Introduction

En 2015, une centrale de cogénération a été mise en service à Monterrey, au Mexique, pour alimenter les installations de production métallurgique et de carton de notre client. Avec une capacité installée de 14,4 MW, cette centrale s’est imposée comme un pilier énergétique essentiel au fonctionnement des différentes unités industrielles du complexe.

L’installation a été conçue selon un schéma de cycle combiné, ce qui lui permet de produire efficacement à la fois la vapeur nécessaire aux processus thermiques et l’électricité nécessaire au fonctionnement de la papeterie et de l’installation métallurgique associées.

AITESA a participé au projet en tant que fournisseur et responsable de l’assemblage de la chaudière de récupération de chaleur, un équipement clé du système de cogénération. Cette chaudière exploite l’énergie thermique contenue dans les gaz d’échappement de la turbine à gaz pour produire de la vapeur industrielle, maximisant ainsi l’efficacité globale du système énergétique.

Le principal défi consistait à intégrer un système de cogénération qui maximise l’efficacité énergétique en utilisant au maximum la chaleur résiduelle générée par le processus de production du carton. L’objectif était de diriger cette chaleur vers une centrale de cogénération capable de produire de la vapeur pour la consommation interne et la production d’électricité, optimisant ainsi l’utilisation des combustibles.

Solution AITESA

La solution proposée par AITESA consiste en l’installation d’une chaudière à circulation naturelle conçue pour générer de la vapeur à deux niveaux de pression : 40 bars et 6 bars. Elle est équipée d’un système de postcombustion utilisant des brûleurs auxiliaires de 10 MW, ce qui permet une production maximale de 32,6 t/h de vapeur surchauffée à 400 °C et 40 bar, ainsi que 2 t/h de vapeur saturée à 6 bar pour les services auxiliaires.

La chaudière est structurée selon les modules fonctionnels suivants :

• Surchauffeur haute pression : responsable de l’augmentation de la température de la vapeur saturée jusqu’aux conditions de surchauffe requises.
• Évaporateur haute pression : module où l’eau s’évapore par circulation naturelle, relié à sa chaudière haute pression respective.
• Économiseur haute pression : préchauffe l’eau d’alimentation avant qu’elle n’entre dans la chaudière haute pression, améliorant ainsi l’efficacité thermique.
• Évaporateur basse pression : transforme l’eau en vapeur saturée à basse pression, avec sa chaudière associée.
• Économiseur commun pour la haute et la basse pression : il préchauffe l’eau d’alimentation et la distribue à la chaudière basse pression et à l’économiseur haute pression, optimisant ainsi la distribution de la chaleur.

Outre le système de postcombustion et les modules principaux, AITESA a également fourni tous les équipements auxiliaires nécessaires au bon fonctionnement du système : pompes d’alimentation, réservoir de flash de purge continue, réservoir de refroidissement de purge, silencieux à vapeur et l’instrumentation complète pour le contrôle et la supervision de la chaudière.

Cette conception permet non seulement d’alimenter les processus thermiques, mais aussi d’entraîner une turbine pour la production d’électricité, ce qui augmente considérablement l’efficacité globale de l’usine.

Résultats

• Économies d’énergie: réduction de la consommation de combustibles fossiles grâce à l’intégration de la cogénération.
• Production d’électricité sur site: contribution à l’autoproduction d’électricité par la turbine à vapeur.
• Optimisation des processus thermiques: la vapeur disponible à deux niveaux de pression améliore la polyvalence opérationnelle.
• Réduction des émissions: Une utilisation plus efficace de l’énergie réduit l’empreinte environnementale.

En juin 2013, le contrat pour la fourniture de la chaudière et de son équipement auxiliaire a été attribué, et la livraison a eu lieu tout au long de l’année 2014. La centrale est entrée en service en 2015 et fonctionne de manière satisfaisante depuis lors.