Le personnel d’entretien doit surveiller de près l’état de toute chaudière de raffinerie. Cela comprend les vannes, les conduites d’eau d’alimentation et de vapeur, la corrosion de la chaudière, le tartre de tube, l’encrassement, les économiseurs, les turbines et les systèmes de contrôle. Le personnel doit également prêter attention aux performances de la chaudière, à la consommation de carburant et à d’autres paramètres pouvant indiquer une condition non optimale.
Un entretien et une réparation efficaces peuvent prolonger la durée de vie d’une chaudière vieillissante. Le réglage peut contrer la dégradation progressive de la production et de l’efficacité en raison de problèmes tels que la suie ou l’accumulation de corrosion.
Les meilleures pratiques de maintenance comprennent:
- Mesurez en continu la conductivité ou le total des solides dissous (TDS) pour déterminer les taux de purge.
- Instaurer un contrôle automatique de l’excès d’air de la chaudière pour maximiser l’efficacité.
- Vérifiez quotidiennement que le traitement de l’eau fonctionne correctement.
- Au moins une fois par mois, recherchez et éliminez les coups de bélier du système de vapeur.
- Chaque trimestre, surveillez et évaluez les coûts de carburant pour la production de vapeur. Mesurez les références de vapeur, l’efficacité de la chaudière et la qualité de la vapeur pour vous assurer que de la vapeur sèche est générée.
- Effectuer une inspection annuelle approfondie de tout l’équipement de la chaudière (chaudière, dégazeur, réservoir d’eau d’alimentation, équipement de traitement chimique), de l’équipement de distribution (tuyauterie, vannes, stations de réduction de pression), de l’équipement d’utilisation finale (tuyauterie, échangeurs de chaleur, serpentins, bouches d’aération, brise-vide) et des équipements de récupération (réservoirs de flash, pompes à condensat, tuyauterie, vannes, raccords). Agissez sur ce que vous trouvez.
- Élaborer un calendrier de maintenance pour aborder des domaines tels que la tenue de registres, les finances, le personnel et la formation. Une chaudière correctement entretenue peut survivre au personnel
de l’usine, alors assurez-vous d’inclure le transfert de connaissances et la documentation appropriée. - Si le débit d’air est insuffisant, du monoxyde de carbone (CO) se forme à la place, libérant moins d’un tiers de la quantité de chaleur. Inversement, lorsqu’il y a un excès d’air, le combustible brûle complètement mais une grande partie de la chaleur est emportée par l’excès de gaz de cheminée. Par conséquent, un fonctionnement efficace dépend du maintien du rapport air / carburant approprié. Assurez-vous que seule la quantité exacte d’air est fournie pour convertir complètement le carbone en dioxyde de carbone (CO 2 ) afin de libérer le maximum de chaleur.
- Gardez les surfaces de transfert de chaleur propres. Au fil du temps, des dépôts de produits chimiques tels que le calcium, le magnésium et la silice recouvrent les côtés eau des tubes de transfert de chaleur. Cette échelle a une conductivité thermique bien inférieure à celle de l’acier nu. Il retarde le transfert de chaleur et entraîne une surchauffe et des pannes de tube. Un 1/64-in. Une couche de fer et de tartre de silice formée par de la vapeur à haute pression peut produire une perte de carburant de 3,5%. Une telle quantité minuscule de dépôt peut être manquée lors d’une inspection superficielle. Cependant, une façon de détecter la formation de tartre ou de dépôt consiste à augmenter la température des gaz de combustion. Si la charge de la chaudière et l’excès d’air sont maintenus constants et que la température du conduit de fumée augmente, cela peut indiquer la présence de tartre. Ceci serait ensuite vérifié par une inspection visuelle ou ultrasonore lors d’un arrêt et éliminé par des moyens mécaniques ou un lavage à l’acide.
- Essayez d’éviter le tartre. Bien que le nettoyage et le lavage soient parfois nécessaires, la meilleure approche consiste à éviter l’accumulation en utilisant des adoucisseurs d’eau, des déminéralisateurs ou une osmose inverse pour éliminer les minéraux formant du tartre de l’eau d’appoint. De plus, des pratiques de purge appropriées et l’ajout de produits chimiques retardateurs de tartre à l’eau sont des mesures préventives supplémentaires.
Les raffineries avec de vieilles chaudières peuvent prolonger leur durée de vie grâce à de bonnes pratiques d’entretien chaudière à Paris. Cela doit être soutenu par des réparations mineures car les inspections révèlent des problèmes avec les composants. Cependant, il arrive un moment dans la vie d’une chaudière où il devient plus coûteux de la maintenir en marche que de la mettre à niveau ou de la remplacer. Les points suivants sont importants dans la sélection et les spécifications de la chaudière à prendre en compte avant toute mise à niveau ou remplacement.
