Qu’est-ce qu’une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e ?<\/p>\n\n
Une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e (\u00e9galement appel\u00e9e \u00ab chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e \u00bb ou, en Am\u00e9rique latine, \u00ab caldero pirotubular \u00bb) est un \u00e9quipement qui produit de la vapeur en br\u00fblant un combustible, g\u00e9n\u00e9ralement du gaz naturel, du gazole ou de la biomasse. Son nom vient du grec \u00ab pyr \u00bb (feu) : le feu et les fum\u00e9es circulent \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur des tubes, tandis que l\u2019eau se trouve \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur, remplissant un grand corps cylindrique.<\/p>\n\n
Il s’agit de la chaudi\u00e8re industrielle la plus r\u00e9pandue en Espagne. On la retrouve dans les boulangeries industrielles, les laiteries, les conserveries, ainsi que dans les secteurs de la chimie, de la pharmacie, du textile et des blanchisseries industrielles. Son succ\u00e8s s’explique par trois raisons : une conception robuste, une grande r\u00e9serve d’eau (qui permet d’absorber les pics de demande) et un co\u00fbt de fabrication raisonnable pour des capacit\u00e9s comprises entre 1 et 25 t\/h.<\/p>\n\n
Dans les chaufferies industrielles, on utilise souvent les termes \u00ab chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e \u00bb et \u00ab g\u00e9n\u00e9rateur de vapeur \u00e0 tubes de fum\u00e9e \u00bb de mani\u00e8re quasi interchangeable, bien qu’au sens strict, un g\u00e9n\u00e9rateur de vapeur pr\u00e9sente g\u00e9n\u00e9ralement un volume d’eau moindre et un d\u00e9marrage plus rapide.<\/p>\n\n
Le principe est simple : le br\u00fbleur produit une flamme \u00e0 l’int\u00e9rieur d’un tube de grand diam\u00e8tre (le foyer). Les gaz chauds traversent ensuite plusieurs faisceaux de tubes \u00e9troits, c\u00e8dent leur chaleur \u00e0 l’eau qui les entoure et s’\u00e9chappent par la chemin\u00e9e. L’eau bout et la vapeur s’accumule dans la partie sup\u00e9rieure de l’appareil, d’o\u00f9 elle est achemin\u00e9e vers le processus.<\/p>\n\n
La plupart des chaudi\u00e8res \u00e0 tubes de fum\u00e9e modernes comportent trois passages de fum\u00e9es : le gaz traverse le corps de la chaudi\u00e8re \u00e0 trois reprises (foyer \u2192 premier faisceau de tubes \u2192 deuxi\u00e8me faisceau) afin d’exploiter au maximum la chaleur avant de sortir.<\/p>\n\n
Une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e bien r\u00e9gl\u00e9e offre un rendement compris entre 85 % et 92 % par rapport au pouvoir calorifique du combustible, et l\u00e9g\u00e8rement sup\u00e9rieur avec un \u00e9conomiseur. Ce rendement diminue dans la pratique en raison des pertes par rayonnement du corps de chaudi\u00e8re, des purges, des d\u00e9marrages et des arr\u00eats, ainsi que du fonctionnement \u00e0 charge partielle. Son important volume d\u2019eau pr\u00e9sente un inconv\u00e9nient : le d\u00e9marrage \u00e0 froid prend du temps, et le maintien \u00e0 temp\u00e9rature en veille consomme du combustible m\u00eame si l\u2019on n\u2019utilise pas de vapeur.<\/p>\n\n
