I medi impianti di combustione sono fondamentali per il funzionamento di diversi processi produttivi e per la produzione di energia termica finalizzata al riscaldamento di grandi strutture civili.
A tal proposito, la gestione ottimale del processo di combustione e il rispetto dei limiti emissivi sono estremamente importanti e regolamentati da precise direttive a livello Europeo recepite dall’Italia attraverso una serie di Decreti Legislativi.
Il capostipite di queste misure è il D.Lgs 152/2006, detto anche Testo Unico Ambientale, la cui parte V fa espressamente riferimento alla regolamentazione delle emissioni in atmosfera degli impianti di combustione.
Proprio tale parte V, ha subito nel corso degli anni una serie di modifiche ed integrazioni tradotte in ulteriori decreti, il più importante tra i quali è il D.Lgs. 183/2017, risultato dell’attuazione della Direttiva UE 2015/2193.
Il D.Lgs. 183/2017 va ad introdurre il concetto chiave di Medio Impianto di Combustione, che ad oggi rappresenta la categoria nella quale ricade la quasi totalità delle caldaie e dei generatori a servizio di industrie e grandi strutture residenziali e terziarie.
MA COSA SI INTENDE PER MEDIO IMPIANTO DI COMBUSTIONE?
Innanzitutto, occorre operare una prima distinzione fra impianto di combustione non meglio specificato, che chiameremo “generico”, e impianto termico civile, concetto introdotto quest’ultimo dal D.Lgs. 128/2010:
con impianto termico civile si intende un generatore la cui produzione di calore è esclusivamente destinata, anche in edifici ad uso non residenziale, al riscaldamento o alla climatizzazione invernale o estiva di ambienti o al riscaldamento di acqua per usi igienici e sanitari.
Va da sé, che tutti gli impianti di combustione “generici”, che non rientrano quindi in questa definizione, sono quelli la cui produzione è anche in minima parte utilizzata a servizio di un processo, che sia questo produttivo, di sanificazione, di essiccazione ecc.
A tal proposito, il D.Lgs. 183/2017 è strutturato su tre titoli:
- TITOLO I: disciplina e impone limiti emissivi per:
Impianti di combustione generici (uso processo) di potenza pari o superiore ad 1 MW e inferiore a 50 MW
Impianti termici civili di potenza pari o superiore a 3 MW e inferiore a 50 MW
- TITOLO II: disciplina e impone limiti emissivi per impianti termici civili di potenza pari o superiore ad 1 MW ed inferiore a 3 MW
- TITOLO III: Impone le prescrizioni in merito al rendimento di combustione e ai sistemi da prevedere mantenerlo su livelli ottimali e costanti.
Con l’entrata in vigore del D.Lgs. 183/2017, tutti gli impianti che ricadono nella categoria dei medi impianti di combustione, diventano soggetti ad autorizzazione ambientale da parte degli enti preposti, analogamente a quanto già richiesto dal 2006 in poi per i Grandi Impianti di Combustione (Pn > 50MW)
TITOLO I: LIMITI EMISSIVI DEI MEDI IMPIANTI DI COMBUSTIONE
Entrando nel merito degli impianti disciplinati dal titolo I, per questi vengono specificati, negli appositi allegati al decreto, i limiti emissivi e le relative scadenze per gli adeguamenti, con distinzione sulla base di potenza e data di messa in servizio.
Concentrando il focus sul combustibile ad oggi più diffuso per questa tipologia di impianti, il gas naturale (metano), e sull’inquinante più complesso da abbattere, gli NOx, i limiti imposti sono:
- Pn > 5 MW messi in esercizio prima del 20 dicembre 2018:
NOx < 200 mg/Nm3 da garantire entro il 1 gennaio 2025
- 1 MW ≤ Pn ≤ 5 MW messi in esercizio prima del 20 dicembre 2018:
NOx < 250 mg/ Nm3 da garantire entro il 1 gennaio 2025
- Nuovi impianti o impianti messi in esercizio dopo il 20 dicembre 2018:
NOx < 100 mg/Nm3 da garantire con decorrenza immediata
TITOLO II: LIMITI EMISSIVI DEGLI IMPIANTI TERMICI CIVILI
Analogamente a quanto visto per gli impianti disciplinati dal titolo I, anche per gli impianti termici civili si fa distinzione fra nuovo ed esistente relativamente ai limiti emissivi.
