{"id":36635,"date":"2019-10-31T22:12:47","date_gmt":"2019-10-31T19:12:47","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/utilizatsiya-tepla-dymovyh-gazov-ekologiya-s-vygodoj\/"},"modified":"2019-10-31T22:12:47","modified_gmt":"2019-10-31T19:12:47","slug":"utilizatsiya-tepla-dymovyh-gazov-ekologiya-s-vygodoj","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/fr\/blog\/news\/utilizatsiya-tepla-dymovyh-gazov-ekologiya-s-vygodoj","title":{"rendered":"Valorisation de la chaleur des gaz d'\u00e9chappement\u00a0: \u00e9cologie avec profit","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>\u00c0 la recherche de moyens d'am\u00e9liorer l'efficacit\u00e9 des entreprises du secteur \u00e9nerg\u00e9tique, ainsi que d'autres installations industrielles utilisant des \u00e9quipements br\u00fblant des combustibles fossiles (chaudi\u00e8res \u00e0 vapeur, chaudi\u00e8res \u00e0 eau, fours technologiques, etc.), la question de l'utilisation du potentiel des gaz d'\u00e9chappement n'est pas soulev\u00e9e en priorit\u00e9.<\/p>\n<p>Cependant, en s'appuyant sur des normes de calcul existantes, \u00e9labor\u00e9es il y a des d\u00e9cennies, et sur des standards \u00e9tablis pour le choix des indicateurs cl\u00e9s de performance de ce type d'\u00e9quipement, les organisations exploitantes perdent de l'argent en les laissant litt\u00e9ralement s'\u00e9chapper dans les conduits, tout en aggravant la situation \u00e9cologique \u00e0 l'\u00e9chelle mondiale.<\/p>\n<p>Si, comme l'\u00e9quipe &#171;<noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/1-engineer.ru\/\">Premier Ing\u00e9nieur<\/a><\/noindex>&#171;, vous trouvez inacceptable de manquer l'occasion de prendre soin de l'environnement et de la sant\u00e9 des habitants de votre ville tout en b\u00e9n\u00e9ficiant au budget de l'entreprise, lisez cet article sur la fa\u00e7on de transformer les gaz d'\u00e9chappement en une ressource \u00e9nerg\u00e9tique.\u00a0\u00a0<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Valorisation de la chaleur des gaz d&#039;\u00e9chappement\u00a0: \u00e9cologie avec profit\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/0be3b38d5840ba0d3b7d71880b2ff28e.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<h2>\u00c9tudions les normes<\/h2>\n<p>\nLe param\u00e8tre cl\u00e9 d\u00e9terminant le rendement de la chaudi\u00e8re est la temp\u00e9rature des gaz d'\u00e9chappement. La chaleur perdue avec les gaz d'\u00e9chappement repr\u00e9sente une part significative de toutes les pertes thermiques (aux c\u00f4t\u00e9s des pertes de chaleur dues \u00e0 la combustion incompl\u00e8te du combustible, des pertes dues \u00e0 la chaleur physique des scories, ainsi que des fuites thermiques dans l'environnement dues au refroidissement ext\u00e9rieur). Ces pertes ont un impact crucial sur l'efficacit\u00e9 \u00e9conomique du fonctionnement de la chaudi\u00e8re, r\u00e9duisant son rendement. Ainsi, nous comprenons que plus la temp\u00e9rature des gaz d'\u00e9chappement est basse, plus l'efficacit\u00e9 de la chaudi\u00e8re est \u00e9lev\u00e9e.<\/p>\n<p>La temp\u00e9rature optimale des gaz d'\u00e9chappement pour diff\u00e9rents types de combustibles et param\u00e8tres de fonctionnement de la chaudi\u00e8re est d\u00e9termin\u00e9e sur la base de calculs techno-\u00e9conomiques d\u00e8s les premi\u00e8res \u00e9tapes de sa cr\u00e9ation. Dans ce cas, l'utilisation maximale de la chaleur des gaz d'\u00e9chappement est traditionnellement atteinte par l'augmentation des surfaces de convection de chauffage, ainsi que par le d\u00e9veloppement des surfaces terminales : \u00e9conomiseurs d'eau et pr\u00e9chauffeurs de combustion.