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L’encrassement des surfaces d’échanges des générateurs de chaleur : Co-génération
Ce phénomène, dont l’importance échappait aux chercheurs il y a une vingtaine d’années, est aujourd’hui parfaitement connu et maîtrisé. Une recherche soutenue a permis de constater qu’en dehors du développement naturel incroyablement rapide de la bactérie, celle-ci était très fortement influencée par les concentrations d’individus, et leur protection naturelle assurée par les anticorps qu’ils possèdent, n’avait d’efficacité qu’à la condition qu’ils soient en " bonne santé " et que, surtout, ils ne soient pas plongés dans de véritables bouillons de culture.
La reproduction d’une bactérie, qui s’opère par fragmentation, suit en effet une propagation exponentielle qui donne : - après 1 heure, 16 exemplaires ; - après 2 heures, 256 exemplaires ; - après 7 heures, 1 milliard d’exemplaires.
Quels sont nos ennemis ?
Les moteurs fonctionnant au gaz ou au fuel domestique lourd doivent être lubrifiés, la combustion des huiles lubrifiantes et du fuel lui-même produisant des particules de suies carbonées, grasses et collantes qui sont entraînées par le courant de gaz et se fixent sur les surfaces de l’échangeur installé en aval.
La teneur en soufre des combustibles - 0.5% pour le fuel domestique, 3 à 4% pour le fuel lourd - entraîne inévitablement la formation en SO2 dont une petite partie se convertit enSO3retenu en adsorption par les imbrûlés carbone. Dans certaines conditions de température de peau du métal et d’hygrométrie des fumées, le SO2 pourra se condenser et former de l’acide sulfurique qui corrodera le métal. Enfin, la présence de Vanadium et de sodium dans le fuel lourd peut provoquer en outre l’encrassement du turbocompresseur, s’il y en a.
Aujourd’hui, le problème le plus important dans les installations de cogénérations fonctionnant au fuel est l’encrassement rapide des échangeurs par les imbrûlés carbone, surtout si l’échangeur n’est pas " by-passé " au moment du démarrage du moteur.
Il faut éliminer les imbrûlés carbone formés et déposés sur les surfaces d’échange et prévenir et/ou éliminer les produits de la corrosion acide.
La technologie de la plupart des échangeurs des installations de cogénérations de petite ou moyenne puissance, qu’ils soient à tube de fumée ou à tube d’eau, ne permet pas d’y installer des systèmes de ramonage à la vapeur ou à l’air comprimé, identiques à ceux que l’on trouve sur les chaudières à flamme. D’ailleurs où trouverait-on la vapeur ou l’air en quantités suffisantes pour les actionner ?
Dans les installations de grandes puissances produisant de la vapeur, la consommation de la vapeur pour le ramonage de l’échangeur diminue sensiblement le rendement global de l’ensemble de cogénération.
Enfin, l’additivation du combustible qui permettrait de limiter la formation d’imbrûlés carbone, ne semble pas avoir, la faveur des motoristes ; peut-être craignent-ils que les particules solides résultant de la transformation de l’additif ne rayent les cylindres et détériorent les segments.
Le lavage à l’eau est donc par conséquent le moyen le plus souvent utilisé actuellement pour nettoyer ces échangeurs.
Ce système n’est pas sans poser de problèmes :
• Son efficacité n’est pas totale,
• Il faut récupérer et recycler les effluents pollués,
Les matériaux de chaudières ne résisteront pas forcément à la corrosion acide.
Les traitements préventifs de l’encrassement : Cote-feu
Les données du problème
Il est apparu que le traitement préventif par injection de réactifs chimiques dans la veine de gaz, entre le moteur et la chaudière, était la solution palliative la plus efficace et la simple à mettre en œuvre.
Il faut prendre en compte des paramètres totalement différents de ceux d’une chaudière à flamme :
Un gradient de températures plus faible,
Des vitesses de gaz plus élevées,
Un espace disponible pour l’injection plus petit,
Une consommation quotidienne de combustible moindre
La solution.
Un système de traitement préventif associant :
Des réactifs liquides à haut pouvoir oxydant et / ou neutralisant, plus particulièrement destinés aux installations fonctionnant au fuel lourd,
Un appareillage d’injection fonctionnant à l’air comprimé permettant d’obtenir une dispersion très fine du réactif dans la veine de gaz,
Un automatisme autorisant des injections de petites quantités de liquide (500 cc) très fréquentes (6 à 9 par jour) et dans un laps de temps très court (20 à 30 secondes).
Ce système permet au support aqueux de s’évaporer très rapidement (0.3 secondes) et de libérer des particules réactives avant que les gouttelettes n’atteignent les surface d’échange de la chaudière. Enfin, la consommation d’air comprimé étant réduite, un compresseur mobile peut intervenir.
Le traitement préventif de l’encrassement : Co-génération
Le système GEPERMATIC TYË 4 CR (Appareil Breveté - A.I.T.) est un système d’injection se composant de :
• Une armoire électrique alimentée en 220 V monophasé ou 380 V triphasé renfermant les minuteries et la pendules à programme,
• Une armoire contenant des régulateurs de pressions et des électrovannes réglant l’arrivée de l’air comprimé utilisé pour l’atomisation, le refoulement du produit et la purge de l’atomiseur,
• Un ou 2 pots pressurisés de 10 ou 19 litres de capacité en acier inoxydable,
• Un ou plusieurs atomiseurs à installer, après étude préalable, dans la gaine de liaison entre le moteur et la chaudière.
NB : Le compresseur d’air doit être capable de délivrer 30 NM3/heure d’air à 8 bar.
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