la biomassa.
Gli impianti di combustione a biomassa per la valorizzazione energetica di materie prime rinnovabili pongono sfide specifiche all’installazione di refrattari. I combustibili da biomassa come paglia, cippato di legno, pellet, miscanto e residui agricoli si distinguono radicalmente dai combustibili fossili per la chimica delle ceneri. L’elevato tenore di alcali, in particolare potassio e sodio, provoca alle temperature di esercizio da 800 a 1.050 °C una forte scorificazione e un attacco chimico al rivestimento refrattario.
La problematica degli alcali richiede un’accurata scelta dei materiali: i materiali convenzionali in chamotte e allumina vengono attaccati dagli alcali e perdono resistenza. SBS Refractory Service impiega quindi materiali refrattari specificamente resistenti agli alcali e calcestruzzi refrattari contenenti SiC, che resistono in modo duraturo all’attacco chimico delle ceneri da biomassa. I nostri concetti di materiali vengono definiti su misura in base al tipo di biomassa impiegata e alle condizioni di esercizio del singolo impianto.
Come partner esperto nell’installazione di refrattari per centrali di cogenerazione e centrali termiche a biomassa, accompagniamo l’intero ciclo di vita del suo impianto. Dal primo rivestimento alla manutenzione programmata annuale fino alla revisione generale dopo anni di utilizzo intensivo, offriamo soluzioni affidabili. I nostri progetti di riferimento comprendono impianti da 2 MW a oltre 50 MW di potenza termica.
Problemi tipici: Impianto di combustione a biomassa.
Queste sollecitazioni determinano la scelta dei materiali e la struttura del rivestimento refrattario.
Attacco alcalino delle ceneri da biomassa
Le ceneri da biomassa contengono elevate concentrazioni di ossido di potassio (K₂O) e ossido di sodio (Na₂O). Alle temperature di esercizio questi alcali penetrano nel rivestimento refrattario, reagiscono con il materiale della matrice e provocano rigonfiamenti, fessurazione e disgregazione della struttura.
Scorificazione dovuta a ceneri bassofondenti
Gli elevati tenori di alcali abbassano il punto di fusione delle ceneri, in alcuni casi al di sotto di 800 °C. Le scorie viscose che si formano aderiscono alle pareti della camera di combustione, ostacolano lo scambio termico e sollecitano il rivestimento dal punto di vista meccanico e chimico.
Qualità variabile del combustibile
I combustibili da biomassa variano fortemente per umidità, tenore di ceneri e composizione chimica, a seconda della provenienza, del periodo di raccolta e dello stoccaggio. Il rivestimento refrattario deve coprire un ampio spettro di sollecitazioni.
Erosione da materiale del letto negli impianti a letto fluido
Nelle combustioni a letto fluido la miscela circolante di sabbia e combustibile provoca una notevole abrasione del rivestimento refrattario, soprattutto nei cicloni e nelle linee di ricircolo.
Materiali e rivestimento
Ogni zona del suo forno pone requisiti specifici in termini di resistenza alla temperatura, resistenza chimica e resistenza meccanica. Scegliamo la combinazione di materiali ottimale.
Clicchi su un materiale per i dettagli
Mattoni in chamotte
Mattoni sagomatiZone standard della camera di combustione
Calcestruzzi refrattari contenenti SiC
Calcestruzzo refrattarioZone di usura con forte erosione
Fibra ceramica
Prodotti in fibraPorte e aperture d’ispezione
Lavori tipici: Impianto di combustione a biomassa.
I nostri servizi per questa tipologia di forno, dal rifacimento completo del rivestimento alla manutenzione corrente.
Dal sopralluogo al collaudo.
Il nostro processo strutturato assicura qualità, rispetto dei tempi e sicurezza in ogni progetto.
Valutazione dello stato e sopralluogo
Rilievo dello stato con attenzione alle zone di scorificazione
Progettazione
Scelta dei materiali in funzione della chimica delle ceneri da biomassa
Esecuzione
Muratura refrattaria o riparazione con materiali resistenti agli alcali
Sicurezza
Protezione dalle polveri, protezione anticaduta
Valutazione dello stato e sopralluogo
La valutazione dello stato si concentra sui meccanismi di danno tipici della biomassa: scorificazione, attacco alcalino ed erosione. Dopo il raffreddamento dell’impianto i nostri tecnici ispezionano sistematicamente tutte le zone refrattarie. Gli accumuli di scoria vengono mappati, quadri fessurativi e sfaldamenti documentati e gli spessori residui nelle zone di usura misurati. Particolare attenzione è rivolta alla camera di post-combustione e alla transizione della griglia, che per esperienza presentano i tassi di usura più elevati.
Progettazione
Il concetto di materiali viene adattato con precisione al tipo di biomassa impiegata e alla chimica delle sue ceneri. Per la combustione di paglia e altre biomasse erbacee con tenori di potassio estremamente elevati impieghiamo calcestruzzi refrattari al SiC particolarmente resistenti agli alcali. Per il cippato di legno sono spesso sufficienti qualità in chamotte con maggiore resistenza agli alcali. La pianificazione comprende anche i concetti per i giunti di dilatazione e i sistemi di ancoraggio adeguati alle specifiche condizioni di temperatura.
Esecuzione
L’esecuzione è affidata a squadre di montaggio specializzate che conoscono le peculiarità degli impianti a biomassa. Le zone scorificate vengono pulite meccanicamente e il rivestimento danneggiato viene demolito. Il rifacimento del rivestimento avviene con materiali resistenti agli alcali, murati, colati o gunitati a seconda della geometria e della sollecitazione. I giunti di dilatazione vengono realizzati a regola d’arte con fibra ceramica, per compensare le tensioni termiche. Tutti i lavori sono soggetti a controllo qualità e documentati.
Sicurezza
I lavori negli impianti di combustione a biomassa richiedono misure di protezione dalle polveri, poiché le ceneri da biomassa contengono polveri fini respirabili. La protezione delle vie respiratorie è obbligatoria in tutte le zone dell’impianto. Nelle zone più alte della camera di combustione e della camera di post-combustione vengono installate protezioni anticaduta. Prima dell’accesso si verifica il completo raffreddamento dell’impianto e si controlla il tenore di ossigeno dell’atmosfera.
Dal nostro portafoglio progetti.
Oltre 500 progetti di installazione di refrattari realizzati con successo nell’area DACH e nei Paesi del Benelux.
Impianto di combustione a biomassa
Domande frequenti
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