La diff\u00e9rence entre le syst\u00e8me pyrotubulaire et le syst\u00e8me aquotubulaire r\u00e9side dans le trajet de chaque fluide : dans le syst\u00e8me pyrotubulaire, le feu circule dans les tubes ; dans le syst\u00e8me aquotubulaire, c’est l’eau qui circule dans les tubes, entour\u00e9e par la flamme. Les g\u00e9n\u00e9rateurs \u00e0 tubes \u00e0 eau sont r\u00e9serv\u00e9s aux d\u00e9bits importants et aux hautes pressions (centrales, raffineries, papeteries). Pour la plupart des installations de traitement, la comparaison pertinente aujourd\u2019hui oppose le g\u00e9n\u00e9rateur \u00e0 tubes \u00e0 feu au g\u00e9n\u00e9rateur \u00e9lectrique.<\/p>\n\n \u00c9lectricit\u00e9 (de pr\u00e9f\u00e9rence avec un contrat d’achat d’\u00e9lectricit\u00e9 (PPA) ou un tarif flexible)<\/p>\n\n Chiffres indicatifs ; chaque installation doit \u00eatre dimensionn\u00e9e en fonction de sa demande r\u00e9elle et de ses conditions d’exploitation.<\/p>\n\n La directive (UE) 2015\/2193 relative aux installations de combustion de taille moyenne, transpos\u00e9e en Espagne par le d\u00e9cret royal 1042\/2017, limite les \u00e9missions des chaudi\u00e8res d’une puissance thermique comprise entre 1 et 50 MW. Pour les chaudi\u00e8res au gaz naturel :<\/p>\n\n Une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e d’une puissance comprise entre 1 et 5 MW correspond, dans la pratique, \u00e0 une chaudi\u00e8re d’une capacit\u00e9 comprise entre environ 1,3 et 6,5 t\/h : ce qui correspond exactement \u00e0 la taille de nombreuses chaufferies dans les secteurs agroalimentaire et chimique. De nombreuses installations \u00e9quip\u00e9es de br\u00fbleurs anciens devront remplacer leur br\u00fbleur, installer un syst\u00e8me de recirculation des fum\u00e9es ou r\u00e9am\u00e9nager la chaufferie avant 2030. Une chaudi\u00e8re \u00e9lectrique ne g\u00e9n\u00e8re pas d’\u00e9missions directes et n’est donc pas concern\u00e9e par ce probl\u00e8me.<\/p>\n\n Le r\u00e8glement relatif aux \u00e9quipements sous pression (d\u00e9cret royal 809\/2021) et son instruction technique ITC EP-1 r\u00e9gissent l’installation, le contr\u00f4le p\u00e9riodique et l’exploitation des chaudi\u00e8res. En fonction de sa classification (qui d\u00e9pend de la pression et du volume d\u2019eau), une chaudi\u00e8re peut n\u00e9cessiter la pr\u00e9sence d\u2019un op\u00e9rateur industriel de chaudi\u00e8res titulaire d\u2019un certificat, ainsi que des contr\u00f4les p\u00e9riodiques effectu\u00e9s par un organisme de contr\u00f4le.<\/p>\n\n En raison de leur important volume d’eau, les g\u00e9n\u00e9rateurs \u00e0 tubes de fum\u00e9e se classent g\u00e9n\u00e9ralement dans les cat\u00e9gories les plus exigeantes. Les g\u00e9n\u00e9rateurs \u00e9lectriques \u00e0 vaporisation rapide, dont le volume d’eau est faible, simplifient g\u00e9n\u00e9ralement ces exigences. La classification pr\u00e9cise doit \u00eatre confirm\u00e9e pour chaque \u00e9quipement aupr\u00e8s du fabricant ou de l’organisme de contr\u00f4le.<\/p>\n\n Dans ces cas-l\u00e0, une solution interm\u00e9diaire consiste \u00e0 opter pour une solution hybride : conserver la chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e comme syst\u00e8me de secours et couvrir la charge de base avec de la vapeur produite par une centrale \u00e9lectrique.<\/p>\n\n Avant de choisir un \u00e9quipement, il faut conna\u00eetre la consommation r\u00e9elle de vapeur : d\u00e9bit moyen, pics, pression d’utilisation et nombre d’heures par an. \u00c0 titre indicatif, 1 t\/h de vapeur \u00e9quivaut \u00e0 environ 700\u2013750 kW \u00e9lectriques. Souvent, la demande r\u00e9elle s’av\u00e8re bien inf\u00e9rieure \u00e0 la puissance nominale du g\u00e9n\u00e9rateur \u00e0 tubes de fum\u00e9e install\u00e9.