Chaudières à eau surchauffée

Avantages des chaudières à eau surchauffée

• Utilisation simple et efficace avec des coûts d’installation économiques
• Exigences de maintenance et d’inspection réduites grâce à une pression de service modérée
• Rendement élevé du transfert thermique grâce à de larges surfaces de combustion ondulées
• Réponse rapide aux variations de charge grâce à un faible volume d’eau et à une circulation élevée
• Accès aisé aux parties gaz et eau via les portes avant, la grande trappe de décompression arrière, les trous d’homme et plusieurs trous de main
• Conception et configuration sur mesure selon les besoins spécifiques du client
• Longue expérience en ingénierie et fabrication de chaudières industrielles et tertiaires
• Régulation précise de la température garantissant des conditions de procédé stables et sûres
• Interface conviviale grâce aux systèmes de contrôle TSB ENERGY
• Fiabilité élevée du procédé avec possibilités de surveillance et de commande à distance
• Procédures strictes de contrôle qualité appliquées à toutes les étapes de production
• Longue durée de vie assurée par une conception équilibrée des zones de dilatation thermique et des procédés de soudage automatique certifiés
• Jusqu’à 1 % d’amélioration supplémentaire du rendement de combustion grâce aux turbulateurs en aluminium
• Faible consommation électrique grâce à l’utilisation de moteurs à haut rendement
• Fonctionnement respectueux de l’environnement avec de faibles émissions de NOx
• Contribution à la réduction des émissions de CO₂ grâce à la compatibilité avec l’hydrogène
• Adaptations logicielles et automatisation spécifiques au client réalisées par notre équipe d’ingénieurs
• Architecture PLC optionnelle prenant en charge les protocoles de communication Modbus et Profibus
• Intégration simple et sécurisée dans tous types de procédés industriels

Principe de fonctionnement des chaudières à eau surchauffée

Les chaudières à eau surchauffée sont conçues de manière similaire aux chaudières à vapeur, mais fonctionnent avec une enveloppe entièrement remplie d’eau et selon le principe d’un circuit fermé.

Le brûleur intégré génère la flamme et les gaz de combustion dans la chambre de combustion. La chaleur produite est transmise à l’eau via de larges surfaces d’échange thermique. L’eau surchauffée est ensuite acheminée vers le procédé par des pompes de circulation et des réseaux de tuyauterie. Après avoir cédé son énergie thermique aux équipements du procédé, l’eau retourne à la chaudière par le circuit fermé pour être à nouveau chauffée.

Pour garantir un fonctionnement sûr et durable, le traitement de l’eau du circuit fermé est essentiel. Le maintien du pH sous contrôle permet de réduire significativement les risques de corrosion et d’augmenter la durée de vie du système.

Conception et normes: Les chaudières à eau surchauffée TSB ENERGY sont conçues et fabriquées conformément à la norme TS EN 12953 ainsi qu’aux réglementations EN, DIN, TRD et Lloyd’s applicables.
Pour les projets au sein de l’Union européenne, les systèmes sont certifiés selon la Directive Équipements Sous Pression PED 2014/68/UE. Sur demande, la conception peut également être réalisée conformément à ASME Section VIII Division 1.

Tous les composants électriques sont certifiés UL, et le câblage ainsi que les armoires électriques sont réalisés conformément aux exigences du National Electrical Code (NEC).

Chambre de combustion: La conception à trois parcours de la chambre de combustion des chaudières à eau surchauffée TSB ENERGY est issue de travaux de R&D menés en collaboration avec des universités. Le grand volume de la chambre et la répartition équilibrée des flux de gaz de combustion dans les deuxième et troisième parcours garantissent un transfert thermique élevé et une combustion stable.

Cette géométrie optimisée permet une combustion complète du combustible tout en maximisant le rendement global du système. Des niveaux réduits d’émissions de NOx et de CO sont atteints, conformément aux exigences CE et à la réglementation européenne. Les performances sont validées par des essais réalisés par des laboratoires indépendants agréés par l’Union européenne.

