Chaudières

 

Les chaudières sont souvent définies comme le cœur de la plupart des processus industriels, que ce soit pour les industries alimentaires, pharmaceutiques, pétrochimiques, chimiques, etc.

Ceux-ci produisent de la chaleur en brûlant un combustible qui génère de la vapeur et, pour que cela soit possible, ils ont besoin de plusieurs pièces, parmi lesquelles on trouve un brûleur, une chambre de combustion, les circuits de fumée, la boîte à fumée et le circuit et la sortie d’eau.

Pour rendre ces équipements plus efficaces et durables, ce que nous appelons des économiseurs est généralement incorporé. Un système d’échangeurs de chaleur installé dans la partie supérieure de la boîte à fumée qui permet de réduire sa température en la transférant vers un circuit d’eau.

Les chaudières industrielles peuvent utiliser différents combustibles que nous classerions comme résiduels, gaz combustibles, gazole et charbon. Nous pouvons également les trouver sous différents formats tels que solides, liquides ou gazeux.

Il faut être particulièrement prudent lors de son utilisation, vérifier que ces équipements disposent de tous les éléments de sécurité nécessaires et ne doivent être manipulés que par des experts, car ce sont des équipements à haute pression qui peuvent comporter des risques de sécurité élevés.

Chez Boixac Tech, nous sommes l’un des grands spécialistes nationaux des échangeurs de chaleur pour la récupération d’énergie et l’efficacité des chaudières industrielles, offrant des niveaux d’efficacité allant jusqu’à 80 %. Avec option de construction avec ouvertures pour faciliter l’inspection et les systèmes d’extraction pour l’assainissement et l’entretien, principalement dans la combustion de combustibles solides.

