Présentation
RÉSUMÉ
Le terme chaudière définit un appareil qui transfère de l'énergie sous forme de chaleur et délivre de la vapeur, ou de l'eau surchauffée, sous pression. Ces appareils sont des éléments constitutifs indispensables à tout procédé thermodynamique de production d’énergie. Les principes de construction des chaudières utilisant l’eau comme fluide dépendent de la puissance thermique, de la pression de vapeur et du type de combustible. En théorie, leurs fonctionnements sont régis par les phénomènes physiques et les lois de la thermodynamique. Ainsi, la première étape de la conception d’une chaudière consiste au calcul du bilan énergétique. Cependant, une chaudière à combustion et une chaudière à récupération ne possèdent pas les mêmes données et donc la même approche de ce bilan.
AUTEUR(S)
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Markus HAIDER : Professeur à l'Université technique de Vienne (Autriche) - Directeur de l'Institut d'énergétique et thermodynamique
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Philippe SEGUIN : Directeur du département Systèmes de combustion - CNIM – Division Environnement
INTRODUCTION
Sommaire
1. Définition et types de chaudière
1.1 Principes de construction
1.2 Influence de la puissance, du combustible et des paramètres process
1.3 Systèmes de circulation
2. Bilans énergétiques et bilan matière
2.1 Transformation énergétique dans une chaudière à combustion
2.2 Données de départ d’un bilan de chaudière
2.2.1 Caractéristiques de l’eau et de la vapeur
2.2.2 Caractéristiques du combustible
2.2.3 Calcul de combustion et bilan masse
2.3 Bilans énergétiques pour une chaudière à combustion
2.3.1 Rendement
2.3.2 Puissance (ou chaleur) utile principale
2.3.3 Puissance utile annexe
2.3.4 Puissances introduites
2.3.5 Pertes
2.4 Bilan matière d’une chaudière à combustion
2.4.1 Débit de combustible à brûler à une allure donnée
2.5 Bilan énergétique d’une chaudière de récupération
2.6 Essais de performances
Pour en savoir plus
Le terme chaudière définit un appareil qui transfère de l'énergie sous forme de chaleur et délivre de la vapeur sous pression ou de l' eau surchauffée sous pression . La vapeur produite peut couvrir une large plage de température (saturée ou surchauffée) et de pression (sous- ou supercritique). Les chaudières participent à la majorité des procédés thermodynamiques de production d'électricité et sont des appareils incontournables de l'énergie et de la thermique industrielle.
Le présent dossier [BE 8 730] explique la typologie des solutions technologiques, les phénomènes physiques à prendre en compte et les relations thermodynamiques qui permettent d'établir un bilan thermodynamique.
Les chaudières traitant d'un fluide différent de l' eau tel que les chaudières à sodium, à mercure, à sel fondu, à fluide organique, etc. sont exclues. Les sources de chaleur envisagées proviennent :
soit de la combustion de produits fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel, etc.) ;
soit de la combustion de déchets ou de biomasse ;
soit de la récupération de chaleur pure en aval de turbines à gaz, en aval de procédés chimiques ou en aval d'une installation...
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Chaudières - Bilans et dimensionnement
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