Chaudières à lit fluidisé circulant (LFC)
Extension de la Durée de Vie des Tubes dans les Chaudières CFB Biomasse et Valorisation des Déchets
Les chaudières CFB alimentées par la biomasse et les déchets ont été développées sur la base des avantages de la conception CFB, offrant une efficacité de combustion élevée, de faibles émissions et une grande flexibilité de mélange de combustibles. Conçues généralement pour des installations moyennes ou grandes, les chaudières CFB produisent de la vapeur en brûlant de la biomasse, de la biomasse recyclée, des déchets industriels ou urbains prétraités.
Ce spectre de conception inclut également la conversion d’unités initialement conçues pour le charbon ou le lignite. La flexibilité du combustible permet de réduire les coûts associés et d’offrir une flexibilité opérationnelle à la fois pour les sources d’énergie renouvelable et pour les combustibles conventionnels.
L’érosion est le principal défi pour la combustion à lit fluidisé circulant, avec la recirculation de particules dures dans la chaudière. C’est pourquoi la plupart des conceptions utilisent une protection réfractaire dans la zone du four. Nous appliquons un revêtement résistant à l’érosion sur les surfaces des évaporateurs pour prévenir la perte d’épaisseur des tubes.
Avec des combustibles contenant des plastiques et d’autres produits chimiques générant du chlore, du soufre et d’autres métaux alcalins et lourds, la corrosion peut considérablement accroître la vitesse de perte d’épaisseur.
Plusieurs usines de valorisation des déchets (WtE) conçues avec des CFB ont rencontré des problèmes de fiabilité, entraînant de nombreux arrêts imprévus et des coûts de maintenance élevés. Ainsi, malgré les avantages en termes d’efficacité et de réduction des émissions, cette technologie est moins développée pour les combustibles corrosifs, mais des améliorations des matériaux peuvent prolonger la durée de vie des chaudières à lit fluidisé circulant.
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Colin Bateman
Expert Technique d’IGS
Revêtements Metalspray® HVTS® Résistants à l’Érosion-Corrosion
Le revêtement HVTS® est utilisé depuis des décennies dans les applications d’érosion à l’intérieur des chaudières CFB alimentées au charbon ou au lignite. La projection thermique à haute vitesse est conçue pour appliquer une couche métallique avec une porosité et une perméabilité très faibles, afin de mieux protéger le métal de base dans les environnements à forte corrosion.
Cette technologie permet l’utilisation de fil massif ou fourré, facilitant ainsi la modification des matériaux par rapport aux technologies dépendant des fils massifs disponibles sur le marché. Comme le procédé ne génère aucune dilution avec le métal de base, la qualité du revêtement n’est pas altérée par un mélange chimique.
Revêtements Metalspray® HVTS® Résistants à l’Érosion-Corrosion
Le revêtement HVTS® est utilisé depuis des décennies dans les applications d’érosion à l’intérieur des chaudières CFB alimentées au charbon ou au lignite. La projection thermique à haute vitesse est conçue pour appliquer une couche métallique avec une porosité et une perméabilité très faibles, afin de mieux protéger le métal de base dans les environnements à forte corrosion.
Cette technologie permet l’utilisation de fil massif ou fourré, facilitant ainsi la modification des matériaux par rapport aux technologies dépendant des fils massifs disponibles sur le marché. Comme le procédé ne génère aucune dilution avec le métal de base, la qualité du revêtement n’est pas altérée par un mélange chimique.
Mécanismes de Corrosion dans les Chaudières CFB Biomasse et Valorisation des Déchets (WtE)
Les chaudières CFB sont privilégiées pour leur haute efficacité et leur flexibilité dans l’utilisation des combustibles ; elles fonctionnent donc à des pressions et des températures élevées. Plus les agents corrosifs introduits par le combustible sont importants, plus la corrosion se développe sur les surfaces en acier non protégées des surchauffeurs.
La plupart des mécanismes de protection contre la corrosion consistent à générer une barrière anticorrosion sur le métal de base par la formation d’une couche d’oxyde. Dans les chaudières CFB, cette couche est rapidement érodée, forçant la formation d’une nouvelle couche et entraînant ainsi un phénomène d’érosion-corrosion. L’amincissement dû à l’érosion-corrosion peut être rapide avec des matériaux tendres ou ayant une faible résistance à l’érosion.
Dans de telles conditions, il est probable que les cendres ne s’accumulent pas, réduisant ainsi la corrosion par les sels. Cela est vrai pour les surfaces exposées à des vitesses d’écoulement élevées, mais dans certaines zones, les cendres peuvent s’accumuler et une corrosion typique sous dépôt de sels peut se développer en raison des turbulences d’écoulement.
Même sans mécanisme d’érosion en cours, la corrosion saline dépendra de la composition des cendres et de la température de surface des tubes. Avec l’adoucissement des matériaux à haute température, la résistance à l’érosion de la plupart des matériaux diminue, ce qui doit être pris en compte dans les chaudières CFB et les unités de valorisation des déchets (WtE).
(Image, à droite : un exemple d’érosion dans une chaudière CFB)
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