Studio e modellazione CFD della caldaia dell'impianto di termovalorizzazione dei rifiuti di Torino. = CFD study and modeling of the Turin waste-to-energy plant furnace.

Il lavoro di tesi qui presentato ha come obiettivo principale lo studio del sistema griglia-caldaia del termovalorizzatore di rifiuti di Torino. L’impianto è affidato in gestione alla società TRM S.p.A. (Gruppo IREN S.p.A), che ha gentilmente messo a disposizione gran parte del materiale utile alla realizzazione di questo elaborato. A corredo dello studio dei sistemi della caldaia, si è voluto creare un modello che simulasse la combustione in caldaia e che potesse rappresentare uno strumento di ausilio sia in fase di progettazione, sia in fase di conduzione. Il modello, infatti, a seconda dello scenario dato in input, attraverso un calcolo CFD, fornisce la distribuzione delle temperature all’interno della camera di combustione. Modificando, quindi, alcuni parametri di progetto in ingresso è possibile valutarne gli effetti, in termini di variazione di temperatura. La simulazione utilizza il metodo dei volumi finiti e discretizza le equazioni caratteristiche secondo l’approccio RANS. Per la turbolenza si adotta il modello standard k-ℇ, mentre per la cinetica chimica ci si affida al meccanismo GRI-Mech 3.0 e al modello della combustione Eddy Dissipation Concept (EDC). All’inizio del presente elaborato (capitolo 2) vengono descritti il funzionamento dell’impianto e i principali sistemi che compongono la griglia di combustione. Inoltre, dopo una premessa generale sul calcolo CFD, viene introdotto il programma di simulazione OpenFOAM usato per i calcoli (capitolo 3). Più avanti (capitolo 4) si illustra il modello, prima attraverso la spiegazione della fase di conversione dei rifiuti dalla fase solida a quella aeriforme, poi tramite la descrizione del calcolo CFD. Infine, sono forniti i risultati della simulazione, che vengono anche confrontati con i dati reali messi a disposizione da TRM. Le conclusioni sono elaborate nell’ultimo capitolo (capitolo 5).