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1 - CHAUDIÈRES DE PUISSANCE

2 - VARIATIONS D'ALLURE ET TRANSITOIRES

3 - CHAUDIÈRES À DÉCHETS ET À BIOMASSE

4 - CHAUDIÈRES DE RÉCUPÉRATION

5 - CHAUDIÈRES SOLAIRES

Article de référence | Réf : BE8732 v1

Chaudières de récupération
Chaudières de puissance, à déchets, à biomasse et de récupération

Auteur(s) : Markus HAIDER, Philippe SEGUIN

Date de publication : 10 oct. 2012

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RÉSUMÉ

Les chaudières ou générateurs de vapeur se trouvent principalement dans les centrales thermiques et dans les installations industrielles. Suivant cette logique, sont d’abord présentées les chaudières de puissance (à charbon pulvérisé, à lit fluidisé circulant de grande puissance) ainsi que la cocombustion. Les variations d’allure et transitoires sont également détaillées. Sont ensuite étudiées les chaudières à déchets et à biomasse (effet du combustible sur la conception, incinération, etc). Finalement, les différentes chaudières de récupération (et notamment leurs particularités de conception) et les chaudières solaires (à vaporisation, de récupération) clôturent cet article.

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ABSTRACT

Boilers and steam generators are mainly found in thermal power plants and industrial installations. Power boilers (pulverized coal boilers, high pressure circulating fluidized bed boilers) are presented as well as co-combustion. Speed variations are also detailled (I have left transitoire dunno what to do with it...) as well as waste heat and biomass boilers. This articles concludes with the various recovery boilers (focusing on their specific design) and solar boilers (vaporization, recovery boilers).

Auteur(s)

  • Markus HAIDER : Professeur à l'université technique de Vienne (Autriche) - Directeur de l'Institut d'énergétique et thermodynamique

  • Philippe SEGUIN : Directeur du département Systèmes de combustion - CNIM – Division Environnement

INTRODUCTION

Les bilans énergétique et de matière des chaudières ont fait l'objet d'un premier dossier [BE 8 730]. Les systèmes de combustion et les circuits eau/vapeur et air/fumées ont fait l'objet d'un deuxième article [BE 8 731].

Ce dernier dossier [BE 8 732] est consacré à des applications spécifiques.

Les chaudières ou générateurs de vapeur se trouvent principalement dans les centrales thermiques et dans les installations industrielles. Suivant la capacité et suivant l'origine ou le type d'énergie primaire, les principales catégories sont ainsi les chaudières à charbon pulvérisé, les chaudières à lit fluidisé circulant de grande puissance, les chaudières à déchets, les chaudières à biomasse et les chaudières de récupération.

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MOTS-CLÉS

vapeur Combustion

KEYWORDS

vapor   |   combustion

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be8732


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4. Chaudières de récupération

Une chaudière de récupération récupère l'enthalpie sensible contenue dans un débit de gaz ou de liquide. Compte tenu de l'importance du combustible gaz naturel et de l'emploi des turbines à gaz, les chaudières de récupération en cycle combiné et en cogénération prennent une place particulièrement importante parmi les chaudières de récupération. Néanmoins, il y a aussi beaucoup d'applications très variées dans les industries de process et dans le solaire thermodynamique, avec des critères de conception spécifiques.

4.1 Particularités de conception et de calcul

Dans le cas le plus simple, une chaudière de récupération est composée de trois échangeurs suivant la figure 33.

Comme expliqué en [BE 8 370], le pincement joue un rôle particulièrement important dans la performance des chaudières de récupération. Une fois que la pression vapeur (et ainsi la température de saturation dans l'évaporateur) est figée, la température de sortie des fumées ne peut être influencée que dans une plage limitée. Ce phénomène est à l'origine du concept « multipression ». Ce n'est qu'avec une chaudière de récupération à plusieurs niveaux de pression qu'il est possible de refroidir les fumées à une température basse, tout en maximisant le rendement du cycle thermodynamique.

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4.1.1 Typologie

Les chaudières de récupération derrière turbine à gaz peuvent être distinguées selon les critères suivants :

  • (1) nombre de niveaux de pression ;

  • (2) brûleurs de post-combustion (oui/non) ;

  • (3) chambre de post-combustion refroidie ou adiabatique ;

  • (4) carneau de fumées horizontal ou vertical ;

  • (5) type de circulation eau/vapeur (circulation naturelle/assistée/ forcée) ;

  • (6) parties sous pression posées...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - SELIG (M.) -   Commercial CSP plants based on Fresnel collector technology.  -  SolarPACES, Granada, Espagne (2011).

  • (2) - MINER (K.) -   Solar tower receiver development @ Pratt & Whitney Rocketdyne.  -  DOE Solar Energy Technologies Program Peer Review, 26 mai 2010.

  • (3) - BABCOCK et WILCOX -   Steam.  -  42nd edition.

  • (4) - EPPLE (B.), LEITHNER (R.), LINZER (W.), WALTER (H.) (Hrsg.) -   Simulation von Kraftwerken und waermetechnischen Anlagen.  -  Springer Verlag Wien, 745 S., 279 Abb., 38 Tab., Hardcover, EUR 79.95, New York, ISBN 978-3-, 211-29695-0, (2009).

  • (5) - LEITHNER (R.) -   Vergleich zwischen Zwangsdurchlauf-Dampferzeuger, Zwangdurchlauf – Dampferzeuger mit Vollastumwälzung und Naturumlaufdampferzeuger.  -  VGB-Kraftwerkstechnik, 63 Jg., Heft 7, 2 juil. 1983.

  • (6) - VGB Power Tech eV -   Konzeptstudie Referenzkraftwerk...

NORMES

  • Chaudières à tubes d'eau et installations auxiliaires – Partie 3 : Conception et calcul des parties sous pression - EN 12952-3 - 01-04

1 Réglementation

Directive européenne 2001/80/CE du 23/10/01 relative à la limitation des émissions de certains polluants dans l'atmosphère en provenance des grandes installations de combustion transcrite en France par l'arrêté du 20 juin 2002.

Directive européenne 2000/76/CE du 04/12/00 sur l'incinération des déchets transcrite dans la législation Française par l'arrêté du 20 septembre 2002.

Directive européenne 2010/75/UE relative aux émissions industrielles, en cours de transcription en droit français.

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2 Annuaire

RWE http://www.rwe.com

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3 Événements

Power-Gen Europe http://www.power-gen.com

VGB Conférences “chaudières http://www.vgb.or

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