Il y a quelques années, une centrale électrique au charbon en Asie du Sud-Est nous a contactés à propos d'un problème qu'elle ignorait depuis trop longtemps. Leur parc de stockage à ciel ouvert perdait environ 4 % de son charbon stocké à cause du ruissellement des pluies chaque saison de mousson. Cela représentait 2 400 tonnes de charbon, d'une valeur d'environ 200 000 $, qui s'écoulaient dans les fossés de drainage et contaminaient l'approvisionnement en eau local. En plus de cela, ils recevaient des plaintes hebdomadaires du village situé à 800 mètres sous le vent concernant de la poussière noire se déposant sur le linge et les toits.
Leurs ingénieurs d'origine avaient conçu le parc comme une simple dalle en béton avec une surface inclinée et un convoyeur pour l'empilage. C'était peu coûteux à construire, mais les coûts d'exploitation avaient discrètement englouti toutes les économies. Après trois ans, la centrale a décidé d'investir dans un parc de stockage couvert. Nous avons été sollicités pour le concevoir et le construire.
Cet article détaille exactement comment nous avons abordé la conception, les erreurs que nous avons évitées et les résultats obtenus par la centrale. Si vous rencontrez des problèmes similaires dans votre propre installation, les leçons ici devraient vous éviter des essais et erreurs douloureux.
Pourquoi les parcs de stockage à ciel ouvert coûtent plus cher que vous ne le pensez
Les responsables d'usine considèrent souvent les parcs de stockage à ciel ouvert comme un mal nécessaire. Ils savent que la poussière et les pertes dues à la pluie existent, mais le coût d'investissement pour couvrir le parc semble difficile à justifier. Le calcul change lorsque l'on additionne tout :
Perte de matériau : Le ruissellement des pluies emporte les particules fines. Pour le charbon, cela peut représenter 3 à 5 % par an. Sur un stock de 50 000 tonnes, même 2 % équivaut à 1 000 tonnes par an.
Amendes pour poussière : La plupart des juridictions imposent désormais des amendes pour les émissions de poussière fugitive. En Chine, la pénalité pour dépassement des limites de particules peut atteindre 100 000 ¥ par incident.
Absorption d'humidité : Le charbon humide a un pouvoir calorifique inférieur. Une augmentation de 5 % de l'humidité signifie que votre chaudière brûle plus de combustible pour produire la même électricité.
Dégradation de la qualité : Les cycles répétés de mouillage et de séchage provoquent l'oxydation du charbon, réduisant encore sa valeur calorifique.
Choisir entre les conceptions de parc de stockage en dôme et couvert
| Type de conception | Idéal pour | Plage de capacité | Coût par tonne |
|---|---|---|---|
| Parc de stockage en dôme | Grands volumes, sites circulaires | 10 000 à 100 000+ tonnes | 15-30 $/tonne |
| Parc de stockage en bande avec toit | Sites longs et étroits | 5 000 à 50 000 tonnes | 20-40 $/tonne |
| Entrepôt à hauts murs | Sites contraints | 5 000 à 20 000 tonnes | 25-50 $/tonne |
Ce que nous avons bien fait (et ce que nous avons failli mal faire)
La plus grande leçon concernait le système de reprise. Nous avions initialement spécifié une roue-pelle, standard pour les parcs de stockage en bande. Mais à l'intérieur d'un dôme, la géométrie est différente. La roue-pelle nécessite un sol plat, et les parois courbes créent des zones mortes près des bords. Nous sommes passés à un récupérateur à racleur de pont monté sur une colonne centrale, qui couvre toute la surface circulaire du sol. Le taux de récupération est passé d'environ 85 % avec la roue-pelle à plus de 97 % avec le racleur.
L'autre chose que nous avons failli mal faire était la ventilation. Un dôme renfermant 60 000 tonnes de charbon crée un risque d'accumulation de méthane. Nous avons installé un système de ventilation forcée avec des capteurs de CO et de méthane à trois niveaux, connectés au système de contrôle distribué (DCS) de l'usine. Si le méthane dépasse 1 % en volume, les ventilateurs de ventilation augmentent automatiquement. À 1,5 %, le système déclenche une inertage à l'azote.
Résultats après deux ans de fonctionnement
Perte de charbon : Passée de 4 % à moins de 0,1 % par an
Plaintes pour poussière : Zéro de la part du village voisin
Teneur en humidité : Le charbon entre dans la chaudière à 12-14 % d'humidité, contre 16-18 % auparavant
Rendement de la chaudière : Amélioré de 1,8 % grâce à un combustible plus sec et plus constant
Récupération des fines : Le dôme collecte environ 200 tonnes de poussière de charbon fine par mois, recyclées dans l'alimentation de la chaudière
L'investissement total était d'environ 4,2 millions de dollars. Sur la base des économies de charbon, de l'évitement des amendes pour poussière et des gains de rendement de la chaudière, la période de récupération était de 3,2 ans.