exemples de réussite
Régulation du débit de vapeur à faible charge (0,2–2 kg/h) pour une cellule pilote de gaz de synthèse et d’hydrogène
Description du projet
Un centre technologique spécialisé dans la production d’hydrogène et de méthane à partir de gaz de synthèse avait besoin d’un système de vapeur capable de fonctionner avec de très faibles débits et à pression constante afin de garantir la stabilité de ses essais. Les équipements conventionnels n’offraient pas la précision requise, ce qui compromettait la reproductibilité des résultats expérimentaux et le bon déroulement des processus de recherche.
Situation initiale
Quels sont les défis que le client nous a présentés ?
Un centre technologique de référence, spécialisé dans le développement de procédés avancés de valorisation du gaz de synthèse (syngaz) pour la production d’hydrogène et de méthane, devait intégrer un système d’alimentation en vapeur capable de garantir des conditions de fonctionnement extrêmement stables au sein d’une cellule pilote de recherche.
Le véritable défi ne consistait pas à produire de la vapeur, mais à la contrôler. Le processus exigeait de travailler avec des débits de vapeur très faibles, compris entre 0,2 et 2 kg/h, tout en maintenant une pression de service constante de 4 barg. Il s’agit là d’un régime de charge minimale, dans lequel la plupart des générateurs conventionnels perdent leur stabilité : ils subissent des cycles de fonctionnement, surchauffent ou fournissent un débit irrégulier.
Et c’est là que résidait le risque. Dans la réaction de déplacement eau-gaz (water-gas shift, CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂), la vapeur d’eau n’est pas un service auxiliaire : c’est un réactif qui transforme le monoxyde de carbone du gaz de synthèse en hydrogène supplémentaire. Toute fluctuation du débit de vapeur d’eau modifie directement le rapport H₂/CO, fait basculer l’équilibre de la réaction et compromet ce qu’il y a de plus précieux dans une installation pilote : la reproductibilité des résultats expérimentaux.
C’est pourquoi le centre technologique ne recherchait pas simplement un fournisseur d’équipements, mais un partenaire spécialisé dans la production, la régulation et la gestion de la vapeur dans des conditions de faible charge, capable d’apporter un savoir-faire spécifique là où un catalogue standard ne suffit pas.
Solution fournie
Solution vapeur développée ad hoc par Giconmes
Solution proposée
Nous mettons à profit notre savoir-faire en matière de technologie de la vapeur pour développer une solution spécifique répondant aux exigences de la cellule pilote : il ne s’agit pas d’un équipement standard, mais d’un skid de régulation du débit de vapeur conçu pour fonctionner avec précision précisément là où d’autres systèmes perdent en stabilité, à faible charge.
Le périmètre du projet comprenait la conception, la fourniture et l’intégration d’un ensemble compact monté sur un châssis en profilés d’aluminium, comprenant tous les éléments nécessaires à un dosage stable et reproductible de la vapeur :
- Débitmètre à section variable de haute précision, spécialement sélectionné pour mesurer de manière fiable les débits minimaux de vapeur dans la plage requise.
- Vanne de régulation de vapeur modulante à commande pneumatique avec positionneur, destinée à réguler le débit de manière continue et en douceur.
- Armoire de commande équipée d’un automate programmable Siemens S7, d’une alimentation électrique et d’un système de commande à 24 V CC, entièrement câblée, destinée à la régulation automatique du processus.
- Enregistrement des données sur une carte microSD, élément essentiel pour la traçabilité et la reproductibilité des essais de R&D.
- Instrumentation et équipements auxiliaires nécessaires pour garantir la stabilité opérationnelle, installation et essais compris.
La solution a été entièrement intégrée à la cellule pilote du centre technologique, permettant ainsi un dosage contrôlé de la vapeur d’eau dans le processus de réaction avec le gaz de synthèse.
Le système fourni a assuré un apport stable de la vapeur nécessaire pour favoriser les réactions de conversion du syngaz ( gaz de synthèse), visant à accroître la production d’hydrogène et de méthane. Dans ce type de procédés, la vapeur d’eau agit comme réactif : elle transforme le monoxyde de carbone du gaz de synthèse en hydrogène supplémentaire par le biais de la réaction de déplacement eau-gaz.
C’est pourquoi la précision du réglage de la vapeur s’est avérée déterminante : seul un débit stable et contrôlé permet de garantir des conditions d’essai reproductibles et d’optimiser le rendement du processus de recherche.
Technologie utilisée
- Skid de régulation du débit de vapeur conçu pour un fonctionnement stable à faible charge
- Débitmètre à section variable de haute précision pour la mesure des débits minimaux de vapeur
- Vanne de régulation de vapeur à modulation pneumatique avec positionneur pour un réglage continu du débit
- Automate programmable Siemens S7 avec alimentation et commande à 24 V CC pour la commande automatique du processus
- Système d’acquisition et d’enregistrement de données via une carte microSD pour la traçabilité des essais
- Instrumentation de processus et éléments auxiliaires visant à garantir la stabilité et la répétabilité opérationnelle
DÉFIS
Nous répondons aux exigences des clients
L’installation a pleinement répondu aux objectifs fixés par le client. Parmi les principaux résultats, on peut citer :
Régulation stable du débit de vapeur dans la plage de fonctionnement requise (0,2 – 2 kg/h).