Sempre con riferimento a combustibile metano ed inquinante NOx si ha:
- Per impianti messi in esercizio prima del 20 dicembre 2018:
NOx < 200 mg/Nm3 da garantire entro il 1 gennaio 2029
- Per impianti messi in esercizio dopo il 20 dicembre 2018:
NOx < 100 mg/Nm3 da garantire con decorrenza immediata
TITOLO III: IL RENDIMENTO DI COMBUSTIONE E IL CONTROLLO DEL RAPPORTO ARIA-COMBUSTIBILE
Una delle novità più rilevanti apportate dal D.Lgs. 183/2017 riguarda l’introduzione dell’obbligo di monitorare e mantenere costante il rendimento di combustione dei medi impianti di combustione durante tutto il loro ciclo di vita.
In particolare, all’art. 294 è espressamente sancito che:
“… al fine di ottimizzare il rendimento di combustione … gli impianti devono essere dotati di un sistema di controllo della combustione che consenta la regolazione automatica del rapporto aria-combustibile.”
Ciò vale tutte le tipologie di impianti medi di combustione; infatti, mentre al comma 1 si fa riferimento a tutti gli impianti disciplinati dal Titolo I, al comma 3 la prescrizione è allargata anche agli impianti termici civili disciplinati dal titolo II.
Tuttavia, su questo punto il D.Lgs. 183/2017 risultava incompleto, in quanto non venivano specificati due aspetti fondamentali relativi al sistema di controllo della combustione:
- Non veniva spiegata la metodologia da attuare per operare tale controllo;
- Non erano specificate le date ultime entro le quali sarebbe diventato obbligatorio adeguarsi alla prescrizione.
Tali mancanze sono state colmate dall’ultima integrazione in ordine di tempo, il D.Lgs. 102/2020 nel quale viene aggiunto il comma 3-bis all’art. 294, dove viene specificato che:
“Per consentire la regolazione automatica del rapporto aria-combustibile … il sistema di controllo della combustione deve essere in grado di garantire il mantenimento in continuo dei valori di rendimento verificati al collaudo e di quelli applicabili per effetto della vigente normativa, anche in presenza di variazioni chimico/fisiche dell’aria comburente o del combustibile. Tale condizione si considera rispettata se è utilizzato un sistema di regolazione automatica che prevede la misura in continuo del tenore di ossigeno residuo nelle emissioni o dei valori espressi come massa di comburente o combustibile.”
Sempre nel D.Lgs. 102/2020, nelle disposizioni finali, sono riportate anche le scadenze ultime per l’adeguamento per impianti esistenti, cioè per impianti in esercizio prima del 20 dicembre 2017:
- Al primo rinnovo dell’autorizzazione ambientale per medi impianti di combustione “generici” (Titolo I);
- Entro il 1 gennaio 2025 per impianti termici civili (Titolo II).
SISTEMA DI CONTROLLO DELLA COMBUSTIONE MEDIANTE SONDA O2 E DIFFERENZE RISPETTO AI SISTEMI DI MONITORAGGIO EMISSIONI
Con il decreto integrativo del 2020 diventa finalmente chiaro come operare il controllo in continuo del rendimento di combustione: utilizzare la lettura del tenore di ossigeno residuo dei fumi per retro-regolare il rapporto aria/combustibile mantenendolo entro un certo range.
Nella pratica, i bruciatori operano con eccesso d’aria comburente rispetto al minimo valore stechiometrico, per assicurare la completa ossidazione del combustibile. Per contro un eccesso d’aria troppo elevato, comporta il raffreddamento della fiamma con conseguente calo del rendimento di combustione e aumento delle emissioni; da ciò deriva l’evidente la necessità di operare un sistema di controllo attivo dell’ossigeno nei fumi per mantenerlo all’interno di un adeguato intervallo.
Baltur, sui propri bruciatori a controllo O2, utilizza una sonda all’ossido di zirconio posizionata al camino per la lettura del tenore di ossigeno residuo nei fumi; tale valore è poi passato all’apparecchiatura di controllo del bruciatore, che la utilizza per regolare in continuo la quantità di aria comburente, agendo sull’inverter del ventilatore o sul servomotore della serranda aria.
Tuttora, il sistema di controllo attivo della combustione o cosiddetto “controllo O2”, è spesso confuso con i sistemi di monitoraggio delle emissioni, comunemente chiamati SME.
