Efficacité Chaudière Industrielle
Efficacité Chaudière Industrielle
Efficacité Chaudière Industrielle
• Chauffage direct
- La vapeur est en contact direct avec la matière à chauffer;
- Il n’y a pas de récupération de condensats.
• Chauffage indirect
- La vapeur n’est pas en contact avec le produit à chauffer ;
- La vapeur est dans un serpentin ou une double enveloppe;
- Le condensat de la vapeur est récupéré et retourne à la
chaudière.
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Exemple d’utilisation de la vapeur pour le Chauffage indirect
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• Rôle des Installations de production de vapeur
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• Nécessité d’une bonne efficacité énergétique
dans les chaudières
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Impact environnemental important (émission de CO2)
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• Types des Installations de production de vapeur : la
distinction se base sur la conception de la chaudière :
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Importance et rôle de la vapeur dans les
processus industriels
• Chaudières à vapeur à tubes d’eau
Figure 2: Chaudière
à tubes d’eau
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Ce type de chaudières possède deux réservoirs (ballons) appelés :
Ces deux ballons sont reliés par un faisceau de tubes vaporisateurs. Dans cet
ensemble circule l’eau qui se transforme en vapeur. Les gaz chauds produits
par le brûleur sont directement en contact avec les tubes vaporisateurs ;
à l’intérieur de ceux-ci se produit la vaporisation. La vapeur ainsi générée est
collectée dans le ballon supérieur, l’eau excédentaire est ramenée vers le
ballon inférieur par des tubes de chute non soumis à la chaleur.
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La chaudière à tubes d’eau comporte une chambre de
combustion dans laquelle se développent les flammes
produites par les brûleurs. Les tubes jointifs qui constituent les
parois de la chambre sont soumis au rayonnement des
flammes. Le circuit d’échange par convection comprend deux
parcours pour les fumées.
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Figure 3: Chaudière à tubes d’eau
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• Chaudières à vapeur à tubes de fumées
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Figure 5: parcours des fumées dans
une chaudière à tubes de fumées
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Avantages et inconvénients de chaque technologie de chaudières
Chaudière à tubes d’eau Chaudière à tubes de fumées
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Comparaison des performances des chaudières
Propriétés Chaudière à tubes de Chaudière à tubes
fumée d’eau
Applications usuelles
Puissance Moyennement élevée Importante
Débit 1,5 à 25 t/h 4 à 200 t/h
Timbre (pression 10 à 20 bar 90 à 120 bar
max. d’utilisation)
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• Métrologie des installations de production de vapeur
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L’amélioration de l’Efficacité Energétique d’une installation
de production de vapeur se base sur les optimisations
suivantes :
1. Optimisation de la production de
vapeur;
2. Optimisation de la distribution
de la vapeur;
3. Optimisation de la
consommation de la vapeur;
4. Les retours de condensats,
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I. Optimisation de la production de vapeur
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• Optimisation de la production de vapeur
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1. Améliorer la qualité de la combustion et minimiser les
pertes dans les fumées:
Température des fumées: Plus celle-ci est élevée, plus il y a de pertes de
chaleur vers la cheminée, et moins bon est l’échange entre l’eau et les
fumées et moins bon est le rendement de la combustion.
Excès d’air : l’excès d’air est nécessaire pour obtenir une combustion
complète du carburant. Lorsqu’il n’y a pas suffisamment d’excès
d’air, les pertes par imbrulées augmentent et il y a production de CO
au lieu de CO2.
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Donc il faut trouver une zone de réglage de la combustion permettant de travailler avec
un excès d’air qui satisfait les deux conditions. Le digramme suivant montre cette zone
de réglage:
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Les purges de déconcentration d’une
chaudière permettent de maintenir une
concentration totale de sels inférieure
au seuil de saturation, pour éviter la
cristallisation des sels sur les tubes de
la chaudière.
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Le traitement d’eau
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Le traitement d’eau
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3. Le calorifugeage des installations de production de vapeur
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Démarche d’amélioration de l’efficacité énergétique
relativement à la production
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Démarche d’amélioration de l’efficacité énergétique
relativement à la production
b. La régulation de l’air de combustion
La mise en place d’une régulation de l’air entrant permet d’optimiser le
rendement de combustion de manière automatique et continue. La régulation
électronique d’O2 vise essentiellement à compenser les paramètres de
perturbation ayant un impact sur le processus de combustion qui joue sur la
consommation du gaz ou sur la consommation de fuel et donc sur les
économies d’énergie.
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Démarche d’amélioration de l’efficacité énergétique
relativement à la production
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Démarche d’amélioration de l’efficacité énergétique
relativement à la production
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Démarche d’amélioration de l’efficacité énergétique
relativement à la production
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L’économiseur sur les fumées
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En résumé
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II. Optimisation de la distribution de la vapeur
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Optimisation de la distribution de la vapeur
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1. Limiter les pertes thermiques en ligne
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Un presse-étoupe est une pièce d'étanchéité
utilisée dans différents domaines, initialement
autour d'un arbre tournant.
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2. Limiter Les pertes thermiques par des appareils
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1. Optimisation de la production de
vapeur;
2. Optimisation de la distribution
de la vapeur;
3. Optimisation de la
consommation de la vapeur;
4. Les retours de condensats,
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III. Optimisation de la consommation de la vapeur
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Optimisation de la consommation de la vapeur
L’optimisation de la consommation d’une installation de production de vapeur
se fait selon la méthodologie suivante :
1. Connaître et analyser les besoins
Les besoins et exigences sont fonction du niveau de température (ou de pression pour la vapeur),
de la puissance des appareils, du profil de la demande en fonction du temps et du profil de
pression en fonction du temps (vapeur).
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1. Optimisation de la production de
vapeur;
2. Optimisation de la distribution
de la vapeur;
3. Optimisation de la
consommation de la vapeur;
4. Les retours de condensats
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IV. Les retours de condensats
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Importance de la récupération de l’énergie des condensats
La purge des condensats des réseaux et des procédés contient une quantité
importante d’énergie qui sera fonction de la pression de vapeur utilisée ainsi
que de la consigne de température des procédés. La récupération de cette
énergie contribue à améliorer l’efficacité énergétique de l’installation.
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Annexe
Un thermosiphon est le phénomène de circulation naturelle d'un liquide dans une
installation du fait de la variation de sa masse volumique en fonction de la température.
Dans un circuit de chauffage en thermosiphon, le liquide caloporteur réchauffé dans le
générateur thermique, plus léger, monte vers un échangeur situé en partie haute de
l'installation pour céder ses calories à l'air ambiant.
Le fluide caloporteur refroidi redescend naturellement vers le bas de l'installation pour
être réchauffé par le générateur chaudière et recommencer le cycle en continu.
Ce mode de fonctionnement permet de se passer d'un circulateur ou pompe.
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