<\/p>\n<p>Mais m\u00eame avec l'introduction de technologies et d'\u00e9quipements pour la r\u00e9cup\u00e9ration maximale de chaleur, la temp\u00e9rature des gaz d'\u00e9chappement selon la documentation normative en vigueur doit se situer dans la plage suivante :<\/p>\n<ul>\n<li>120-180 \u00b0C pour les chaudi\u00e8res \u00e0 combustible solide (selon l'humidit\u00e9 du combustible et les param\u00e8tres op\u00e9rationnels de la chaudi\u00e8re),<\/li>\n<li>120-160 \u00b0C pour les chaudi\u00e8res \u00e0 mazout (en fonction de la teneur en soufre),<\/li>\n<li>120-130 \u00b0C pour les chaudi\u00e8res \u00e0 gaz naturel.<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nLes valeurs indiqu\u00e9es sont d\u00e9termin\u00e9es en tenant compte des facteurs de s\u00e9curit\u00e9 environnementale, mais avant tout, en fonction des exigences de fonctionnement et de durabilit\u00e9 de l'\u00e9quipement.<\/p>\n<p>Ainsi, le seuil minimal est fix\u00e9 de telle sorte qu'il exclue le risque de condensation dans la partie convective de la chaudi\u00e8re et plus loin dans le conduit (dans les conduits de gaz et la chemin\u00e9e). Cependant, pour pr\u00e9venir la corrosion, il n'est pas du tout n\u00e9cessaire de sacrifier la chaleur qui est rejet\u00e9e dans l'atmosph\u00e8re au lieu d'effectuer un travail utile.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Valorisation de la chaleur des gaz d&#039;\u00e9chappement\u00a0: \u00e9cologie avec profit\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/c7ccb20ee5145c228f8270774363b490.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<h2>Corrosion. \u00c9liminons les risques.<\/h2>\n<p>\nNous ne d\u00e9battons pas, la corrosion est un ph\u00e9nom\u00e8ne d\u00e9sagr\u00e9able, pouvant menacer la s\u00e9curit\u00e9 de fonctionnement de l'installation de chaudi\u00e8re et r\u00e9duire consid\u00e9rablement sa dur\u00e9e de vie pr\u00e9vue.<\/p>\n<p>Lors du refroidissement des gaz de combustion \u00e0 la temp\u00e9rature du point de ros\u00e9e et en dessous, la condensation de la vapeur d'eau se produit, accompagn\u00e9e de la transition \u00e0 l'\u00e9tat liquide des compos\u00e9s NOx, SOx, qui, en r\u00e9agissant avec l'eau, forment des acides, ayant un impact destructeur sur les surfaces internes de la chaudi\u00e8re. Selon le type de combustible br\u00fbl\u00e9, la temp\u00e9rature du point de ros\u00e9e acide peut varier, tout comme la composition des acides qui se retrouvent sous forme de condensat. Le r\u00e9sultat, cependant, est le m\u00eame : la corrosion.<\/p>\n<p>Les gaz d'\u00e9chappement des chaudi\u00e8res fonctionnant au gaz naturel se composent principalement des produits de combustion suivants : vapeur d'eau (H2O), dioxyde de carbone (CO2), monoxyde de carbone (CO) et hydrocarbures combustibles non br\u00fbl\u00e9s CnHm (les deux derniers apparaissent lors de la combustion incompl\u00e8te du combustible, lorsque le mode de combustion n'est pas r\u00e9gl\u00e9).<\/p>\n<p>\u00c9tant donn\u00e9 que l'air atmosph\u00e9rique contient une grande quantit\u00e9 d'azote, parmi d'autres, des oxydes d'azote NO et NO2, globalement appel\u00e9s NOx, apparaissent dans les produits de combustion, nuisibles \u00e0 l'environnement et \u00e0 la sant\u00e9 humaine. En se combinant avec l'eau, les oxydes d'azote forment un acide nitrique corrosif.<\/p>\n<p>Lorsque du mazout et du charbon sont br\u00fbl\u00e9s, des oxydes de soufre, appel\u00e9s SOx, apparaissent dans les produits de combustion. Leur impact n\u00e9gatif sur l'environnement est \u00e9galement largement \u00e9tudi\u00e9 et incontest\u00e9. Le condensat acide form\u00e9 lors de l'interaction avec l'eau provoque une corrosion sulfureuse des surfaces de chauffe.