EuroWire January 2007

français

et 24,3m 3 gaz/tonne à 50% de la capacité, c’est à dire une amélioration de 19% et 38% respectivement par rapport au cas où la totalité des zones est maintenue à la même valeur («toutes les zones égales»). La Figure 2 montre la consommation de combustible par tonne de fil en fonction de la capacité de production pour les trois schémas de contrôle traités plus haut. Bien que les schémas de contrôle entraînent une augmentation de l’utilisation de combustible au rythme de la réduction de la charge du four, il est clair qu’une quantité considérable de combustible peut être économisée dans toute condition d’exploitation en utilisant le contrôle par zone séquentielle ou le contrôle par modulation. Réalisation Les nouveaux fours peuvent être conçus dès le début pour l’exploitation dans deux modes de fonctionnement. La commande par zone séquentielle peut être aisément réalisée avec une modification partielle ou sans aucune modification de la conception du système de commande, tandis que la commande par modulation exige des modifications relativement simples et économiques des dispositifs de commande du combustible et de l’air. Il est également possible de modifier des fours existant déjà. Un four qui fonctionne actuellement en utilisant la commande du gaz du type marche/arrêt peut être modifié en changeant simplement la grosseur de grain du sable de manière à ce que la Zone 1 puisse fonctionner à environ 6 x U mf , et ensuite en réglant les Zones 2 et 3 pour obtenir les vitesses de fluidisation requises. Il peut être nécessaire de modifier les cheminées du four pour éviter l’entraînement de sable à des vitesses de fluidisation trop élevées ou lorsque

Figure 2 : Comparaison de l’utilisation du combustible en fonction du changement du four en utilisant trois différents schémas de régulation ▲

des zones réglées à la même vitesse de fluidisation, ne peut fonctionner efficacement à des charges réduites. Toutefois, en considérant le fait que la vitesse de fluidisation n’influence pas significativement la vitesse de transfert thermique (au moins aux vitesses de fluidisation supérieures à 2 x U mf ), il existe la possibilité de modifier la configuration d’un lit de fluidisation pour en améliorer la performance thermique. Par exemple, si le four est conçu de manière à ce que la Zone 1 soit configurée pour une exploitation à 6 x U mf avec un surplus d’air de 5% à pleine charge, la Zone 2 est réglée à un débit d’air égal à la moitié de la Zone 1 (c’est-à-dire 3 x U mf ) et la Zone 3 affichée à 1 / 3 du débit d’air de la Zone 1 (c’est-à-dire 2 x U mf ), alors la totalité des zones devraient présenter des débits d’air similaires, mais les Zones 2 et 3 présenteraient des débits d’air bien inférieurs par rapport à la Zone 1. Les conditions d’exploitation du four en résultant avec une capacité de 100% et de 50% sont résumées aux Tableaux 3 et 4 ci-dessous. La comparaison des Tableaux 3 et 4 avec les Tableaux 1 et 2 illustre clairement que la distribution séquentielle du débit d’air dans les zones réduit considérablement la quantité du surplus d’air à chauffer, en augmentant le rendement thermique. L’utilisation du gaz par tonne de produit en résultant dans le cas de l’air à distribution par zones séquentielle est actuellement de 22,2m 3 de gaz/tonne à 100% de sa capacité et 29,7m 3 de gaz/tonne à 50% de sa capacité, ce qui représente une

amélioration respectivement de 17,6% et 24,0% par rapport au cas où la totalité des zones serait maintenue à la même valeur («toutes les zones égales"), ainsi que le démontre l’illustration ci-dessus. Des améliorations additionnelles de l’efficacité énergétique peuvent être obtenues à condition qu’il y ait la possi- bilité de moduler le gaz et l’air dans la même gamme de 2 x U mf et 6 x U mf comme indiqué pour la totalité des zones. Le système de modulation devrait être configuré avec 5-10% de surplus d’air à travers la gamme de modulation. Si une zone exige une quantité de chaleur inférieure à la quantité prévue de 2 x U mf , le flux d’air devrait être réglé à 2 x U mf et la zone devrait moduler uniquement le gaz ou passer au contrôle on/off du gaz pour éviter la défluidisation et la surchauffe. L’utilisation de combustible par tonne de produit en résultant serait égale à 21,7m 3 gaz/tonne à 100% de la capacité

Tableau 5 : Économies de combustible annuelles pour une installation de 20 000 tonnes/an, avec une charge moyenne du four de 80% ▼

Schéma de commande

“Toutes les zones égales”

Zones séquentielles

Commande par modulation

Utilisation annuelle du combustible (m 3 ) Coût annuel du combustible (m 3 ) Économies annuelles (avec commande “Toutes les zones égales”) (US$)

600 000

482 000

443 600

$240 000

$192 800

$177 440

$0

$47 200

$62 560

101

EuroWire – Janvier 2007