Depuis sa création à la fin du XIXe siècle, les chaudières sont devenues un élément essentiel dans beaucoup d’industries.
Même s’il y en a plusieurs types (vapeur, fluide thermique, eau chaude (eau surchauffée…), dans ce post nous ferons le point sur les chaudières à vapeur en raison de son importance dans le monde industriel.
TYPES DE CHAUDIÈRES À VAPEUR ET UTILISATION DANS L’INDUSTRIE ALIMENTAIRE
UTILISATION DE LA VAPEUR DANS L’INDUSTRIE DE L’ALIMENTATION ET BOISSONS
Au début, nous avons mentionné que les chaudières sont un élément essentiel dans le secteur industriel. En ce qui concerne l’alimentation et boissons, sont-elles tellement importantes, les chaudières à vapeur ?
La réponse est oui, puisque la vapeur a plusieurs applications selon la phase de la production où nous nous trouvons.
La vapeur s’utilise dans la majorité de processus de transfert thermique.
Ces processus sont essentiels dans l’industrie de l’alimentation et boisson: épluchage et cuisson (directe ou avec double fonds) ou stérilisation dans les autoclaves et pasteurisateurs tubulaires.
La vapeur s’utilise aussi dans d’autres machines qui ne sont pas en relation directe avec les traitements thermiques. Certaines sertisseuses de boîtes utilisent par exemple l’injection de vapeur pour la création de vide à l’intérieur des récipients.
QU’EST-CE QUE CE SONT LES CHAUDIÈRES À VAPEUR INDUSTRIELLES?
Les chaudières à vapeur industrielles sont des appareils fermés qui, avec la combustion du carburants de plusieurs types avec un brûleur ou de pétrole liquéfié, gasoil link , fioul, biomasse…) chauffent l’eau qui se trouve à son intérieur jusqu’à son évaporation.
Cette vapeur s’amène alors à toutes les parties de l’usine et machines à travers un réseau de tuyaux.
FONCTIONNEMENT DES CHAUDIÈRES À VAPEUR INDUSTRIELLES
Pour démarrer la chaudière, il faut d’abord la remplir avec de l’eau et activer le brûleur.
Normalement les chaudières incorporent un système automatique de remplissage d’eau pour maintenir toujours le niveau correct de travail.
1. Brûleur de la chaudière et foyer
Le brûleur est l’élément qui démarre la combustion du gaz naturel, gasoil, fioul, biomasse, etc… Ainsi, dans la chambre de combustion (ou foyer de la chaudière), on mélange le combustible avec de l’air pour produire de la chaleur nécessaire pour le processus. Dans cette phase, on peut même arriver à températures de 2000ºC.
2. Échange de chaleur gaz-eau
Comme résultat de la combustion, il y a une série de gaz. À l’intérieure de la chaudière, ces fumés entrent en contact avec de l’eau, et l’échange de chaleur s’origine grâce au circuit de chauffage.
Le transfert d’énergie thermique est possible de 3 manières différentes:
- Conduction: contact direct entre les fumés chauds et l’eau à plus basse température à travers les parois des tuyaux.
- Radiation: depuis la flamme du brûleur en direction les parois de la chaudière.
- Convection: contact avec les gaz chauds et les parties métalliques en contact avec de l’eau.
Grâce à cet échange, on augmente significativement la température de l’eau, elle entre en ébullition et elle passe à vapeur.
3. Chambre de vapeur et sortie de la vapeur
Rapidement cette vapeur se conduit vers une chambre de vapeur, où elle s’accumule suffisamment et s’envoie à l’installation des tuyaux avec l’ouverture des soupapes de vapeur.
4. Purge d’eau
Les chaudières incorporent également une sortie de l’eau qui ne se transforme pas en vapeur.
Là c’est où on purge la chaudière. Il faut savoir qu’après l’évaporation de l’eau, la quantité qui reste en état liquide augmente grandement sa concentration saline et cela pourrait nous créer des problèmes.
5. Cheminée de la chaudière
Après le transfert de sa chaleur à l’eau dans le circuit des fumés, les gaz de combustion passent à la cheminée et ils sont évacués.
Il est important de contrôler exhaustivement les fumés qui sont expulsés à l’extérieur pour nous assurer de bien respecter les limites de pollution imposées par la loi.
