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L'importance de la récupération de chaleur des déchets dans les usines de transformation

Récupération de chaleur perdue

L'efficacité énergétique accrue est un défi constant pour l'industrie, les prix de l'énergie augmentent à l'échelle mondiale, de sorte qu'il est nécessaire de réduire les factures de carburant afin de rester compétitif. Il existe également un problème environnemental précieux qui ne peut pas être ignoré. Ce sont deux arguments solides pour lesquels les opérateurs de production d'énergie et les consommateurs d'énergie qui utilisent des chaudières à eau chaude ou à vapeur sans systèmes de récupération de chaleur usés doivent agir maintenant.

Les opinions varient sur l'impact environnemental des émissions de dioxyde de carbone, mais le consensus général sur le réchauffement climatique est que ne rien faire n'est plus une option - et si aucune action n'est entreprise, la situation peut être irréversible dès 2020. Un rapport 2016 produit par la prestigieuse revue scientifique Climate Dynamics * analysant les émissions mondiales actuelles de CO2 suggère que les pays développés doivent inverser les émissions de carbone au plus tard par 2030 et d'autres pays par 2050.

Le processus de réduction des émissions de carbone implique souvent de réduire d'autres formes de pollution en même temps. Tout simplement parce que la libération de carburants non brûlés dans l'environnement et les émissions d'échappement des cycles de combustion à faible efficacité impliquant des dérivés de combustibles fossiles dans l'atmosphère peuvent être très dommageables pour les cycles de vie naturels, y compris le nôtre.

Pourquoi la récupération de chaleur?

La récupération de la chaleur perdue est l’un des principaux domaines d’économie d’énergie potentielle dans les systèmes existants. Cela est important car, en réduisant la quantité de combustible utilisée pour produire de la chaleur dans une installation de chaudière, l'efficacité de chauffage augmente, ce qui réduit l'utilisation de combustible. Cela répond à la nécessité d’accroître l’efficacité et de réduire les émissions de carbone.

Les meilleures pratiques pour les entreprises exigent que les moyens d'améliorer l'efficacité opérationnelle soient constamment recherchés. Alors que la chaudière humble est devenue populaire par rapport à 100, il reste un important consommateur d'énergie dans de nombreuses usines et d'autres types d'entreprises, générant de la chaleur résiduelle des gaz usés utilisés pour chauffer l'eau.

Luke Hall, chef de projet chez ThermTech, spécialiste de la récupération de chaleur, soutient l'application universelle des économiseurs de chaudières, «l'utilisation d'un économiseur fournit une méthode garantie pour réduire l'utilisation du carburant tout en fournissant la même production de chaudière, ce qui permet généralement d'obtenir un gain de carburant 4% à 6% avec un Retour d'investissement entre 6 à 18 mois. Même si vous êtes seulement préoccupé par l'économie immédiate, cela a toujours beaucoup de sens. Nous voyons fréquemment des données de surveillance avant et après l'installation, nous savons que cela fonctionne. "

Appliquer des économiseurs de chaudières

Dans un système de chaudière industrielle, la chaleur est généralement considérée comme «déchets» lorsqu'elle est inférieure à 100 ° C car elle ne peut pas être utilisée dans les procédés principaux d'ébullition, de création de vapeur ou de stérilisation. Cette chaleur usée pourrait être utilisée pour le chauffage ambiant de l'usine ou du bâtiment, mais son utilisation est limitée aux climats froids ou pendant les périodes froides de l'année dans les climats tempérés, plus les installations pour fournir ce type de chauffage sont souvent importantes et coûteuses.

Une technologie alternative plus utile consiste à appliquer un économiseur de chaudière. Les gaz brûlés provenant de la sortie ou de la cheminée du brûleur de la chaudière sont retournés à l'entrée de la chaudière pour préchauffer l'eau en cours d'alimentation, ce qui procure une température d'entrée plus élevée à la chaudière. Il en résulte moins de demande de carburant pour atteindre une chaleur d'eau utilisable. Cette technique est souvent utilisée dans les chaudières domestiques modernes mais n'est pas courante pour l'industrie. Beaucoup de systèmes de chaudières industrielles sont souvent des installations plus anciennes et la connaissance de cette technique éconergétique car une option de rénovation n'est pas toujours connue, donc des économies d'énergie sont recherchées ailleurs.

Comment les économisateurs fonctionnent-ils?

Installés entre la sortie de la chaudière et la cheminée ou la cheminée, les économisateurs fonctionnent selon le principe de l'échange de chaleur, en récupérant les gaz de la chaudière pour préchauffer l'eau d'alimentation de la chaudière. Cela réduit l'énergie nécessaire pour chauffer l'eau d'alimentation de la chaudière à la température de fonctionnement. Généralement construit en acier au carbone, la conception de l'économiseur comprend des tubes à ailettes contenant l'eau d'alimentation de la chaudière perpendiculairement à l'écoulement des gaz de sortie chauds. Par transfert de chaleur, la température des gaz de combustion diminue à mesure qu'il augmente la température de l'eau d'alimentation.

La mesure dans laquelle l'économiseur pré-chauffe l'eau d'alimentation dépend de la conception de l'économiseur et des paramètres existants de la chaudière. La clé du taux de transfert de chaleur efficace est cependant la conception de la surface du tube à ailettes, qui doit maximiser le contact thermique total avec le gaz chaud.

Économiseurs standards ou sur mesure

Étant donné que chaque application est différente, chaque économiseur doit être spécialement conçu pour obtenir la meilleure efficacité de transfert pour la conception de la chaudière et son fonctionnement. Cela peut inclure des modifications mineures à une conception existante, ce qui est commun à certaines conceptions plus traditionnelles basées sur des chaudières qui fonctionnent en permanence à des débits maximaux. Cependant, les conceptions plus modernes à débit variable nécessiteront généralement quelque chose de plus spécifiquement adapté à l'application.

ThermTech fournit des conseils industriels sur la récupération de la chaleur depuis plus de 25 et est accrédité par la certification CHAS, ISO 9001, Achille et ASME Boiler and Pressure Vessel Code Certification. L'objectif de l'ingénieur de l'entreprise est d'aider à évaluer la quantité et la qualité de la chaleur disponible et de l'adapter au cycle de réutilisation le plus efficace, en utilisant les moyens de récupération de chaleur les plus rentables et les plus appropriés.

* Climate Dynamics est une revue scientifique à comité de lecture publiée par Springer Science & Business Media

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