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Le journal du chauffage
et du sanitaire

(n°
115 - Avril 2004)

 Installer 10 MW en saison de chauffe

  Comment installer trois chaudières de 3 MW en deux tranches et les lancer en cascade ?
  Une démonstration par un thermicien habitué aux équipements de grande taille.


Ci-dessus : l'ensemble du bipasse sur la chaudière n°1 : elle contrôle les débits maximaux sur les chaudières, et maintient les groupes de pompes de circulation existants sur leur point de fonctionnement optimal. 

Sur chaque chaudière, une pompe de recyclage assure le contrôle du débit.

Des chaudières à triple parcours de fumées

La gamme Logano de Buderus concerne des chaudières gaz à haut rendement ou condensation pour combustion en surpression. Elles sont disponibles dans une gamme de puissances de 1 000 à 9 300 kW. Toutes sont prévues pour être équipées d'un brûleur à air soufflé.

Leur originalité réside dans le triple parcours des fumées de combustion et leur très faible perte d'énergie à l'arrêt. De très grandes surfaces d'échanges secondaires, dans le second parcours de fumées, sont placées symétriquement autour du foyer et assurent le haut rendement de ces chaudières.

Rénover la chaufferie d'un bâtiment industriel de 20 000 m² en deux tranches et en pleine période de chauffe: c'est un chantier très exigeant auquel a répondu le chauffagiste Picard, Jacky SELLIER pour le compte de la SNCF. "La demande portait sur le remplacement de trois chaudières. Le travail était susceptible d'être réalisé en deux ou trois tranches, et nous devions nous satisfaire de la place disponible dans le bâtiment existant " explique-t-il. Le bâtiment en question, situé à Tergnier (Aisne), est un hall d'entretien d'essieux de wagons et un second local qui abrite une cabine de peinture capable d'accueillir les wagons. "A elle seule notamment en renouvellement et en réchauffement d'air, la cabine consomme 3 MW" précise le thermicien.

Le chantier s'est déroulé en deux tranches, mais... en saison de chauffe. Pour remplacer les trois anciennes chaudières (des Transtub de 2 700 kW, avec un brûleur à deux allures) âgées de plus de vingt cinq ans, l'entreprise a proposé des chaudières Buderus Logano S815, avec un brûleur modulant Weishaupt G50, elles sont disposées en cascade. Chacune affiche une puissance nominale de 3,05 MW. Ces chaudières à gaz haut rendement sont conçues pour la combustion en surpression, et produisent de l'eau chaude à basse pression à 110° C maximum.

Un bipasse sur la chaudière prioritaire

Lors de la première tranche de travaux, au cours de l'hiver 2002, une première chaudière a été remplacée. L'entreprise a aussi procédé à des modifications des réseaux hydrauliques. Cette première chaudière neuve a été équipée d'une vanne motorisée deux voies (Siemens), une vanne d'isolement, et une vanne TA pour contrôler le débit. Elle a aussi reçu une pompe de recyclage. Les deux anciennes chaudières ont été équipées d'une vanne motorisée deux voies (Siemens).  Un bipasse a été installé pour contrôler les débits maximaux sur les chaudières, en maintenant les groupes de pompes de circulation existants sur leur point de fonctionnement optimal. 

Trois groupes de pompes de circulation, et de trois de secours, ont été installé. Cette installation a fonctionné sans problème pendant près d'un an, la chaudière récente étant prioritaire.

Deuxième tranche de travaux en décembre 2003. Les deux chaudières existantes ont été remplacées, et chacune des trois chaudières s'est retrouvée équipée de pompe de recyclage, d'une vanne motorisée deux voies, ceci afin d'isoler hydrauliquement  les chaudières à l'arrêt et de contrôler les remontées en températures. Toutes disposent du même brûleur modulant. La boucle de Tickelman qui équipait les  chaudières Transtub a été démontée.

"Le premier avantage de ces chaudières Buderus, indique Jacky SELLIER, ce sont leurs pertes très faibles à l'arrêt ainsi qu'un très haut rendement de combustion. D'autre part, sur chaque chaudière, leur brûleur module la puissance de 20 % à 100 %, c'est-à-dire qu'on peut produire de 0,6 MW à près de 10 MW, selon les besoins."

 

Une montée en température progressive

La gestion de la chaufferie se déroule selon une procédure précise. La température de départ est définie en fonction de la température extérieure. Au démarrage de la chaudière 1, la vanne motorisée de la chaudière est fermée. Le contrôle du débit est assuré par la pompe de recyclage. Dès que le point de consigne de fonctionnement est atteint (température conseillée par le constructeur), la vanne motorisée s'ouvre progressivement, empêchant la chaleur de tomber en dessous de la température de référence. Quand la vanne motorisée est entièrement ouverte, quand la chaudière fonctionne à plein, la pompe de recyclage s'arrête et le débit est réduit sur le bipasse. Lorsque la puissance de la chaudière devient insuffisante, la température du collecteur de départ chute, et l'automate enclenche la chaudière 2.  Le même protocole est suivi avant d'ordonner le fonctionnement de la chaudière 3. A cette différence près que, dés l'appel à la chaudière 2, le cycle s'accélère puisque le réseau est déjà à température.

Le bipasse a permis d'assurer un débit de fuite en période de faibles besoins pour maintenir un point de fonctionnement correct sur les groupes de pompes de circulation. Il a aussi évité tout surdébit dans le cas d'une chaudière en fonctionnement. Les points de contrôle portent sur les températures de départ et de retour, la températures des fumées celle extérieure et de la boucle basse température. Seul les piquages ont pu être exécutés hors saison de chauffe, ainsi que le nouveau collecteur de gaz. Ce dernier est alimenté à 1,750 bar sur le réseau intérieur, et détendu à 300 millibars pour les brûleurs.

Récupérer les fumées

Le bureau d'étude a aussi proposé de récupérer l'énergie des fumées des chaudières pour chauffer partiellement l'atelier. Le but : travailler sur un circuit à basse température, moins de 56°C, afin de condenser et de récupérer un maximum d'énergie sur les chaleurs latentes, et ce, indépendamment du circuit existant. Il conviendrait de disposer des aérothermes, dimensionnés en conséquence, et avec un point de consigne inférieur à celui des aérothermes existants, pour les rendre prioritaires. Trois aérothermes sont asservis à une chaudière. Le captage en sortie de fumées équivaut à peu près à 250 kW pour une chaudière. L'installation de cet équipement a un coût, mais cette énergie était, elle, gratuite.

 


La chaudière équipée de son brûleur modulant et reliée au réseau, 
une puissance de 0,6 MW à 10 MW.

Le chantier

  • Marché sur appel d'offres
  • Temps total du chantier 800 heures
  • Montant total 188 000 €uros

       L'entreprise

  • Jacky SELLIER SA
  • Effectifs 17 salariés, dont 3 en BE
  • Chiffre d'affaires 1.6 M
  • Rayon d'activité 150 Km
  • Basé à Saleux (Somme)

 

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