Prima dell’entrata in vigore del D.Lgs. 183/2017, nelle prime versioni del Testo Unico Ambientale, per impianti con potenza nominale ≥ 6 MW era obbligatorio:
“… essere dotati di rilevatori della temperatura nell’effluente gassoso nonché di un analizzatore per la misurazione e la registrazione in continuo dell’ossigeno libero e del monossido di carbonio.”
Ciò si traduceva nella necessità di installare sugli impianti un sistema di monitoraggio che in continuo registrasse e mostrasse a video i valori di O2, CO e temperatura dei fumi, detto appunto SME – Sistema Monitoraggio Emissioni.
È bene ricordare che lo SME è un sistema puramente passivo, che non va in nessun modo ad agire sui parametri della combustione, diversamente dal sistema di controllo della combustione, che invece utilizza i valori letti dalle sonde per eseguire un controllo attivo con conseguenti concreti benefici ambientali ed economici.
Ad oggi, il tradizionale sistema SME non è più obbligatorio su base nazionale, se non sui grandi impianti di combustione (Pn > 50 MW); fanno eccezione alcune Regioni (Piemonte e Lombardia), che ancora lo richiedono su particolari categorie di impianti, sempre in abbinamento però ad un sistema di controllo attivo della combustione.
A tal proposito Baltur ha sviluppato un proprio Sistema di Monitoraggio delle Emissioni (SME) con registrazione in continuo che presenta un importante vantaggio tecnico-commerciale: le sonde che il bruciatore utilizza per la regolazione della combustione (controllo attivo O2-CO), sono le stesse che vengono utilizzate per la registrazione dei valori mediante SME.
LA PROPOSTA BALTUR PER RISPONDERE AGLI ADEMPIMENTI NORMATIVI
Abbiamo visto quindi che la normativa in materia ambientale relativa ai medi impianti di combustione è ampia e piuttosto complessa.
Baltur, in quanto azienda leader da 75 anni nella costruzione di bruciatori, si pone come partner tecnico e commerciale per l’adeguamento e l’efficientamento dei medi impianti di combustione, partendo proprio dalla parte di consulenza normativa.
Il reparto Pre Sales Italy di Baltur, composto da figure altamente preparate, mette a disposizione degli operatori del settore le proprie competenze: proprietari di impianti, conduttori e installatori che pensino di aver a che fare con impianti regolamentati dal D.Lgs. 182/2017, possono sempre far riferimento ai nostri tecnici per una prima analisi del contesto normativo in cui ricadono gli impianti.
Una volta stabilite le esigenze dello specifico impianto, il team Pre Sales svilupperà poi la proposta tecnica idonea all’adempimento degli obblighi del decreto, avvalendosi delle tecnologie di ultima generazione disponibili nella gamma di bruciatori Baltur.
Una su tutte: i bruciatori TBG SLX ME omologati in Classe 4 di emissioni secondo normativa EN 676. Questa gamma di bruciatori, per l’appunto denominati SUPER LOW NOx, permette di raggiungere emissioni di NOx che vanno dai 30 mg/Nm3 agli 80 mg/Nm3, ampiamente al di sotto dei valori massimi permessi dalla legislazione nazionale.
Questa gamma di bruciatori trova applicazione in contesti impiantistici nei quali è molto complesso abbattere le emissioni:
- Caldaie con fluidi ad alta temperatura quali vapore ed acqua surriscaldata;
- Caldaie datate con focolari di ridotte dimensioni e geometrie ad inversione di fiamma.
A tutto ciò si aggiunge il grande know-how di Baltur nella realizzazione di progetti fuori standard per applicazioni speciali, con soluzioni custom sviluppate ad hoc da un’altra eccellenza dell’azienda, il Dipartimento Application Engineering.
L’Application collabora e supporta il Pre Sales nella fase di preventivazione tecnica di tutti i bruciatori fuori standard, senza distinzione di potenza (da 30/40 kilowatt fino a 40 megawatt), partendo da studi di fattibilità, progettazione e valutazione economica fino ad arrivare alle ultime fasi di commissioning e startup.
LE PROSSIME SCADENZE: 1 GENNAIO 2025
Come visto, la prima scadenza imposta del D.Lgs. 183/2017 si avvicina; dal 1 gennaio 2025 scadrà infatti il termine ultimo per:
- L’adeguamento a valori di NOx < 200 mg/ Nm3 per tutti gli impianti medi di combustione con potenza nominale > 5 MW;
- L’installazione del sistema di controllo della combustione su tutti gli impianti termici civili in esercizio prima del 20 dicembre 2017;
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