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- L’application du mois de avril 2008 -
Electricité écologique
PHOENIX CONTACT CONTRIBUE AU FONCTIONNEMENT PROPRE
D’UNE CENTRALE ELECTRIQUE
Afin de satisfaire aux nouvelles normes environnementales européennes strictes, la centrale électrique de Ruien s’est vue contrainte de rénover complètement son installation
d’épuration des gaz de combustion. Pour ce faire, le propriétaire, Electrabel, a fait appel
à Fabricom-GTI, qui s’est à son tour adressé à Phoenix Contact pour obtenir des relais
de puissance à fréquences de commutation élevées, d’une puissance importante et
suffisamment statiques.
La centrale électrique de Ruien fait
partie du parc de production diversifié
d’Electrabel. Construite en 1958, il s’agit
de la plus importante centrale électrique
thermique de Belgique : ensemble, les
quatre unités opérationnelles génèrent
quelque 800 mégawatts. Les unités les
plus anciennes (1 et 2) ont été mises
hors service et sont déjà partiellement
démantelées. Les unités 3 et 4 recourent
au charbon en tant que combustible.
L’unité 5 fonctionne tant au charbon
qu’au gaz alors que l’unité 6 tourne
exclusivement au gaz naturel. Au cours
des dernières années, de plus en plus
de biomasse est ajoutée au charbon :
sciures de bois, noyaux d’olives, déchets
de bois non traité, etc. à hauteur de
200.000 tonnes par an. De la sorte, la
centrale produit une grande quantité
d’énergie verte.
Normes environnementales
« En fait, le processus de production
électrique est très simple », explique
Geert De Mets, gestionnaire de projet
assistant. « Le charbon est acheminé par
bateau avant d’être moulu en poudre
de charbon. Celle-ci est mélangée avec
les sciures de bois et les noyaux d’olives
moulues et injectée dans la chaudière
pour être brûlée. Des conduites longent
cette chaudière. La chaleur de la combustion permet de faire condenser l’eau.
La condensation actionne les pales d’une
grande turbine. L’alternateur couplé à la
turbine transforme l’énergie libérée en
électricité. »
Les normes environnementales sont de
plus en plus strictes. C’est la raison pour
laquelle la centrale a dû équiper ses
unités 3, 4 et 5 d’une installation d’épuration de la fumée pour pouvoir rester
active. Geert De Mets poursuit : « Selon
les nouvelles normes européennes, nos
gaz de combustion contenaient trop
d’azote, de soufre et de particules fines.
Nous avons donc dû les filtrer.
Les particules fines sont des cendres
volantes. Ces substances sont libérées
lors de la combustion de matières
solides. A présent, nous avions besoin
d’un nouveau filtre à particules pour
les cendres volantes en plus du filtre
DeNox (pour l’azote, NOx) et du filtre
DeSOx (pour le soufre, SO2). » C’est
dans le cadre de la conception et de
l’exécution de ce filtre à particules que
nous avons pu compter sur l’aide
précieuse de Phoenix Contact.
Electrofiltre
Electrabel utilise un électrofiltre afin
d’éliminer les cendres volantes du gaz
de combustion. « Les cendres qui se
trouvent dans les gaz sont ionisées : elles
reçoivent une charge électrique par le
biais de fils. Les gaz de combustion sont
poussés entre de grandes plaques en
métal de 12 mètres de haut et de 5
mètres de large. Ces plaques suspendues
dans l’électrofiltre sont mises à une
tension de 70.000 volts, de manière à
fixer les particules chargées. Elles doivent bien entendu être constamment éliminées des fils d’ionisation. Le nettoyage
est effectué par vibrations.
Electrabel réalise des investissements importants
dans la centrale de Ruien.
Il s’agit de chocs provoqués par un poids
placé au-dessus de la plaque. Il est tiré
vers le haut par une bobine électrique
avant de retomber sur une enclume
tel un marteau. Le choc fait tomber les
particules de la plaque. Nous transportons les particules et les stockons dans
des silos pour qu’elles soient traitées par
l’industrie du ciment. »
Chaque unité de la centrale électrique
comporte 96 marteaux, qui nettoient
plusieurs plaques reliées entre elles.