Maintien d’une pression de service constante à 4 barg.
Intégration réussie avec le reste de la cellule pilote, permettant d’obtenir les conditions de procédé nécessaires pour atteindre les résultats expérimentaux escomptés.
Fonctionnement automatisé via un automate programmable (PLC), avec enregistrement des données à des fins de traçabilité.
Grâce à l’association d’une technologie spécifique et d’une expertise en matière de gestion de la vapeur à faible charge, il a été possible de proposer une solution robuste et fiable pour une application de R&D très exigeante, contribuant ainsi au développement des technologies de production d’hydrogène et à la transition énergétique.
Vous avez besoin d’une solution personnalisée ?
Nous vous aidons à définir le type d’installation dont vous avez besoin
Il n’y a pas d’émissions polluantes autres que celles produites dans le processus de production d’électricité, de sorte qu’elles peuvent devenir neutres en fonction du mix électrique. Les chaudières électriques à vapeur sont le présent et l’avenir.
Parfaitement. Elle est même recommandée pour une efficacité maximale. Il n’y a pas de problème de télécommande tant que la réglementation en vigueur est respectée.
Un générateur de vapeur est un équipement sous pression qui, avec le réseau de tuyauterie concerné, est soumis à un contrôle réglementaire et à des instructions techniques complémentaires, conformément au règlement publié dans le décret royal 809/2021, du 21 septembre. Son entretien est divisé en une partie de conformité simple par le propriétaire :
- Connaître et appliquer les instructions d’utilisation, les moyens de sécurité et l’entretien du fabricant.
- Ne pas mettre en service l’installation ou empêcher le fonctionnement de l’équipement sous pression si les exigences du règlement ne sont pas respectées.
- Disposer au moins de la documentation suivante pour l’équipement sous pression lorsqu’il est installé : déclaration de conformité, le cas échéant, instructions du fabricant et, le cas échéant, certificat d’installation, ainsi que d’autres documents justificatifs (le cas échéant, projet d’installation, rapport de la dernière inspection périodique, certificats de réparation ou de modification de l’équipement, ainsi que tout autre document requis par l’instruction technique complémentaire (ITC) correspondante du présent règlement). Pour le contenu, voir l’annexe IV du règlement. Cette documentation est à la disposition de l’organisme compétent de la communauté autonome et des entreprises qui effectuent l’entretien, les réparations ou les contrôles périodiques.
- Utilisez l’équipement sous pression dans les limites de fonctionnement spécifiées par le fabricant et mettez-le hors service s’il ne répond plus aux exigences de sécurité nécessaires.
- Entretenir les installations, les équipements sous pression, les accessoires de sécurité et les dispositifs de contrôle conformément aux conditions d’exploitation et aux instructions du fabricant et les inspecter au moins une fois par an .
- Ordonner des contrôles périodiques conformément aux dispositions de l’article 6 du règlement.
- Disposer et tenir à jour un registre des équipements sous pression des catégories I à IV, du RD 709/2015, du 24 juillet, ou assimilés à ces catégories conformément à l’article 3.2 du règlement, ainsi que de leurs installations.
Il est bien connu qu’en appliquant une source de chaleur à l’eau, celle-ci se transforme en vapeur à partir du point d’ébullition et à la pression atmosphérique. À partir de ce point, en fonction du degré de saturation de la vapeur requis pour son application correcte, nous devrons augmenter la pression afin d’obtenir une température plus élevée. Pour modifier la température et le degré de saturation de la vapeur, il faut toujours modifier la pression.
Il s’agit d’une unité de pression équivalente à 1Kg/cm2, 0,98 atmosphère ou 14,50 PSI.
Vous n'avez pas trouvé les réponses à vos questions ?
Envoyez-nous une demande de renseignements ou téléchargez toutes les informations
UTILISATIONS DE LA VAPEUR DANS L'INDUSTRIE ET D'AUTRES ENTREPRISES
Autres réussites similaires avec l'utilisation de la vapeur
L'utilisation de la vapeur gagne en popularité dans diverses industries en raison de son efficacité et de ses avantages pour l'environnement..
Dans notre section "Success stories", vous pouvez en savoir plus sur les entreprises qui ont adopté cette technologie et obtenu des résultats probants en termes d'efficacité et de durabilité. Cliquez sur les exemples de réussite pour en savoir plus.
Situation initiale Quels sont les défis que le client nous a présentés ? Dans une nouvelle usine de fabrication de bottes de sécurité, le client intègre une station de collage rotative où les opérateurs doivent appliquer de la vapeur sur les bottes pour assouplir le matériau juste avant l’assemblage. Chaque opérateur travaille sur 4 bottes […]
Situation initiale Quels sont les défis que le client nous a présentés ? Le client, l’un des principaux opérateurs de gaz industriels et médicaux en Espagne, gère un parc de plus d’un million de bouteilles en acier au carbone réparties entre cinq usines, chacune d’entre elles assurant la logistique, le remplissage et la maintenance de […]