<\/p>\n<p>Traditionnellement, la temp\u00e9rature des gaz d'\u00e9chappement, comme indiqu\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment, est choisie de mani\u00e8re \u00e0 prot\u00e9ger l'\u00e9quipement contre le d\u00e9p\u00f4t d'acide sur les surfaces de chauffe de la chaudi\u00e8re. De plus, la temp\u00e9rature des gaz doit garantir la condensation des NOx et des SOx en dehors du conduit gaz, afin de prot\u00e9ger non seulement la chaudi\u00e8re elle-m\u00eame, mais aussi les conduits et la chemin\u00e9e contre les processus corrosifs. Bien s\u00fbr, il existe certaines normes limitant les concentrations autoris\u00e9es des \u00e9missions d'oxydes d'azote et de soufre, mais cela ne remet pas en question le fait que ces produits de combustion s'accumulent dans l'atmosph\u00e8re terrestre et se d\u00e9posent sous forme de pr\u00e9cipitations acides \u00e0 sa surface.<\/p>\n<p>Le soufre pr\u00e9sent dans le mazout et le charbon, ainsi que l'\u00e9mission de particules non br\u00fbl\u00e9es de combustible solide (y compris les cendres), imposent des conditions suppl\u00e9mentaires pour le traitement des gaz d'\u00e9chappement. L'utilisation de syst\u00e8mes de d\u00e9pollution des gaz augmente consid\u00e9rablement les co\u00fbts et complique le processus de r\u00e9cup\u00e9ration de chaleur des gaz d'\u00e9chappement, rendant de telles initiatives peu attrayantes d'un point de vue \u00e9conomique et souvent pratiquement non rentables.<\/p>\n<p>Dans certains cas, les autorit\u00e9s locales \u00e9tablissent une temp\u00e9rature minimale des gaz d'\u00e9chappement \u00e0 la sortie du tuyau afin d'assurer une dispersion ad\u00e9quate des gaz d'\u00e9chappement et d'\u00e9viter la formation d'un panache de fum\u00e9e. De plus, certaines entreprises peuvent de leur propre initiative adopter cette pratique pour am\u00e9liorer leur image, car le grand public interpr\u00e8te souvent la pr\u00e9sence d'un panache de fum\u00e9e visible comme un signe de pollution, tandis que l'absence de panache peut \u00eatre per\u00e7ue comme un indicateur de production propre.<\/p>\n<p>Tout cela conduit au fait que, par certaines conditions m\u00e9t\u00e9orologiques, les entreprises peuvent chauffer d\u00e9lib\u00e9r\u00e9ment les gaz d'\u00e9chappement avant de les rejeter dans l'atmosph\u00e8re. Cependant, en comprenant la composition des gaz sortants d'une chaudi\u00e8re fonctionnant au gaz naturel (qui a \u00e9t\u00e9 d\u00e9taill\u00e9e ci-dessus), il devient \u00e9vident que la \"fum\u00e9e\" blanche qui sort du tuyau (lorsque le mode de combustion est correctement r\u00e9gl\u00e9) est principalement de la vapeur d'eau form\u00e9e par la r\u00e9action de combustion du gaz naturel dans la chaudi\u00e8re.<\/p>\n<p>La lutte contre la corrosion n\u00e9cessite l'utilisation de mat\u00e9riaux r\u00e9sistants \u00e0 ses effets n\u00e9gatifs (ces mat\u00e9riaux existent et peuvent \u00eatre utilis\u00e9s dans les installations aliment\u00e9es par gas, produits d\u00e9riv\u00e9s du p\u00e9trole ou m\u00eame d\u00e9chets), ainsi que l'organisation de la collecte, du traitement du condensat acide et de son \u00e9limination.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Valorisation de la chaleur des gaz d&#039;\u00e9chappement\u00a0: \u00e9cologie avec profit\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/2fd11a8e0fb31fa32efb575038855137.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<h2>Technologie<\/h2>\n<p>\nLa mise en \u0153uvre d'un ensemble de mesures pour r\u00e9duire la temp\u00e9rature des gaz d'\u00e9chappement apr\u00e8s la chaudi\u00e8re dans une entreprise existante garantit une augmentation du rendement de l'ensemble de l'installation, dont fait partie l'agr\u00e9gat de chaudi\u00e8re, en utilisant, en premier lieu, la chaudi\u00e8re elle-m\u00eame (la chaleur produite en elle).