Centrali termiche: per la conduzione

ci vuole la “patente”

Obbligo del patentino di abilitazione di 2° grado per g p g pla conduzione degli impianti termici sopra i 232 kW

Ing Diego Danieli – Libero Professionista VeneziaIng. Diego Danieli Libero Professionista Venezia

Marzo-Luglio 2013

I COMBUSTIBILI

Tutte quelle sostanze che vengonoTutte quelle sostanze che vengonoutilizzate per produrre energia termica.• combustibili fossili tradizionali (carbone• combustibili fossili tradizionali (carbone, petrolio, gas

l )naturale)• combustibili naturali (legno, biomasse)

I combustibili sono stati classificati in base allo stato in cuiI combustibili sono stati classificati in base allo stato in cuisi presentano in condizioni ambiente (1 atm, 25°C).Si possono quindi distinguere:Si possono quindi distinguere:– combustibili gassosi (idrocarburi come metano,GPL, e idrogeno)idrogeno)– combustibili liquidi (petrolio e derivati)– combustibili solidi (carbone biomasse e rifiuti)combustibili solidi (carbone, biomasse e rifiuti)

Il GPL è liquido nei serbatoi perché sotto pressione ma albruciatore arriva in fase gas tramite vaporizzatori naturali oartificiali.

DPCM 8 Marzo 2002Disciplina delle caratteristiche merceologiche de p gcombustibili aventi rilevanza ai fini dell’inquinamento atmosferico nonché delledell inquinamento atmosferico, nonché delle caratteristiche tecnologiche degli impianti di

b ticombustioneSostituisce, abrogandolo, il Decreto 02/10/1995

Impianti temici civiliImpianti temici civiliSono quelli aventi le seguenti destinazioni d'uso:) i ld li i i di bi ia) riscaldamento o climatizzazione di ambienti;

b) riscaldamento di acqua calda per utenze civili;c) cucine, lavaggio stoviglie, sterilizzazione edisinfezione mediche;d s e o e ed c e;d) lavaggio biancheria e simili;e) forni da pane;e) forni da pane;f) mense ed altri pubblici esercizi destinati adtti ità di i t iattività di ristorazione.

Combustibili consentiti e condizioni di utilizzoNegli impianti termici civili è consentito l'uso dei seguenti g p gcombustibili:a) gas naturale;b) di i àb) gas di città;c) gas di petrolio liquefatto;d) gasolio kerosene ed altri distillati leggeri e medi di petroliod) gasolio, kerosene ed altri distillati leggeri e medi di petroliorispondenti alle caratteristiche indicate in Allegato I, punto 1;e) emulsioni acqua-gasolio, acqua-kerosene e acqua-altri distillati) q g , q qleggeri e medi di petrolio di cui alla precedente lettera d) erispondenti alle caratteristiche indicate in Allegato II, punto 1;f) l d d ll di i i i ll'All IIIf) legna da ardere alle condizioni previste nell'Allegato III,punto 2;g) carbone di legna;g) carbone di legna;h) biomasse combustibili individuate nell'Allegato III, allecondizioni ivi previste;pi) biodiesel avente le caratteristiche indicate in Allegato I, punto3;

Oli b ibilOlio combustibileL'uso degli oli combustibili ed altri distillati pesanti di petrolio di cui all'articolo 6, comma 1, lettera m), è consentito negli impianti …..dilettera m), è consentito negli impianti …..di potenza termica nominale complessiva pari o superiore a 1 5 MW = 1500 kWsuperiore a 1,5 MW = 1500 kW

DPCM 8 Marzo 2002DPCM 8 Marzo 2002Allegato IIILa principali novità rispetto la normativa vigente èLa principali novità rispetto la normativa vigente èl’introduzione tra i combustibili ammessi per usicivili ed industriali delle “Biomasse combustibili”civili ed industriali delle Biomasse combustibiliPer biomassa si intende ogni sostanza organica diorigine vegetale o animaleo g e vege a e o a a e

Nuova concezione degli scarti legnosiNuova concezione degli scarti legnosiPer quanto riguarda gli scarti legnosi, il D.P.C.M. 08/03/02 ha apportato un importante cambiamento08/03/02 ha apportato un importante cambiamento in quanto considera come combustibile, oltre allal l l ( i d ll’ b li D P C Mlegna tal quale (come intesa dall’abolito D.P.C.M. 02/10/95), anche altro materiale che in precedenza era considerato e classificato dal D.M. 05/02/98 n°72 come rifiuto non pericoloso.7 co e u o o pe co oso.

Si definisce biomassa qualsiasi sostanza diSi definisce biomassa qualsiasi sostanza di matrice organica, vegetale o animale, d i fi i i i ll d i didestinata a fini energetici o alla produzione di ammendante agricolo, e rappresenta unasofisticata forma di accumulo dell’energia solare.so a e.

