Langue
Économies d'énergie dans l'installation d'incinération des déchets de Darmstadt:
L'appel d'offres du propriétaire de la centrale, Zweckverband Abfallverwertung Südhessen (ZAS), n'a laissé aucun doute quant aux exigences techniques élevées de l'ensemble du projet. Pour la réalisation de l'ensemble du projet , il octroyait un délai de seulement quelques jours ouvrables. Un planning très ambitieux compte tenu des vastes opérations à effectuer. Il était cependant compréhensible compte tenu de l'importance de la centrale thermique pour la région. Les restrictions de fonctionnement à long terme ne sont dans ce cas-là pas envisageables.
La centrale thermique de Darmstadt mise en service en 1976 avec d'abord deux des trois lignes d'incinération actuelles incinère chaque année jusqu'à 214 000 tonnes de déchets pour la conversion d'énergie. Cette quantité correspond aux déchets ménagers et encombrants de près de 900 000 habitants de 65 villes et villages aux alentours.
Grâce à l'incinération, le volume de déchets et réduit d'environ 90 % et la masse de déchets d'environ 70 %. La capacité d'incinération accumulée des trois fours de la centrale thermique est d'un peu plus de 30 tonnes par heure.
La chaleur libérée lors de l'incinération des déchets évapore l'eau dans un système de canalisation et est utilisé pour produire de l'électricité et du chauffage urbain. La capacité énergétique est suffisante pour alimenter plus de 45 000 habitants de la région ; près de 4 000 foyers bénéficient du chauffage urbain.
La centrale thermique de Darmstadt est exploitée pour le compte de ZAS par HEAG Südhessische Energie AG (HSE). HSE est l'un des principaux fournisseurs de services en Allemagne en termes d'énergie, d'eau et d'élimination des déchets et est majoritairement détenu par la municipalité. La ville de Darmstadt détient 92,9 % de HSE, dont le siège se trouve également à Darmstadt, via sa holding HEAG.
ZAS et HSE, deux partenaires très expérimentés et efficaces, faisaient également partie des répondant à la procédure d'appel d'offres. Un autre défi majeur pour les entreprises candidates, en plus du planning extrêmement serré.
Voici ce qui leur était demandé : remplacer les brûleurs à gaz de l'installation d'épuration des gaz de fumée des trois lignes d'incinération par des préchauffeurs de gaz à vapeur à haute et à moyenne pression nettement plus efficaces, appelés Dagavos.
Les gaz de fumée étaient chauffés à près de 300 °C nécessaires à la catalyse via les brûleurs à gaz jusqu'à présent installés dans le flux des gaz de fumée avant d'entrer dans les catalyseurs, un processus relativement couteux et nécessitant beaucoup d'énergie. Les préchauffeurs de gaz à vapeur ultramodernes agissant comme des échangeurs de chaleur devaient permettre d'effectuer d'importantes économies tout ayant une même efficacité de chauffage des gaz de fumée.
Le plus grand défi du projet a été la suppression des anciens composants et la mise en place de nouvelles technologies, sans perdre de vue les mesures de construction essentielles à la structure du bâtiment. Des délais courts, peu de liberté de mouvement sur place, de longues prestations d'ingénieurs et de planification en amont, une réduction au minimum des coûts du projet : un cahier des charges qui n'a probablement pas été entièrement consulté par la totalité des sous-traitants.
La sélection des appels d'offres s'est finalement concentrée sur GBT Bücolit GmbH à Marl, en Westphalie. Le groupe GBT constitué de PME compte 140 employés et réalise un chiffre d'affaires annuel d'environ 25 millions d'euros. GBT est entre autres spécialisée dans les affaires concernant la qualité de l'air en constituant des systèmes d'épuration des gaz de fumée pour les centrales électriques et les installations d'incinération des ordures ménagères. Grâce aux nombreux spécialistes du groupe GBT, il était également possible de fournir les prestations générales demandées à Darmstadt.
De nombreux composants ont donc été fournis par exemple par l'entreprise du groupe GBT, HAW Linings GmbH. HAW est considéré comme l'inventeur du caoutchoutage industriel et comme expert particulièrement expérimenté en termes de systèmes de revêtements complexes. Un sujet d'une grande importance lors de projets comme l'incinérateur de déchets à Darmstadt.
Il a d'abord fallu créer une interface depuis la double vanne d'arrêt existante directement sur les tambours de vapeur à haute pression au-dessus des trois incinérateurs. GBT a ensuite installé un conduit de vapeur à haute pression sur une longueur de 280 mètres par ligne à travers plusieurs complexes de centrales jusqu'aux bâtiments des catalyseurs pour éliminer les gaz de fumée, appelé le bâtiment Denox.