TYPES DE CHAUDIÈRES INDUSTRIELLES
Nous parlons principalement de deux types de chaudières. Cela dépend de qui circule à l’intérieur des tuyaux : du gaz ou de l’eau.
Dans le cas de l’eau traversant l’intérieur des tuyaux de la chaudière en circuit fermé, nous appelons ce type « chaudière à tube d’eau ».
Si par contre les gaz de la combustion circulent par les tuyaux, il s’agit d’une « chaudière à tube de fumée ». Ce type est moins cher parce que son fonctionnement est plus simple.
Pour cela, les chaudières à tubes de fumée travaillent à plus basse température (jusqu’à 300ºC) et pression (jusqu’à 25-30 bars) que les chaudières à tube d’eau (jusqu’à 600ºC et 350 bars).
3 CONSEILS POUR L’UTILISATION DE CHAUDIÈRES INDUSTRIELLES
Les chaudières à vapeur industrielles sont des machines indispensables dans les usines. En tant que spécialistes en chaudronnerie, Maquinaria Tomás Guillén souhaite partager quelques conseils avec ses lecteurs.
1. INSTALLATION D’ÉCONOMISEURS
Les économiseurs de chaudière sont des dispositifs qui permettent de récupérer la chaleur fatale de tout le processus pour chauffer de l’eau en dehors de circuit de la propre chaudière.
Cette eau chaude pourrait nous servir comme l’eau de l’alimentation de la chaudière. Si l’eau passe à la chaudière à plus haute température, moins de ressources et temps seront nécessaires pour arriver à l’ébullition.
Il y a aussi d’autres applications comme l’eau courante de l’usine et l’échauffement du condensat.
En conclusion, l’énergie se réutilise et on réduit la consommation énergétique (link a entrada eficiencia energética) et les coûts opératifs.
2. IMPORTANCE DE LA QUALITÉ DE L’EAU
Nous avons déjà mentionné qu’une des étapes de travail des chaudières les plus importantes c’est la purge de l’eau, en raison de la concentration saline qui reste à l’intérieur après l’évaporation. De la même façon, les particules dissoutes dans l’eau se précipitent également.
Si nous ne purgeons pas la chaudière, la chaux formera des incrustations et il y aura une grande corrosion dans notre chaudière. Appart les problèmes de maintenance logiques, la chaux aura comme conséquence la diminution de la productivité de la chaudière.
Les dépôts calcaires sur les surfaces internes des tubes diminuent bien évidemment son diamètre. En conséquence, la circulation d’eau et le transfert de chaleur diminuent.
Pour trouver une solution à cette problématique, en combinaison avec les purges, nous vous conseillons l’installation d’un adoucisseur d’eau pour améliorer la qualité de l’eau qui entre dans notre chaudière.
3. MAINTENANCE PRÉVENTIVE DE CHAUDIÈRES INDUSTRIELLES À VAPEUR CONTRE MAINTENANCE CORRECTIVE
Tout type de pannes qui arrive aux chaudières peut avoir d’énormes conséquences économiques à cause de l’arrêt de la production.
Pour cette raison, nous vous conseillons de faire une maintenance préventive consistant au nettoyage périodique des tubes de la chaudière et à sa révision générale.
De la même façon, il faut bien enregistrer tous les paramètres pour détecter des problèmes potentiels.
Il faut faire attention aussi à l’isolation thermique (calorifugeage). Le rendement d’une chaudière est déterminé par la quantité de chaleur qu’elle réussit à utiliser. Comme ceci, nous devons nous assurer qu’il n’y ait pas de fuites avec la correcte isolation thermique qui, au même temps, protégera nos opérateurs.
MAQUINARIA TOMÁS GUILLÉN, VOTRE FOURNISSEUR DE CHAUDIÈRES À VAPEUR INDUSTRIELLES POUR L’INDUSTRIE ALIMENTAIRE
Un des principes de l’efficience énergétique (link a entrada) dans le secteur industriel c’est choisir la chaudière qui s’adapte au mieux à notre consommation.
Chez Maquinaria Tomás Guillén nous avons des chaudières qui produisent entre 500 kilos/heure et 15 tonnes/heure.
Si vous désirez plus d’information ou conseils en ce qui concerne les chaudières, n’hésitez pas à nous contacter.