<\/p>\n\n La puissance souscrite et la capacit\u00e9 du transformateur fixent la limite. En dessous d’environ 3 t\/h (un peu plus de 2 MW), la plupart des centrales de taille moyenne peuvent alimenter le g\u00e9n\u00e9rateur en basse tension (400 V), sans passer par la moyenne tension.<\/p>\n\n Plut\u00f4t que de remplacer une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e par une seule chaudi\u00e8re \u00e9lectrique \u00e9quivalente, il est g\u00e9n\u00e9ralement plus efficace d’installer plusieurs modules en parall\u00e8le. Dans le cadre d\u2019un projet r\u00e9cent destin\u00e9 \u00e0 une usine agroalimentaire pr\u00e9sentant une demande de 600 kg\/h, Giconmes a propos\u00e9 trois g\u00e9n\u00e9rateurs de 150 kW plut\u00f4t qu\u2019une seule grande chaudi\u00e8re. Avantages de l\u2019approche modulaire :<\/p>\n\n Giconmes fabrique la s\u00e9rie NGV (g\u00e9n\u00e9rateurs fixes d’une puissance allant jusqu’\u00e0 180 kW par module) et la s\u00e9rie HGV (haute puissance, jusqu’\u00e0 3,5 t\/h), toutes deux certifi\u00e9es PED.<\/p>\n\n Le fait de conserver la chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e comme solution de secours ou pour les pics de demande et d\u2019alimenter la charge de base \u00e0 l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 permet de passer \u00e0 l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 avec un investissement moindre et sans risque li\u00e9 \u00e0 l\u2019approvisionnement. De plus, une chaudi\u00e8re \u00e9lectrique peut tirer parti des heures o\u00f9 l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 est bon march\u00e9 et participer aux march\u00e9s de flexibilit\u00e9, ce qui g\u00e9n\u00e8re des revenus suppl\u00e9mentaires.<\/p>\n\n Il s’agit d’une chaudi\u00e8re \u00e0 vapeur dans laquelle les gaz de combustion circulent \u00e0 l’int\u00e9rieur de tubes immerg\u00e9s dans l’eau. C’est le type de chaudi\u00e8re industrielle le plus courant pour des productions de vapeur comprises entre 1 et 25 t\/h.<\/p>\n\n Dans les chaudi\u00e8res \u00e0 tubes de fum\u00e9e, les fum\u00e9es circulent \u00e0 l’int\u00e9rieur des tubes et l’eau \u00e0 l’ext\u00e9rieur. Dans les chaudi\u00e8res \u00e0 tubes d’eau, c’est l’inverse : l’eau circule dans les tubes et la flamme les entoure. Les chaudi\u00e8res \u00e0 tubes d’eau sont utilis\u00e9es pour les d\u00e9bits importants et les pressions \u00e9lev\u00e9es.<\/p>\n\n Entre 85 % et 92 % dans des conditions nominales, un peu plus avec un \u00e9conomiseur. En fonctionnement r\u00e9el, avec des d\u00e9marrages, des arr\u00eats et une charge partielle, le rendement saisonnier est g\u00e9n\u00e9ralement inf\u00e9rieur.<\/p>\n\n Oui, en particulier lorsque la demande en vapeur est inf\u00e9rieure \u00e0 environ 3 t\/h et qu’une puissance \u00e9lectrique est disponible. Cela peut se faire \u00e0 l’aide d’un seul \u00e9quipement de forte puissance, de plusieurs modules mont\u00e9s en parall\u00e8le ou dans une configuration hybride avec la chaudi\u00e8re existante.