Comment sélectionner une chaudière à huile thermique : température, débit, combustible et système complet

01 · DEMANDE THERMIQUE ET TEMPÉRATURE

Calculer ce dont chaque utilisateur du processus a besoin.

Commencez par le bilan thermique des réacteurs, séchoirs, presses à chaud, réservoirs, fours ou autres consommateurs. Séparez la chaleur continue du processus de la demande de chauffage et identifiez quels consommateurs fonctionnent en même temps. Un chaudière à huile thermique Sélectionné uniquement à partir d'un maximum estimé peut être surdimensionné, tandis que celui sélectionné uniquement à partir de la charge normale peut se récupérer trop lentement après le démarrage.

Définissez la température requise dans le processus, la température de retour prévue et la plage de contrôle acceptable. Les pertes de distribution, la différence d'approche de l'échangeur de chaleur et la longueur des tuyaux influencent la température de refoulement du chauffe-eau. Évitez d'augmenter la température simplement pour compenser un échangeur de chaleur de processus sous-dimensionné.

02 · FLUIDE CALOFRIGÉRANT

Respectez les limites de fonctionnement du fournisseur du fluide.

La sélection du fluide thermique prend en compte la température maximale de masse, la température maximale de film, la viscosité à basse température, la résistance à l'oxydation, la compatibilité, les exigences environnementales et le coût du cycle de vie. Le fluide doit rester approprié lors du démarrage, du fonctionnement normal, de la modulation à faible charge, de l'arrêt et des conditions les plus froides du site.

La température de masse décrit le courant de fluide, tandis que la température de film décrit la couche limite la plus chaude proche de la surface chauffante. Une température de film excessive peut accélérer le craquage et la formation de dépôts même lorsque la température de sortie mesurée semble acceptable. Par conséquent, le flux thermique de la bobine et la circulation doivent être évalués conjointement.

03 · CIRCULATION

Maintenir un débit fiable dans toutes les conditions de fonctionnement.

Le calcul de circulation inclut la résistance du serpentin du chauffage, les tuyaux d'alimentation et de retour, les vannes, les filtres, les consommateurs du processus et la hauteur statique. le débit et la hauteur de la pompe doivent fournir la circulation nécessaire sans dépasser les limites des composants. Les consommateurs en parallèle nécessitent une stratégie d'équilibrage et de contrôle afin qu'une branche ne prive pas une autre de débit.

Un tirage au faible débit doit être basé sur une mesure fiable et être lié à l'autorisation du brûleur ou de l'alimentation en combustible. La redondance des pompes, les clapets anti-retour, la philosophie de dérivation et les besoins en alimentation d'urgence dépendent du risque du processus et de la chaleur stockée dans le foyer.

04 · EXPANSION ET VENTILATION

Permettez au fluide de se dilater sans l'exposer inutilement.

Le fluide thermique se dilate lorsqu’il chauffe. Le volume du réservoir d’expansion, le niveau de fonctionnement, la hauteur et les lignes de raccordement doivent être basés sur les propriétés du fluide et l’inventaire total du système. La disposition facilite également le remplissage, la ventilation de l’humidité et des composants à bas point d’ébullition, ainsi qu’une pression positive à l’aspiration de la pompe de circulation.

Le réservoir doit être maintenu aussi froid que possible dans la conception choisie. Lorsqu'une atmosphère de gaz inerte est requise, le contrôle de la pression et la disposition du système de décharge doivent être conçus plutôt qu'ajoutés comme accessoire isolé. Le drainage, le trop-plein et la manipulation sûre du fluide font également partie de la conception du système.

05 · COMBUSTIBLE ET COMBUSTION

Choisissez les équipements de combustion pour le combustible disponible.

Les chauffages au gaz et aux combustibles liquides peuvent offrir une installation compacte et une modulation sensible lorsque les conditions d'alimentation sont stables. Les combustibles solides nécessitent une plage de spécification définie : la taille des particules, l'humidité, les cendres, la densité apparente et le pouvoir calorifique influencent le stockage, l'alimentation, le choix de la grille ou du foyer, l'air de combustion et les équipements d'émission.

La récupération de chaleur peut inclure le préchauffage de l'air de combustion ou une autre disposition spécifique au projet. Avant d'affirmer qu'il existe un bénéfice, il faut vérifier la température de sortie des gaz de combustion, le risque de corrosion, le tirage, l'encrassement et le profil de fonctionnement. Les équipements de récupération ne doivent jamais compromettre le fonctionnement sûr du chauffe-eau ni l'accès à l'entretien.

06 · CONTRÔLES ET PROTECTION

Concevoir les enclenchements autour des modes de défaillance plausibles.

Les entrées de protection habituelles comprennent le débit de circulation, l'état de la pompe, les températures d'entrée et de sortie du chauffage, la pression, le niveau du réservoir d'expansion, la température des gaz de combustion, l'état de la flamme ou de la combustion, le tirage du foyer et l'état des ventilateurs. Les limites d'alarme, les déclenchements, les autorisations de démarrage et les exigences de redémarrage doivent être documentés.

L'interface de l'opérateur doit afficher les valeurs du processus, les états des actionneurs et la cause première d'un arrêt. Une bonne automatisation n'élimine pas le besoin de procédures d'exploitation, d'inspections, d'analyses du fluide et de maintenance préventive ; elle rend ces tâches plus claires et uniformes.

07 · DONNÉES DU PROJET

Préparez ces données avant de demander une proposition.

• Demande thermique normale, minimale, maximale et de démarrage;
• Températures d'alimentation, de retour et du processus requises;
• Consommateurs du processus, échangeurs de chaleur et programme de fonctionnement;
• Fluide thermique sélectionné et limites du fournisseur ;
• Distance des tuyaux, élévation et disposition proposée des équipements
• Propriétés du combustible, conditions d'approvisionnement et limites d'émissions ;
• Plage de température ambiante, altitude et services disponibles;
• Code, inspection et portée documentaire requis ;
• Attentes de redondance, d'automatisation et d'extension future.

RÉFÉRENCES D’INGÉNIERIE

Lectures techniques supplémentaires.

• Département de l'Énergie des États-Unis — Amélioration des performances des systèmes de chauffage des procédés
• Eastman Therminol — Ressources pour la conception des systèmes de transfert de chaleur
• Eastman Therminol — Guide de conception des systèmes en phase liquide