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Oct 06, 2023

Déchets

Technologies renouvelables, de la grue à l'empilement de carburant à combustion massive ou dérivé de déchets

Renouvelable

Technologies de la grue à la pile

Carburant à combustion massive ou dérivé de déchets (RDF)

B&W offre deux options lors de l'utilisation des déchets comme combustible de combustion. La combustion de masse des déchets solides municipaux (MSW) utilise les déchets dans leur état tel qu'ils sont reçus et non préparés. La deuxième technique utilise des déchets préparés ou du combustible dérivé de déchets (RDF), où les déchets tels que reçus sont d'abord séparés, classés et récupérés de diverses manières pour donner des produits vendables ou autrement recyclables. Le matériau restant est préparé pour la cuisson dans la chaudière.

La combustion de masse est la technologie de combustion des déchets la plus répandue dans le monde. Trois conceptions principales sont utilisées dans les centrales électriques à combustion de masse modernes : 1) four à passage unique, 2) four à passages multiples avec passage à convection verticale et 3) four à passages multiples avec passage à convection horizontale.

B&W a une expérience éprouvée dans la conception et la construction des trois variantes, le choix du design étant déterminé par l'application. Les trois conceptions comportent un four qui est stratégiquement disposé sur la grille pour contrôler le débit de gaz et maximiser l'absorption de chaleur, et ainsi maximiser l'efficacité. B&W conçoit le chemin d'écoulement des gaz de combustion pour fournir des distributions de débit et de température de section transversale raisonnablement uniformes en utilisant une modélisation physique et/ou numérique de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) et des données empiriques. Voici un bref résumé de chacun :

EN SAVOIR PLUS SUR LA VALORISATION ÉNERGÉTIQUE DES DÉCHETS

Fournisseurs européens Waste-to-Energy Technology (ESWET)

Grille de combustion DynaGrate® Grille de combustion Vølund® GMABTM Services de traitement des gaz de combustion et de récupération d'énergie pour les usines de valorisation énergétique des déchets

Le four à passage unique de B&W est une conception à support supérieur qui comporte un seul arbre vertical pour les gaz de combustion ascendants de la grille, avec un temps de séjour et une température suffisants pour brûler complètement le combustible et refroidir les gaz de combustion à la température requise des gaz de sortie du four avant d'entrer dans le surchauffeur. Les gaz de combustion tournent ensuite à 90 degrés autour d'une voûte de four pour passer à travers le surchauffeur à flux transversal horizontal supporté par le haut avant de tourner vers le bas pour s'écouler à travers la batterie de génération de vapeur à flux long. Les gaz de combustion passent alors verticalement sur l'économiseur à courants croisés et sortent de l'enceinte de la chaudière.

Le four multipasse de B&W avec passage à convection verticale place la banque de génération de vapeur et le surchauffeur dans le troisième passage vertical, et l'économiseur dans le quatrième passage. Dans cette conception, les gaz du four traversent la section radiative vers le haut, puis effectuent un virage à 180 degrés et s'écoulent vers le bas à travers un deuxième passage de rayonnement vertical. Le gaz fait ensuite un autre virage à 180 degrés et remonte à travers le troisième passage où se trouvent le surchauffeur et la banque de production. Enfin, les gaz de combustion sont dirigés vers le bas à travers le quatrième passage qui contient l'économiseur à courants croisés. Bien que cette conception minimise l'encombrement plus important du four à trois passages, l'accès au surchauffeur dans le chemin de gaz vertical pour la maintenance est plus difficile.

Les gaz de combustion du four multipasse de B&W avec passage de convection horizontal quittent la grille et le four inférieur et montent par le premier passage ouvert du four, puis vers le bas par le second passage ouvert. Une partie du premier passage peut être recouverte de matériaux spécialisés pour réduire l'absorption de chaleur et permettre aux gaz de combustion de maintenir une température appropriée pour une combustion complète du combustible dans les petites chaudières et à des charges inférieures dans les grandes unités. Au bas du deuxième passage ouvert, les gaz de combustion tournent de 180 degrés pour passer vers le haut à travers le troisième passage pour refroidir les gaz de combustion à la température de gaz requise avant d'entrer dans le passage de convection horizontale avec un économiseur horizontal ou un économiseur vertical.