<\/p>\n\n \u00c0 titre indicatif, il faut compter environ 700 \u00e0 750 kW par tonne de vapeur par heure. Une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e d’une capacit\u00e9 de 2 t\/h fonctionnant \u00e0 pleine charge \u00e9quivaut \u00e0 environ 1,5 MW \u00e9lectriques, bien que la demande r\u00e9elle soit g\u00e9n\u00e9ralement inf\u00e9rieure \u00e0 la demande nominale.<\/p>\n\n En Espagne, conform\u00e9ment au d\u00e9cret royal n\u00b0 1042\/2017, les chaudi\u00e8res au gaz naturel d’une puissance comprise entre 1 et 5 MW doivent respecter une limite de 250 mg\/Nm\u00b3 \u00e0 compter du 1er janvier 2030, et celles d’une puissance sup\u00e9rieure \u00e0 5 MW, \u00e0 200 mg\/Nm\u00b3 \u00e0 compter de 2025. Les chaudi\u00e8res neuves doivent respecter une limite de 100 mg\/Nm\u00b3.<\/p>\n\n La soci\u00e9t\u00e9 Giconmes Ib\u00e9rica, dont le si\u00e8ge se trouve \u00e0 Saragosse et qui a \u00e9t\u00e9 fond\u00e9e en 1957, fabrique des g\u00e9n\u00e9rateurs de vapeur \u00e9lectriques fixes (s\u00e9rie NGV), mobiles (RGV) et de forte puissance (HGV, jusqu’\u00e0 3,5 t\/h) destin\u00e9s aux secteurs de l’agroalimentaire, de l’industrie pharmaceutique, de l’industrie chimique et de l’industrie de transformation.<\/p>\n\n Envisagez-vous de r\u00e9nover votre chaufferie ? Chez Giconmes, nous analysons vos besoins r\u00e9els en vapeur et nous vous proposons la configuration \u00e9lectrique, modulaire ou hybride la mieux adapt\u00e9e. Contactez notre \u00e9quipe technique.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Qu’est-ce qu’une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e ? 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\u00c9missions de NOx : l’horizon 2030<\/h3>\n\n
Installation<\/th> Limite de NOx<\/th> Applicable \u00e0 partir du<\/th><\/tr><\/thead> Nouvelle (toute puissance comprise entre 1 et 50 MW)<\/td> 100 mg\/Nm\u00b3<\/td> 20\/12\/2018<\/td><\/tr> D’une puissance sup\u00e9rieure \u00e0 5 MW<\/td> 200 mg\/Nm\u00b3<\/td> 01\/01\/2025<\/td><\/tr> Puissance comprise entre 1 et 5 MW<\/td> 250 mg\/Nm\u00b3<\/td> 01\/01\/2030<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n Op\u00e9rateur de chaudi\u00e8res et d’inspections<\/h3>\n\n
Quand est-il judicieux de remplacer une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e par une chaudi\u00e8re \u00e9lectrique ?<\/h2>\n\n
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Quand vaut-il mieux ne pas la changer (pour l’instant) ?<\/h2>\n\n
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Comment aborder la transition vers la vapeur \u00e9lectrique<\/h2>\n\n
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Foire aux questions<\/h2>\n\n
Qu’est-ce qu’une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e ?<\/h3>\n\n
Quelle est la diff\u00e9rence entre une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e et une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes d’eau ?<\/h3>\n\n
Quel est le rendement d’une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e ?<\/h3>\n\n
Peut-on remplacer une chaudi\u00e8re \u00e0 tubes de fum\u00e9e par une chaudi\u00e8re \u00e9lectrique ?<\/h3>\n\n
De quelle puissance \u00e9lectrique ai-je besoin pour remplacer ma chaudi\u00e8re \u00e0 vapeur ?<\/h3>\n\n
Quelle limite d’\u00e9missions de NOx les chaudi\u00e8res \u00e0 tubes de fum\u00e9e existantes doivent-elles respecter ?<\/h3>\n\n
Qui fabrique des g\u00e9n\u00e9rateurs de vapeur \u00e9lectriques en Espagne ?<\/h3>\n\n