Turbulateurs: Les turbulateurs en acier inoxydable et en acier Corten installés dans les tubes de fumées induisent une turbulence contrôlée des gaz de combustion. Cela augmente la vitesse d’écoulement et le temps de séjour des gaz, améliorant le coefficient de transfert thermique et contribuant directement à l’augmentation du rendement de la chaudière.

Système de porte: La porte avant des chaudières à eau surchauffée est conçue pour une ouverture dans les deux sens. Un mécanisme de fermeture réglable indépendamment aux quatre coins assure une pression uniforme et une étanchéité parfaite dans toutes les conditions de fonctionnement.

Isolation de la porte avant: L’isolation de la porte avant est réalisée à l’aide de béton réfractaire résistant aux hautes températures. Cette conception minimise les pertes thermiques au niveau de la porte. Des joints flexibles renforcés en fibre de verre garantissent une parfaite étanchéité aux gaz et un fonctionnement sûr et efficace.

Les chaudières à eau surchauffée TSB ENERGY sont conçues non seulement pour un coût d’achat optimisé, mais surtout pour une rentabilité durable tout au long de leur exploitation.

Facilité d’utilisation et de maintenance: Les systèmes de commande conviviaux et l’accès aisé aux composants de maintenance simplifient considérablement l’exploitation et l’entretien. La fonction de démarrage à un seul bouton permet au système d’effectuer des autocontrôles et d’arrêter la chaudière en toute sécurité en cas d’anomalie.

Le panneau de commande fournit des alertes basées sur les heures de fonctionnement ainsi que des notifications de maintenance synthétiques, offrant à l’opérateur une utilisation claire et sécurisée.

Les chaudières à eau surchauffée TSB ENERGY disposent d’une instrumentation et d’une automatisation avancées conformes aux exigences CE et EN 12953. Le fonctionnement sans présence permanente d’un opérateur est possible, avec arrêt automatique et verrouillage de sécurité en cas de dépassement des seuils autorisés.

Sécurité: La sécurité et la conformité aux normes constituent la priorité absolue de TSB ENERGY. Les chaudières sont équipées de systèmes de protection contre la surpression, de surveillance de la température des fumées et de l’eau surchauffée. En cas de dépassement des limites, le système s’arrête automatiquement afin de garantir une sécurité maximale.

Matériaux: Les enveloppes et fonds de chaudières sont fabriqués en acier pour chaudières P355GH conforme à EN 10028-2. Les buses et tuyauteries de raccordement sont réalisées en tubes P235GH ou P265GH conformes à EN 10216-2. Ce choix de matériaux garantit un fonctionnement sûr et durable sous hautes températures et pressions.

Rendement: Grâce aux travaux approfondis de R&D, la géométrie des tubes de fumées et la conception de la chambre de combustion ont été optimisées. L’amélioration de l’écoulement des gaz de combustion permet d’augmenter le transfert thermique et le rendement de combustion.

Ces optimisations permettent d’atteindre jusqu’à 4 % d’économies de combustible par rapport aux conceptions standards, tout en réduisant les émissions de NOx.

Compatibilité hydrogène: Lors de la production de chlore et de procédés chimiques similaires, de l’hydrogène est souvent libéré sans être valorisé. Cet hydrogène, difficile à stocker et à transporter, peut être utilisé de manière sûre et efficace comme source d’énergie dans les chaudières à eau surchauffée TSB ENERGY grâce à des technologies de brûleurs adaptées.

Des applications réussies existent notamment dans les installations chlore-alcali, les industries chimiques et pétrochimiques, les procédés d’électrolyse et les lignes de production générant de l’hydrogène comme sous-produit. Cette approche permet de réduire les émissions de gaz résiduels tout en fournissant une source de chaleur durable.

Conception respectueuse de l’environnement: Les chaudières à eau surchauffée TSB ENERGY sont développées selon une approche axée sur la réduction maximale des émissions. Grâce à une combustion propre et optimisée, les émissions de NOx sont maintenues en dessous de 70 mg/Nm³ pour les chaudières à gaz et de 150 mg/Nm³ pour les chaudières à combustible liquide.

