Augmenter le temps de fonctionnement et réduire les coûts dans une centrale combinée biomasse

La centrale de PCCE de Jämkraft située à Lugnvik produit de l’énergie à partir de biomasse forestière depuis 2002. Elle convertit un tiers de cette ressource en électricité et deux tiers en chauffage urbain, couvrant les besoins de 90 % du comté de Jämtland, au centre de la Suède.

Une solution résistante à la fatigue et aux hautes températures 

Jämtkraft a été confrontée à des fuites répétées du récupérateur de chaleur de l’eau de purge de la chaudière et a suspecté un débit cyclique de l'eau froide d'appoint, provoquant des fluctuations de température et de pression sur l'échangeur de chaleur. L’entreprise s’est tournée vers Alfa Laval pour remédier à ce problème.

Les températures de process, supérieures à 200 °C, excluaient l’utilisation d’échangeurs thermiques à joints.  Alfa Laval a donc préconisé le remplacement de l'unité en place par l'échangeur thermique à plaques et calandre Alfa Laval DuroShell pour récupérer la chaleur de l’eau de purge de la chaudière.

Plus d’économies et une meilleure conformité

Les avantages que procurent l'échangeur thermique Alfa Laval DuroShell associé à un flash tank pour la récupération de chaleur dans le système de vapeur à haute pression à purge continue de la centrale de PCCE de Lugnvik sont doubles. Premièrement, le DuroShell récupère 130 kW de la purge de la chaudière pour préchauffer l’eau d’appoint entrante, ce qui permet de réaliser d’importantes économies d’énergie. Cela équivaut à récupérer plus de 1 100 MWh par an, soit suffisamment de chaleur pour assurer le chauffage d’une cinquantaine de maisons. Ensuite, il réduit la température des eaux usées, facilitant ainsi le respect des règles d’évacuation.

Délai d’amortissement de trois ans

Un rendement thermique supérieur associé à de faibles coûts d'installation, une consommation énergétique minimale et des coûts de maintenance réduits ont fait de l’acquisition de l'Alfa Laval DuroShell un investissement rentable pour Jämtkraft. Karl Selander, Responsable des Opérations pour Jämtkraft, explique :

 Le délai d’amortissement de notre investissement dans l’Alfa Laval DuroShell a été d’environ deux à trois ans. Outre une excellente récupération de chaleur, nous voulions un échangeur thermique nécessitant un minimum d’entretien dans le temps. Cet échangeur thermique, c’est l’Alfa Laval DuroShell.

Principe de fonctionnement

La centrale de PCCE de Lugnvik produit de la vapeur, surchauffée à haute pression et recueillie, à une température de 540 °C et à une pression de 145 bars, dans un collecteur de vapeur, où la purge continue ou l'élimination continue de 1 à 2 % de l'eau du système augmente sa qualité tout en prévenant la formation de dépôts minéraux dissous dans l'eau de la chaudière.

Cette eau sous pression est dirigée vers le flash tank. La vapeur séparée retourne ensuite dans le dégazeur, et l'eau, dont la température est supérieure à 200 °C, est envoyée dans le DuroShell, qui récupère la chaleur excédentaire de l'eau de purge en préchauffant l'eau d'appoint entrante, ajoutée au système pour remplacer les 1 à 2 % continuellement purgés.

Ce système permet d’économiser 400 tonnes de biomasse chaque année. La baisse de la consommation de combustible  augmente non seulement l'efficacité de la chaudière, mais réduit aussi les émissions de la centrale.