Les gaz de combustion du four multipasse de B&W avec passage de convection horizontal quittent la grille et le four inférieur et montent par le premier passage ouvert du four, puis vers le bas par le second passage ouvert. Une partie du premier passage peut être recouverte de matériaux spécialisés pour réduire l'absorption de chaleur et permettre aux gaz de combustion de maintenir une température appropriée pour une combustion complète du combustible dans les petites chaudières et à des charges inférieures dans les grandes unités. Au bas du deuxième passage ouvert, les gaz de combustion tournent de 180 degrés pour passer vers le haut à travers le troisième passage pour refroidir les gaz de combustion à la température de gaz requise avant d'entrer dans le passage de convection horizontale avec un économiseur horizontal ou un économiseur vertical.

L'alimentation des déchets sur la grille de combustion d'une unité de valorisation énergétique doit être continue et adaptée à la capacité de transport de la grille. Le distributeur de combustible DynaFeeder® de B&W fournit une couche de combustible continue et uniforme sur toute la grille de combustion pour une production d'énergie constante et une efficacité maximale.

Le mouvement continu et lent du DynaFeeder s'adapte facilement aux changements de production d'énergie et aux exigences de combustion. Notre chargeur de carburant DynaFeeder présente des conceptions innovantes pour améliorer les performances, allonger le temps entre les entretiens normaux et réduire les pannes imprévues.

Caractéristiques

Les zones d'usure refroidies à l'eau sont un moyen innovant, efficace et économique d'améliorer l'accessibilité opérationnelle et la productivité des centrales électriques à déchets.

Les expériences des usines où nous avons installé des zones d'usure refroidies à l'eau montrent que la production annuelle totale d'énergie a considérablement augmenté - dans de nombreux cas jusqu'à 25 à 30 %. Une usine traite désormais 40 % de déchets en plus après une conversion qui inclut la nouvelle technologie de zone d'usure.

Réduction des coûts de maintenance en réduisant le volume réfractaire

Notre zone d'usure refroidie à l'eau a été développée pour réduire la surface de réfractaire non refroidi dans le four de nos chaudières de valorisation énergétique des déchets. L'inconvénient du réfractaire non refroidi est qu'en raison de la température de surface élevée, il a tendance à accumuler de grands volumes de laitier. Cela perturbera souvent le fonctionnement de l'usine et, dans certains cas, l'arrêtera même. La réduction du volume réfractaire réduit également les coûts de maintenance.

Construit pour assurer la stabilité et résister à la pression

La zone d'usure est une construction entièrement soudée avec des tubes et des plaques à parois relativement épaisses. Il s'agit principalement d'assurer la stabilité structurelle, mais aussi de fournir une large tolérance à l'érosion dans la zone d'usure.

Énergie supplémentaire

Une plus grande absorption de chaleur dans la zone d'usure refroidie à l'eau peut réduire la quantité totale de surface dans la partie radiante de la chaudière, fournissant une production supplémentaire à l'usine.

Moins de temps d'arrêt

La zone d'usure refroidie à l'eau remplace le revêtement réfractaire dans la zone la plus utilisée du système et l'expérience montre qu'une zone d'usure refroidie à l'eau a une durée de vie plus longue qu'un revêtement réfractaire. Si vous avez une usine existante de valorisation énergétique des déchets, nous pouvons construire une zone d'usure refroidie à l'eau lors d'un arrêt de maintenance standard.

Un mélange correct et turbulent des gaz de combustion dans le four de la chaudière permet un meilleur processus de combustion et une combustion en phase gazeuse.

Avec le système VoluMix™, tout l'air primaire passe à travers l'espace étroit entre les barreaux de la grille, créant une zone de combustion puissante et turbulente. Le système est installé à l'entrée de la première passe.

VoluMix garantit une très faible teneur en monoxyde de carbone (CO) et en carbone organique total (TOC) dans les gaz de combustion.

Les avantages de VoluMix incluent :

La combustion des déchets municipaux crée un environnement à l'intérieur de la chaudière qui est extrêmement corrosif. La corrosion dans les chaudières à déchets est principalement causée par des composés de chlorure qui se déposent sur le four et les tubes de passage de convection en combinaison avec des températures élevées. Une bonne protection contre la corrosion dans ces zones est primordiale pour la disponibilité de l'installation et le bon fonctionnement à long terme de ces composants clés de la chaudière.

Une variété de solutions ont été développées et utilisées au fil des ans pour traiter la corrosion du four inférieur. L'une de ces solutions est le recouvrement de soudure Inconel® qui a été lancé dans les chaudières à déchets et qui a été largement accepté depuis le début des années 2000 sur les parois inférieures des fours des grandes chaudières à combustion de masse.

