Intervento di Mauro Braga, responsabile istituzionale dell'Accademia Viessmann, in occasione di mcTER 2012. La relazione mette in evidenza alcune soluzioni per lo sfruttamento ottimale della biomassa sulla scorta di realizzazioni che utilizzano di prodotti Köb e Mawera (Viessmann Group).

1. Moderne soluzioni per
l’ottimizzazione della
combustione con la
biomassa legnosa in
assetto cogenerativo
con ORC
Rel. Mauro Braga
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MC-Forest , 28 giugno 2012

2. L’AZIENDA VIESSMANN
Fondata nel: 1917
Sede: Allendorf (Eder)
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Dipendenti: 9.600
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Fatturato: 1,86 Mrd. Euro
Quota fatturato estero: 55 %

3. UN PROGRAMMA COMPLETO
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4. Siti di produzione
16 Stabilimenti in Germania, Francia, Austria, Polonia, Ungheria, Canada, Svizzera e Cina
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Programma di generatori a biomassa legnosa da 20 kW a oltre 13000 kW

5. SERVICE COMPLETO
Impianti a biomassa KöB/Mawera - Viessmann Group
ELABORAZIONE RICHIESTA TECNICA
A MISURA DEL CLIENTE E IMPIANTO
CONSULENZA SPECIFICA PER
PROGETTISTI
FORNITURA E MONTAGGIO
MECCANICO
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SERVICE DI MANUTENZIONE E
TELECONTROLLO
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6. Esempi di impianto
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7. Palace Hotel Ravelli
Mezzana - Val di Sole (TN)
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8. Dati impianto:
Palace Hotel Ravelli – Mezzana (TN) Val di sole
Capienza 120 pers. Circa 50 camere
Situazione esistente:
Centrale termica: 2 caldaie gasolio convenzionali
Consumo: 70.000 litri gasolio anno (riscaldamento – sanitario - piscina)
Spesa combustibile gasolio : 85 400 € (prezzo gasolio 1,22 €/lt)
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Incentivazione: 8000€ /a per 5 anni di T.E.E. (Certificati bianchi)
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9. Dati impianto:
Palace Hotel Ravelli – Mezzana (TN) Val di sole
Capienza 120 pers. Circa 50 camere
Nuovo impianto dal 2009:
Caldaia biomassa: Pyrot 540 kW utili a fiamma rotativa
Combustibile : Pellet – Cippato W40 (utilizzo Pellet)
Consumo: 135.000 kg/pellet consegnato sfuso con camion a pompa
Deposito: 169 mc (109850 kg/pellet - autonomia quasi un anno)
Estrazione: rotativa “pesante” a bracci snodati con coclea diam. 20 cm a
doppio motore braccio+coclea”
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Emissioni < 50 mg/m3 polveri direttamente all’uscita del generatore
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Costo combustibile pellet: 27.000 € (prezzo 0,20 €/kg)
Costo manutenzione ordinaria: 1500 €/anno

10. Caldaia Pyrot
Combustione rotativa da 100 a 540 kW con W 35%
 Adatta per combustibili secchi
e umidi fino W35-40
 Elevata turbolenza e ottima
combustione
 Bassissime emissioni – non
necessita generalmente di
depolverizzatore in uscita
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11. Caldaia Pyrot
Caratteristiche tecniche
Differenziazione
dell‘aria molto Combustione ottimale
articolata con quantità di aria
complessiva ridotta
Effetto secondario della
rotazione: l‘eventuale
cenere volatile grossa si
deposita nella camera di
aria II aria I
combustione a seguito
della forza centrifuga
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Zona esaurimento
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brace e rimozione Gassificazione in carenza
ceneri d‘ossigeno con griglia
mobile a 2 fasi

12. I pregi della serie Pyrot:
-Dimensioni ridotte (540 kW h= 235 cm)
-Accensione, spegnimento automatico
-Modulazione max sino al 30% della Pn
-Estrazione ceneri automatica 240-800 Litri
-Pulizia pneumatica fascio tubiero
-Filtro ciclonico, elettrofiltro (Accessorio)
-Telegestione
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13. Sistemi di scarico pellets pneumatico
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14. Raccolta e smaltimento ceneri
Serbatoio raccolta ceneri
su ruote da 240 a 800 liri
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Manovrabile da un solo operatore
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15. Generatore Pyrot a fiamma rotativa e accessori
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16. Mc-Forest 2012
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17. Generatori a biomassa legnosa
 Soluzioni personalizzate
 Costruzioni specifiche
 Massima flessibilità di combustibili
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18. Karl Pedross S.p.a. – Laces (BZ)
Impianto di cogenerazione con ORC
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Produzione
listelli in legno
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19. Dati tecnici impianto:
Alimentazione: segatura fine e polvere di legno
(utilizzo residui di lavorazione)
Generatore: Mawera Pyroflex da2200 kW th
Focolare: a insufflaggio Low-Nox
Vettore termico: olio diatermico
Gruppo ORC : 400 kWel
Gestione: Telecontrollo a distanza
Collaudo: 2011
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Tariffa omnicomprensiva 0,28 ct€/kW

