Indagine problematiche di affidabilità degli impianti di termovalorizzazione SOMMARIO[AD1] Il presente rapporto illustra i risultati dell’indagine svolta da CESI su un campione significativo di termovalorizzatori italiani nell’ambito delle attività di Ricerca di Sistema relative al sotto progetto “Waste to Energy (WTE)” del progetto GEN21. I risultati riportati nel seguito sono relativi alla Milestone 3.1.2.2 del sotto progetto e, unitamente ai risultati conseguiti nella Milestone 3.1.2.1 e illustrati nel Rapporto CESI A5049206, concludono le attività della Task 3.1.2 “Campagne sperimentali presso impianti WTE per la validazione delle tecnologie protettive dei componenti critici”. 1.1 Milestone 3.1.2.1 L’attività condotta nell’ambito della Milestone 3.1.2.1 “Applicazione dimostrativa su impianto dei rivestimenti innovativi per la protezione di componenti operanti ad alta temperatura ed in ambiente corrosivo” ha permesso a CESI di validare in alcuni impianti WTE nazionali ed europei la tecnologia di rivestimento “laser cladding” in funzione anticorrosione e/o antierosione che ha precedentemente sviluppato nel progetto. A tale scopo sono stati installati da CESI alcuni componenti maggiormente critici per quanto riguarda le problematiche di corrosione e/o erosione (ad esempio tubi surriscaldatori, tubi di caldaia e soffiatori di fuliggine, pozzetti per termocoppie operanti ad altissima temperatura) con vari rivestimenti laser in termovalorizzatori selezionati in base alle diverse condizioni e criticità di esercizio. Gli impianti europei (due tedeschi e uno ceco) sono stati scelti tra quelli appartenenti ai partner della rete tematica europea PREWIN “Perfomance, Reliability and Emission Reduction in Waste Incinerators “ a cui partecipano molti operatori del settore (65 partners) fra cui anche CESI dall’anno 2000. Le validazioni si sono protratte durante il 2004 e il 2005 allo scopo di rendere significativi per l’esercizio i periodi di esposizione dei componenti negli ambienti aggressivi. La tabella seguente riporta la lista dei termovalorizzatori in cui sono stati validati i componenti rivestiti, sintetizza le problematiche affrontate e i risultati ottenuti nella Milestone 3.1.2.1.

Impianto WTE Componente rivestito da CESI periodo di validazione Problematica specifica affrontata Esito della validazione SAKO – Brno (CZ) Tubi surriscaldatori 1.800 h (test concluso) Confronto tra rivestimenti termospruzzati e laser; limiti della temperatura di esercizio del rivestimento laser di IN625 positivo MSB – Schwandorf (D) Tubi surriscaldatori 8.550 h (tuttora in esercizio) Comportamento in regime di esercizio ad alta temperatura positivo GKS – Schweinfurt (D) Tubi surriscaldatori 4.640 h (tuttora in esercizio) Comportamento in regime di esercizio con alta corrosione positivo ACSM – Como (CO) Tubi caldaia 5.950 h (tuttora in esercizio) Comportamento in esercizio per parte alta caldaia (primo giro fumi) positivo ACSM – Como (CO) Lance soffiatrici di fuliggine 1.490 h (test concluso) Comportamento in esercizio ad elevata temperatura (600 °C) in presenza di corrosione + erosione negativo REA- Dalmine (BG) Pozzetti termocoppie 5.000 h (test concluso) Comportamento in esercizio ad elevatissime temperature (900 °C) parzialmente positivo HERA – Ravenna (RA) Tubi del letto fluido 5.800 h (test concluso) Comportamento in esercizio con azione congiunta di corrosione e forte erosione negativo NUOVA ROMANO BOLZICCO- Marzano (UD) Tubi del banco surriscaldatore 7.700 h (test concluso) Comportamento in esercizio in impianto alimentato da CDR e da rifiuti industriali positivo Come si vede i risultati delle validazioni sono positivi per quanto riguarda l’utilizzo della tecnologia di rivestimento sviluppata da CESI nel caso di tubi dei banchi surriscaldatori o di caldaia, in diverse condizioni di esercizio, e parzialmente positivi nel caso dei pozzetti per termocoppie operanti a 900°C. Sono risultati invece negativi i test effettuati su rivestimenti sviluppati per la protezione dei soffiatori di fuliggine operanti a 600 °C e per l’utilizzo su tubi istallati entro letti fluidi con alto attacco erosivo. La ricerca svolta ha permesso quindi di sviluppare una nuova tecnologia di rivestimento adatta ed affidabile per la protezione dei tubi dei surriscaldatori o di caldaia dove, come è noto, si concentra la maggior parte dei problemi di corrosione degli impianti WTE attuali. 1.2 Milestone 3.1.2.2 L’attività condotta nella Milestone 3.1.2.2, esposta nel seguito del rapporto, è relativa all’indagine svolta da CESI su un campione significativo dei termovalorizzatori italiani e ha lo scopo di fornire un quadro aggiornato delle problematiche di esercizio esistenti e di individuare eventuali necessità specifiche di avanzamento tecnologico. Nell’indagine sono stati coinvolti 30 termovalorizzatori nazionali su un totale di 45 impianti attualmente operativi (ottobre 2005) e pertanto il quadro che ne emerge risulta significativo per la definizione delle problematiche esistenti. Al fine di rendere il campione di termovalorizzatori il più rappresentativo possibile, esso è stato scelto in modo che contenga sia impianti di vecchia costruzione, in seguito “revampizzati” o comunque adeguati alle nuove normative, sia impianti di recente o recentissima costruzione. Analogamente sono stati presi in considerazione termovalorizzatori di piccola, media e grande taglia.

Per quanto riguarda la modalità con cui l’indagine è stata realizzata, anziché inviare un questionario ed elaborare le eventuali risposte ricevute, si è deciso di acquisire le informazioni effettuando colloqui durante le visite agli impianti con i responsabili della conduzione e/o della manutenzione, o con i responsabili del coordinamento di più impianti, allo scopo di poter approfondire direttamente sul campo le problematiche esistenti di più elevato spessore ed interagire con i diversi livelli tecnici di responsabilità. Nel seguito sono riportati i risultati dei colloqui che hanno toccato molti degli aspetti inerenti ai temovalorizzatori che spaziano dalla tipologia e disponibilità degli impianti, alle problematiche esistenti sui materiali, ai sistemi e ai sensori di controllo della combustione e del ciclo, ai sistemi di pulizia in linea e fuori linea, alla manutenzione, ai sistemi di trattamento fumi, alla produzione e alla gestione dei residui e al recupero energetico. Sono inoltre riportate ed illustrate alcune esigenze, emerse dai colloqui con gli operatori, che comportano la necessità di sviluppare ricerca mirata per il settore in oggetto nell’ottica dell’aumento dell’affidabilità e delle prestazioni dei termovalorizzatori.