Il caricamento del biocombustibile
Il silos di stoccaggio è un’area coperta di oltre 500 m2 nella quale viene effettuato lo scarico del cippato dagli automezzi, successivamente un operatore tramite l’uso di un carroponte dotato di benna idraulica trasferisce il cippato dal silos di stoccaggio ai silos polmone. Da questo punto dell’impianto in poi il processo è totalmente automatizzato, il materiale combustibile viene convogliato nella camera di combustione tramite i rastrelli e lo spintore in base alle “richieste” della caldaia, in funzione del calore da produrre.
In media vengono caricate 45 tonnellate al giorno, nei mesi invernali si può arrivare fino a 70 tonnellate.
La combustione
Il cippato di legna introdotto nella camera di combustione produce calore, grazie alla regolazione del dosaggio del combustibile nel focolare si garantisce un’ottimale combustione sia a basso che ad alto regime, quindi in qualunque condizione stagionale.
Nell’edificio sono installati due generatori con potenza termica nominale di 5 MW cadauno.
L’impianto produce acqua calda ad una temperatura di 85-90°C a servizio di una rete di teleriscaldamento che collega sia fabbricati pubblici che privati, precedentemente alimentati a combustibili fossili (metano, gasolio, olio combustibile).
I generatori di calore risultano conformi alle direttive previste dal Decreto legislativo n. 152:2006, rispettando i valori limite stabiliti per le emissioni in atmosfera degli effluenti gassosi. Le caldaie risultano provviste di tutti gli elementi prescritti dal sopraccitato Decreto, nel rispetto delle attività e dei metodi di recupero imposti dalla normativa: alimentazione automatica del combustibile, regolazione automatica del rapporto aria/combustibile anche nella fase di avviamento, controllo in continuo delle emissioni.
Le caldaie sono state progettate per bruciare senza problemi combustibile con umidità media del 50% e con pezzatura fino a 100/150 mm. di diametro.
Il trasporto del materiale viene svolto dai rastrelli, i quali, muovendosi assialmente in avanti, spingono il combustibile verso la camera di combustione, mentre muovendosi indietro si fanno scavalcare dal materiale combustibile per poi riprendere il ciclo.
Il combustibile viene dosato dentro il focolare attraverso un convoglio detto “zona di compressione”, riscaldato dall’acqua della caldaia, formando così un braciere uniforme sopra la griglia del focolare.
La griglia mobile del focolare consta di due parti, una fissa, l’altra mobile.
Sopra di essa, con il calore delle mura del focolare, il combustibile viene essiccato e preparato per la gasificazione sopra la prima parte mobile della griglia. Sopra la seconda parte mobile della griglia prende atto la postcombustione dei residui incombusti fino a ridurli in cenere, la quale, assieme con altri residui non bruciati come ad esempio sassi, ferro, etc., viene servita mediante una serranda regolata idraulicamente, al sistema di estrazione ceneri.
La gestione automatica del combustibile regola il dosaggio ed assicura un’ottima ed uniforme copertura del braciere con il combustibile dipendente da quanto necessario.
Grazie a questo sistema la quantità di combustibile nel focolare può essere precisamente regolata non formando così mucchi inutili di materia prima, ceneri in eccesso e la possibilità di controllare la combustione dal regime del 20% fino al 100% della portata nominale della caldaia.
Il focolare, di costruzione robusta e ben isolato, ha due zone di combustione: la prima zona di combustione con la griglia, impiegata per l’essiccazione, separazione dei gas dal combustibile e per la combustione primaria del cippato. La seconda zona di combustione è utilizzata per la postcombustione dei gas volatili derivati dalla separazione, la quale avveniva nella prima zona di combustione.
Le arie necessarie per la combustione, vengono insufflate nelle varie zone di combustione in base alla quantità necessaria. Ogni zona ha un proprio ventilatore, il quale, regolato da inverter di frequenza, ha la possibilità di insufflare una quantità precisa d’aria dentro la propria zona. Le arie sono tre primarie e due secondarie.
Il processo automatico di combustione, a partire dall’estrazione della biomassa dai depositi fino all’abbattimento dei gas fumogeni ed al collegamento con la canna fumaria, viene controllato da un sistema di regolazione multiparametrica. Prendendo in considerazione la qualità della biomassa come combustibile con una “fiamma estesa” assicura bassi valori di emissione in atmosfera ed un altissimo grado di sfruttamento.
Le emissioni in atmosfera
Le emissioni della combustione della biomassa sono continuamente monitorate e registrate, periodicamente i dati raccolti vengono trasmessi agli enti preposti al controllo (ARPA, Città Metropolitana di Torino e Comune di Leini).
I fumi vengono in primo luogo trattati da un multiciclone, le ceneri derivate da tale depurazione vengono rese attraverso una valvola stellare alla coclea, la quale trasporta le ceneri fino all’estrattore ceneri orizzontale posto tra le due caldaie.
I fumi vengono ulteriormente trattati dall’elettrofiltro, entrano nel filtro elettrico tramite il bocchettone d’entrata del gas, distribuendosi uniformemente per mezzo delle apposite pareti sull’intera sezione del filtro.