Toutes les chaudières industrielles TSB ENERGY fonctionnant aux combustibles liquides ou gazeux peuvent être configurées pour fonctionner avec jusqu’à 100 % d’hydrogène, à condition d’être équipées de brûleurs appropriés. La géométrie optimisée pour des vitesses élevées de flamme et de gaz de combustion permet de maintenir de faibles niveaux de NOx même en fonctionnement à l’hydrogène. La réduction de l’utilisation des combustibles fossiles entraîne également une diminution significative des émissions de CO₂.

Personnalisation: Nous savons que chaque ligne de production et chaque procédé industriel présente des exigences spécifiques. C’est pourquoi nos chaudières à eau surchauffée, éprouvées dans des centaines d’applications, sont adaptées individuellement sur la base d’une analyse détaillée de votre procédé.

La conception, la fabrication et la mise en service réussie de chaudières à eau surchauffée requièrent une expertise technique avancée et des équipes expérimentées. Avec TSB ENERGY, vous n’acquérez pas seulement une chaudière, mais aussi des décennies de savoir-faire et d’expérience industrielle. N’hésitez pas à solliciter un conseil personnalisé.

Options et solutions intégrées

Pour chaque chaudière à eau surchauffée, TSB ENERGY propose les options et solutions intégrées suivantes :

• Systèmes avancés d’automatisation et de contrôle
• Solutions de traitement, conditionnement et analyse continue de l’eau
• Systèmes de récupération de chaleur
• Réseaux de tuyauterie de procédé et systèmes de cheminées
• Technologies de combustion à haut rendement et faibles émissions
• Brûleurs à micromodulation en standard
• Conception facilitant la maintenance et le service
• Structure mécanique robuste pour une longue durée de vie
• Économiseurs à condensation
• Systèmes de préchauffage de l’air de combustion
• Options de combustion bi-carburant et multi-carburant
• Systèmes de régulation O₂ et CO
• Solution clé en main entièrement intégrée pour l’eau surchauffée

Qu’est-ce qu’une chaudière à eau surchauffée ?

Une chaudière à eau surchauffée est un système sous pression dans lequel l’eau circule à l’état liquide, au-dessus de son point d’ébullition, dans un circuit fermé. La chaleur produite dans la chambre de combustion est transférée à l’eau par les tubes de flamme et de fumées, fournissant une source de chaleur sûre et efficace pour les procédés industriels à haute température.

Quand utiliser une chaudière à eau surchauffée ?

Les chaudières à eau surchauffée sont utilisées pour des applications à températures moyennes et élevées nécessitant de maintenir l’eau à l’état liquide au-dessus de 100 °C, sans production de vapeur. Elles constituent une solution de chauffage économique et sûre pour les procédés nécessitant des températures élevées et stables.

Dans les applications industrielles, elles sont généralement utilisées pour des températures de procédé comprises entre 90 et 180 °C. Pour des températures plus élevées, les systèmes à vapeur ou à fluide thermique sont préférés. Grâce à leur fonctionnement en circuit fermé, à leur régulation précise de la température et à leurs faibles coûts d’exploitation, les chaudières à eau surchauffée sont largement utilisées dans les secteurs chimique, agroalimentaire, énergétique, des matériaux de construction et du chauffage central.

Sélection idéale d’une chaudière à eau surchauffée

• Privilégier des conceptions modernes à trois parcours, compactes, à faible volume d’eau et à pertes thermiques réduites
• Utiliser des vannes motorisées à trois ou quatre voies pour la régulation automatique en fonction de la température extérieure
• Choisir des brûleurs modulants afin d’adapter précisément la puissance aux besoins du procédé
• En conditions appropriées, envisager des solutions à condensation à haut rendement
• Adapter précisément la puissance du brûleur à celle de la chaudière pour limiter les cycles marche/arrêt
• Pour des besoins thermiques fortement variables, prévoir des systèmes redondants avec collecteur commun
• Concevoir la chaufferie en tenant compte des conditions d’exploitation, des réglementations locales et des règles de classification

Domaines d’application

• Serres
• Exploitations agricoles et installations d’élevage
• Industries chimiques et de procédés
• Industrie agroalimentaire (jus, pâtes, produits laitiers, grandes boulangeries, stérilisation)
• Industrie des engrais
• Industrie des matériaux de construction
• Industrie papetière
• Transformation et formage du bois
• Systèmes de chauffage central à eau chaude