AET rénove et convertit les chaudières industrielles vers la biomasse

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Article publié dans le Bioénergie International n°42 de mars-avril 2016

Depuis de nombreuses années, la tendance écologique est forte en Europe et maintenant encore plus particulièrement depuis la dernière COP 21 qui s’est tenue à Paris fin 2015. En verdissant l’économie, nous pourrons préserver la planète, car il est important pour chacun de maintenir le niveau des océans­, la qualité de l’air, ainsi que la température de l’air et de l’eau­. Il existe cependant de fortes disparités en Europe. Le Danemark est l’un des pays qui affiche la part la plus élevée de production d’énergie renouvelable.

Frank Scholdann Lund, responsable des ventes chez Aalborg Energie Technik a/s (AET) : « Nous sommes heureux de vivre au Danemark, car c’est l’un des pays les plus en pointe pour la conversion vers les énergies renouvelables. Ne disposant pas de ressources naturelles comme l’hydraulique, le Danemark utilise principalement l’énergie éolienne et la biomasse pour remplacer les combustibles fossiles. »

La tendance verte touche aussi de nombreuses centrales de chauffage urbains et de l’industrie qui ont converti leurs installations à la biomasse. La biomasse présente l’avantage en effet de pouvoir fournir en continu, 24 h/24 et 7j/7, de la chaleur et de l’électricité, même en l’absence de vent ou de soleil.

Pour l’adaptation d’une chaufferie ou d’une centrale à la biomasse, il convient de vérifier si la ou les chaudières à combustibles fossiles peuvent être converties de manière rentable à la biomasse. Généralement une telle transformation coûte entre 20 et 50 % du prix d’une installation neuve.

Quel est le secret ?

Depuis la fondation d’AET en 1996, il a été décidé non seulement de développer en interne une chaudière à biomasse, mais aussi de développer les composants de la combustion qui vont autour, afin de conserver une maîtrise totale de la conception dans l’entreprise.

Aujourd’hui, le système de combustion AET englobe la trémie de dosage, la vanne rotative, la glissière de combustible, le Spreader Stoker, la grille mobile, le système d’injection d’air secondaire, la réinjection des cendres volantes et le système de combustion poussières. En outre, AET maîtrise en interne la conception du système SNCR DeNOx ainsi que la conception des préchauffeurs d’air, le logiciel de contrôle de la chaudière et d’une centrale complète de cogénération.

Cela présente plusieurs avantages :

• Une performance plus élevée et une consommation interne plus faible,
• Des émissions réduites,
• Une disponibilité supérieure et des coûts d’exploitation et de maintenance plus faibles,
• Une seule entreprise de services, capable de résoudre les défis rapidement et efficacement.

Frank S. Lund : « Nous sommes très fiers de notre système de combustion, car il peut être intégré sur de nombreux types de chaudières et combustibles. Il permet à l’industrie de convertir leurs chaudières vers la biomasse dans des délais très courts, tout en se préservant une performance et une disponibilité élevées. Ceci garantit à nos clients une bonne rentabilité et nous engage dans une relation de partenariat de longue durée avec eux. »

La modernisation des chaudières et centrales à biomasse existantes

En Europe, on compte des milliers de grosses chaudières alimentées en biomasse. Certaines fonctionnent parfaitement tandis que d’autres ont des émissions élevées, un rendement faible, une capacité insuffisante, etc.

Les possibilités d’optimisation peuvent être difficiles à prévoir par une simple analyse documentaire. C’est pourquoi une inspection préalable est préférable pour connaître les souhaits, apprécier la progression des émissions à travers la chaudière et faire une première estimation de la performance de la chaudière et/ou de la centrale. Cette inspection se complète d’une analyse plus approfondie avec un calcul thermodynamique de la chaudière et de la centrale complète, pouvant déboucher sur :

• Une amélioration du rendement de la chaudière, principalement en optimisant la combustion. Dans la mesure où certaines chaudières à biomasse fonctionnent avec une teneur en oxygène entre 6 et 10 %, il est largement possible de descendre aux valeurs habituelles du système de combustion AET, soit de 1,6 à 2,2 %. Le rendement peut alors passer de 86 – 88 % à 92 – 93 %.
• Une amélioration du rendement de la centrale, en observant le rendement de chaque composant – turbine, condenseur, préchauffeurs – et en identifiant les paramètres de conception/fonctionnement, les pertes de pression et les points de pincement.
• Une réduction des émissions: par exemple de CO et de NOx. Une réduction de plus de 50 % est généralement possible rien qu’en améliorant la combustion. D’autres améliorations peuvent être obtenues avec les systèmes SNCR, SCR, ChlorOut, etc.
• Une augmentation de capacité : en effectuant un calcul thermodynamique et éventuellement CFD de la chaudière, ainsi qu’un calcul du bilan thermique du cycle eau/vapeur, il est possible d’identifier les gains à réaliser. Des augmentations de capacité allant jusqu’à 40 % ont déjà été obtenues.
• Une amélioration de la disponibilité par une analyse approfondie, des temps d’arrêt, des modifications possibles d’équipements et en mettant en place un plan de maintenance préventive. Alors qu’une disponibilité de 8400 à 8550 heures/an est réaliste, dans les faits, c’est un résultat exceptionnel puisque de nombreuses centrales ne peuvent être exploitées que pendant 7000 à 7500 heures/an.
• Mise à niveau du système de contrôle PLC et du SCADA : lorsqu’une centrale est âgée de 10 à 20 ans, alors la partie mécanique de l’installation est généralement encore entièrement opérationnelle pour plusieurs années. Mais il est souvent difficile d’obtenir des pièces de rechange et une assistance pour les systèmes informatiques. Dans ce cas, il peut être intéressant de changer uniquement les systèmes de contrôle PLC et de supervision et d’acquisition de données (SCADA, appelé quelquefois DCS).

Frank S. Lund : « Avec plus de 100 personnes dédiées à notre système de combustion, la modernisation et la conversion des chaufferies et centrales à la biomasse sont véritablement le cœur de métier et la compétence d’AET. »

Exemples de conversion à la biomasse réalisées par AET

• AET convertit la centrale à charbon Østkraft vers un mix bois & charbon
• AET convertit la centrale de Randers vers une cocombustion bois flexible à 100%
• AET convertit la centrale à charbon de Boehringer Ingelheim au bois-déchet
• AET convertit la centrale de Glandford pour y brûler des biodéchets
• et d’autres exemples de réalisations Aalborg Energie Technik

Contact :

Aalborg Energie Technik a/s – Frank S. Lund – fsl@aet-biomass.com – Tél : +45 96 32 86 33 – Mobile : +45 26 30 07 34 – www.aet-biomass.com