Choisir une chaudière
En règle générale, les chaudières se divisent en deux catégories: emballées et bâties.
Les chaudières monobloc sont fabriquées en usine et expédiées sur le site pour installation. Ils sont standardisés en tailles spécifiques qui sont produites en volume et sont moins chers que les alternatives. Si les besoins des procédés de raffinage se situent dans les limites des tailles disponibles, ils conviennent parfaitement. Cependant, les raffineries fonctionnent généralement en fonction de leurs besoins en matière de processus et adaptent l’équipement connexe pour répondre à ces exigences. Ainsi, les chaudières monobloc peuvent ne pas correspondre à la facture.
Le transport est une autre limitation des chaudières monobloc. Parfois, il arrive un moment où il n’est plus possible d’expédier une chaudière de l’usine à une grande raffinerie en raison de sa taille. Les grandes unités emballées peuvent être difficiles, voire impossibles, à transporter.
L’alternative habituelle est la chaudière bâtie. Ils sont adaptés à chaque installation et construits sur place. Les différents composants sont expédiés. Cependant, l’assemblage et le soudage sont effectués sur place. Comparé à une chaudière monobloc, un modèle bâti est plus cher. Ils prennent également plus de temps à installer, car ils sont personnalisés plutôt que prêts à l’emploi.
Les chaudières hybrides combinent des éléments de l’ensemble et des chaudières bâties. Une chaudière est conçue pour une application de raffinerie distincte selon les spécifications du client. Il est pré-assemblé et testé sur le site du fabricant. Il peut ensuite être transporté en une ou plusieurs pièces pour l’installation et la mise en service. Certaines chaudières sont suffisamment petites pour être expédiées en une seule pièce, mais il arrive souvent qu’elles doivent être expédiées en plus de deux pièces. En raison du pré-test de l’ensemble de l’assemblage, le travail qui doit être effectué à la raffinerie est considérablement réduit. En minimisant le travail sur site, le coût est inférieur à celui des unités traditionnelles construites sur bâtons.
Bien dimensionner la chaudière
En cette ère de maximisation de l’efficacité et de maintien des budgets serrés, certains essaient de dimensionner précisément les chaudières avec peu de marge. Des chaudières plus petites qui fonctionnent constamment près de leur capacité seront certainement moins chères. Cependant, la fiabilité devient finalement un problème en raison de l’usure constante.
Une meilleure pratique est le dimensionnement prudent. En faisant fonctionner la chaudière bien en dessous de sa capacité, la probabilité d’une panne est considérablement réduite. Les problèmes de garantie peuvent également être évités. Tout ce qui est requis est la spécification d’une chaudière avec un tambour à vapeur plus grand que ce qui est techniquement requis. La raffinerie gagne une chaudière plus fiable pour une légère augmentation de coût. À long terme, c’est beaucoup moins cher que d’essayer de faire fonctionner une petite chaudière à hot rod.
Pourquoi est-ce le cas? Les chaudières plus petites qui fonctionnent presque à pleine capacité peuvent souffrir du transfert d’eau du tambour à vapeur vers le surchauffeur. Au fil du temps, le surchauffeur explose. Un tambour à vapeur plus grand offre plus de séparation. Ainsi, l’eau peut être plus facilement éliminée de la vapeur avant qu’elle n’arrive au surchauffeur.
De plus, si une chaudière perd le débit d’eau d’alimentation, la présence d’un grand tambour à vapeur signifie que les problèmes d’eau peuvent être atténués avant que les niveaux de vapeur ne baissent. Au lieu d’avoir une minute ou deux pour éviter un voyage, l’installation gagne des minutes supplémentaires pour réagir à toute situation d’alimentation en eau qui pourrait exister.
Dimensionnement de la raffinerie
Prenons le cas d’une chaudière dans une grande installation. Les spécifications prévoyaient 290000 lb de vapeur / heure à 250 psig et 555 ° F de surchauffe. De plus, la chaudière devait être montée ou descendue rapidement en réponse à la demande. Ces exigences ont créé certains problèmes.
La conception appropriée d’une chaudière qui va monter et descendre est d’avoir un dégagement de chaleur maximum inférieur à 80000 Btu / h / pi 3. Cela limite la taille d’une chaudière pouvant être expédiée sur un camion ou un train à environ 200 000 lb / h. Dans ce cas, ils avaient besoin de 290 000 lb. Une option serait d’acheter deux chaudières plus petites. Une deuxième possibilité était d’acheter une chaudière sous-dimensionnée et d’y installer un brûleur plus grand. L’érection d’une chaudière sur place sur mesure était une troisième option. Ce dernier choix répondrait aux exigences de performance, mais pas aux exigences budgétaires. La solution était une chaudière modulaire sur mesure. La section de convection et les tambours de boue et de vapeur ont été fabriqués dans l’atelier et expédiés sur le terrain pour installation. Les tubes ont été fixés sur le terrain. Cela s’est avéré être environ la moitié du prix d’une chaudière bâtie de la même taille.
