Sviluppo di un codice per la previsione delle proprieta di fouling e slagging di carboni

Abstract

Questo documento costituisce la relazione tecnica finale del contratto Servizio per lo sviluppo di un codice per la previsione delle proprietà di fouling e slagging di carboni, Contratto d'appalto nr. 44AV0671, stipulato tra il CRS4 e l'ENEL-CRT. In esso viene inizialmente descritto il modello fisico-matematico su cui è basato l'algoritmo per la descrizione delle caratteristiche delle ceneri volatili ottenute dalla combustione di particelle di una data specie di carbone. Carbone che, a sua volta, è descritto da un insieme di dati sperimentali che vanno dai dati ASTM (American Society for Testing and Materials) ai molto più dettagliati dati CCSEM (Computer Controlled Scanning Electron Microscopy). Nella seconda parte del documento viene presentato l'algoritmo di calcolo e lo schema generale del codice, scritto in Fortran 90, che implementa un tale algoritmo. Il codice denominato CHARCO è il deliverable principale del contratto di cui sopra. Successivamente è presentata una descrizione dettagliata del codice numerico, delle strutture dei dati di input e output, e del suo utilizzo. Di ogni Subroutine viene data un'esplicita descrizione del suo ruolo con frequenti richiami alla parte modellistica, e del suo flusso di dati in input/output. Nella sezione dei risultati sono presentati alcuni degli output che è possibile ottenere dall'esecuzione del codice CHARCO. Sono riportati esempi di risultati ottenuti a partire da input sperimentali caratterizzanti il carbone Ashland. Tali input sono stati forniti dall'ENEL-CRT stesso. Un'interpretazione critica dei risultati è anch'essa presentata. Nella sezione riguardante gli sviluppi futuri viene brevemente descritta l'estensione modellistica e algoritmica necessaria per la descrizione dei processi di accrescimento dei depositi sui fasci tubieri scambiatori di calore. Tale estensione si configura come il deliverable significante, sia in termini interpretativi che di ritorno economico, del progetto di ricerca avente come oggetto la comprensione della tendenza al fouling/slagging delle ceneri ottenute dalla combustione di carboni polverizzati. Notiamo che una tale estensione costituisce la base di partenza per la produzione di pacchetti software per il controllo degli stessi fenomeni nei casi della combustione di miscele di carbone, di miscele con RDF (Refuse Derived Fuels), e nella gassificazione. Nella sezione finale sono riportate le conclusioni e un breve sommario. Al presente documento è allegato il codice CHARCO.