


{"id":135,"date":"2006-06-01T13:00:02","date_gmt":"2006-06-01T13:00:02","guid":{"rendered":"https:\/\/informatech.energir.com\/?p=135"},"modified":"2021-04-15T08:12:50","modified_gmt":"2021-04-15T13:12:50","slug":"135","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/informatech.energir.com\/?p=135","title":{"rendered":"Comment rendre les chaudi\u00e8res \u00ab tubes \u00e0 feu \u00bb encore plus performantes!"},"content":{"rendered":"<p class=\"intro\">Le march&eacute; qu&eacute;b&eacute;cois compte une grande quantit&eacute; de chaudi&egrave;res &laquo; tubes &agrave; feu &raquo; appr&eacute;ci&eacute;es pour leur simplicit&eacute; de construction et leur co&ucirc;t abordable.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">Une chaudi&egrave;re &laquo; tubes &agrave; feu &raquo; se reconna&icirc;t par sa forme cylindrique. &Agrave; l&rsquo;int&eacute;rieur de ce cylindre, nous trouvons le tube foyer, de grand diam&egrave;tre, dans lequel se produit la combustion du gaz naturel, de m&ecirc;me que plusieurs tubes de plus petits diam&egrave;tres que nous appellerons &laquo;&#8197;tubes de convection&#8197;&raquo;; les gaz de combustion sont refroidis &agrave; l&rsquo;int&eacute;rieur de ces tubes. Le tube foyer et les tubes de convection sont immerg&eacute;s dans de l&rsquo;eau qu&rsquo;ils chauffent pour produire de la vapeur ou de l&rsquo;eau chaude. La combustion du gaz naturel s&rsquo;effectue &agrave; travers un br&ucirc;leur pressuris&eacute; o&ugrave; l&rsquo;air de combustion est achemin&eacute; par un ventilateur &agrave; tirage forc&eacute;.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">Il existe des chaudi&egrave;res &laquo; tubes &agrave; feu &raquo; &agrave; 2, 3 ou 4 passes (le chiffre indique le nombre de passages des gaz de combustion). Un nombre de passes plus &eacute;lev&eacute; signifie g&eacute;n&eacute;ralement une efficacit&eacute; accrue.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">Dans les chaudi&egrave;res &laquo; tubes &agrave; feu &raquo;, comme les gaz de combustion passent &agrave; l&rsquo;int&eacute;rieur des tubes et que la chaleur migre &agrave; travers la paroi de ceux-ci vers l&rsquo;ext&eacute;rieur et vers l&rsquo;eau &agrave; chauffer, la performance du transfert de chaleur est principalement induite par le coefficient de transfert par convection. Si nous voulons augmenter ce coefficient, il suffit d&rsquo;augmenter la turbulence &agrave; l&rsquo;int&eacute;rieur du tube convectif.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">Deux fa&ccedil;ons d&rsquo;augmenter la turbulence ont &eacute;t&eacute; mesur&eacute;es et &eacute;valu&eacute;es par le Centre des technologies du gaz naturel (CTGN)&#8197;: les tubes corrugu&eacute;s et l&rsquo;insertion de turbulateurs.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">Avec les tubes corrugu&eacute;s, on vise &agrave; augmenter la rugosit&eacute; interne des tubes de convection tout en donnant un sens &agrave; l&rsquo;&eacute;coulement des gaz de combustion. Des rainures sont cr&eacute;&eacute;es en usine &agrave; l&rsquo;int&eacute;rieur m&ecirc;me de chaque tube. Cette solution exige que l&rsquo;on change compl&egrave;tement les tubes.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">\n<figure id=\"attachment_149\" class=\"thumbnail wp-caption alignnone\" style=\"width: 190px\"><a href=\"https:\/\/informatech.energir.com\/wp-content\/uploads\/20-1-2-photo1.jpg\" data-rel=\"lightbox\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-149\" title=\"20-1-2-photo1\" src=\"https:\/\/informatech.energir.com\/wp-content\/uploads\/20-1-2-photo1.jpg\" alt=\"\" width=\"190\" height=\"209\"\/><\/a><figcaption class=\"caption wp-caption-text\">Tube corrugu&eacute;<\/figcaption><\/figure>\n<\/p><p class=\"texte-courant\">Le m&ecirc;me principe est utilis&eacute; pour le turbulateur &agrave; la diff&eacute;rence qu&rsquo;une insertion est faite &agrave; l&rsquo;int&eacute;rieur du tube de convection existant &agrave; l&rsquo;aide d&rsquo;une tige m&eacute;tallique &agrave; g&eacute;om&eacute;trie circulaire.