La chaudière peut passer de 20% à 100% de charge en environ 5 min. sans rupture due au stress thermique. Les descentes surdimensionnées sont positionnées hors du chemin de chaleur. Cela élimine la déviation de l’ébullition nucléée où la vapeur monte dans les descentes et se bat avec l’eau qui descend. Il s’agit de la cause de rupture la plus courante dans les chaudières à vapeur. Enfin, la chaudière a un tambour de vapeur surdimensionné comme facteur de sécurité. En cas de panne de courant ou d’incident imprévu, le fait d’avoir plus de vapeur dans le tambour laisse plus de temps pour un arrêt ordonné.
Tenir compte des réglementations sur les émissions
Partout dans le monde, les gouvernements mettent en place des réglementations environnementales plus strictes. Par exemple, l’État américain de Californie s’est fixé des objectifs ambitieux pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) à 40% sous les niveaux de 1990 d’ici 2030. Cela comprend une réduction de 20% des émissions des raffineries de pétrole. Dans un tel climat, les vieilles chaudières à charbon peuvent être un fardeau. Le prix de l’installation de la technologie du charbon propre sera probablement beaucoup plus élevé que celui du passage des chaudières au gaz naturel. Certaines installations vont jusqu’à remplacer les vieilles chaudières au charbon par une centrale à cycle combiné dans laquelle sont produites à la fois de la vapeur et de l’électricité. Dans certains cas, les turbines à vapeur plus anciennes peuvent être réutilisées dans le cadre de la nouvelle conception. Dans d’autres cas, ils doivent être remplacés.
La conception finale dépend des besoins de la raffinerie. Si seule la vapeur de procédé est requise et non la puissance, une installation à cycle combiné est une dépense inutile. Si de l’électricité à moindre coût doit être produite sur place, il peut être judicieux d’investir dans une installation à cycle combiné comprenant des turbines à gaz, des turbines à vapeur et des générateurs de vapeur à récupération de chaleur (HRSG). Dans tous les cas, le passage du charbon au gaz naturel réduira considérablement les émissions d’une raffinerie.
Remplacement pour réduire les coûts d’exploitation
Tout comme les vieux appareils électroménagers sont beaucoup plus inefficaces que les derniers modèles, il en va de même pour les chaudières. Certaines chaudières fonctionnent depuis plusieurs décennies. Par exemple, une installation américaine possédait plusieurs chaudières datant des années 1940. Ces chaudières à tirage induit inefficaces de 50 000 lb / h étaient coûteuses à exploiter, entraînant une augmentation des coûts de carburant. Ils ont été remplacés par une unité moderne à haut rendement de 200 000 lb / h. Cela a eu plusieurs avantages: la consommation de gaz naturel a été considérablement réduite, et la présence d’un four plus grand a fourni la plate-forme pour réduire les émissions et éliminé les problèmes de conflit de flammes.
Les chaudières contemporaines sont équipées de nombreuses fonctionnalités qui n’étaient pas disponibles pour leurs parents vieillissants. La technologie de réduction catalytique sélective (SCR) et les brûleurs à faible teneur en oxyde nitreux (NO x ) sont intégrés dans la chaudière afin que tous les composants fonctionnent ensemble pour réduire la production de NO x . Les nouvelles conceptions réduisent la quantité de réfractaire, de sorte que les opérateurs n’ont pas à se soucier du remplacement des joints réfractaires ou de la reconstruction des murs réfractaires. Le placement correct du surchauffeur améliore la fiabilité. Les surchauffeurs modernes doivent être enterrés dans la section de convection. Cette conception les protège des gaz d’échappement chauds qui y pénètrent et prolonge leur durée de vie. De plus, la mise à feu par conduit dans le HRSG permet la production de plus de vapeur ou de vapeur à une pression plus élevée.
Contrôle de purge automatique
Les commandes de purge automatique impliquent l’installation d’instruments et de commandes sur les chaudières à vapeur pour contrôler automatiquement la conductivité de purge.
Certaines entreprises comme le chauffagiste Parisienne recommandent une conductivité élevée, car cela permet de réduire les dépenses en eau d’alimentation de la chaudière et l’utilisation de produits chimiques, mais cela peut être une fausse économie. Une conductivité élevée augmente l’encrassement et la corrosion du système de chaudière. Il inhibe également le transfert de chaleur. Une faible conductivité dans une chaudière peut être tout aussi destructrice. Il est conseillé d’établir un moyen précis de contrôler la conductivité dans une plage souhaitable. Le faire via des contrôles de purge automatiques réduit les coûts, réduit les besoins de maintenance et augmente l’efficacité