Les anciens brûleurs à gaz installés dans la branche de gaz de fumée ascendante ont ensuite été démontés mais pas retirés. Vint le chef-d'œuvre du montage : l'installation de l'ensemble des préchauffeurs de gaz à vapeur à haute pression dans la branche de gaz de fumée. Cette opération a été effectuée de manière réfléchie par le biais des catalyseurs existants déchargés et d'une ligne de 19 mètres. Les brûleurs à gaz, préalablement démontés, ont été remontés à environ quatre mètres au-dessus de leur position initiale puis laissés dans la branche de gaz de fumée, ceci pour d'éventuelles phases de démarrage et d'arrêt futures.
L'installation des Dagavos réalisée par GBT à travers les catalyseurs vides a entraîné d'importants avantages par rapport aux méthodes traditionnelles. Non seulement 20 mètres de ligne de gaz de fumée auraient été supprimés, mais le toit du bâtiment des catalyseurs auraient également dû être retiré. Ces deux opérations n'ont pas été nécessaires à Darmstadt, ce qui a permis de gagner du temps et de l'argent.
Des récipients collecteurs à condensat haute pression fabriqués par la filiale de GBT HAW Linings ont été placés derrière les Dagavos. Ils sont nécessaires pour fournir la hauteur d'alimentation géodésique requise pour les pompes à gaine haute pression ancrées dans le rez-de-chaussée en béton. Les pompes à gaine haute pression renvoient le condensat haute pression afférent depuis les Dagavos sur l'ensemble de la longueur de câble de 280 mètres vers les ballons de vapeur à haute pression au-dessus des trois incinérateur.
La deuxième partie de l'appel d'offres concernait l'installation d'échangeurs de chaleur à moyenne pression (MD Dagavos) dans l'usine d'incinération des déchets de Darmstadt. Pour cela, GBT a d'abord créé une interface avec le rail à vapeur à moyenne pression de 11 bars de l'installation dans la cave à turbines . GBT a ensuite construit une station de distribution dans laquelle la vapeur moyenne pression est refroidie par des désurchauffeurs dans le but d'atteindre une saturation de vapeur optimale. La vapeur moyenne pression saturée est ensuite tourbillonnée sur la plateforme de cheminée par ce que l'on appelle des turbulateurs avant qu'elle ne pénètre dans l'échangeur de chaleur MD afin d'obtenir le meilleur transfert de chaleur possible dans les Dagavos MD. GBT a installé les nouveau Dagavos à la place des anciennes coulisses d'amortissement du bruit grâce aux nouvelles technologies.
Les capots d'entrée et de sortie du conduit des gaz de fumée ont également été fabriqués par HAW Linings. Ces structures en acier ont été revêtues du matériau Bücolit V590G conçu par GBT.
Le système BÜCOLIT V590 G est un revêtement par pulvérisation à base d'une résine Novolac vinylester.
Le système est notamment utilisé dans les appareils technologiques comme les réservoirs de stockage et de production, même pour les acides et les lessives alcalines concentrés.
BÜCOLIT V590 G a été conçu pour être utilisé dans les systèmes d'épuration des gaz de fumée dans les centrales électriques et les installations d'incinération des ordures ménagères, en particulier dans des conduits. Le système de pulvérisation peut notamment déployer ses avantages dans le cas de grandes surfaces géométriques simples.
Grâce à ses propriétés, le système est particulièrement adapté en cas de charge thermique élevée et de charge chimique agressive. Il a été spécialement conçu pour la protection anticorrosion dans les conduits et les échangeurs de chaleur d'installations d'épuration des gaz de fumée dans lesquelles apparaissent de fortes concentrations de H2SO4 à des températures élevées. La limite pour une contrainte de température permanente vis-à-vis des produits chimiques est de 80 °C (humide) et de 180 °C en phase gazeuse, temporairement de 220 °C.
Avec l'assemblage final des capots d'entrée et de sortie, GBT et HAW Linings ont alors réalisé le "couvercle sur la marmite" du projet ambitieux. Et ce, même quelques jours avant la fin du planning extrêmement serré de l'appel d'offres.
Grâce aux économies de coûts et à une optimisation d'énergie de la centrale réalisée plus tôt que prévu, un gain de temps par rapport aux prévisions qui ont permis à la société d'exploitation HSE et au propriétaire ZAS d'être doublement récompensés.
