Traitement d'eau performant sur chaudière de production de vapeur

Faire baisser les coûts de production est une problématique commune à l'ensemble du secteur industriel et le secteur de la production de vapeur ne fait pas exception. De multiples solutions peuvent être mises en place sur votre chaudière industrielle contribuant à la réduction des émissions polluantes ainsi que des coûts de production. En effet, on peut atteindre 10% de gain énergétique sur la seule production de vapeur (source: Ademe).

Les incontournables au rendement optimal sont:

  • puissance de production adaptée aux besoins ;
  • transfert de chaleur efficace ;
  • qualité de vapeur élevée (vapeur saturée en énergie) ;
  • pureté de vapeur (faible concentration des contaminants) ;
  • stabilité d'opération des chaudières.

Cet article traitera du rôle central du traitement d'eau sur la performance d'une chaudière à vapeur.

Explications.

 

1. Les applications de la vapeur

La vapeur d'eau est utilisée dans un grand nombre d'industries. Voici une liste d'applications courantes de la vapeur dans divers secteurs industriels:

2. Le fonctionnement d'une chaudière de production de vapeur

Une chaudière à vapeur est un vase fermé qui sert à produire de la vapeur à une pression supérieure à la pression atmosphérique. le confinement de la vapeur fait monter la pression et dans la température d'ébullition. La quantité d'énergie contenue dans la vapeur produite augmente également. Les chaudières se distinguent soit par leur forme, soit par le type d'équipement de chauffe ou le combustible. Nous allons plus nous concentrer sur les chaudières à combustible qui sont les plus couramment utilisées.

Ce type de chaudière se compose de deux compartiments distincts:

 

On distingue ainsi 2 types de chaudière à combustible en fonction de la circulation de l'eau à chauffer par rapport à la chaleur de combustion:

3. L'importance du traitement de l'eau sur une chaudière de production de vapeur

 

Quel que soit le type de chaudière, il est impératif de traiter l'eau de chaudière afin d'éviter le dépôt de tartre à l'extérieur du tube foyer, des tubes de fumée ainsi que sur les tubes d'eau. En effet, le tartre provoquerait un mauvais échange thermique, un temps de mise en pression-température plus long, un risque de surchauffe au niveau de tube foyer, une surconsommation de combustible, une augmentation de la température des fumées au niveau de la cheminée. En outre, l'obturation des tubes pourrait se révéler dangereuse.

Le traitement performant de l'eau d'alimentation d'une chaudière est soit un traitement par osmose inverse, soit une déminéralisation sur résines échangeuses d'ions.

4.1 L'osmose inverse

L'osmose inverse utilise un système de membranes à travers lesquelles passe l'eau (perméat) en agissant comme un filtre très fin qui élimine l'essentiel des contaminants et les retient dans le concetrat.

Ce procédé est utilisé pour la déminéralisation des eaux de process industrielles, à destination des circuits de refroidissement, des chaudières ou de la fabrication. Il ne nécessite pas le recours à des produits chimiques.

Avantages:  

L'osmose inverse présente un très grand avantage compétitif, comparé aux installations d'adoucissement classiques.

        • Gain important de maintenance ;
        • économie des purges d'eau ;
        • diminution des rejets de chlorure ;
        • suppression du stockage de produits chimiques ;
        • gain énergétique.

4.2 Déminéralisation sur résines échangeuses d'ions

          Les résines échangeuses d'ions sont utilisées depuis 60 ans pour l'adoucissement et la déminéralisation de l'eau destinée à alimenter les chaudières de production de vapeur ou certains procédés chimiques. 
L'échange d'ions est une technique qui consiste à remplacer dans une solution, des ions indésirables ou valorisables par d'autres en quantité équivalente. 

La déminéralisation de l'eau est un procédé durant lequel tous les ions minéraux présents dans l'eau peuvent être éliminés et remplacés par des ions hydrogène (H+) et des ions hydroxyl (OH-).

Avantages:

          • Obtention d'une faible conductivité et d'une qualité d'eau constante pendant toute la durée du cycle ;
          • Réduction de la consommation de réactifs ;
          • Encombrement réduits ;
          • volume d'eau de service et d'effluents rejetés est considérablement réduit.

5. Les Certificats d'Economies d'Energie encourage l'installation de systèmes de traitement d'eau

Si la réduction de la consommation d'énergie constitue bien sûr l'objectif principal, l'aide financière obtenue dans le cadre des CEE est également l'occasion de gagner en productivité tout en modernisant l'outil de production.

La fiche à utiliser pour le traitement d'eau performant sur une chaudière de production de vapeur est l'IND-UT-125.

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