Categorie di biomassa combustibile1 Materiale vegetale prodotto da coltivazioni dedicate;1. Materiale vegetale prodotto da coltivazioni dedicate;2. Materiale vegetale prodotto da trattamento esclusivamentemeccanico di coltivazioni agricole non dedicate;g ;3. Materiale vegetale prodotto da interventi selvicolturali, damanutenzioni forestali e da potatura;4. Materiale vegetale prodotto dalla lavorazione esclusivamentemeccanica di legno vergine e costituito da cortecce, segatura,trucioli chips refili e tondelli di legno vergine granulati etrucioli, chips, refili e tondelli di legno vergine, granulati ecascami di sughero vergine, tondelli, non contaminati dainquinanti, aventi le caratteristiche previste per laq , p pcommercializzazione e l’impiego;5. Materiale vegetale prodotto dalla lavorazione esclusivamentemeccanica di prodotti agricoli, avente le caratteristichepreviste per commercializzazione e l’impiego.Rimangono esclusi gli scarti di lavorazione del legno trattatiRimangono esclusi gli scarti di lavorazione del legno trattati2009che sono ancora classificati come rifiuti non pericolosi.

PELLETÈ materiale di scarto proveniente dai più diversi settori(industria, scarti di legname o raccolta differenziata), e si( , g ),presenta sotto forma di piccoli tronchetti legnosi. Essendo ricavato da residui e scarti di falegnameria, non g ,è necessario l’abbattimento di alberi per la sua produzione.pI pellet sono puri trucioli pressati di segatura e di piallatura (senza leganti chimici. La cenere può essere p ( g pusata come concime per il giardino.

CIPPATOIl cippato deriva dalla macinazione del legno vergine,dalla pulizia del sottobosco o dalla potatura di frutteti, p p ,vigneti ecc..; vengono inoltre cippati anche gli scarti della lavorazione del legno e i bancali rotti. gIl cippato detto anche chips di legno (dall'inglese wood chips) viene ottenuto dalla frammentazione di legni p ) gvari attraverso particolari macchine dette CIPPATRICI

I combustibili fossilifSi definiscono combustibili fossili queicombustibili che derivano dalla trasformazionecombustibili che derivano dalla trasformazionedella sostanza organica in forme via via piùstabili e ricche di carboniostabili e ricche di carbonio.1. Carbone2 li2. Petrolio3. Gas naturale

CARBONEIl carbone è un combustibile fossile estrattodal terreno sia in miniere sotterranee, che in miniere a cielo aperto. È un combustibile pronto all'uso, formato da roccia sedimentaria nera o bruna.

FORMAZIONE DEL CARBONE

COMPOSIZIONE DEL CARBONE

SOSTANZE VOLATILI , MINERALI (CENERI), E UMIDITÀ.

Per sostanze volatili si intendono i prodotti chesi liberano come gas e vapori per riscaldamentosi liberano come gas e vapori per riscaldamento

Le ceneri sono generalmente ricche di silice, allumina, gferro e

del carbone non a contatto con l’aria.

Lo zolfo dei carbonipuò essere di natura organica (proveniente da compostipuò essere di natura organica (proveniente da compostiorganici solforati) o inorganica (proveniente da minerali

di zolfo).)

EFFETTI SULL AMBIENTE

D i t d ll’ bi t l l iDanneggiamento dell’ambiente nel quale si effettuano le estrazioni:

•Piogge acide

•Effetto serra

•Polveri sottili e componenti tossici

C t i i di tti•Contaminazione radioattiva

PETROLIOPETROLIO

Il petrolio, anche detto oro nero, è un liquido infiammabile denso di colore infiammabile marroneinfiammabile denso di colore infiammabile, marrone scuro o verdognolo, che si trova in alcuni punti negli strati superiori della crosta terrestre.g p

FORMAZIONE DEL PETROLIO

Il petrolio deriva da materia organica rimasta sepolta, che si scompone in un materiale ceroso noto come Cherosene, h tt l'i fl di l t l i iche sotto l'influenza di elevato calore e pressione si

trasforma in idrocarburi.

Sia la fase liquida oleosa (petrolio) che la fase gassosa (gas naturali) tendono a migrare attraverso le rocce porose finchè incontrano strati impermeabili del terreno dovefinchè incontrano strati impermeabili del terreno dove tendono a raccogliersi.

Il petrolio consiste per la maggior parte di idrocarburi composti quasi esclusivamente da idrogeno e carbonio.

Sono tuttavia presenti quantità di composti solforati (solfuri e disolfuri), azotati e ossigenati anche se la loro percentuale, complessivamente, difficilmente supera il 7%.

Nel petrolio si trovano anche metalli come Ni (Nichel), V(Vanadium), Co(Cobalto), Cr(Cromo), Cd(Cadmio),

( ) ( ) ( )Pb(piombo), As(Arsenico), Hg(Mercurio), ecc.

GASOLIO NAFTA

Derivano dalla distillazione frazionata

d l t li- del petrolio.

Le nafte sono più dense del gasolio e

più ricche di zolfo .

