Chaudières pour la métallurgie et l'industrie métallurgique
Pour ce secteur, TIPO Kotlogradnja conçoit et fabrique : chaudières à vapeur industrielles; chaudières de récupération de chaleur; chaudières à eau surchauffée.
Chaque chaudière est conçue et fabriquée selon la capacité requise, les exigences du procédé, le type de combustible et les conditions de fonctionnement de l'installation.
Le rôle de la chaleur et de la vapeur dans la métallurgie et la transformation des métaux
Dans cette industrie, ce sont les fours qui consomment le plus d'énergie : fours de réchauffage en laminage à chaud, fours de traitement thermique et de recuit, fours de fusion. Une part de leur chaleur s'échappe par les fumées ; pour les fours à arc électrique, ces gaz contiennent une énergie importante, utilisable pour préchauffer la ferraille, produire de la vapeur ou de l'électricité. Une chaudière ne remplace pas un four : elle alimente des consommateurs auxiliaires et exploite la chaleur des fumées du four, son rôle dans la chaîne de production est donc plutôt complémentaire que principal.
La vapeur et l'eau chaude ou surchauffée servent surtout dans les lignes de traitement de surface. En galvanisation à chaud, la pièce traverse plusieurs bains : dégraissage dans une solution alcaline chauffée, décapage à l'acide, fluxage dans une solution chauffée et, le cas échéant, séchage avant l'immersion dans le zinc fondu. Les bains chauffés sont des consommateurs naturels de vapeur ou d'eau chaude, et sur les lignes continues de revêtement au trempé, la vapeur peut aussi être produite à partir des gaz perdus des fours.
Exigences et réglementation
La chaleur des fours n'est pas disponible en permanence. Les fours à arc électrique fonctionnent par charges : la quantité et la qualité des fumées varient au cours du cycle, et les systèmes de récupération sont généralement dimensionnés autour d'un point de calcul, ce qui complique le fonctionnement hors de ce point. Une chaudière de récupération est donc conçue d'après le profil réel des gaz, et les consommateurs de vapeur ont besoin d'une solution pour les périodes d'arrêt du four, par exemple une chaudière à vapeur d'appoint. Cela doit être défini dès le début du projet, non à la mise en service.
Les chaudières et tuyauteries sont des équipements sous pression ; dans l'UE s'appliquent la PED 2014/68/UE et le marquage CE, avec un aperçu des normes sur la page certificats et normes. Les installations relèvent aussi du cadre environnemental : le document de référence sur les meilleures techniques disponibles pour la transformation des métaux ferreux (JRC, 2022) se rattache à la directive 2010/75/UE relative aux émissions industrielles et couvre notamment le laminage à chaud et le revêtement au trempé, y compris la galvanisation au trempé. Selon un panorama allemand des techniques, les bains d'acide chauffés exigent une aspiration des vapeurs, et l'acide est chauffé indirectement, sans injection directe de vapeur.
Combustible, énergie et durabilité
La récupération de chaleur est courante dans cette industrie : préchauffage de la charge ou de l'air de combustion par les fumées, brûleurs régénératifs et récupératifs et, lorsque de la vapeur est nécessaire, chaudières de récupération de chaleur. Chaque mesure comporte un compromis ; le préchauffage de l'air, par exemple, augmente les émissions d'oxydes d'azote. La bonne solution dépend donc de la présence d'un consommateur de vapeur ou d'eau chaude, des intervalles auxquels il doit être alimenté et de la charge du four au cours d'un poste.
Selon un panorama de l'IRENA, la chaleur de procédé représente une grande part de la consommation de combustibles fossiles dans la sidérurgie. La décarbonation s'appuie sur l'hydrogène, les fours à arc électrique alimentés en ferraille, l'électrification de la chaleur et la récupération de chaleur, mais de nombreuses technologies de chauffage ne sont pas encore mûres pour un usage industriel. Pour la chaufferie, cela signifie planifier la source d'énergie et la configuration en prévoyant un changement ultérieur, y compris des chaudières électriques là où l'électricité renouvelable est disponible.
Ce qu'il faut définir pour choisir une chaudière
Avant de choisir le type de chaudière, il faut séparer deux questions : quelle quantité de vapeur ou de chaleur les consommateurs demandent et quand, et quelle quantité de chaleur le four libère réellement et quand. Leur comparaison seule montre si une chaudière de récupération suffit, si une chaudière à vapeur ou à eau surchauffée supplémentaire est nécessaire, ou s'il faut les combiner. Dans tous les cas, la chaufferie doit être planifiée avec les lignes de production et non après coup, car la position du four, des conduits de fumées et des consommateurs détermine le tracé des tuyauteries et la place disponible. Le détail du choix figure dans le guide comment choisir une chaudière industrielle.
