Préchauffeur d’air industriel (APH) pour la récupération de chaleur

Dans de nombreuses installations, la température de sortie des fumées est limitée par le risque de condensation acide. Lorsque les fumées contiennent des composés soufrés, une température trop basse peut provoquer la formation de condensats acides et accélérer la corrosion de l’équipement.

Les préchauffeurs d’air conventionnels étaient souvent conçus pour maintenir la température des fumées au-dessus du point de rosée acide. Aujourd’hui, certains concepts permettent de travailler dans des plages de température plus basses, à condition de définir correctement les matériaux, le drainage, la neutralisation éventuelle des condensats, la nettoyabilité et la stratégie d’exploitation.

Dans ces applications, le choix entre tubes en fonte, tubes en verre borosilicaté, éléments émaillés, matrices polymères ou plaques métalliques dépend de la chimie des fumées, du niveau de corrosion attendu, de la température de fonctionnement et des exigences de maintenance.

Les préchauffeurs d’air peuvent être classés selon leur géométrie, leur matériau et leur comportement face à l’encrassement ou à la corrosion.

Préchauffeurs tubulaires en fonte

Ils utilisent des tubes en fonte, avec ou sans ailettes internes ou externes. Ils sont adaptés à certaines applications avec fumées industrielles et peuvent offrir une bonne robustesse mécanique, à condition de maîtriser la température de paroi et le risque de corrosion acide.

Préchauffeurs à tubes en verre borosilicaté

Ils sont utilisés lorsque la résistance à la corrosion est prioritaire, notamment dans des zones exposées au point de rosée acide. Leur conception doit toutefois tenir compte de leur fragilité relative et des contraintes de montage, nettoyage et exploitation.

Préchauffeurs à tubes métalliques émaillés

Les tubes métalliques émaillés  à base de verre borosilicaté améliorent la résistance à la corrosion acide et offrent une bonne tenue aux sollicitations thermiques et mécaniques, selon les conditions de service.

Préchauffeurs à matrice polymère

Les solutions à base de polymères peuvent être pertinentes dans  à des températures plus basses , en particulier lorsque la corrosion acide est un facteur critique. Leur intérêt dépend du profil thermique, de la composition des fumées et des exigences de maintenance.

Préchauffeurs à plaques métalliques

Les échangeurs à plaques sont compacts et offrent une grande surface d’échange dans un encombrement réduit. Leur choix doit toutefois tenir compte de l’encrassement, de la perte de charge, de l’accessibilité et des contraintes de nettoyage. 

Économies d’énergie : récupération de chaleur sur les fumées pour préchauffer l’air de combustion et réduire le besoin de combustible additionnel, selon le fonctionnement réel de l’installation.

Amélioration du rendement thermique : meilleure valorisation de la chaleur disponible dans les fumées et optimisation de la combustion dans les fours, chaudières ou brûleurs industriels.

Réduction potentielle des émissions : une baisse du combustible consommé peut contribuer à réduire les émissions associées, selon le combustible, le régime d’exploitation et le périmètre du projet.

Optimisation des fours industriels : amélioration possible de la performance de fours de procédé, réchauffeurs à feu direct, chaudières et systèmes de séchage grâce à un air d’alimentation plus chaud.

Adaptation aux contraintes de l’installation : conception selon la température des fumées, la composition des gaz, l’encrassement, la corrosion, la perte de charge admissible et l’espace disponible.

Intégration dans l’existant : prise en compte des interfaces avec brûleurs, conduits de fumées, ventilateurs, instrumentation, contrôle-commande et accès de maintenance.

Chez AITESA, nous analysons les fumées, le besoin d’air chaud et les contraintes d’intégration afin de concevoir un préchauffeur d’air adapté à chaque installation industrielle.

Les préchauffeurs d’air sont utilisés dans les installations où il existe un besoin d’air chaud et une source de fumées ou de gaz chauds valorisable.

Raffineries et pétrochimie : récupération de chaleur sur fumées de fours de procédé, réchauffeurs à feu direct ou unités thermiques.

Industrie chimique : amélioration énergétique de procédés nécessitant combustion, chauffage d’air ou production de chaleur continue.

Production d’énergie et cogénération : valorisation des gaz chauds issus de chaudières, turbines, moteurs ou équipements de combustion.

Papier, agro-industrie et séchage industriel : utilisation d’air chaud dans des procédés de séchage, chauffage ou traitement thermique.

Ciment, verre et industries à haute température : récupération de chaleur sur fumées de fours, avec attention particulière à l’encrassement, à la corrosion et à la maintenance.

Le choix entre un préchauffeur tubulaire, un préchauffeur à plaques ou une solution spécifique dépend des conditions réelles de fonctionnement.

• Encrassement:

Lorsque les fumées contiennent une forte charge en particules la géométrie de l’équipement, la section de passage et les accès de nettoyage deviennent déterminants. Dans certains cas, les préchauffeurs tubulaires offrent une meilleure tolérance au colmatage.

• Perte de charge admissible :

La perte de charge côté air et côté fumées doit être compatible avec les ventilateurs, le tirage et le fonctionnement des brûleurs. Si la marge disponible est faible, la conception de l’échangeur et des conduits devient critique.

• Température de sortie des fumées:

Une baisse de la température de sortie des fumées peut permettre d’augmenter la récupération de chaleur. Toutefois, un fonctionnement proche ou sous le point de rosée acide exige un choix de matériaux, un système de drainage et une stratégie d’exploitation adaptés.

• Corrosion acide

Lorsque la composition des fumées favorise la condensation acide, il faut définir un concept de matériaux cohérent : fonte, acier inoxydable, verre borosilicaté, émail, polymères ou solutions hybrides selon les conditions du projet.

• Espace disponible :

Les préchauffeurs à plaques peuvent être plus compacts, tandis que les préchauffeurs tubulaires peuvent être plus adaptés à certains gaz chargés. Le choix doit prendre en compte l’encombrement, les accès de maintenance et les contraintes de montage.

• Intégration avec l’installation

L’APH doit être conçu avec les interfaces réelles de l’installation : brûleurs, conduits de fumées, ventilateurs d’air forcé ou de tirage induit, instrumentation, contrôle-commande et conditions d’arrêt et de démarrage.

Plus de 5 000 projets réalisés dans des secteurs industriels et énergétiques.

Plus de 40 ans d’expérience dans la conception, l’adaptation et la modernisation d’équipements thermiques industriels.

Conception sur mesure : définition thermique, mécanique et fonctionnelle à partir des fumées réelles, du besoin d’air chaud et des contraintes d’exploitation.

Expertise en fours de procédé : expérience dans l’intégration de préchauffeurs d’air avec brûleurs, fours industriels, chaudières et systèmes de récupération de chaleur.

Approche projet complète : ingénierie conceptuelle, FEED/FEL, ingénierie de détail, fourniture, montage et mise en service selon le périmètre défini.

Fiabilité opérationnelle : prise en compte de l’encrassement, de la corrosion, des accès de nettoyage, de la perte de charge et de la maintenance dès la phase de conception.

Support technique : accompagnement dans la définition du besoin, la sélection de la technologie, l’intégration dans l’existant et l’analyse des contraintes de fonctionnement.

Vous souhaitez optimiser la combustion d’un four industriel, récupérer davantage de chaleur sur vos fumées ou réduire la consommation de combustible ? Contactez-nous et nous vous aiderons à définir le préchauffeur d’air le plus adapté à votre installation.

Chez AITESA, nous sommes experts dans la conception, le développement et la fourniture de préchauffeurs d’air industriels APH.