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\"><a href=\"https:\/\/informatech.energir.com\/wp-content\/uploads\/20-1-2-graph1-fr.gif\" data-rel=\"lightbox\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-152\" title=\"20-1-2-graph1-fr\" src=\"https:\/\/informatech.energir.com\/wp-content\/uploads\/20-1-2-graph1-fr.gif\" alt=\"\" width=\"335\" height=\"229\"\/><\/a><\/p>\n<p class=\"texte-courant\">Pour quantifier les performances de ces deux solutions, le CTGN a test&eacute; une chaudi&egrave;re &laquo; tubes &agrave; feu &raquo; 2 passes d&rsquo;une capacit&eacute; de 175 BHP (5 550 lb\/h de vapeur produites &agrave; 125 psig).<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">\n<\/p><p class=\"texte-courant\">Les tests visaient &agrave; mesurer la production de vapeur ainsi que l&rsquo;efficacit&eacute; et la perte de pression &agrave; diff&eacute;rents r&eacute;gimes d&rsquo;op&eacute;-ration. Ces tests ont &eacute;t&eacute; effectu&eacute;s avec:<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">\n<\/p><ul>\n<li><span style=\"font-size: 15px; color: #000000; font-family: Arial, Helvetica, 'Nimbus Sans L', sans-serif; line-height: 18px;\">des tubes de convection lisses;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: 15px; color: #000000; font-family: Arial, Helvetica, 'Nimbus Sans L', sans-serif; line-height: 18px;\">des tubes corrugu&eacute;s;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: 15px; color: #000000; font-family: Arial, Helvetica, 'Nimbus Sans L', sans-serif; line-height: 18px;\">des turbulateurs.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"texte-courant\">Les r&eacute;sultats obtenus sont pr&eacute;sent&eacute;s dans le tableau ci-apr&egrave;s et les constats que nous pouvons faire d&rsquo;apr&egrave;s ces tests sont les suivants:<\/p>\n<ul>\n<li><span style=\"font-size: 15px; color: #000000; font-family: Arial, Helvetica, 'Nimbus Sans L', sans-serif; line-height: 18px;\">les tubes lisses sont ceux qui obtiennent l&rsquo;efficacit&eacute; la plus faible;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: 15px; color: #000000; font-family: Arial, Helvetica, 'Nimbus Sans L', sans-serif; line-height: 18px;\">l&rsquo;insertion de turbulateurs &agrave; l&rsquo;int&eacute;rieur des tubes induit des pertes de pression importantes; dans ce cas-ci, la capacit&eacute; maximale a &eacute;t&eacute; diminu&eacute;e de 800&#8197;lb\/h en raison de la limite du ventilateur &agrave; tirage forc&eacute; du br&ucirc;leur;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: 15px; color: #000000; font-family: Arial, Helvetica, 'Nimbus Sans L', sans-serif; line-height: 18px;\">les tubes corrugu&eacute;s ont permisd&rsquo;aug-menter l&rsquo;efficacit&eacute; de pr&egrave;s de 7 % &agrave; capacit&eacute; nominale avec une augmen-tation de la perte de pression de 1,2 pouce d&rsquo;eau;<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: 15px; color: #000000; font-family: Arial, Helvetica, 'Nimbus Sans L', sans-serif; line-height: 18px;\">si on compare les r&eacute;sultats obtenus &agrave; 4&#8197;700 lb\/h, capacit&eacute; maximale o&ugrave; nous avons pu faire fonctionner la chaudi&egrave;re avec les turbulateurs, nous constatons un gain d&rsquo;efficacit&eacute; de 7,5&#8197;%. Ce gain est sup&eacute;rieur de 1 % au gain des tubes corrugu&eacute;s.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"tableau-titre\">Efficacit&eacute; selon les technologies utilis&eacute;es<\/p>\n<table style=\"width: 600px;\" border=\"0\" cellspacing=\"0\" cellpadding=\"0\">\n<colgroup span=\"1\">\n<col span=\"5\" width=\"88\">\n<\/colgroup>\n<tbody class=\"tableau-texte\">\n<tr class=\"tableau-entete\" height=\"17\">\n<td colspan=\"2\" height=\"17\">technologie \/ capacit&eacute;<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\" width=\"50\">tubes lisses<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\" width=\"50\">tubes corrugu&eacute;s<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\" width=\"20\">turbulateurs<\/td>\n<\/tr>\n<tr height=\"17\">\n<td style=\"text-align: left;\" height=\"17\">5 500 (lb\/h)<\/td>\n<td style=\"text-align: left;\" width=\"216\">efficacit&eacute; chaudi&egrave;re<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">72,3 %<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">79,2 %<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">n.\/d.