- profil de consommation de vapeur, d'eau chaude ou surchauffée par poste et par ligne (bains, séchoirs, chauffage)
- caractéristiques de la source de chaleur fatale : cycle du four, interruptions, composition et propreté des gaz
- réserve pour les périodes d'arrêt du four et mode de chauffe d'appoint
- traitement de l'eau d'alimentation et retour des condensats
- réglementation et normes (PED, CE, autorisations environnementales) et place disponible près du four
Types de chaudières pour ce secteur
Chaudières à vapeur industrielles
Vapeur saturée ou surchauffée pour les applications industrielles, de procédé et énergétiques. Chaudières à tubes de fumée et à tubes d'eau pour combustible solide, biomasse, liquide et gazeux.
Voir →Chaudières de récupération de chaleur
La WHRB (Waste Heat Recovery Boiler) est un générateur de vapeur qui valorise la chaleur des gaz d'échappement des procédés industriels pour produire de la vapeur saturée.
Voir →
Chaudières à eau surchauffée
Eau surchauffée pour les systèmes industriels, énergétiques et les réseaux de chaleur. Chaudières à tubes de fumée et à tubes d'eau pour tous les combustibles courants.
Voir →Applications
Chaudières à vapeur industrielles
- Métallurgie et mines
- chaleur de procédé pour les procédés énergivores
- Métallurgie et mines
- vapeur et eau surchauffée pour procédés énergivores
Chaudières de récupération de chaleur
- Métallurgie
- chaleur des fours et des procédés thermiques
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre une chaudière à tubes de fumée et à tubes d'eau ?
La chaudière à tubes de fumée a un grand volume d'eau, est construite selon EN 12953 et convient aux petites et moyennes puissances avec un fonctionnement stable. La chaudière à tubes d'eau a un faible volume d'eau, est construite selon EN 12952 et sert aux grandes puissances, pressions élevées et vapeur surchauffée.
Quels combustibles une chaudière à vapeur TIPO Kotlogradnja peut-elle utiliser ?
Combustibles solides (charbon), biomasse (plaquettes, granulés, paille, coques), combustibles liquides et gazeux (gaz naturel, fioul léger, fioul lourd) et mélanges gaz–hydrogène. Le foyer et les brûleurs sont conçus pour le combustible retenu.
Comment choisir la puissance et la pression de la chaudière ?
D'après le profil réel de consommation de vapeur, la pression et la température requises chez les consommateurs, le combustible et le régime de fonctionnement. Nos ingénieurs réalisent le calcul thermique à partir des données de l'investisseur et proposent le type, la taille et la configuration.
Quelles normes s'appliquent aux chaudières à vapeur ?
EN 12953 pour les chaudières à tubes de fumée, EN 12952 pour les tubes d'eau, EN 13445 pour les récipients sous pression, EN 13480 pour les tuyauteries, et ASME BPVC ou AD 2000 pour l'export. Les équipements sous pression portent le marquage CE selon la DESP 2014/68/UE.
Une chaudière de récupération peut-elle fonctionner lorsque le four tourne par intermittence ?
Oui, mais il faut tenir compte du fait que la chaleur n'est pas disponible en permanence. Avec des fours à charges comme les fours à arc électrique, la quantité et la qualité des gaz varient au cours du cycle, et les systèmes de récupération sont généralement conçus autour d'un point de calcul. On définit donc le profil des gaz avant le projet et l'on décide si l'écart est couvert par une chaudière d'appoint ou par un stockage de chaleur.
Faut-il chauffer les bains d'acide par injection directe de vapeur ?
Selon un panorama allemand des meilleures techniques pour la transformation de l'acier, l'injection directe de vapeur n'est pas recommandée ; les acides sont chauffés indirectement par des échangeurs de chaleur. La vapeur ou l'eau chaude peuvent servir de fluide caloporteur dans l'échangeur, ce que l'on détermine selon le type de bain et les exigences de la ligne.
Le préchauffage de la charge est-il préférable à la production de vapeur à partir des gaz perdus du four ?
Aucune des deux n'est toujours préférable ; cela dépend du site. Le préchauffage de la charge ou de l'air et les brûleurs régénératifs renvoient la chaleur directement au four, tandis qu'une chaudière de récupération a du sens lorsque l'usine compte un consommateur de vapeur ou d'eau chaude, par exemple des bains ou des séchoirs. Les mesures peuvent se combiner, sachant que le préchauffage de l'air augmente les émissions d'oxydes d'azote.
Normes de conception et de fabrication
TIPO Kotlogradnja conçoit et fabrique des chaudières et des chaufferies complètes selon les exigences de l'investisseur, le combustible, la puissance et le régime de fonctionnement. Le processus couvre l'analyse des besoins, la proposition de solution, l'offre, l'étude, l'approvisionnement, la fabrication, le montage, les essais et la mise en service. Quelle que soit la complexité du projet ou le marché, les équipements sont conçus et fabriqués selon les normes européennes et internationales, dont EN 12952, EN 12953, EN 13445, EN 13480, ASME BPVC et AD 2000, conformément à la documentation du projet et aux exigences de l'investisseur.
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