20. Generatore di calore a insufflaggio per combustibili
polverizzati con combustione Low-NOx
Beispiel:
Alimentazione
pneumatica
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21. Generatore a insuflaggio per combustibili
polverizzati con combustione Low-NOx
Vantaggi di funzionamento:
- Campo di potenza da 850 a 13.000kW / potenza nominale con W=10%
- Creazione di poca cenere grazie alla combustione a insufflaggio
- Manutenzione estremamente ridotta con pulizia automatica
- Camera combustione secondaria (orizzontale o verticale da >4000 KW)
- Ricircolo gas di scarico
- Camera combustione Low-NOx
- Accensione automatica tramite bruciatore
- Estrazione cenere tramite coclea raffreddata ad acqua
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22. Pulizia automatica superfici di scambio
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Pulizia pneumatica effettuata in continuo durante la fase di funzionamento
del generatore per permettere intervalli di manutenzione più lunghi e maggiore
redditività dell’impianto.

23. Karl Pedross S.p.a. – Laces (BZ)
Impianto di cogenerazione con ORC
Gruppo turbina
ORC e alternatore
Locale tecnico
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Sistema raccolta e
stoccaggio ceneri

24. Teleriscaldamento Valdaora (Olang) (BZ)
Impianto dopo l‘installazione del gruppo ORC
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25. Camera di combustione tipo Low – NOx
Camera di combustione
Low-NOx - verticale
Modelli
FSR da 5 MW
Griglia mobile piana a zone, a
velocità ottimizzata e aria
preriscaldata per combustibili
umidi fino a W 60%
Ricircolo gas di scarico per
emissioni Low-Nox e controllo
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temperatura della camera di
combustione per prolungati
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tempi di funzionamento

26. Camera di combustione a griglia mobile piana
Vantaggi funzionamento:
-Campo potenza da 850 a 13.000 kW / potenza nom. a W=55%
(Garanzia di funzionamento fino W=60%)
- Camera combustione Low-NOx
- Alimentazione a coclea o a spintore raffreddato (dipende dal combustibile)
- Combustione calma / tranquilla, adatto per combustibili con elevato
contenuto di cenere (fino al 15%)
- Estrazione cenere sotto la griglia mobile automatica
- Griglia mobile e spintore raffreddato ad acqua
- Ricircolazione gas di scarico per abbattimento emisioni Nox
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- Preriscaldatore aria primaria
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- Estrazione cenere della camera combustione

27. Caratteristiche ed esigenze
 La caldaia Mawera modello Pyroflex è in grado di utilizzare non
soltanto il cippato derivante dal legno boschivo non più segabile e gli
scarti derivanti dalle numerose segherie e industrie di lavorazione del
legno della zona, ma anche materiali combustibili più fini quali
segatura e trucioli di piallatura.
 Altra richiesta della committenza era la riduzione al minimo del
personale impiegato per la gestione dell’impianto garantito anche dalla
presenza di un sistema di telecontrollo e di un sistema di pulizia
automatico delle caldaie per garantire elevati standard di prestazione
prolungati nel tempo .
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28. Teleriscaldamento Valdaora (Olang) (BZ)
Messa in funzione dell‘impianto 1994
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29. Ampliamento impianto 2006
Riqualificazione impianto con inserimento
nuovo generatore e gruppo ORC
per cogenerazione
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30. FSR 4550kW - Caldaia ad olio diatermico
Modulo ORC 650kW di potenza elettrica
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Progettazione e Copyright:
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Energieagentur Lippe GmbH

31. Caratteristiche dell’impianto:
Potenza elettrica : 688 kWel
Potenza termica: 3.170 kWth
Autoconsumo: 55 kWel
Produzione energia elettrica annua: ca. 3.500.000 kWh
Risparmio di CO2 6.800 t/a
Risparmio di gasolio 2.300 t/a
Polveri sottili nel gas combusto > 10 mg/m3 fumi
Polveri sottili normalmente misurate 2-3 mg/m3 fumi
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32. Stoccaggio combustibile nel silo
Carico linea di
alimentazione a rastrelli
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33. Rastrelli di movimentazione combustibile
Estrazione a rastrelli
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Fasi di installazione
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34. Assemblaggio camera di combustione primaria
Tipo FSR con camera di combustione
secondaria verticale di tipo Low-Nox
Sistema di combustione del tipo a griglia
piana composto da griglie in linee fisse
raffreddate ad acqua alternate da linee di
griglia mobili.
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35. Camera di combustione verticale a basso NOx
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Particolare del refrattario e griglia mobile

36. Fasi di assemblaggio scambiatore olio diatermico
L‘operatore è alto 1,75 m.
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37. Torre degli scambiatori o economizzatore
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Fase di installazione Installazione ultimata
con pulizia pneumatica

38. Pulizia pneumatica automatica del generatore
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39. Pulizia pneumatica automatica del generatore
Il sistema garantisce il funzionamento continuo dell‘impianto fino oltre 10000 ore.
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Una fermata dell‘impianto a causa della pulizia della superfice di scambio termico
richiede almeno 14 giorni (incluso le fasi di raffreddamento della temperatura
nell‘impianto) significa mancata produzione di calore e di corrente e quindi una
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perdita di ca. 13.000 €/giorno
(funzione delle tariffe orarie di calore e corrente elet. – manodopera, ricambi, ecc..)

