COPERTINA
A-B-C-D
PICCOLO GLOSSARIO (E-F-G-H-K-I-L-M-N-O)
P-Q-R-S-T-U-V-Z
ECCESSO D'ARIA: affinché la combustione avvenga nel migliore dei modi (niente incombusti, niente CO) occorre che accanto ad ogni particella di combustibile ci sia una particella di ossigeno.
Poiché però le particelle di combustibile sono grandi, nonostante l'atomizzazione, cioè contengono un grandissimo numero di atomi di carbonio e di idrogeno, mentre l'ossigeno si presenta, essendo un gas, sotto forma di molecole O2, segue che statisticamente gli atomi di C e di H incontreranno l'ossigeno in successione, man mano che procede la combustione che favorisce la gassificazione del combustibile. Il percorso del fumo dentro la caldaia non è lungo e quindi occorre aumentare la quantità di aria immessa affinché aumenti la probabilità che tutti gli atomi di C e H incontrino un atomo di O prima che inizi il viaggio verso il camino.
Se ciò non accade c'è il rischio che la combustione si completi nel camino(*) con gravi perdite di efficienza e rischi di esplosioni.
(*) nei motori a combustione interna può accadere un fenomeno simile: la combustione, per eccesso di combustibile o per difetto di aria o per mancata regolazione delle valvole di scarico, continua nella marmitta, con il rischio di esplosioni.
ECONOMIZZATORE: questo nome è riservato al preriscaldatore dell'acqua. E' costituito da un tubo avvolto a serpentina, immerso nel fumo, percorso dall'acqua proveniente dalla pompa di estrazione, cioè dal condensatore, oppure dall'acqua proveniente dai trattamenti.
FERMATA E MESSA IN MARCIA: sono due operazioni che richiedono tempo e perizia da parte di tutto il personale dell'impianto, comportando una grande serie di interventi coordinati. Fra le due l'operazione più rischiosa e lunga è la messa in marcia. Basti pensare che occorre dare il tempo ai materiali metallici di cambiare lunghezza man mano che la temperatura aumenta.
In entrambi i casi occorre regolare le portate di aria, acqua e combustibile, controllare la temperatura e la pressione in molti punti del circuito, aprire e chiudere valvole di sfiato, riempire e vuotare serbatoi, ecc. Tutto ciò in sequenze preordinate in tempi prestabiliti.
FILTRI: acqua, aria, combustibile, fumo trasportano elementi estranei alla funzione che devono svolgere. Da ciò segue che tutti questi elementi devono essere filtrati per renderli adatti all'impiego. Naturalmente occorre usare filtri diversi per ciascuna funzione. Per esempio i filtri per il fumo sono costituiti di reti metalliche elettrizzate in modo da formare una specie di condensatore elettrico. Il fumo trascina particelle solide, dotate di cariche elettriche, le quali, passando tra le maglie delle reti, vengono attratte dall'una o dall'altra, a seconda della carica positiva o negativa, rimanendo imprigionate. Periodicamente le reti vanno ripulite.
FILTRO DEUMIDIFICATORE: il vapore, alzandosi tumultuosamente nei tubi bollitori, trascina gocce d'acqua sino al c.c.s. Se queste gocce d'acqua passassero direttamente nei surriscaldatori, "esploderebbero" istantaneamente in vapore portando alla rovina gli stessi tubi. Perciò il vapore deve essere "asciugato" in luogo sicuro. Nel c.c.s. il vapore viene costretto a gorgogliare entro il volume di liquido ivi raccolto perdendo così la maggior parte delle gocce. Alzandosi dalla superficie dell'acqua il vapore passa attraverso una serie di fitte griglie metalliche lungo le quali si deposita il resto di liquido trascinato: nel duomo quindi giunge vapore "secco". Questo sistema statico è talvolta accompagnato da un sistema dinamico rappresentato da una centrifuga.
FOCOLARE: è il luogo dove avviene la combustione primaria. Se si usa carbone in pezzi esso è rappresentato da una griglia, solitamente di ghisa, sulla quale si appoggia il combustibile in pezzatura più o meno grande; da sotto la griglia entra l'aria e sopra si crea la fiamma. Se si usa combustibile liquido o gassoso il focolare è la zona centrale del locale caldaia, nella quale il combustibile viene "sparato" insieme all'aria. L'accensione in questo caso è assicurata da uno stoppino manovrato dall'esterno; la combustione prosegue poi per conto proprio.