Dimensionnement d’économiseur pour chaudières industrielles OEM

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Dimensionnement des économiseurs pour fabricants OEM de chaudières industrielles | BOIXAC Blog technique · Intégration OEM › Économiseurs industriels Dimensionnement des économiseurs pour fabricants OEM de chaudières industrielles Critères techniques de dimensionnement thermique, intégration mécanique et documentation réglementaire pour les fabricants de chaudières qui intègrent des économiseurs comme composant propre de la machine. BOIXAC · Bureau TechniqueMis à jour : 2026Lecture : ~10 min Note sur la portée de cet article Ce texte a un caractère exclusivement technique et informatif. Il ne remplace en aucun cas l’analyse spécifique d’un projet concret par des techniciens qualifiés. Les valeurs et plages indiquées sont orientatives ; le dimensionnement définitif de tout économiseur nécessite l’étude détaillée des conditions réelles de processus, la classification réglementaire de l’équipement et l’intervention, le cas échéant, d’un Organisme Notifié. BOIXAC n’assume aucune responsabilité découlant de décisions prises sur la base du contenu de cet article. Pour un fabricant OEM de chaudières industrielles, l’économiseur n’est pas un accessoire optionnel : c’est un composant critique qui définit l’efficacité globale de l’ensemble, conditionne la conception structurelle de la chaudière et détermine, dans une large mesure, la catégorie réglementaire de l’équipement final. L’intégrer correctement exige d’aller bien au-delà du simple calcul de la surface d’échange. 1. Fonction et positionnement de l’économiseur dans l’ensemble chaudière Un économiseur est un échangeur de chaleur gaz-liquide situé dans le tronçon final du circuit des gaz de combustion, habituellement entre le dernier passage de la chaudière et la cheminée. Sa fonction est de récupérer l’enthalpie contenue dans les gaz de sortie — qui dans les chaudières conventionnelles au gaz naturel oscille entre 150 et 280 °C — pour préchauffer l’eau d’alimentation avant son entrée dans le générateur de vapeur ou pour chauffer un fluide de service secondaire. Le gain thermique est directement proportionnel à la baisse de température des gaz à la sortie de l’économiseur. À titre de référence orientative, chaque baisse de 20 °C de la température des gaz de combustion d’une chaudière au gaz naturel représente une amélioration d’environ 1 % du rendement global de l’installation. Dans les chaudières brûlant du fioul, du biomasse ou des combustibles alternatifs, les marges peuvent être supérieures, mais le risque de condensation acide dans les tubes exige une analyse soigneuse du point de rosée acide, en particulier lorsque les gaz contiennent du SO₂. Terme clé : point de rosée acide Dans les gaz de combustion contenant du dioxyde de soufre (SO₂), présent dans les combustibles souffrés comme le fioul ou certains biogaz, le point de rosée acide se produit à des températures significativement supérieures au point de rosée de l’eau. Opérer en dessous de ce point provoque la condensation d’acide sulfureux et sulfurique sur les surfaces des tubes, accélérant sévèrement la corrosion. Le dimensionnement de l’économiseur doit garantir que la température de paroi des tubes reste toujours au-dessus de ce seuil critique, dont la détermination dépend de la teneur en soufre du combustible et de l’excès d’air utilisé. 2. Variables de dimensionnement thermique Variable Description et considérations pour l’OEM Débit massique des gaz (ṁg) Exprimé en kg/h ou Nm³/h. Doit correspondre au régime nominal de la chaudière et, si le fabricant l’exige, aux régimes de charge partielle (50 %, 75 %). Température d’entrée des gaz (Tg,in) Température des gaz à l’entrée de l’économiseur, c’est-à-dire à la sortie du dernier passage de la chaudière. Température de sortie des gaz (Tg,out) Température cible à la sortie de l’économiseur. Conditionnée par la température minimale admissible pour éviter la condensation. Débit et température d’entrée du fluide Débit d’eau d’alimentation ou de fluide à préchauffer, et sa température d’entrée. Dans les chaudières à vapeur, l’eau d’alimentation arrive généralement entre 60 et 105 °C depuis le désaérateur. Composition des gaz Teneur en CO₂, H₂O, SO₂, NOₓ, cendres et particules. Détermine le risque de corrosion, le facteur d’encrassement et le choix de matériau des tubes. Perte de charge admissible (ΔP) Limitation de chute de pression dans le circuit des gaz et dans le circuit du fluide, imposée par la conception globale de la chaudière. Équation fondamentale de dimensionnement Q = U · A · ΔTlm Où Q est la puissance thermique à transférer (W), U est le coefficient global de transfert de chaleur (W/m²·K), A est la surface d’échange (m²) et ΔTlm est la différence de température logarithmique moyenne entre les deux fluides. 3. Typologies constructives d’économiseurs pour OEM Typologie Caractéristiques pour intégration OEM Application préférentielle Tubes à ailettes hélicoïdales Densité de surface maximale par unité de volume. Coefficient U élevé avec des gaz propres. Sensibles à l’encrassement progressif si les gaz contiennent des particules fines ou des cendres. Chaudières au gaz naturel ou GPL. Gaz propres sans particules. Tubes à ailettes continues (bande) Surface d’échange élevée. Conception compacte. Nettoyage par soufflage d’air ou sootblower intégrable. Chaudières au fioul. Gaz à teneur modérée en particules. Tubes lisses (sans ailettes) Robustesse maximale face aux gaz à forte teneur en particules abrasives ou condensats corrosifs. Facilité de nettoyage mécanique. Chaudières à biomasse, fioul lourd, gaz de procédé. Gaz à SO₂ élevé. Économiseur condensant Permet d’opérer en dessous du point de rosée de l’eau, récupérant l’enthalpie latente de condensation. Requiert des matériaux résistants à la corrosion par condensats acides (inox 316L) et la gestion des condensats générés. Chaudières gaz naturel haute efficacité. Projets avec objectifs de rendement ≥ 107 % (PCI). 4. Intégration mécanique dans l’ensemble chaudière 4.1. Dilatation thermique différentielle Les tubes de l’économiseur et l’enveloppe subissent des dilatations thermiques de magnitudes et de vitesses différentes lors des cycles de démarrage et d’arrêt de la chaudière. Les solutions habituelles incluent la conception de collecteurs flottants, l’incorporation de compensateurs de dilatation dans les tuyauteries de raccordement et la définition de vitesses de chauffage maximales (heat-up rates) dans les procédures d’exploitation. 4.2. Raccordements de fluide Les raccordements du circuit d’eau doivent être compatibles avec la pression de service de la chaudière, qui dans les générateurs de vapeur industriels peut dépasser 10, 20 ou même 30 bar. Les brides, les matériaux d’étanchéité et les épaisseurs de paroi doivent être dimensionnés conformément … Lire la suite

