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I test sui bruciatori forniscono l’opportunità di raccogliere e verificare informazioni preziose come: parametri operativi, emissioni inquinanti, dimensioni della fiamma, flusso di calore, limiti di sicurezza e altro. Le informazioni che derivano dai dati delle prove, sono spesso essenziali per la verifica delle prestazioni dei vari dispositivi usati oltre ad essere fondamentali per la ricerca e lo sviluppo. I dati empirici raccolti dai test dei bruciatori sono informazioni che possono essere utilizzate per migliorare le capacità predittive dei modelli CFD, che stanno diventando strumenti sempre più utilizzati nella ricerca, nello sviluppo e nella progettazione di impianti di combustione all’avanguardia.
Nella tesi si descrive un sistema di campionamento di gas caldi strumentato con spettrometro FTIR, di proprietà IFRF, utilizzato nella caldaia CASPER situata nell’Area Sperimentale Enel a Livorno. Le prove sono state eseguite bruciando gas naturale e prelevando i campioni di gas direttamente in fiamma. La caldaia consente di provare, in scala ridotta, le modifiche da applicare ai bruciatori delle centrali del parco ENEL e permette di sviluppare bruciatori a bassa emissione di NOx, da destinare ad impianti industriali di media potenza. Con essa è possibile caratterizzare nuove tipologie di combustibili ( liquidi e gassosi ) e verificare l’effetto dei vari parametri sulle emissioni di NOx, CO, particolato e sulla produzione di incombusti. Può essere impiegata per la caratterizzazione di additivi promotori della combustione ed è anche utilizzata per la produzione di vapore.
Per eseguire le misure, la sonda di campionamento collegata allo spettrometro FTIR è stata inserita nelle porte numero 1 e 2 di CASPER, a diverse distanze dall’asse del bruciatore. Gli spettri IR ottenuti sono stati analizzati inizialmente con il software Calcmet™, utilizzando le impostazioni ORION. Successivamente, data la presenza di alcune misure in errore, sono state sviluppate nuove impostazioni di analisi che hanno consentito di ottenere risultati migliori sia per numero di componenti ricercati che per residui relativi all’analisi spettrale. Calcmet™, con le nuove impostazioni, è stato usato anche per analizzare gli spettri derivanti da una precedente campagna sperimentale eseguita nella fornace Fosper ottenendo buoni risultati. Si pensa di continuare la sperimentazione dello strumento di campionamento per verificare più in dettaglio le sue potenzialità nel campo della ricerca e dello sviluppo.