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Jean TEISSIÉ, Diego DE BOURGUES & François BAUTIN
un ballon. Il en résulte, conformément au théorème de CARNOT, une augmentation
théorique de 3% du rendement. C’est bien ce que l’on constate : les rendements
sont de l’ordre de 42-43% mais peuvent atteindre 47% (Nordyllands, Danemark où
une source très froide est disponible). L’augmentation de la densité vapeur conduit
à une réduction de la taille des appareillages, notamment du diamètre des turbines,
et donc à des économies d’investissement qui compensent le coût plus élevé des
épaisseurs de paroi et des aciers spéciaux, utilisés pour résister à ces conditions
thermodynamiques plus sévères.
Les lits fluidisés atmosphériques
Dans cette technique, le charbon est simplement concassé et conduit à former un
lit maintenu en sustentation par injection verticale d’air. Les avantages sont nombreux : la combustion peut être obtenue avec un bon contrôle des températures
qui restent de l’ordre de 850 à 950°C contre 1400°C dans les PCI*. Cette température permet d’éviter la fusion des cendres et la formation de mâchefer, elle réduit
considérablement la formation de NO x (qui ne se forment substantiellement qu’à
partir de 1300°C), enfin la réactivité du calcaire qui est ajouté au charbon est maximale, ce qui limite la formation de SO 2 . Un autre avantage des FB (fluidified bed)
est leur aptitude à brûler des charbons de mauvaise qualité (30 à 35% d’humidité
et 30% de cendres à Carling). Le rendement est toutefois inférieur de 2 à 3% aux
PCI* et les puissances unitaires restent limitées (250 MW Ignifluid de Gardanne).
Les lits fluidisés pressurisés
Un moyen d’améliorer le rendement des lits fluidisés est de turbiner les gaz de combustion avant la fabrication de la vapeur et son passage dans la turbine vapeur : on
obtient un cycle combiné dont les performances rivalisent avec les centrales supercritiques. Pour obtenir ce résultat, l’air injecté pour la combustion est pressurisé à
quelques 12-25 bars et les gaz transitent par une chambre cyclonique pour préserver la turbine gaz des cendres volantes. Les PFBC réalisés concernent uniquement
de petites unités de 70-80 MW. La CEE a par exemple financé le projet de 76 MW
d’Estratron en Espagne. Il est possible d’opérer les PFBC en conditions supercritiques, ce qui permet d’espérer une efficacité de 55% : c’est l’objectif du projet de
360 MWe de Karita au Japon. Ce système combinerait les avantages propres aux
lits fluidisés : aptitude à utiliser des charbons de toute qualité (y compris les lignites), faible teneur en SO 2 et NO x des fumées et excellent rendement. Ajoutons que
le prix d’une centrale PFBC est équivalent à celui d’une centrale PCI* supercritique
équipée de dispositif de traitement des gaz (figure 9.14 ).
Gazéification
La gazéification est un très vieux procédé (il en existe plus de 300 systèmes) de
l’industrie chimique et de la production du gaz de ville. Le combustible, finement
divisé, est introduit sous forme de pulpe dans un gazéificateur ou sous atmosphère
Jean TEISSIÉ, Diego DE BOURGUES & François BAUTIN
un ballon. Il en résulte, conformément au théorème de CARNOT, une augmentation
théorique de 3% du rendement. C’est bien ce que l’on constate : les rendements
sont de l’ordre de 42-43% mais peuvent atteindre 47% (Nordyllands, Danemark où
une source très froide est disponible). L’augmentation de la densité vapeur conduit
à une réduction de la taille des appareillages, notamment du diamètre des turbines,
et donc à des économies d’investissement qui compensent le coût plus élevé des
épaisseurs de paroi et des aciers spéciaux, utilisés pour résister à ces conditions
thermodynamiques plus sévères.
Les lits fluidisés atmosphériques
Dans cette technique, le charbon est simplement concassé et conduit à former un
lit maintenu en sustentation par injection verticale d’air. Les avantages sont nombreux : la combustion peut être obtenue avec un bon contrôle des températures
qui restent de l’ordre de 850 à 950°C contre 1400°C dans les PCI*. Cette température permet d’éviter la fusion des cendres et la formation de mâchefer, elle réduit
considérablement la formation de NO x (qui ne se forment substantiellement qu’à
partir de 1300°C), enfin la réactivité du calcaire qui est ajouté au charbon est maximale, ce qui limite la formation de SO 2 . Un autre avantage des FB (fluidified bed)
est leur aptitude à brûler des charbons de mauvaise qualité (30 à 35% d’humidité
et 30% de cendres à Carling). Le rendement est toutefois inférieur de 2 à 3% aux
PCI* et les puissances unitaires restent limitées (250 MW Ignifluid de Gardanne).
Les lits fluidisés pressurisés
Un moyen d’améliorer le rendement des lits fluidisés est de turbiner les gaz de combustion avant la fabrication de la vapeur et son passage dans la turbine vapeur : on
obtient un cycle combiné dont les performances rivalisent avec les centrales supercritiques. Pour obtenir ce résultat, l’air injecté pour la combustion est pressurisé à
quelques 12-25 bars et les gaz transitent par une chambre cyclonique pour préserver la turbine gaz des cendres volantes. Les PFBC réalisés concernent uniquement
de petites unités de 70-80 MW. La CEE a par exemple financé le projet de 76 MW
d’Estratron en Espagne. Il est possible d’opérer les PFBC en conditions supercritiques, ce qui permet d’espérer une efficacité de 55% : c’est l’objectif du projet de
360 MWe de Karita au Japon. Ce système combinerait les avantages propres aux
lits fluidisés : aptitude à utiliser des charbons de toute qualité (y compris les lignites), faible teneur en SO 2 et NO x des fumées et excellent rendement. Ajoutons que
le prix d’une centrale PFBC est équivalent à celui d’une centrale PCI* supercritique
équipée de dispositif de traitement des gaz (figure 9.14 ).
Gazéification
La gazéification est un très vieux procédé (il en existe plus de 300 systèmes) de
l’industrie chimique et de la production du gaz de ville. Le combustible, finement
divisé, est introduit sous forme de pulpe dans un gazéificateur ou sous atmosphère