Recuperation de chaleur industrielle

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Podcast Con G de Geo: recuperació de calor i sostenibilitat industrial | BOIXAC BOIXAC › Présence médiatique › Podcast Con G de Geo Podcast Con G de Geo : récupération de chaleur et durabilité industrielle Chez BOIXAC, nous avons eu l’honneur d’être invités et de participer au podcast Con G de Geo, qui a pour objectif de rapprocher l’ingénierie orientée vers le développement à travers la durabilité, au moyen des énergies renouvelables, de l’optimisation énergétique et de l’utilisation efficace des ressources. BOIXAC Tech SLTranscription du podcastLecture : ~6 min Table des matières 1. Présentation 2. Le Pacte vert européen et les objectifs de 2030 3. L’industrie comme levier de changement 4. L’équilibre énergétique et la récupération de chaleur 5. Comment fonctionne un récupérateur de chaleur 6. BOIXAC et les échangeurs de chaleur industriels Vous trouverez ci-dessous la transcription avec notre contribution et nous vous invitons à nous écouter en cliquant ici. 1. Présentation En décembre 2019, a été approuvé ce que nous connaissons comme le Pacte vert européen, qui a pour objectif d’atteindre la neutralité climatique d’ici 2050. Pour cela, une montée en puissance des différentes actions à réaliser a été définie et, l’un des paliers où nous nous arrêterons pour analyser si nous avons fait nos devoirs, est 2030. 2. Le Pacte vert européen et les objectifs de 2030 En plus d’inclure des aspects tels que la restauration de la biodiversité, l’amélioration du bien-être animal ou la promotion d’une gestion forestière durable, trois aspects influencent directement le domaine de l’énergie : Énergies renouvelables Établir une part minimale de 40 % d’énergies renouvelables. Efficacité énergétique Améliorer l’efficacité énergétique de 36 à 39 %. Émissions GES Réduire les émissions de gaz à effet de serre de 55 %. Tous ces aspects sont importants pour répondre à l’urgence climatique mais, chez BOIXAC, nous comprenons que si la population mondiale continue d’augmenter, par exemple, rien qu’en Espagne une augmentation de 2 % est prévue au cours des 15 prochaines années, au-delà de l’utilisation des énergies renouvelables, la durabilité passe par un changement dans la consommation et dans l’optimisation des ressources. Dans ce sens, considérant que l’industrie espagnole consomme près de 31 % de l’énergie totale, sa modernisation et son optimisation constituent l’une des clés de notre avenir. 3. L’industrie comme levier de changement L’industrie espagnole et la consommation énergétique L’industrie espagnole consomme près de 31 % de l’énergie totale. Sa modernisation et son optimisation constituent l’une des clés pour l’avenir énergétique du pays. Lorsque nous circulons sur l’autoroute, à perte de vue, nous voyons des usines qui nécessitent de l’énergie pour leurs processus. Quelques exemples : Traitement des eaux usées Chauffer les eaux usées pour faciliter la digestion biologique des boues. Construction Sécher le ciment pour sa bonne conservation. Agriculture Augmenter le CO₂ dans les serres pour accroître la vitesse de photosynthèse. Alimentation Refroidir des produits comme des bonbonnes pour leur mise en forme. 4. L’équilibre énergétique et la récupération de chaleur Tous les processus qui nécessitent de chauffer ou de refroidir requièrent de l’énergie, et l’énergie maintient un équilibre. En effet, la chaleur est le transfert d’énergie d’une zone de température élevée vers une autre zone de température plus basse. Si, par exemple, nous observons ce qui se passe dans nos maisons lorsque nous utilisons la climatisation, nous verrons cet équilibre. Tandis que l’unité intérieure souffle de l’air froid, l’unité extérieure expulse la chaleur excédentaire. À partir de cet équilibre énergétique, nous constatons qu’un certain renouvellement de l’air intérieur est nécessaire pour maintenir sa qualité. Pour ce renouvellement, nous prenons l’air extérieur et le refroidissons ou le chauffons selon chaque besoin. En même temps que nous introduisons l’air neuf, nous devons expulser l’air excédentaire de l’intérieur afin de faire place au nouveau, et c’est là que nous intervenons avec la récupération de chaleur. Le principe clé Si nous faisons un saut de nos maisons à l’industrie et imaginons, par exemple, que l’air extérieur est à 20 ºC et que nous voulons le chauffer pour qu’il atteigne 80 ºC à l’intérieur, cas par exemple d’un séchoir où nous devons extraire l’humidité. Ici, apparemment, nous avons besoin d’un équipement capable d’augmenter la température de l’air de 60 ºC, de 20 à 80 ºC. Cependant, il existe une autre possibilité plus intelligente, économique et durable. 5. Comment fonctionne un récupérateur de chaleur Étape 01 Air extérieur froid Air à 20 ºC capté de l’extérieur que nous souhaitons introduire dans la salle ou le processus. Étape 02 Flux croisés L’air entrant et l’air sortant (à 80 ºC) se croisent sans se mélanger au moyen d’un système de flux croisés. Étape 03 Échange thermique La chaleur est extraite du flux d’air sortant et transférée au flux d’air entrant, en maintenant la qualité de l’air filtré. Lorsque nous prenons cet air extérieur à 20 ºC et que nous voulons le chauffer pour l’introduire dans une salle, un même débit d’air qui se trouvait à l’intérieur à 80 ºC sera expulsé. Grâce à un système de récupération de chaleur, nous faisons en sorte que ces deux flux d’air se croisent sans se mélanger, au moyen d’un système que nous appelons flux croisés. Nous ne mélangeons pas ces flux afin de maintenir la qualité de l’air préalablement filtré, mais nous extrayons la chaleur du flux d’air sortant et la transférons au flux d’air entrant. Avec ce système, nous atteignons deux objectifs : 🌡️ Objectif 1 : préchauffage de l’air entrant L’air froid que nous introduisons augmentera sa température, de sorte que l’équipement que nous utilisons pour le chauffer, souvent des chaudières, pourra fonctionner plus efficacement, en consommant moins d’énergie et donc en réalisant des économies tout en étant plus durable. ♻️ Objectif 2 : refroidissement de l’air sortant L’air chaud que nous expulsions réduira notablement sa température en se rapprochant de la température ambiante et, par conséquent, nous serons encore un peu plus durables. La technologie des récupérateurs de chaleur La technologie des récupérateurs de chaleur peut varier en fonction de l’application et du fabricant, mais elle repose sur … Lire la suite