La separazione della polvere avviene tramite carica elettrostatica delle particelle e con separazione delle particelle cariche sugli elettrodi di deposito. Gli elettrodi ad effetto corona, influenzati da una tensione continua, producono una scarica a corona, ionizzando il gas. Le particelle di polvere contenute nel gas vengono caricate negativamente e procedono nel campo elettrico verso gli elettrodi di deposito polarizzati positivamente e messi a terra.
Gli elettrodi di deposito sono stati progettati come canaletti di raccolta per evitare che la polvere separata venga trascinata dalla corrente di gas durante la battitura. Tale polvere si deposita anche presso gli elettrodi ad effetto corona che, pertanto, devono essere battuti.
La battuta degli elettrodi sia di deposito che ad effetto corona, avviene ad intervalli distanziati per mezzo di martelletti a caduta libera, posti sfasati su di un albero e battenti sugli incudini degli elettrodi. Gli elettrodi vengono scossi e la polvere cade.
L’azionamento della battitura avviene con motore ad ingranaggio. Gli intervalli ed i tempi di battitura vengono adattati al momento della messa in funzione, secondo il quantitativo di polvere previsto.
Per la sospensione degli elettrodi ad effetto corona abbiamo previsto degli isolatori di sostegno.
Per l’avviamento dei filtri elettrici, gli isolatori vengono riscaldati elettricamente, in modo da azionare il filtro il più velocemente possibile.
La base del filtro elettrico è modellata come vasca di raccolta polveri, con incorporata una coclea di asporto polveri.
Per evitare fenomeni di condensa, la vasca a coclea viene riscaldata elettricamente.
Una chiusura quasi stagna si ottiene invece con un compressore a palette posto dopo il filtro.
La polvere separata nel filtro viene raccolta in un container.
La parte ad alta tensione consiste in un trasformatore e in un raddrizzatore al silicio riempito d’olio, incorporato in esecuzione ermetica, in una caldaia con nervature di rinforzo.
L’alimentazione dell’alta tensione avviene in un tubo di protezione.
Nell’armadio comandi si trovano i dispositivi e le apparecchiature necessarie per il comando e le misurazioni, il tiristore per l’orientamento autonomo alla tensione filtro ottimale.
Gli impianti sopra descritti per la regolazione della combustione uniti al trattamento dei gas fumogeni garantiscono il rispetto dei limiti di emissione in atmosfera così come previsto dal D.lgs 152:2006, di seguito si riporta la tabella con il limiti autorizzati:
Nella centrale di teleriscaldamento di Leinì è stato installato un Sistema di Monitoraggio in continuo delle Emissioni.
L’impianto è collegato al punto di emissione dei fumi del camino delle due caldaie: i fumi di entrambe le linee dell’impianto vengono immessi in atmosfera dopo il passaggio nell’elettrofiltro.
La centrale di teleriscaldamento di Leinì, per quanto riguarda le emissioni in atmosfera, risulta ampiamente al di sotto dei limiti della legge vigente, in materia di prevenzione e limitazione dell’inquinamento atmosferico.
Il sistema di analisi per la misura in continuo delle emissioni è strettamente aderente alle specifiche normative vigenti (in particolare D.Lgs. 152:2006 «Norme in materia ambientale”) e alla delibera autorizzativa (Autorizzazione Provincia di Torino)
Il Sistema di Monitoraggio delle Emissioni comprende:
- una sonda di prelievo dei gas campione sulla sommità del camino, trasportata all’armadio analisi per mezzo di una linea riscaldata;
- analizzatori di elevata e comprovata affidabilità;
- software di supporto per l’acquisizione, la gestione e la supervisione dei dati forniti dalla strumentazione; alla visualizzazione dei dati emissivi;
- il calcolo e controllo dei limiti ed alla stesura dei report contenenti i dati medi orari, giornalieri e mensili come vengono elaborate in automatico dal software di elaborazione dati del sistema.
Dati tecnici dell’impianto
Utenze: 93 utenze allacciate erogando oltre 11.500 MWh per ogni stagione, approvvigionando una decina di utenze commerciali , 13 edifici comunali e 70 condomini per un totale di circa 1000 alloggi.
La fornitura di calore alle utenze comunali rappresenta circa il 30% del fatturato complessivo dell’azienda.
Consumo cippato di legna: oltre 27.700 m3
Numeri significativi delle ultime tre stagioni termiche:
Anno di costruzione della centrale termica: 2001.
Potenza della caldaie: N. 2 x 5 MW
Lunghezza della rete di teleriscaldamento: oltre 12 km.
La rete di teleriscaldamento è costituita da una doppia tubazione con diametri variabili dal DN250 al DN40, le tubazioni sono formate da un tubo di servizio in acciaio coibentato con poliuretano espanso rivestito da una camicia in polietilene.
Totale potenza allacciata presso le utenze: 17.707 kW.
Deposito combustibili: all’aperto: 2.000 m3; in capannone: 1.300 m3
Trattamento e monitoraggio emissioni in atmosfera: mediante il passaggio dei gas di combustione nel multiciclone e nell’elettrofiltro le polveri vengono abbattute quasi totalmente, i valori misurati durante i controlli hanno restituito risultati inferiori a 1 mg/m3 contro il 30 mg/m3 come limite massimo riportato in autorizzazione. Le emissioni della combustione sono soggette a monitoraggio continuo per i valori di CO e NOx. Periodicamente i dati raccolti vengono trasmessi agli enti preposti al controllo (ARPA, Città Metropolitana di Torino e Comune di Leini).