40. Sistema di filtrazione gas di scarico
L’impianto di trattamento dei gas combusti si compone sostanzialmente dei
seguenti elementi:
- un filtro multiciclonico per gas combusti che riduce le polveri fino a 150 mg/m³
- un filtro elettrostatico che riduce le polveri in uscita ad un valore < 20 mg/m³
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41. Multiciclone – Filtrazione polveri
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42. Sistema di raccolta cenere automatico
Sistema di raccolta a umido per evitare il
disperdersi delle polveri fini
Sistema di movimentazione carrellabile
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43. Rimozione ceneri
Raccolta ceneri ad umido
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44. Letto di brace a griglia mobile
Il processo di combustione viene gradualmente regolato con un moderno
comando dotato di microprocessore. In tal modo i valori limite di emissione
vengono mantenuti minimi lungo l’intero processo
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45. DATI TECNICI TRATTAMENTO FUMI
Limiti garantiti:
Valori di emissione: polvere < 20 mg/Nm3 (effettivi 2/3 mg/Nm3*)
Valori di emissione: NOx < 400 mg/Nm3 (effettivi 70 mg/Nm3)
Valori di emissione: CO < 150 mg/Nm3 (effettivi 60 mg/Nm3)
Valori di emissioni: Toc < 50 mg/Nm³
Ossigeno di riferimento: 13 %
* con filtro elettrostatico
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46. EFFICACIA ELETTROFILTRO
Elettrofiltro in Senza elettrofiltro
funzione
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Foto Repke

47. Cogenerazione con ORC - Trasporto
Trasporto gruppo turbo alternatore
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Lunghezza convoglio 32 m - Peso complessivo 80 Tonnellate
- Generazione elettrica 50 Tonnellate

48. GRUPPO DI COGENERAZIONE
Gruppo turbo/alternatore ORC 650 - Trasporto
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49. GRUPPO DI COGENERAZIONE
Processo ORC con turbina a vapore- Inserimento in locale C.T.
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50. Stromerzeuger - in Betrieb
Gruppo di cogenerazione in servizio
alternatore
Turbina
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51. Sala gestione impianto
Il sistema di controllo e regolazione gestisce l’intero impianto, dal trasporto
del combustibile alla canna fumaria
Il software, sviluppato sulla base delle nozioni più moderne in fatto di tecniche
di combustione, viene programmato direttamente da Viessmann Engineering
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52. Cogenerazione di energia termica ed elettrica
mediante focolare a combustibile legnoso
Organic Rankine Cycle (principio a ciclo parziale)
Sistema ad olio diatermico Processo – ORC
Olio siliconico 1 Focolare
2 Caldaia ad olio diatermico
270 °C / 10 bar
3 Economizzetore I
4 4 Economizzatore II
B 5 Evaporatore ORC
170 °C
6 Pompa primaria
10
7 Scambiatore di calore
supplementare ORC
320 °C / 10 bar 9 G 8 LUVO – Preriscaldamento aria
primaria
5 9 Turbina
10 Generatore
230 °C / 0,2 bar 11 Rigeneratore
3 240 °C 12 Condensatore
13 Pompa
14 Pompa della rete acqua
15 Utilizzatore del calore
6 11
370 °C
A Aria
B Fumi di scarico verso i filtri
7
14
80 °C
2
12
100 °C
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Biomass 60 °C
1 8 15
A 95 °C / 0,2 bar
Rete di
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80 °C
13
teleriscaldamento
Focolare

53. COSTO DI MANUTENZIONE DELL’IMPIANTO
Per un impianto a olio diatermico (meccanica del silos, camera
combustione 1 e 2, caldaia olio diatermico, filtro multi ciclonico, filtro
elettrostatico) di questo tipo si può calcolare circa 25.000,00 €/a per la
pulizia e la manutenzione (che è da fare una volta l’anno)
Anche per la turbina del tipo ORC si deve prevedere circa 25.000,00 €/a
per la manutenzione / servizio.
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54. ORGANIC RANKINE CYCLE - ORC
I vantaggi del sistema ORC
• Semplice regolazione della potenza
• Grande spettro di regolazione dell‘esercizio (10…20 - 100%)
• Elevati rendimenti in ogni fase di esercizio dell‘impianto
• Basse temperature e pressioni di lavoro
• Costruzione compatta e semplice accessibilità per la manutenzione
• Bassi costi per l‘esercizio
• Conduzione impianto senza sorveglianza permanente del personale
• Semplice integrazione del sistema in impianti anche esistenti
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•Attualmente il sistema più affidabile e garantito per la
cogenerazione da biomassa legnosa

55. …. grazie per l’attenzione
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