<\/p>\n<p>Le concept de ces solutions se r\u00e9sume \u00e0 un seul point : un \u00e9changeur de chaleur est mont\u00e9 sur la section de tuyauterie avant le conduit d'\u00e9chappement, absorbant la chaleur des gaz d'\u00e9chappement par un fluide de refroidissement (par exemple, de l'eau). Cette eau peut servir soit directement de fluide caloporteur final \u00e0 chauffer, soit d'agent interm\u00e9diaire transmettant la chaleur par l'interm\u00e9diaire d'un \u00e9quipement d'\u00e9change de chaleur suppl\u00e9mentaire \u00e0 un autre circuit.<\/p>\n<p>Le sch\u00e9ma fonctionnel est pr\u00e9sent\u00e9 sur l'illustration :<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Valorisation de la chaleur des gaz d&#039;\u00e9chappement\u00a0: \u00e9cologie avec profit\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/8d8adf7d5b3b1d113a6d4ba35f773620.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\nLa collecte du condensat form\u00e9 se produit directement dans le volume du nouvel appareil d'\u00e9change de chaleur, qui est fabriqu\u00e9 \u00e0 partir de mat\u00e9riaux r\u00e9sistants \u00e0 la corrosion. Cela est d\u00fb au fait que le seuil de temp\u00e9rature du point de ros\u00e9e pour l'humidit\u00e9 contenue dans le volume des gaz sortants est franchi pr\u00e9cis\u00e9ment \u00e0 l'int\u00e9rieur de l'\u00e9changeur de chaleur. Ainsi, non seulement la chaleur physique des gaz d'\u00e9chappement est utilis\u00e9e efficacement, mais aussi la chaleur latente de condensation des vapeurs d'eau qu'ils contiennent. L'appareil lui-m\u00eame doit \u00eatre con\u00e7u de mani\u00e8re \u00e0 ce que sa construction ne g\u00e9n\u00e8re pas de r\u00e9sistance a\u00e9rodynamique excessive, ce qui pourrait d\u00e9t\u00e9riorer les conditions de fonctionnement de l'agr\u00e9gat de chaudi\u00e8re.<\/p>\n<p>La conception de l'appareil d'\u00e9change de chaleur peut \u00eatre soit un \u00e9changeur de chaleur r\u00e9cup\u00e9ratif ordinaire, o\u00f9 le transfert de chaleur des gaz vers le liquide se fait par une paroi s\u00e9paratrice, soit un \u00e9changeur de chaleur \u00e0 contact, dans lequel les gaz d'\u00e9chappement entrent directement en contact avec l'eau, qui est pulv\u00e9ris\u00e9e par des buses dans leur flux.<\/p>\n<p>Pour l'\u00e9changeur de chaleur r\u00e9cup\u00e9ratif, la solution pour le condensat acide consiste \u00e0 organiser sa collecte et sa neutralisation. En revanche, pour l'\u00e9changeur de chaleur \u00e0 contact, une approche l\u00e9g\u00e8rement diff\u00e9rente est appliqu\u00e9e, semblable \u00e0 un purge p\u00e9riodique du syst\u00e8me de r\u00e9approvisionnement en eau : au fur et \u00e0 mesure que l'acidit\u00e9 du liquide circulant augmente, une certaine quantit\u00e9 est pr\u00e9lev\u00e9e dans un r\u00e9servoir de stockage, o\u00f9 elle est trait\u00e9e avec des r\u00e9actifs avant d'\u00eatre \u00e9vacu\u00e9e dans les eaux us\u00e9es, ou r\u00e9int\u00e9gr\u00e9e dans le cycle technologique.<\/p>\n<p>Les applications individuelles de l'\u00e9nergie des gaz d'\u00e9chappement peuvent \u00eatre limit\u00e9es en raison de la diff\u00e9rence entre la temp\u00e9rature des gaz et les exigences de temp\u00e9rature pour le processus \u00e9nergivore. Cependant, m\u00eame pour ces situations apparemment bloqu\u00e9es, une approche a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e, s'appuyant sur des technologies et des \u00e9quipements qualitativement nouveaux.