La bonne résistance à la corrosion, la conductivité thermique élevée, la liaison métallurgique aux métaux du tube de base et de la barre de membrane et la résistance à l'usure ont fait du revêtement Inconel la principale approche pour la protection contre la corrosion du four inférieur dans les nouvelles conceptions.

B&W a été le pionnier de l'utilisation de l'Inconel comme solution au problème de corrosion du four inférieur ainsi qu'à d'autres zones sensibles à la corrosion. Dès 1986, les tubes du four inférieur d'une chaudière à combustible dérivée de déchets aux États-Unis étaient recouverts d'un matériau de recouvrement de soudure Inconel. Ce revêtement minimisait efficacement la corrosion. Sur la base de cette expérience, l'industrie a suivi l'exemple de B&W et le revêtement de soudure Inconel a ensuite été appliqué sur le terrain au four inférieur d'un certain nombre de chaudières en fonctionnement.

Capacité de soudage en spirale

En tant que leader dans l'utilisation de cette technologie dans les applications de chaudières à combustion de déchets, B&W applique désormais un revêtement Inconel à d'autres zones de la chaudière qui sont sensibles à la corrosion, y compris les surchauffeurs et les tubes d'évaporateur.

La machine de soudage en spirale de notre site de production à Esbjerg, au Danemark, peut appliquer un revêtement Inconel sur une épaisseur d'environ 2 mm dans un processus de soudage continu. Jusqu'à 8 tubes peuvent être traités simultanément sur une longueur allant jusqu'à 12 mètres. Pendant la production, les opérateurs vérifient régulièrement l'épaisseur de la couche d'Inconel et surveillent les paramètres techniques de soudage sur chacun des huit arcs. Cela garantit une couche d'Inconel lisse qui répond aux spécifications.

Le revêtement Inconel permet d'utiliser des tubes de chaudière en acier au carbone conventionnels sans affecter la résistance mécanique, tout en prolongeant considérablement la durée de vie. Il offre un haut niveau de protection contre les températures élevées et les gaz de combustion agressifs présents dans l'environnement hautement corrosif des fours et chaudières de valorisation énergétique des déchets. Le revêtement Inconel présente également une résistance extrêmement élevée à l'abrasion mécanique.

Autres capacités d'usinage Inconel

En plus de la capacité de soudage en spirale, une machine de soudage robotisée est utilisée pour appliquer le revêtement Inconel sur les panneaux muraux du four.

Le soudage par transfert de métal à froid (CMT) est utilisé pour appliquer le revêtement Inconel sur les parois des panneaux. Dans ce processus de «soudage à froid», une quantité minimale de fer fond des tubes dans le revêtement Inconel. Minimiser autant que possible la teneur en fer dans le revêtement Inconel fait partie intégrante de l'amélioration de sa durabilité.

Inconel remplace le revêtement réfractaire pour la protection des tubes. Il a une longue durée de vie éprouvée et est facile à identifier visuellement lorsqu'un entretien est nécessaire. Avec le réfractaire, la détérioration du tube est souvent cachée, ce qui peut éventuellement entraîner une augmentation des coûts de maintenance et de réparation.

Inconel est une marque de commerce de Special Metals Corporation et de ses filiales.

Focus sur la santé et la sécurité au travail : ISO45001

Les opérations de valorisation énergétique des déchets de B&W Renewable sont certifiées ISO 45001. Notre objectif est d'améliorer continuellement notre environnement de travail en gérant et en contrôlant les risques qui existent sur le lieu de travail, dans notre propre usine de production à Esbjerg, dans nos bureaux et lors du travail sur site dans les usines de nos clients. De plus, la santé et la sécurité sont ancrées dans la culture de travail de B&W via le programme Target Zero. Il reflète notre engagement envers la sécurité globale de chaque employé.

Opérations durables : ISO14001

Nos opérations de valorisation énergétique des déchets sont également certifiées ISO 14001. Nous nous engageons à gérer des mesures de durabilité telles que la consommation d'énergie, la réduction des déchets, les niveaux de recyclage, ainsi qu'à minimiser l'utilisation des matières premières et des consommables. En fait, nous mesurons et contrôlons tout, de la ferraille à l'élimination des déchets dangereux, y compris lors de la mise en service ou des travaux de maintenance sur site. Notre concentration sur l'utilisation de paramètres par rapport aux objectifs environnementaux conduit à des opérations plus efficaces.