Viscosità (maggiore per la nafta)Viscosità (maggiore per la nafta)

Tenore di zolfo (maggiore per la nafta)

O O SEFFETTI DEL PETROLIO SULL’AMBIENTE

Danneggiamento dell’ambiente nel quale si effettuano le estrazioni

•Effetto serra

•Dispersione di componenti tossici nell’ambiente

D i t di bi ti di i id ti (b•Danneggiamento di ambienti a causa di incidenti (bassa biodegradabilità)

GAS NATURALE

Il gas naturale è un gas prodotto dalla decomposizione anaerobica di materiale organico. Solitamente si trova insieme al petrolio e in giacimenti di gas naturale, ma si genera anche in paludi (in questo caso viene chiamato anche gas di

l d ) i di i h d t l di ti li i lipalude), in discariche, e durante la digestione negli animali.

Il principale componente del gas naturale è il metano (CH4), la f òpiù breve e leggera fra le molecole degli idrocarburi. Può

anche contenere idrocarburi gassosi più pesanti come etano (C2H6) propano (C3H8) e butano (C4H10) e altri gas in(C2H6), propano (C3H8) e butano (C4H10), e altri gas, in varie quantità. Solfuro di idrogeno (H2S) e mercurio (Hg) sono contaminanti comuni nel gas, che devono essere rimossi g ,prima di qualsiasi utilizzo.

TRASPORTO GAS NATURALE

La principale difficoltà nell'utilizzo del gas naturale è il trasporto. I gasdotti sono economici, ma nontrasporto. I gasdotti sono economici, ma non permettono l'attraversamento di oceani.

Vengono utilizzate anche navi per il trasporto di gasVengono utilizzate anche navi per il trasporto di gas naturale liquefatto, ma hanno costi più alti e problemi di sicurezza.

EFFETTI GAS NATURALE SULL’AMBIENTE

Danneggiamento dell’ambiente nel quale si effettuano le estrazioni:effettuano le estrazioni:

•Effetto serra

•Dispersione di componenti tossici nell’ambiente

•Danneggiamento di ambienti a causa del trasporto

Punto di infiammabilità o flash point dei combustibiliPunto di infiammabilità o flash point dei combustibili liquidi

Temperatura in corrispondenza della quale la quantità diTemperatura in corrispondenza della quale la quantità di vapore di combustibile prodotta è sufficiente a formare con l’aria una miscela infiammabile.l aria una miscela infiammabile.

Punto di accensione dei combustibili liquidi

Temperatura in corrispondenza della quale la quantità di vapore di combustibile prodotta è sufficiente a instaurare una combustione continuauna combustione continua

Gasolio

punto di infiammabilità 71°C

punto di accensione 93°Cpunto di accensione 93 C

TEMPERATURA ACCENSIONE

Legno secco 250°Cg

Carbone 450°C

G di ittà 560°CGas di città 560°C

Metano 645°C

Olio combustibile 330°C

LIMITI DI INFIAMMABILITA’ COMBUSTIBILI

Il campo di infiammabilità rappresenta la proporzione che ci deve essere fra i componenti affinché si sviluppi una fifiamma.

POTERE CALORIFICO

Il potere calorifico o calore di combustione esprime la quantità di massima di calore che si può ricavare dalla qua à d ass a d ca o e c e s può ca a e da acombustione completa di 1 kg di sostanza combustibile (o 1 m3 di gas a 0 °C e 1 Atm).

Si misura in Joule su chilogrammo (J/kg) o, in forma ormai obsoleta, in kilocalorie su chilogrammo (kcal/kg)

POTERE CALORIFICO SUPERIORE

Il potere calorifico superiore (Hs) è la quantità di calore che si rende disponibile per effetto della combustione completa a

i t t d ll it i d l b tibilpressione costante della massa unitaria del combustibile, quando i prodotti della combustione siano riportati alla temperatura iniziale del combustibile e del comburentetemperatura iniziale del combustibile e del comburente.

Il potere calorifico superiore è calcolato ritenendo utilizzabile il calore di latente di vaporizzazione dell’acqua contenuta neicalore di latente di vaporizzazione dell’acqua contenuta nei fumi di combustione.

T l tt tt d ll b ti d ll’idTale acqua nasce soprattutto dalla combustione dell’idrogeno contenuto nel combustibile e solo in minima parte dall’umiditàdel combustibiledel combustibile.

POTERE CALORIFICO INFERIORE

Convenzionalmente si definisce potere calorifico inferiore (Hi oppure indicato con LHV (lower heating value)) "il potere ( oppu e d cato co ( o e eat g a ue)) pote ecalorifico superiore diminuito del calore di condensazione del vapore d'acqua durante la combustione".

Questo è il valore a cui si fa usualmente riferimento quando si parla di potere calorifico di un combustibile e di rendimento di una macchina termica.

POTERE CALORIFICO

Potere calorifico superiore inferiore

Combustibile MJ/kg kcal/kg MJ/kg kcal/kgkcal/kg

Legna secca (umidità <32%) - - 32,9 3800Carbone - - 31,4 7500Gasolio 44,00 10499 41,0 9799

Combustibile MJ/Nm3 kcal/Nm3 MJ/Nm3

kcal/Nm3kcal/NmMetano 35,16 8400 31,65 7560

v