<\/p>\n<p>Dans le but d'am\u00e9liorer l'efficacit\u00e9 du processus de valorisation de la chaleur des gaz d'\u00e9chappement, des solutions innovantes bas\u00e9es sur des pompes \u00e0 chaleur sont de plus en plus souvent utilis\u00e9es dans le monde comme \u00e9l\u00e9ment cl\u00e9 du syst\u00e8me. Dans certains secteurs industriels (par exemple, dans la bio\u00e9nergie), ces solutions sont mises en \u0153uvre dans la majorit\u00e9 des chaudi\u00e8res mises en service. Des \u00e9conomies suppl\u00e9mentaires de ressources \u00e9nerg\u00e9tiques primaires sont r\u00e9alis\u00e9es en utilisant non pas des machines \u00e9lectriques \u00e0 compression de vapeur traditionnelles, mais des pompes \u00e0 chaleur \u00e0 absorption bromure de lithium (PABT) plus fiables et technologiques, qui n\u00e9cessitent de la chaleur pour fonctionner (cela peut souvent \u00eatre une chaleur r\u00e9siduelle inutilis\u00e9e, abondante dans pratiquement toutes les entreprises). Cette chaleur provenant d'une source de chauffage externe active le cycle interne de la PABT, permettant de convertir le potentiel thermique des gaz d'\u00e9chappement et de le transf\u00e9rer \u00e0 des milieux plus chauds.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Valorisation de la chaleur des gaz d&#039;\u00e9chappement\u00a0: \u00e9cologie avec profit\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/07\/82daf6ec9c80cb633f21101c4471a195.jpg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<h2>R\u00e9sultat<\/h2>\n<p>\nLe refroidissement des gaz d'\u00e9chappement de la chaudi\u00e8re gr\u00e2ce \u00e0 de telles solutions peut \u00eatre assez profond \u2013 jusqu'\u00e0 30, voire 20 \u00b0C, \u00e0 partir de 120-130 \u00b0C. La chaleur obtenue est amplement suffisante pour pr\u00e9chauffer l'eau destin\u00e9e aux besoins de traitement chimique, de remplissage, d'approvisionnement en eau chaude et m\u00eame pour les r\u00e9seaux de chaleur.<\/p>\n<p>L'\u00e9conomie de carburant peut atteindre 5 \u00e0 10 %, tandis que l'augmentation du rendement de l'installations de chaudi\u00e8re peut \u00eatre de 2 \u00e0 3 %.<\/p>\n<p>Ainsi, la mise en \u0153uvre de la technologie d\u00e9crite permet de r\u00e9soudre plusieurs probl\u00e8mes simultan\u00e9ment. Il s'agit de :<\/p>\n<ul>\n<li>l'utilisation aussi compl\u00e8te que possible de la chaleur des gaz de combustion (ainsi que de la chaleur cach\u00e9e de la condensation de la vapeur d'eau),<\/li>\n<li>la r\u00e9duction des \u00e9missions de NOx et de SOx dans l'atmosph\u00e8re,<\/li>\n<li>l'obtention d'une ressource suppl\u00e9mentaire \u2013 d'eau purifi\u00e9e (qui peut \u00eatre utilis\u00e9e dans n'importe quelle entreprise, par exemple comme remplissage des r\u00e9seaux de chaleur et d'autres circuits d'eau),<\/li>\n<li>l'\u00e9limination du faisceau de fum\u00e9e (il devient \u00e0 peine visible ou dispara\u00eet compl\u00e8tement).<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nLa pratique montre que la pertinence de l'utilisation de telles solutions d\u00e9pend d'abord de :<\/p>\n<ul>\n<li>la possibilit\u00e9 de valoriser la chaleur des gaz d'\u00e9chappement,<\/li>\n<li>la dur\u00e9e d'utilisation de l'\u00e9nergie thermique obtenue au cours de l'ann\u00e9e,<\/li>\n<li>le co\u00fbt des ressources \u00e9nerg\u00e9tiques dans l'entreprise,<\/li>\n<li>la pr\u00e9sence d'un d\u00e9passement de la concentration maximale autoris\u00e9e des \u00e9missions de NOx et de SOx (ainsi que la rigueur de la l\u00e9gislation environnementale locale),<\/li>\n<li>la mani\u00e8re de neutraliser le condensat et les options pour son utilisation par la suite.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Source : <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/lanit\/blog\/460419\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0412 \u043f\u043e\u0438\u0441\u043a\u0430\u0445 \u0441\u043f\u043e\u0441\u043e\u0431\u043e\u0432 \u043f\u043e\u0432\u044b\u0448\u0435\u043d\u0438\u044f \u044d\u0444\u0444\u0435\u043a\u0442\u0438\u0432\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438 \u043f\u0440\u0435\u0434\u043f\u0440\u0438\u044f\u0442\u0438\u0439 \u044d\u043d\u0435\u0440\u0433\u0435\u0442\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u043e\u0433\u043e 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