La disponibilité à tout instant de vapeur et l’obtention d’un rendement énergétique maximum constituent des éléments fondamentaux pour tout responsable de centrale thermique. Parmi les paramètres impactant les niveaux de performances de ces deux objectifs, le traitement des eaux des chaudières est de premier ordre, tout comme la combustion ou la maintenance préventive. Le but de cet article est de fournir les éléments techniques permettant d’appréhender les différents aspects d’un programme de traitement des eaux de chaudières: les dysfonctionnements impactant la fiabilité et le rendement, les solutions de traitements, la construction d’un programme de suivi, et les partenariats avec les sociétés de traitement des eaux.
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Il est courant de résumer le conditionnement des chaudières par l’expression « Traitement des eaux des chaudières ». Ce raccourci simplificateur n’exprime en fait qu’une partie du sujet tant par la nature du fluide à traiter, que par celle de l’outil de production de vapeur ou d’énergie. En effet la production de vapeur et d’énergie implique un cycle constitué de changements d’états successifs. Notre objectif sera de proposer des méthodes pour choisir les traitements assurant la pérennité des équipements véhiculant les différents états du fluide : liquide, vapeur, condensat, eau surchauffée, tant au niveau des prétraitements de l’eau qu’au niveau des additifs utilisés. Des traitements spécifiques seront proposés en fonction des outils de production d’énergie utilisés : production de vapeur vive, production d’énergie électrique, chauffage urbain, etc.
Nous aborderons le sujet tant par le biais du regard du fabricant de chaudières que par celui du traiteur d’eau : Comment espacer les arrêts pour maintenance ? Optimisation du rendement ? Récupération d’énergie des purges ? Automatisation du suivi ?
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5. Traitement des eaux d’appoint et conditionnement des eaux de chaudières
5.1 Traitements externes ou prétraitements
Adoucissement
L’adoucissement consiste dans le remplacement des cations alcalino-terreux (calcium et magnésium) par le cation sodium. Ce remplacement permet de supprimer le risque de précipitation de tartre carbonaté, car le carbonate de sodium est soluble, contrairement au carbonate de calcium. Cette opération se réalise par passage de l’eau sur une résine échangeuse d’ions cationiques forte, régénérés sous forme sodium.
L’eau produite a une dureté totale (TH) résiduelle inférieure à 0,5 °f.
( 4 )
La molécule échangeuse d’ions est régénérée avec une solution concentrée de sel, suivant l’équation :
( 5 )
La loi d’action de masse détermine le sens de la réaction.
Dans la phase d’adoucissement (4), l’ion calcium prédomine dans l’eau, et c’est la première réaction qui a lieu.
Dans le cycle de régénération (5), l’ion sodium est présent en forte concentration et c’est la deuxième réaction qui a lieu. La consommation en chlorure de sodium est d’environ 2,5 kg par kg de CaCO3 éliminé, soit un excès de 400 %.
L’eau qui alimente les unités échangeuses d’ions ne doit pas...
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(4) -
LEBEUF (R.), ZHU (Y.), NARDELLO-RATAJ (V.), LALLIER (J.P.), AUBRY (J.M.) -
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Natural polyphenols as safe alternatives to hydroquinone for the organocatalyzed reduction of dioxygen dissolved in water by diethylhydroxylamine (DEHA). Electronic Supplementary materials for Green Chemistry, The Royal Society of Chemistry (2012)
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BERLAND (J.E.), BKG -
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Traitement tout organique filmogène et alcalinisant des chaudières haute pression. Conférence du Cebedeau (2009)
Bibliographie & annexes
English
Choix de traitement