<\/td>\n<\/tr>\n<tr height=\"17\">\n<td height=\"17\">&nbsp;<\/td>\n<td>perte de pression<br>\n(po d&rsquo;eau)<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">3,4<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">4,6<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">n.\/d.<\/td>\n<\/tr>\n<tr height=\"17\">\n<td height=\"17\">4 700 (lb\/h)<\/td>\n<td>efficacit&eacute; chaudi&egrave;re<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">73 %<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">79,5 %<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">80,5 %<\/td>\n<\/tr>\n<tr height=\"17\">\n<td height=\"17\">&nbsp;<\/td>\n<td>perte de pression<br>\n(po d&rsquo;eau)<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">2,7<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">3,4<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">11,5<\/td>\n<\/tr>\n<tr height=\"17\">\n<td height=\"17\">3 750 (lb\/h)<\/td>\n<td>efficacit&eacute; chaudi&egrave;re<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">73,5 %<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">79,8 %<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">80,3 %<\/td>\n<\/tr>\n<tr height=\"17\">\n<td height=\"17\">&nbsp;<\/td>\n<td>perte de pression<br>\n(po d&rsquo;eau)<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">2,0<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">2,4<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">9,7<\/td>\n<\/tr>\n<tr height=\"17\">\n<td height=\"17\">2 000 (lb\/h)<\/td>\n<td>efficacit&eacute; chaudi&egrave;re<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">75,5 %<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">79,4 %<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">80,5 %<\/td>\n<\/tr>\n<tr height=\"17\">\n<td height=\"17\">&nbsp;<\/td>\n<td>perte de pression<br>\n(po d&rsquo;eau)<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">0,7<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">0,7<\/td>\n<td style=\"text-align: center;\">5,0<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p class=\"texte-courant\">\n<\/p><p class=\"texte-courant\">\n<\/p><p class=\"texte-courant\">\n<\/p><p class=\"texte-courant\">Dans le cas d&rsquo;une chaudi&egrave;re &laquo; tubes &agrave; feu &raquo; 2 passes de 175 BHP, nous pouvons nous attendre &agrave; des co&ucirc;ts approximatifs de 1 000 $ pour les turbulateurs et &agrave; 810 $ de surco&ucirc;ts pour des tubes corrugu&eacute;s par rapport &agrave; des tubes lisses. Pour une chaudi&egrave;re fonctionnant &agrave; 75 % de sa charge nominale, 2&#8197;000 heures par ann&eacute;e, nous pouvons penser ici &agrave; un rendement de l&rsquo;investissement simple de 1 mois.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">\n<\/p><p class=\"texte-courant\">Pour des chaudi&egrave;res 3 passes, il faut s&rsquo;attendre &agrave; un gain d&rsquo;efficacit&eacute; moindre, de 1 % &agrave; 3 %, ce type de chaudi&egrave;re fonction-nant d&eacute;j&agrave; de fa&ccedil;on plus performante. Pour les chaudi&egrave;res 4&#8197;passes, les gains d&rsquo;efficacit&eacute; sont consid&eacute;r&eacute;s n&eacute;gligeables.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">Donc, pour des chaudi&egrave;res &laquo; tubes &agrave; feu &raquo; dont les tubes de convection doivent &ecirc;tre chang&eacute;s, l&rsquo;option des tubes corrugu&eacute;s devient tr&egrave;s int&eacute;ressante; dans le cas o&ugrave; les tubes existants sont en bonne condition, le rajout de turbulateurs pourra &ecirc;tre consid&eacute;r&eacute;. Cependant, dans ce dernier<br>\ncas, la perte de pression augmentant consid&eacute;rablement, la capacit&eacute; nominale pourrait en &ecirc;tre touch&eacute;e.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">Voil&agrave; donc 2 moyens simples et efficaces d&rsquo;augmenter la performance des chaudi&egrave;res &laquo; tubes &agrave; feu &raquo;.<\/p>\n<p class=\"texte-courant\">\n<\/p><p class=\"texte-signature\">Marc Beauchemin, ing.<br>\nChef de service, D&eacute;veloppement Technologique<br>\nGroupe DATECH<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Le march&eacute; qu&eacute;b&eacute;cois compte une grande quantit&eacute; de chaudi&egrave;res &laquo; tubes &agrave; feu &raquo; appr&eacute;ci&eacute;es pour leur simplicit&eacute; de construction et leur co&ucirc;t abordable. 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