L’objectif de ce projet était de rendre la production de chaleur et d’électricité renouvelables à partir de la biomasse plus rentable.

Analyse de rentabilité

L’efficacité globale des systèmes de production combinée de chaleur et d’électricité (PCCE) à partir de la biomasse est largement déterminée par la température des gaz de combustion qui sortent des cheminées. Plus les gaz de combustion peuvent être refroidis, plus le rendement global du système est élevé.
Dans la pratique, le refroidissement des gaz de combustion est limité à 130 – 170 degrés Celsius. Les fournisseurs d’économiseurs veulent éviter la condensation du soufre sur les parois de l’unité. En raison de la formation de ce condensat acide, la corrosion attaque ces échangeurs de chaleur plus vite. Les problèmes liés à la corrosion qui surviennent dans la pratique sont complexes. Outre le soufre, d’autres substances toxiques et potentiellement acides jouent également un rôle important, et les connaissances sur ces interactions sont généralement limitées. Les ingénieurs et les fournisseurs d’économiseurs optent généralement pour des chiffres et des directives sûrs et éprouvés destinés à la conception des chaudières au charbon.
La solution standard pour refroidir les gaz de combustion est généralement l’application d’un condenseur qui met de grandes quantités d’eau en contact avec les gaz de combustion. La récupération de la chaleur s’effectue à une température relativement basse (par ex. 40°C). Donner à cette chaleur récupérée une application utile est malheureusement souvent impossible.
Les propriétaires d’installations de production combinée de chaleur et d’électricité (PCCE) à partir de biomasse veulent économiser sur les coûts de production et utiliser au mieux la chaleur récupérée des gaz de combustion.

L’objectif du projet

L’objectif principal de ce projet était d’accroître l’efficacité globale des chaudières à biomasse. En réduisant la chaleur qui sort de la cheminée et en régénérant la chaleur à un niveau de température plus élevé que celui des condenseurs de gaz de combustion standard. En général, les fluides dont la température est supérieure à 70°C sont précieux et peuvent être réutilisés pour d’autres applications.
Le développement d’un économiseur (échangeur de chaleur) plus résistant à la corrosion à basse température présente des avantages majeurs. Les gaz de combustion peuvent être refroidis sous le point de rosée de la vapeur d’eau, et la chaleur à un niveau de température utile peut être récupérée. Par conséquent, l’utilisation de cette chaleur, par exemple dans les serres, est relativement facile.
L’augmentation de l’efficacité énergétique permet de réaliser des économies sur les coûts de combustible et de produire une énergie durable plus économique (chaleur et électricité) à partir de la biomasse.

Brève description du projet

Des mesures détaillées des gaz de combustion provenant d’une chaudière à biomasse d’une centrale de cogénération ont été effectuées pour mettre au point un nouvel économiseur pouvant être utilisé à des températures inférieures. Cela signifie que les gaz de combustion d’une installation de biomasse peuvent être refroidis à un niveau de température plus bas que d’habitude.
En collaboration avec les entreprises néerlandaises ECN faisant partie de TNO, et TBM R&D dans ce projet, Geurts était chargée de la conception et de la fabrication de l’échangeur de chaleur. Cet économiseur peut être utilisé pour le refroidissement des gaz de combustion. L’unité peut être équipée de dispositifs de nettoyage en ligne pour maintenir une conductivité thermique optimale. Ce nouveau développement au sein de notre gamme d’économiseurs sera testé à long terme pour une qualité durable. Les tests seront effectués dans une installation biomasse de TBM Europe B.V. L’organisation néerlandaise ECN, qui fait partie de TNO, est un centre de recherche sur l’énergie des Pays-Bas, l’un des plus grands instituts de recherche sur l’énergie en Europe et occupe une position internationale reconnue. L’organisation ECN, faisant partie de TNO, est responsable de la coordination du projet et de toutes les mesures et analyses du côté des gaz de combustion du système.

Rendement de la chaudière

Ce projet a donné naissance à un économiseur pouvant être utilisé lorsque les températures des gaz de combustion sont moins élevées. L’ambition de cette conception est d’appliquer le système en utilisant une eau d’alimentation inférieure à 65°C. Essais à long terme (> 500 heures) dans des conditions réalistes sur une échelle limitée (> 50 kWth).
Chaque réduction de 15°C des gaz de combustion sortant de la cheminée entraîne une augmentation de 1% de l’efficacité globale de la chaudière. Ceci correspond à autant d’économies sur les dépenses en carburant. L’objectif final est de réduire la température des gaz de combustion sortant de la cheminée de 130°C à moins de 85°C. Cela signifie un gain d’efficacité et une augmentation d’au moins 3 %. Il s’agit d’une approche conservatrice.