L’optimisation d’un réseau vapeur et sa conversion en réseau fermé permettent d’améliorer la
production tout en générant d’importantes économies.
Norampac, une division de Cascades Canada Inc., est le plus important producteur d’emballages cartonnés au Canada et un important fabricant de produits de carton ondulé. Norampac Vaudreuil produit annuellement 900 millions de pieds carrés d’emballages en carton ondulé.
Norampac Vaudreuil désirait améliorer l’efficacité énergétique de son onduleuse et mieux contrôler la température des rouleaux et des plaques chauffantes afin de perfectionner la qualité du carton.
L’entreprise a fait appel au Groupe lalondesysthermique, une firme qui se consacre exclusivement à l’optimisation des réseaux vapeur et des procédés utilisant la vapeur. Partant du constat que dans un réseau sous pression toutes les composantes sont interdépendantes, le Groupe lalondesysthermique favorise une approche globale — le réseau vapeur est d’abord analysé dans son ensemble, chacun des procédés est ensuite optimisé individuellement.
Le Groupe lalondesysthermique a réalisé le projet en collaboration avec le Groupe d’intervention en énergie de Cascades inc.
La situation initiale
La vapeur à Norampac Vaudreuil est produite à l’aide d’un système à l’huile thermique. Le générateur de vapeur est alimenté en eau par un dégazeur maintenu à 100 psi. Le dégazeur est alimenté par un réservoir à pression atmosphérique, recevant l’eau fraîche (eau d’appoint) et la plus grande partie du condensat provenant de l’onduleuse.
L’onduleuse est composée de deux types d’équipement: rouleaux (BHS et Langston) et plaques chauffantes.
Le condensat, extrait de la première section de rouleaux, est dirigé vers le premier d’une série de réservoirs de revaporisation (flash tanks), d’où la vapeur de détente est dirigée vers la prochaine section de rouleaux, et ainsi de suite. La vapeur est ensuite dirigée vers les plaques chauffantes, qui sont elles aussi alimentées en cascade. Il y a quatre sections de rouleaux et trois sections de plaques chauffantes (voir figure 1).
Le condensat des réservoirs de revaporisation est dirigé vers un réservoir à pression atmosphérique où il se mélange avec l’eau fraîche. Une quantité importante de vapeur est évacuée vers l’atmosphère à cette étape (voir aussi Informa-TECH vol. 23, septembre 2009). De plus, une partie du condensat est rejetée au drain afin d’assurer une évacuation adéquate de celui-ci.
Le condensat et l’eau fraîche sont ensuite pompés vers le dégazeur. Une quantité importante de vapeur est évacuée vers l’atmosphère à cette étape aussi, dans le but d’éliminer les gaz incondensables (oxygène, gaz carbonique, azote, etc.).
Afin d’éviter les bris mécaniques dus aux coups de bélier, les opérateurs prennent six heures pour mettre le réseau en fonction. En conséquence, Norampac Vaudreuil préfère garder le réseau sous pression durant la fin de semaine.
Le projet
Le Groupe lalondesysthermique arrive rapidement à la conclusion que la configuration en cascade, qui correspond à un standard dépassé, n’est plus adaptée aux besoins de Norampac Vaudreuil. Cette configuration se traduit dans les faits par une série de difficultés relatives au contrôle des pressions et à l’évacuation du condensat.
Le projet consiste à convertir le réseau existant en RFVC® (réseau fermé vapeur-condensat). Dans un RFVC®, toute l’énergie du condensat et de la vapeur de détente est récupérée et les gaz incondensables sont éliminés sur toute l’étendue du réseau.
Le réseau a été reconfiguré de manière à éliminer tous les réservoirs de revaporisation et à les remplacer par des purgeurs assurant l’évacuation du condensat à haute pression.
Les rouleaux et plaques chauffantes sont dorénavant alimentés en vapeur individuellement, ce qui assure plusieurs avantages sur le plan technique : contrôles plus simples et moins contraignants au regard des pressions à respecter, arrêts de production beaucoup plus rares, diagnostics plus faciles.
Des dispositifs d’élimination mécanique des gaz incondensables ont été positionnés stratégiquement sur tous les rouleaux et plaques chauffantes.
De nombreuses conduites, tant du côté vapeur que du côté condensat, ont été reconfigurées. La majorité des purgeurs existants ont été remplacés par des modèles plus performants, aux dimensions mieux calibrées.
Coût des travaux et économies
Les interventions du Groupe lalondesysthermique ont eu plusieurs impacts positifs sur les coûts d’exploitation ainsi que sur la performance des procédés.
La réduction des pertes énergétiques et l’élimination des gaz incondensables ont entraîné une réduction radicale de la consommation de gaz naturel. L’élimination des gaz incondensables a de plus permis d’uniformiser et de stabiliser la température des plaques chauffantes, de réduire la consommation de produits chimiques et de ramener à une heure le temps de démarrage du système. Les nouveaux équipements sont plus durables en plus d’être d’un entretien plus simple et moins dispendieux.
Afin d’assurer la pérennité des gains réalisés, les opérateurs ont suivi une formation sur l’exploitation optimale de leur réseau vapeur.
| Coût des réalisations | 350 000 $ |
| Réduction de la consommation de gaz par unité produite |
–25 % |
| Économies annuelles en gaz | 170 000 $ |
| PRI (après subvention) | 20 mois |
| Réduction de la consommation de produits chimiques |
-50 % |
Les économies sont calculées en giga-joules de gaz consommé par mille pieds carrés de carton produit. La consommation est passée de 0,08 GJ/unité produite en 2008 à 0,06 en 2009. Le projet a donc permis une réduction de 0,02 GJ/unité produite. Le projet a de plus mené à une réduction importante de la consommation d’eau fraîche, ce qui explique l’utilisation réduite de produits chimiques.
Jean-François Lussier,
Groupe lalondesysthermique
Marie-Joëlle Lainé, ing.,
Groupe DATECH
Continuez votre lecture
