D’abord publié dans le magazine Pulp and Paper Canada.
Les usines cherchent constamment des façons d’accentuer leur rentabilité tout en réduisant leurs émissions de gaz à effet de serre (GES). L’arrivée de la nouvelle taxe fédérale sur le carbone offre aux entreprises du secteur forestier de nouvelles occasions de le faire en optimisant le fonctionnement de leurs chaudières à biomasse et de récupération chimique. L’approche de FPInnovations, qui vise à réduire la consommation de gaz naturel, à maximiser l’utilisation de biomasse comme combustible et à réduire les émissions, est bien établie et a été démontrée à plusieurs usines au pays.
Il y a toujours place à l’amélioration!
Les chaudières à biomasse et de récupération chimique sont d’importants investissements, qui se font une ou deux fois dans la vie d’une usine. Ainsi, au Canada, la plupart des chaudières sont en place depuis des décennies. Comme une vieille voiture sport, elles ont besoin d’ajustement et d’entretien réguliers pour donner un rendement optimal. Le service d’optimisation des chaudières de FPInnovations est la méthode la plus rentable pour maximiser l’efficacité et la durabilité des chaudières, ce qui mène à des économies considérables ainsi qu’à une importante réduction des émissions de GES.
Il y a vingt ans, FPInnovations a développé et breveté une méthode d’optimisation des chaudières qui a été améliorée et perfectionnée au fil des ans. La méthode fait appel à des outils logiciels et de mesure uniques ainsi qu’à une série de règles éprouvées qui tiennent compte de la situation et des besoins particuliers de chaque usine.
Selon qu’il s’agit d’une chaudière de récupération ou à biomasse, l’optimisation de son rendement peut :
- Augmenter les revenus de plus de 2,5 millions de $US par année en production de pâte additionnelle pour une usine de pâte kraft produisant 1000 t/j
- Réduire les arrêts de la chaudière pour le nettoyage à l’eau, ce qui se traduit par des économies de 0,5 à 2,5 millions de $US par année
- Réduire la consommation de gaz naturel de 1 à 3 millions de $US par année
- Mieux contrôler le SRT, les particules et les autres émissions atmosphériques
- Améliorer l’efficacité énergétique et donc contribuer à réduire les émissions totales de carbone
Pour couronner le tout, le fonctionnement des chaudières peut être amélioré avec peu ou pas d’investissement en capital.
Comment optimise-t-on une chaudière?
L’approche est légèrement différente selon qu’il s’agit d’une chaudière à biomasse ou de récupération chimique. Toutefois, dans les deux cas, on examine d’abord le design et les données opérationnelles de la chaudière pour déterminer les problèmes possibles et donc les possibilités d’amélioration. FPInnovations visite ensuite l’usine et effectue des évaluations de base et des essais d’optimisation qui nécessitent des mesures, un suivi et des analyses :
- Combustion : température de l’air, pression , débit et fractionnements verticaux
- Distribution de la circulation de l’air pour la combustion
- Profils de température du lit de charbon et du foyer à l’aide de pyromètres manuels à infrarouge et/ou à fibre optique
- Mesures autour du niveau du rétrécissement (bullnose) de la chaudière
- Analyses de la liqueur, paramètres de pulvérisation de la liqueur et réglage des atomiseurs et gicleurs
- Échantillonnage et analyse des cendres
- Surveillance des émissions de gaz de combustion
On discute ensuite des problèmes recensés et des possibilités avec le personnel de l’usine puis on décide des ajustements à faire au fonctionnement de la chaudière. Ces ajustements concernent notamment la façon dont le combustible (liqueur noire ou biomasse) est distribué à l’entrée de la chaudière. De même, le fractionnement de l’air de combustion qui entre dans la chaudière à différents niveaux ainsi qu’autour de la circonférence de la chaudière est soigneusement équilibré pour améliorer le mélange et réduire l’effet de cheminée dans le foyer supérieur.
De multiples séries de mesures et de suivi sont effectuées pour s’assurer que le processus est entièrement optimisé et pour confirmer l’amélioration du fonctionnement de la chaudière. Résultat : une chaudière bien réglée qui peut brûler efficacement plus de biomasse ou de liqueur noire, qui utilise moins de gaz naturel et réduit les émissions atmosphériques et l’empreinte carbone.
Pour de plus amples renseignements, veuillez communiquer avec Wenli Duo, chercheur principal, FPInnovations, ou Stéphan Larivière, directeur de secteur industriel, Pâtes et papiers.
