Nell’ambito del progetto “PRESTGEN – Metodologie innovative di miglioramento delle prestazioni degli impianti di generazione” è stata proposta un’attività di messa a punto e verifica sperimentale di metodologie di diagnostica della combustione a livello di singolo bruciatore. Motivazione principale è il significativo aumento di efficienza degli impianti, e il contemporaneo contenimento delle emissioni, che è possibile ottenere individuando mediante tali metodologie le principali anomalie di combustione ed il bilanciamento ottimale dei flussi di aria e di combustibile. L’impulso a questa attività è stato fornito dall’esperienza acquisita negli anni scorsi nel campo della rivelazione di fiamma, che ha portato allo sviluppo di un prototipo di rivelatore di fiamma adatto a bruciatori policombustibile. L’ipotesi più immediata che si intende verificare è se tale prototipo si presti anche all’ottimizzazione della combustione dei singoli bruciatori, e quali modifiche siano necessarie a questo scopo. Per raggiungere questo obiettivo, lo stadio iniziale dell’attività è stato dedicato all’analisi dei parametri ottici caratteristici della fiamma, che potrebbero essere utilizzati per la messa a punto ottimale della fiamma stessa. Poiché la situazione di un bruciatore su impianto è molto più complicata di quella di una fiamma “ideale”, l’individuazione dei parametri di qualità della fiamma (correlabili cioè con l’ottimizzazione della combustione) è stata poi effettuata sulla base di una ricerca di metodologie già applicate a casi di interesse pratico. Sono state così selezionate due metodologie, la prima basata sulla misura delle fluttuazioni temporali della fiamma, la seconda sulla misura di proprietà spettrali, delle quali si valuta promettente l’applicazione al caso di interesse. La prima metodologia sfrutta il fatto che il tasso di miscelamento di combustibile e aria, che domina il processo di combustione, è influenzato dal movimento e dalla geometria delle varie strutture (anelli e vortici) che si creano nei flussi turbolenti, che a loro volta generano le fluttuazioni di fiamma a varie frequenze. Tale metodologia è già stata caratterizzata sia su caldaie multi-bruciatori di centrali a carbone e a gasolio, sia su impianti sperimentali a carbone e a gas a singolo bruciatore. Queste prove hanno dimostrato che ogni caratteristica della fiamma (rapporto stechiometrico, “swirl”, tasso di miscelamento) può essere associata con un gruppo dominante di vortici, che a sua volta genera un segmento dominante di radiazione nello spettro di frequenze temporali. A valle di questa caratterizzazione la metodologia è sfociata nello sviluppo di uno strumento commerciale, sulle cui caratteristiche di sensibilità e affidabilità sono in corso ulteriori approfondimenti. La seconda metodologia individuata è basata sulla misura contemporanea dell’emissione ultravioletta e infrarossa della fiamma. Su questa metodologia sono disponibili pochi dati di caratterizzazione, relativi a prove effettuate mediante due rivelatori di fiamma commerciali (già dotati in uscita dei due segnali UV

e IR) sulla caldaia di una centrale alimentata a nafta. In queste prove, effettuate anche in diverse condizioni di malfunzionamento, è risultato evidente che, in presenza di funzionamento perturbato, accanto al segnale IR che rileva in maniera affidabile lo stato di bruciatore acceso o spento, compare un forte e ben riconoscibile segnale UV. Anche in questo caso sono in corso ulteriori approfondimenti per verificare l’affidabilità e l’applicabilità della metodologia a casi generali.