Perché l'uso di un analizzatore di ossigeno aiuta a migliorare l'efficienza della combustione nelle caldaie

Molte industrie si affidano a caldaie e forni per svolgere il processo di combustione a scopo di riscaldamento. Affinché questo tipo di apparecchiature funzioni in modo efficace è necessario un preciso equilibrio tra ossigeno e combustibile per consentire una combustione completa.

In questo blog approfondiamo il ruolo degli analizzatori di ossigeno che permettono di mantenere in un impianto il corretto equilibrio tra ossigeno e combustibile, in modo da generare una combustione efficiente.  

Controllo della combustione

All’interno di questo processo esistono diverse condizioni che possono influenzare il rapporto aria/combustibile. Sicuramente possiamo citare i cambiamenti atmosferici (ad esempio la pressione dell'aria e le variazioni di temperatura), inoltre è importante determinare la composizione e la qualità del combustibile. Per ridurre i potenziali rischi, le caldaie vengono progettate in modo da sfruttare l'aria in eccesso. In questo modo si riducono i rischi per la sicurezza in condizioni operative variabili. Tuttavia, nonostante la creazione di un margine di sicurezza, l'utilizzo di un approccio "fuel-lean" riduce l'efficienza e aumenta la quantità di combustibile utilizzato.

Se la miscela aria/combustibile non è sufficientemente ossigenata e quindi ricca di combustibile, può verificarsi una combustione incompleta. In sostanza, la fuliggine e gli altri componenti accumulati non ottengono sufficiente ossigeno per bruciare, provocando la formazione di monossido di carbonio, fuliggine in eccesso e persino esplosioni. Se, al contrario, nella miscela è presente troppo O2 (fuel-lean), l'efficienza si riduce a causa dell'energia supplementare usata per riscaldare il volume d'aria non necessario. Ci sono quindi 3 considerazioni principali per ottenere un efficace controllo della combustione: 1. Sicurezza del personale e delle attrezzature 2. Riduzione dei costi del carburante (efficienza) 3. Normative sul controllo delle emissioni

Come si fa a far funzionare una caldaia nel modo più efficiente possibile?

Utilizzare un sistema di regolazione dell'ossigeno. Esso è infatti progettato per misurare continuamente l'ossigeno nei gas di scarico, inviando la lettura a un controllore che mantiene un rapporto aria-combustibile ottimale nella camera di combustione della caldaia.

Un analizzatore di ossigeno (come parte di un sistema di regolazione dell'O2):

Analizzatori di ossigeno per il controllo della combustione

EEsistono diversi tipi di analizzatori di ossigeno utilizzati nel controllo della combustione, dal TDL (laser a diodi sintonizzabili) allo zirconio e all'ossido di metallo. Diversi fattori possono influenzare il tipo di analizzatore di O2/sistema di regolazione acquistato dal cliente. Tra questi vi sono:

1. Dimensioni della caldaia ed efficienza del combustibile. le grandi caldaie industriali e commerciali consumano enormi quantità di combustibile (ad esempio gas naturale, petrolio, carbone, biogas) e vorranno sempre che il loro sistema di combustione sia regolato per ottenere la massima efficienza e il massimo risparmio di combustibile.

2. Temperatura. le caldaie ad accumulo funzionano solitamente a temperature minori di 400degC (752degF). I riscaldatori/fornitori possono funzionare fino a 1400degC (2552degF).

3. Classificazione per area. le caldaie che operano in ambienti classificati come aree pericolose richiedono un analizzatore di combustione classificato per area.

4. Costo. anche una grande azienda produttrice di caldaie cercherà il miglior rapporto qualità/prezzo di un analizzatore di O2/sistema di regolazione.

5. Posizione di installazione. L'installazione di una sonda lunga nella canna fumaria o di un piccolo sensore OEM nel controllore del bruciatore consente un'installazione flessibile in diversi tipi di impianti.

Il tipo caldaia e il costo influiscono sulla tecnologia che i clienti acquisteranno per un sistema di misurazione/controllo dell'O2. Queste, oltre alla sicurezza, il risparmio di combustibile/ROI, sono spesso le principali giustificazioni per l'acquisto.

Sintesi

Un analizzatore di ossigeno è uno strumento fondamentale per migliorare l'efficienza della combustione nelle caldaie, fornendo agli operatori la possibilità di monitorare la quantità di ossigeno nel processo di combustione, con dati in tempo reale per regolare e ottimizzare le condizioni di combustione.

Un analizzatore di ossigeno misura la quantità di ossigeno nei fumi e la confronta con la quantità teorica di O2 necessaria per una combustione completa.

Grazie a dati precisi, gli operatori degli impianti possono regolare il rapporto aria/combustibile per ottenere un'efficienza di combustione ottimale. Un eccesso di ossigeno nel processo di combustione può causare una combustione incompleta e un aumento delle emissioni, mentre una mancanza di O2 può causare emissioni di monossido di carbonio (CO) e altri rischi per la sicurezza. Monitorando costantemente i livelli di ossigeno e regolando il rapporto aria-combustibile secondo necessità, gli operatori possono quindi mantenere un processo di combustione sicuro ed efficiente.