Deux technologies principales de chaudières sont actuellement disponibles sur le marché : les chaudières à tubes d’eau et les chaudières à tubes de fumée. Dans les chaudières à tubes d’eau, l’eau est chauffée en circulant dans des tubes autour desquels circulent les gaz de combustion chauds. Dans les chaudières à tubes de fumée, les gaz de combustion chauds circulent dans des tubes immergés dans un réservoir rempli d’eau.technologie ma chaudière

Fonctionnement général des chaudières

Les chaudières sont utilisées pour transformer l’énergie provenant d’un processus de combustion en chaleur et/ou en électricité utilisables. Si de l’énergie électrique est nécessaire, la chaudière produira de la vapeur qui subira un cycle thermodynamique et alimentera une turbine couplée à un générateur. Si la chaleur est uniquement requise, la production de vapeur n’est pas nécessaire et la production d’eau chaude sera suffisante. C’est le cas lorsqu’il s’agit de chauffage à petite échelle.

Les chaudières à tube eau et les chaudières à tubes de fumée

Les très grandes chaudières de puissance élevée impliquent généralement des températures et des pressions d’eau élevées. Compte tenu de ces conditions de fonctionnement, les conceptions à tubes d’eau sont plus pratiques puisque seuls les tubes d’eau doivent être conçus pour résister à ces pressions et températures élevées. À puissance plus faible, les conceptions de tubes de fumée sont généralement moins coûteuses. Si la puissance de la chaudière ne dépasse pas 20 MW et la pression 20 bars, une chaudière à tubes de fumée est la technologie la plus adaptée.

Équipement supplémentaire

Matériel de dépoussiérage

La production de poussière dans les chaudières varie considérablement selon le type de combustible, l’équipement de combustion et le schéma d’écoulement dans la chaudière. Si la quantité de poussières rejetées dépasse les directives environnementales, un équipement de dépoussiérage doit être ajouté à la chaudière. Il existe différentes technologies avec des rendements différents.
Des filtres en tissu/sacs peuvent être utilisés pour piéger la poussière avant qu’elle ne soit rejetée dans l’atmosphère. Ce type de technologie n’est adapté que pour les gaz à température relativement basse (<260°C). Les filtres ne peuvent pas supporter des températures élevées. En outre, il faut veiller à ce que les filtres ne fonctionnent pas à des températures inférieures au point de rosée des différents gaz d’échappement ou il faut s’attendre à une corrosion sévère et les filtres pourraient se boucher. Les sacs doivent être nettoyés ou secoués régulièrement pour éviter l’accumulation de poussière. L’efficacité est généralement de l’ordre de 99%.
Dans les précipitateurs électrostatiques, les particules de poussière sont chargées en passant par des fils électriques et sont ensuite recueillies sur des plaques chargées en sens inverse. Là encore, la rosée gazeuse doit être évitée car la corrosion serait problématique. Ce type d’équipement de collecte est plus coûteux que les technologies précédentes, mais son efficacité est supérieure à 99 %.

Équipement de récupération de la chaleur

Les gaz d’échappement quittant la chaudière sont souvent encore à haute température et peuvent être utilisés pour augmenter l’efficacité de la chaudière. Cela se fait généralement au moyen d’un économiseur ou d’un réchauffeur d’air. Ce dernier, qui sert à préchauffer l’air de combustion, n’est pas utilisé actuellement dans les chaudières à tubes de fumée. Cependant, des économiseurs (qui chauffent l’eau d’alimentation) sont parfois utilisés. L’utilisation de l’eau d’alimentation est dictée par sa température relativement basse, ce qui entraîne un échange de chaleur plus important pour une surface donnée. Les économiseurs sont construits à partir de tubes lisses ou à ailettes en acier ou en fonte.