Qu’est-ce qu’une chaudière à vapeur ?
Les chaudières à vapeur font bouillir de l’eau et la restituent sous forme de vapeur chaude.
La plupart des chaudières à vapeur sont employées comme source de chaleur. Elles servent dans un large éventail de domaines, du chauffage intérieur à la stérilisation des aliments. La vapeur étant à l’origine de l’eau, elle présente peu de risques chimiques.
Utilisations des chaudières à vapeur
Les chaudières à vapeur sont principalement utilisées à des fins industrielles mais aussi domestiques. Les utilisations spécifiques sont les suivantes :
- Stérilisation des aliments dans l’industrie alimentaire.
- Production de vapeur pour la production d’électricité.
- Séchage des produits dans les usines chimiques et les usines de papier.
- Séchage du linge dans les entreprises de nettoyage.
- Rétention de la chaleur dans les sources d’eau chaude et les installations de baignade.
- Isolation thermique de l’électrolyte dans les fonderies électrolytiques.
- Chauffage intérieur et approvisionnement en eau chaude.
Les locomotives à vapeur constituaient un exemple typique car elles disposent également d’une chaudière à vapeur intégrée pour générer la puissance du moteur. Cependant, elles sont devenues rares.
Principe des chaudières à vapeur
Dans la plupart des cas, les chaudières à vapeur produisent de la vapeur en évaporant de l’eau par combustion. La chaudière se compose d’un tambour, d’une unité de combustion, d’un conduit de fumée et d’un système d’alimentation en eau.
1. Le tambour
Le ballon stocke l’eau pure, mélange d’eau et de vapeur pendant le fonctionnement. L’eau pure à l’intérieur est conçue pour retourner. L’eau chauffée par l’unité de combustion est séparée en vapeur et en eau pure à l’intérieur du tambour.
2. L’unité de combustion
L’unité de combustion brûle du combustible. Il est fourni à intervalles réguliers et mélangé à l’air pour la combustion. Elle a pour fonction d’interrompre automatiquement l’alimentation en combustible en cas d’anomalies telles qu’une mauvaise combustion ou un faible niveau d’eau dans le tambour.
3. Le conduit de fumée
Le conduit de fumée est un tuyau permettant d’évacuer l’air après la combustion. Le conduit est équipé d’un ventilateur qui permet de régler le débit d’air en fonction de l’alimentation en combustible. Des dépoussiéreurs et des équipements de désulfuration/dénitration sont installés dans le conduit de fumée si le niveau de poussière et d’oxydes dans les gaz de fumée est élevé.
4. Le système d’alimentation en eau
Le système d’alimentation en eau fournit de l’eau au tambour. Dans la plupart des cas, l’eau est pompée par une pompe d’alimentation. Si l’eau contient beaucoup d’ions métalliques, la chaudière se détériorera, c’est pourquoi un système de purification de l’eau peut être installé.
Autres informations sur les chaudières à vapeur
1. Histoire des chaudières à vapeur à usage professionnel
La vapeur est nécessaire à toutes les industries manufacturières mais elle ne peut pas être transportée sur de longues distances. Les chaudières à vapeur sont donc principalement installées à proximité des installations de demande.
Les papeteries et les usines pétrochimiques consomment de grandes quantités de vapeur, c’est pourquoi des chaudières à vapeur alimentées par des combustibles fossiles ont été installées dans ces usines à partir des années 1970. Dans de nombreux cas, la production d’énergie a été combinée à la production d’électricité afin d’utiliser efficacement la vapeur excédentaire.
Depuis 2000, le nombre de chaudières à vapeur a diminué en raison de la hausse des prix du pétrole et de l’élan social en faveur de la réduction des gaz à effet de serre. Toutefois, comme les usines pétrochimiques génèrent du pétrole et du gaz comme sous-produits, les chaudières à vapeur et les installations de production d’électricité sont toujours utilisées de manière efficace.
2. L’avenir des chaudières à vapeur commerciales
L’eau est un fluide caloporteur très efficace et essentiel pour l’industrie. Et comme la vapeur redevient de l’eau après une fuite, elle a généralement moins d’impact sur le corps humain et l’environnement que les produits chimiques et les substances toxiques. De plus, il s’agit d’une matière première inépuisable dans la nature.
Des informations récentes indiquent que certains grands fabricants se retirent de la fabrication de grandes chaudières à usage commercial. En effet, peu d’entreprises construisent de nouvelles grandes chaudières dans le pays. Les chaudières à vapeur pour la production d’électricité, qui utilisent des combustibles fossiles, sont susceptibles de diminuer à l’avenir dans la perspective de réduire l’émission de gaz à effet de serre. Cependant, la vapeur en tant que fluide caloporteur possède de très bonnes propriétés, il est donc difficile d’imaginer sa disparition à l’avenir.
3. Les chaudières à passage unique et licence de chauffagiste
D’un point de vue légal, les chaudières à passage unique nécessitent un calcul de la surface de transfert de chaleur moins important que les chaudières à tubes de fumée et les chaudières à tubes d’eau pour la même production de vapeur. Par conséquent, si la surface de transfert de chaleur reste inférieure à la valeur standard, elle peut être gérée sans licence de chauffagiste. En raison de cet avantage, certaines entreprises installent et exploitent plusieurs chaudières à passage unique.
Toutefois, en fonction du volume de production de vapeur et de la pression requise par les installations en demande, il n’est pas possible d’utiliser uniquement des chaudières à passage unique dans certaines situations. Le choix de la chaudière appropriée se fait après consultation du fabricant de la chaudière.