H2 O GASSOSA: quando la temperatura dell'H2 O diventa maggiore di 374 °C si ottiene gas (vedi VAPORE). Tecnicamente però non si dice gas d'acqua: questo nome spetta infatti ad un tipo di gas di città che si ottiene spruzzando acqua polverizzata su carbone fossile arroventato. In queste condizioni si ottiene una miscela di gas che contiene idrogeno, monossido di carbonio, anidride carbonica e ossigeno e viene distribuito nelle case come combustibile per cucina o per riscaldamento.
KELVIN: è la scala delle temperature assolute; si indica solitamente con la T maiuscola; è l'unica da utilizzare nei problemi di termodinamica; ha lo zero in corrispondenza dello stato "atomi fermi" (zero assoluto) che vale circa - 273 °C; il grado Kelvin è "grande" come il grado Celsius.
IONI: sono atomi privati di uno o più elettroni oppure molecole divise in due parti. In entrambi i casi gli ioni sono elettricamente carichi, positivamente (anioni) o negativamente (cationi). Normalmente gli atomi e le molecole sono neutre, cioè hanno tante cariche positive quante negative. Per molte ragioni però questa situazione può essere modificata portando alla dissociazione; per esempio la molecola H2O può dissociarsi in H+ e OH-, anzi è la norma che nell'acqua ci sia una continua associazione e dissociazione, cioè si ha una perenne evoluzione fra i due stati.
Il sale da cucina (cloruro di sodio) in acqua si dissocia in Na+ e Cl-; l'acido solforico si dissocia in 2H+ e SO4--, e così via. E' importante notare però che gli elementi così separati non si allontanano fra di loro, per cui ad esempio il cloro non esce dalla soluzione e nella minestra noi non sentiamo separatamente i sapori del sodio e del cloro.
La quantità di tali ioni si misura in p.p.m. (parti per milione), di solito tradotti in grammi a m3(*) o a chilogrammo. Ecco alcuni valori indicativi:
a) silice SiO2: 0,1 p.p.m. (0,1 gr / m3) per caldaie a bassa pressione; 0,05 p.p.m. (0,05 gr / m3) per caldaie a media pressione (p = 60 ata); 0,02 p.p.m. (0,02 gr / m3) per caldaie ad alta pressione (p = 80 ata);
b) ossigeno O2: da 0.05 p.p.m. a meno di 0.006 p.p.m. passando da pressioni minori di 20 ata a pressioni maggiori di 60 ata;
c) calcio Ca++: meno di 0.05 p.p.m.;
d) magnesio Mg++: meno di 0.02 p.p.m.;
e) sodio Na+: meno di 0.1 p.p.m..
I trattamenti che si effettuano nelle torri di depurazione servono per ottenere nelle acque di caldaia i suddetti valori per gli ioni.
(*) ricordiamo che 1 m3 di acqua ha un peso (o una massa) di 1.000 kg e quindi di 1.000.000 di gr.
MANUTENZIONE: si può catalogare in ordinaria, piccola o grande, straordinaria e programmata.
Dal punto di vista economico la manutenzione è solo di due tipi: quella che si può fare senza fermare l'impianto e quella che richiede la sua fermata. Questo tipo di manutenzione è ovviamente la più dolorosa poiché richiede di rinunciare alla produzione e soprattutto grandi capitali. La sostituzione di un manometro o di un termometro può essere relativamente semplice se è possibile deviare il flusso d'acqua o di vapore durante l'operazione; diverso è se anche una cosa così semplice richiede di fermare tutto l'impianto. Ne segue che molte parti saranno doppie, che ci saranno derivazioni e by pass in molti punti, proprio per evitare che un piccolo intervento produca grandi perdite di denaro.
L'esempio più semplice è quello che costringe ad avere doppi impianti di pompaggio e di depurazione dell'acqua e del combustibile e di compressione per l'aria. Una qualunque causa di guasto di tali macchine infatti determina la fermata di tutto.
La manutenzione straordinaria è appunto quella che si effettua per parti difficili da raggiungere, per esempio i tubi bollitori, le serpentine di surriscaldamento o dell'economizzatore oppure il preriscaldatore, giungendo sino alla turbina.
La manutenzione programmata è basata su un'altra filosofia: per ciascun elemento si prevede una durata di funzionamento ottimale, in modo tale che tutti gli elementi abbiano la stessa previsione di vita. Giunti alla scadenza della vita comune, tutti gli organi vengono sottoposti a revisione completa ed eventualmente sostituiti anche se in apparenza sono lontani da un possibile guasto. Questo tipo di manutenzione richiede un profondo e minuzioso studio in fase di progettazione e di collaudo per evitare che nell'insieme ci sia un elemento così debole da cedere prima degli altri. La manutenzione programmata è in uso da sempre ad esempio nell'aviazione, in quanto i guasti non possono e non devono verificarsi all'improvviso.