Récupération d’énergie sur des fours à arc discontinus dans la sidérurgie
Comment décarboner des fours à arcs discontinus dans l’industrie sidérurgique et réduire l’utilisation du gaz de 800.000 euros par an
Récupération d’énergie dans l’industrie sidérurgique
Un fabricant d’acier espagnol a confié à la société Operational, la mise en œuvre d’un système de récupération d’énergie destiné à récupérer et à réutiliser la chaleur des gaz d’échappement de fours à arc discontinus.
Voici comment cette solution de récupération d’énergie permet à l’aciérie d’économiser plus de 800.000 euros sur sa facture annuelle de gaz et de se rapprocher de la décarbonation de ses activités.
Récupération de chaleur de processus industriels
Le processus de production est à forte intensité de carbone et nécessite des températures élevées dans le four à arc pour produire un acier de qualité.
Pour fabriquer de l’acier de haute qualité, plusieurs fours à arc sont chargés d’acier impur, et suivent un cycle prescrit de chauffage, de refroidissement, de réchauffage, de maintien et de refroidissement sur une période de plusieurs heures.
Cette opération consomme beaucoup d’énergie car les températures d’échappement des fours peuvent atteindre jusqu’à 550 degrés Celsius.
Après avoir évalué les paramètres du processus d’évacuation de l’air du four, tels que les concentrations de poussière, le débit d’air et les températures d’échappement, la société Operational a conçu une solution qui capte l’énergie résiduelle des gaz d’échappement du four pour produire environ 10 000 kg/h de vapeur à 7 barg pendant les périodes de pointe.
Sur une année, la réutilisation de cette énergie thermique autrefois perdue permet à l’entreprise d’économiser plus de 800.000 euros sur sa facture annuelle de gaz en réduisant considérablement le gaz consommé par les chaudières à vapeur.
Comme les fours fonctionnant près de 6.000 heures par an, nos ingénieurs ont méticuleusement conçu des mécanismes de sécurité dans le système de récupération de chaleur afin de minimiser les temps d’arrêt.
L’équipe Operational a fourni une solution complète de récupération d’énergie , présentant de nombreuses caractéristiques :
- Le nouveau système de récupération d’énergie peut être contourné s’il doit être mis hors service pour la maintenance.
- La poussière est un sous-produit inévitable présent dans les flux d’échappement des déchets du four. L’accumulation de poussière entraînait des temps d’arrêt importants et nuisait aux performances.
Notre équipe a donc conçu et installé un système de nettoyage en continu pour éliminer toute accumulation de poussière sur les échangeurs thermiques.
La poussière est collectée dans une trémie, régulièrement vidée pendant le fonctionnement du système.
Cela permet également de minimiser la quantité de poussière émise dans l’environnement.
Un ensemble complet de services après-vente et de maintenance permet de maintenir le système dans des conditions optimales.
Le secteur de l’acier va subir des pertes – hausse des prix du carbone – réglementation climatique (cnbc.com)
Avantages du système de récupération de chaleur
- 800 000 € d’économies de gaz par an
- Temps de retour sur investissement de 1,3 an
- 3700 tonnes d’émissions de CO2 compensées
Énergie récupérée
A partir des fours à arc et réutilisée dans les chaudières = 20 000 mégawatts/heure (MWh) par an de gaz naturel.
Réduction des émissions de CO2
Réduction des émissions de CO2 environ de 3700 tonnes/an
Economies** = 348 000 € par an
Économies totales = 1.148.000 € par an
Retour sur investissement
Sur la base d’un prix du gaz de 40 €/MWh*, des économies de CO2 et d’une subvention de 25 % = 1,3 an.
Notes : *Prix du gaz utilisé = 40 €/MWh. Prix réel au 24/02/22 et prix à terme (2023) = 120 € et 60 €/MWh respectivement.
– source ref tradingeconomics.com ; **Prix du carbone@
24/02/22 = 95 €/T & économies/MWh gaz nat. = 17,4 €/MWh –
réf. CarbonCredits.com- exclu des économies ; Tous les prix
& ROI meilleures estimations mais fluctuants.
Pour en savoir plus : Décarbonation de fours à arcs discontinus en sidérurgie