Volume 20, numéro 1, juin 2006

Place à l’efficacité et aux économies à la Centrale de chauffage de Chicoutimi!

Neuf bâtiments à caractère institutionnel et religieux, localisés au cœur de Chicoutimi, sont alimentés en vapeur par une centrale thermique commune. Il s’agit de la Centrale de chauffage de Chicoutimi. Depuis 2004, les gestionnaires de la Centrale procèdent à la modernisation des installations dans le but d’améliorer l’efficacité énergétique. Ainsi, 4 mesures d’efficacité énergétique ont été implantées et génèrent des économies annuelles de près de 10 %, soit 26 530 GJ par année :

  • La première mesure a été la mise en place d’un récupérateur de chaleur des produits de combustion; il s’agit d’un économiseur de type indirect installé sur le tuyau à fumée commun des chaudières menant à la cheminée. Ce récupérateur est utilisé pour préchauffer l’eau d’alimentation des chaudières en provenance du dégazeur. L’eau du dégazeur, chauffée avec de la vapeur à 5 lb/po2, est à une température de 227°F. Cette eau passe dans le récupérateur et se réchauffe jusqu’à 247°F. Côté fumée, la tempé­rature à l’entrée du récupérateur se situe à 400°F et, à sa sortie, à 280°F. La capacité du récupérateur est de 325 kW lorsque les chaudières fonctionnent à 55 000 lb/h.
  • La deuxième mesure a consisté en l’installation d’un système de purge automatique sur les 4 chaudières de la chaufferie pour contrôler les minéraux contenus dans l’eau de chacune des chaudières. Une sonde a été installée dans l’eau de surface pour transmettre un signal à un contrôleur de conductivité. À partir de ce signal, le contrôleur de la chaudière fait moduler la valve de purge automatique pour évacuer en continu une partie de l’eau de surface et les minéraux qu’elle contient.

En outre, on a installé un système de récupération de l’énergie contenue dans l’eau des purges. Un échangeur à plaques eau-eau permet de transférer cette énergie à l’eau neuve de l’aqueduc requise en tant qu’eau d’appoint pour la Centrale.

Ainsi, le système automatique de purges et la récupération de l’énergie offrent plusieurs avantages :

  • la réduction du volume d’eau des chaudières à évacuer;
  • des économies de traitement d’eau et d’énergie.

  • La troisième mesure mise en place concerne l’ajout d’analyseurs d’oxygène et de régulateurs programmables des chaudières. Tout d’abord, une sonde d’oxygène a été installée dans le conduit à fumée de chacune des chaudières. Ce type de contrôle permet d’augmenter l’efficacité des chaudières sur toute la plage d’opération en réduisant l’excès d’air requis pour la combustion. La sonde d’oxygène envoie un signal au régulateur de la chaudière, lequel fait moduler le registre d’admission d’air au brûleur. La valve à gaz naturel et le registre d’air reçoivent des commandes indépendantes, d’où une augmentation de la précision des contrôles pour parer aux fluctuations de la demande de vapeur.

Ensuite, les contrôles vétustes ont été remplacés par un régulateur program­mable maître de la chaufferie et par un autre régulateur programmable par chaudière. Il y a eu aussi l’ajout de plusieurs points de contrôle et de lecture qui permettent d’établir une stratégie de fonctionnement des chaudières. Ces ajouts permettent l’optimisation de la production de vapeur. Les contrôles maintiennent un ratio de production optimal entre les 4 chaudières et l’atteinte d’une efficacité globale maximale.

Consoles de gestion des contrôles de la chaufferie à la Centrale de chauffage de Chicoutimi

  • La quatrième mesure consiste à récupérer le condensé de deux réservoirs chauffés par des serpentins à vapeur pour alimenter des aérothermes à l’eau chaude qui chauffent l’espace d’un atelier et d’un entrepôt de pièces.

Pour ces 4 mesures d’efficacité éner­gétique, le tableau ci-après dresse un bilan énergétique des mesures implantées à la Centrale en 2004 et 2005. Il en ressort que le coût d’immobilisation a été de 920 290 $, incluant les honoraires profes­sionnels. En considérant un coût de 10 $/GJ (37,89 ¢/m3) pour le gaz naturel et l’aide financière de 70 020 $ de Gaz Métro, la période de rendement de l’investissement est de 3,2 ans.

Bilan énergétique et économique des 4 mesures implantées

Description de la mesure coût de la mesure* économie** (GJ/an) économie @ 10 $/GJ*** ($/an) montant de la subvention période de rendement de l’investissement (ans)
Récupérateur de chaleur  des fumées des chaudières 319 310$ 7 480 74 800 19 740 $ 4
Systèmes de purges automatiques et systèmes de récupération d’énergie des purges 75 270$ 5 550 55 500 14 650 $ 1,1
Sonde d’oxygène dans les fumées de chaque chaudière et contrôle des chaudières par automate programmable 513 170$ 13 110 131 100 34 600 $ 3,7
Récupération d’énergie de condensat 12 540$ 390 3 900 1 030 $ 3
Total des 4 mesures décrites 920 290$ 26 530 265 300 70 020 $ 3,2

* Coût réel incluant les frais d’ingénierie
** Économie anticipée en 2004 au moment de la prise de décision
*** 37,89 ¢/m3

Guy Desrosiers, ing.
Conseiller technique
Groupe DATECH