Par comparaison avec les réchauffeurs traditionnels, qui fonctionnent au gaz ou avec des combustibles fossiles liquides, les installations à biomasse utilisent des combustibles organiques solides comme p. ex. la sciure de bois, les copeaux de bois, le vieux bois ou les déchets de la gestion des paysages pour produire du gaz de combustion chaud. Toutefois, ces combustibles solides – selon leur qualité aussi – exigent beaucoup de l’installation, aussi bien du point de vue du processus de combustion, des composants comme les échangeurs thermiques ou des réchauffeurs que des dispositions légales en matière d’émissions.
Depuis la fin des années 1990, de nombreuses installations à biomasse ont été construites pour offrir une alternative aux combustibles fossiles. Mais beaucoup d’installations de ces premiers temps sont imparfaites. Ainsi, les réchauffeurs, qui alors comptaient deux ou trois tirages, présentent plusieurs problèmes. D’un côté, la formation d’une grande quantité de cendre oblige à des nettoyages très fréquents (jusqu’à 6 fois par an) des réchauffeurs et à autant d’arrêts de l’installation. De l’autre côté, la présence de cette cendre solide dans le gaz de combustion fait que, lorsque la vitesse d’écoulement est élevée, le gaz de combustion se comporte comme du papier de verre et que, à force, il endommage le serpentin. En particulier là où la vitesse d’écoulement est élevée p. ex. aux points de déviation dans le cas des réchauffeurs multitirages. À long terme, sous l’effet de cette abrasion, l’épaisseur de paroi du serpentin diminue et tôt ou tard des trous apparaissent. Dans les cas les plus graves, cela provoque des incendies importants. Mais, même dans le meilleur des cas, un arrêt prolongé et des mesures de remise en état importantes sont nécessaires.
NESS réalise ses installations à biomasse en collaboration avec des partenaires extrêmement compétents dans leur domaine de spécialité. Ainsi, nous pouvons réaliser des variantes à combustion sur grille, à combustion de poussière et à combustion par dessous. Nos installations sont conçues de sorte à réduire l’abrasion au minimum, tout en facilitant le nettoyage. En outre, une grande partie de la cendre et de la saleté produites est évacuée directement à travers la trémie à cendres. Il en résulte des installations à maintenance réduite, durables et efficaces. Chez NESS, l’accent est mis sur la partie huile thermique des installations, mais aussi sur tout ce qui entoure le système à huile thermique, c’est-à-dire les vases d’expansion et les réservoirs collecteurs, les stations de pompage, les échangeurs thermiques, les préchauffeurs d’air, les refroidisseurs d’urgence, les armoires électriques et l’ensemble de la régulation.
Cette subdivision du réchauffeur en une partie rayonnement et une partie convection assure une séparation efficace de la cendre et des particules. Par conséquent, les temps de marche entre deux intervalles de maintenance sont plus longs et les nettoyages requis moins nombreux puisqu’une grande partie de la saleté produite est séparée directement.
L’étude de projet et la fabrication de la partie rayonnement assurent la qualité connue des réchauffeurs NESS, un profil de températures particulièrement équilibré et des matériaux réfractaires de haute qualité. En ce qui concerne la partie convection, nous accordons une importance particulière à la durabilité. Par exemple, nous réalisons des enveloppes de protection spéciales, qui protègent les échangeurs thermiques contre l’usure. Nous prêtons aussi une grande attention à la facilité de nettoyage des parties rayonnement.
Contrairement à la représentation ci-dessus, il peut être avantageux d’utiliser un réchauffeur à trois tirages même dans le cas de la biomasse. En effet, NESS en a optimisé la conception pour minimiser des problèmes courants comme l’abrasion et l’encrassement. Pour des installations de petites dimensions, jusqu’à une puissance de ≈4 MW, il peut être avantageux de projeter un réchauffeur à trois tirages, car cette solution – du simple point de vue de l’investissement – coûte env. 10-15 % moins qu’une solution avec une partie rayonnement et une partie convection séparées. Mais il faut tenir compte d’une ou deux petites choses. Lorsque la biomasse est de bonne qualité, la quantité de cendres produites est inférieure et le nettoyage plus facile. Par conséquent, cette solution convient aux installations de petites dimensions utilisées avec une biomasse de bonne qualité. Par contre, lorsqu’on utilise des déchets de la gestion des paysages ou d’autres combustibles comme du vieux bois de la catégorie A3, il est pratiquement impossible d’exploiter l’installation de manière économique à long terme : dans ce cas, nous recommandons sans aucun doute notre deuxième solution.
Contrairement aux réchauffeurs à trois tirages, les parties rayonnement NESS comportent un seul serpentin. En effet, les vitesses d’écoulement les plus élevées, et donc l’usure la plus importante, concernent les points de déviation des réchauffeurs à trois tirages. Puisque cela constitue souvent un problème pour les installations plus anciennes, NESS a choisi cette solution avec une partie convection pour pouvoir offrir une solution économiquement optimale.
Avec ce concept, optimisé pour réduire l’usure et faciliter la maintenance, les parties convection NESS remplacent le deuxième et le troisième tirage d’un réchauffeur à trois tirages “classique”. Dans ce cas aussi, il faut trouver un compromis pour assurer un transfert de la chaleur de bonne qualité tout en réduisant l’abrasion, ce que NESS a fait en intégrant des batteries chaudes “méandreuses”, qui ne sont traversées par le gaz de combustion qu’une seule fois dans un seul sens. Ce concept en deux parties est recommandé précisément lorsque les installations sont de grandes dimensions ou que la qualité de la biomasse n’est pas évidente, car il est extrêmement fiable à long terme.
Tout particulièrement pour les installations ORC, nous avons conçu un Economiser biétagé, un Eco haute température (HT) pour le système HT de la turbine et un Eco basse température (NT) pour la partie NT de la turbine. Ceux-ci assurent non seulement une efficacité élevée du processus ORC, mais aussi un degré d’efficacité élevé du réchauffeur.
Le refroidisseur d’urgence forte puissance NESS est muni d’une surface de refroidissement de grandes dimensions, qui garantit un haut niveau de sécurité des installations en cas de défaillance de l’installation principale. Le refroidisseur est équipé d’un régulateur de niveau automatique et il est protégé contre la corrosion. Il s’intègre au circuit primaire du système à huile thermique et il peut être utilisé facultativement comme refroidisseur de processus en cas de charges réduites.
Chez Ness, nous nous sommes engagés non seulement à projeter et fabriquer de nouvelles installations grâce à notre ingénierie, mais aussi à examiner des installations existantes pour éventuellement les améliorer et accroître leur sécurité, leur rentabilité ou leur efficacité. Nous nous occupons également des travaux de maintenance réguliers. N’hésitez pas à nous contacter.
Mode de fonctionnement d’une installation à biomasse :
Partie rayonnement
Trémie à cendres
Partie convection
