Rilevazione fiamma – per ogni applicazione il sistema giusto

M.A. Klemmt - Artemide

Rilevare la presenza di una fiamma in un processo di combustione spesso risulta più complesso del previsto. I sensori fiamma vengono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni industriali, di processo e di produzione d'energia. Loro formano una componente critica nelle catene di sicurezza che provedono il fermo immediato di un'impianto nel caso di guasti, evitando così esplosioni o altre condizioni di pericolo che possono potenzialmente danneggiare persone o cose. La forma più semplice di un sensore fiamma consiste in un'elemento che rileva la ionisazione mentre le apparecchiature più avanzate lavorano con microprocessori complessi che permettono di distinguere tra diversi fiamme contemporaneamente presenti in una camera di combustione e di escludere la eventuale radiazione di fondo o dei refrattari. Sistemi semplici di combustione tendono di utilizzare la rilevazione fiamma attraverso la ionizzazione, che si basa sulla ricerca dei correnti micro ampère nel cono centrale della fiamma. La maggior parte dei sensori fiamma utilizzati in applicazioni industriali o di processo sfrutta invece sistemi ottici che rivelano in diversi modi la presenza di radiazioni emessi come parte del processo di combustione stesso. La luce visibile per l'occhio umano non è sufficiente nè adeguata per garantire la rilevazione della presenza di una fiamma. Per questo motivo si sfrutta la parte di radiazione IR e UV dello spettro della luce emessa per assicurarsi con certezza che un combustibile brucia sì o no. Le caratteristiche della radiazione sono determinate dai combustibili usati - in linea di massima combustibili sotto forma di gas tendono di emettere radiazioni UV mentre nei combustibili liquidi o solidi prevalgono le radiazioni IR. In ogni caso il maggior parte dei combustibili utilizzati industrialmente producono una banda di radiazioni che interessa sià la luce UV che IR. questo fatto rende spesso dificile la scelta dell'elemento di rilevazione coretto, non esistendo un'elemento solo che garantisce il successo sull'intera banda spettrale in ogni condizione. Diversi fattori possono condizionare la scelta dell'elemento giusto : per esempio il vapore acqueo assorbe la luce UV e pertanto bruciatori che utilizzano vapore per l'iniezione e atomizzazzione del olio combustibile possono avere difficoltà nell'utilizzo di sensori UV - un altro problema consiste nella contaminazione delle lenti dei sensori con poleri o olii, che reduce di molto le prestazioni di rilevamento. In questi casi necessitano interventi di manutenzione preventiva oppure l'impiego di lance d'aria compressa per lo spurgo del campo visivo del sensore. I sistemi di rilevazione fiamma possono essere divisi in sistemi adatti per l'esercizio non continuativo oppure continuativo. I primi richiedono il fermo del bruciatore al minimo una volta nelle 24 ore per assicurarsi che il sensore distingue i due stadi (fiamma accesa/fiamma spenta). I sensori fiamma che utilizzano tubi UV non sono fail safe e necessitano di verifiche periodiche di funzionamento. In alcuni casi si utilizzano cosidetti shutter per la simulazione meccanica della presenza/assenza della fiamma. I rilevatori avanzati di fiamma utilizzano strategie più sofisticate per l'autocontrollo, per esempio il flicker : il flicker ovvero guizzare della fiamma dipende dal tipo di combustibile, del processo di conbustione e dal design del bruciatore. La frequenza del flicker tende di incrementare assieme col carico del bruciatore perchè risulta una funzione della velocità dell'aria e della miscelazione col combustibile alla testa di combustione. La frequenza del flicker varia lungo il passo della fiamma diminuendo in particolar modo verso la fine. Questa caratteristica viene sfruttata per distinguere le fiamme presenti in una camera di combustione con più di un bruciatore oppure per discrimare la fiamma dalla radiazione di fondo.. LAMTEC dispone di una esperienza pluridecennale nello sviluppo e nella produzione di rilevatori fiamma, con sensori UV e IR, per una vasta gamma di applicazioni nell'industria, inclusi sensori realizzati secondo SIL e certificati per l'utilizzo in Ex Zone 1 e 2. Il top della gamma consiste nel nuovo sensore fiamma F300K con dual scanner UV/IR ed elettronica e software sofisticata per poter analizzare anche la qualità della combustione durante l'esercizio.