Dans la cadre de la rénovation de l’électrofilre, la commande des marteaux
(ou plutôt des bobines qui les attirent
avant de les laisser tomber) devait être
revue rapidement. Dirk Belet, section
manager chez Fabricom-GTI était en
charge de la rénovation. Il nous explique :
« Les 96 marteaux de l’unité 3 (depuis
lors, l’unité 4 a aussi été rénovée de la
Les chocs sont provoqués par un poids tiré vers le haut par une bobine électrique (à gauche et en
haut sur la photo) avant de retomber sur la plaque. Geert De Mets (Electrabel, gauche) et Dirk Belet
(Fabricom-GTI, droite).
même manière) retombent chacun à
leur tour selon un cycle fixe. Le cycle
est plus ou moins long en fonction de
l’endroit où se trouve la plaque dans
le filtre : les plaques qui se trouvent à
l’avant du filtre attirent davantage de
cendres volantes et doivent donc être
nettoyées plus souvent. Dans chaque
cycle, 10 secondes s’écoulent toujours
entre deux coups.
De nombreuses bobines doivent donc
être commandées en un temps de
commande très limité de 500 millisecondes. L’ancienne installation était
équipée d’un module électronique dont
le mode d’emploi avait disparu.
Personne ne savait donc comment le
faire fonctionner correctement. Dans
le cadre de la rénovation, nous avons
cherché un système transparent pour la
commande des marteaux via PLC. Nous
voulions utiliser une norme industrielle.
Cette solution offre plusieurs avantages :
vous pouvez compter sur la connaissance, l’expérience et le soutien du
fournisseur, le système est éprouvé et
fiable et, en cas de pannes éventuelles,
les pièces de rechanges sont disponibles
plus rapidement.
Relais électronique de Phoenix
Contact
Fabricom-GTI avait besoin d’un composant standard pouvant commander la
bobine très rapidement et très souvent.
En outre, il devait posséder la puissance
suffisante (charge inductive de minimum 8 ampères) et une longue durée
de vie. Après avoir contacté plusieurs
fournisseurs potentiels, son choix s’est
finalement porté sur Phoenix Contact.
Dirk Belet explique : « Phoenix Contact
a réagi rapidement et nous a fait une
proposition complète sur la base d’un
produit industriel standard qu’il était
en mesure de livrer presque immédiate-
Le nouvel électrofiltre réduit les émissions de cendres volantes de 75 %.
ment pour effectuer un test du montage
d’essai. Toutefois, l’argument principal qui
a influencé notre décision est l’assistance technique que nous avons reçue
de Phoenix Contact. Nous ne savions
pas encore comment les commandes
des marteaux fonctionnaient, mais nous
voulions trouver une solution le plus
rapidement possible. En effet, l’électrofiltre ne pouvait fonctionner sans marteau
et sans filtre, c’est tout le groupe qui ne
pouvait pas tourner. Grâce au soutien
de Phoenix Contact, nous sommes
parvenus à trouver cette solution dans
les délais impartis. »
Dans la proposition de Phoenix Contact,
chaque marteau est actionné par son
propre ELR. L’ELR est un relais de
puissance électronique (Electronic Load
Relay) qui fonctionne à fréquence de
commutation élevée, qui affiche une
puissance importante (20 ampères, donc
plus que suffisamment pour les marteaux) et dont la durée de vie est assez
longue. Contrairement à son homologue
mécanique, le relais de puissance électronique ne possède aucune partie mobile.
Il s’use donc moins rapidement et est
insensible aux chocs et aux vibrations. Il
fonctionne sans problème, même dans
Contrairement à son homologue mécanique, le
relais de puissance électronique ne possède aucune
partie mobile. Il s’use donc moins rapidement et est
insensible aux chocs et aux vibrations.
Chaque marteau est actionné par son propre ELR : un relais de puissance
électronique qui fonctionne à fréquence de commutation élevée, qui affiche
une puissance importante et dont la durée de vie est assez longue.
des milieux remplis de poussières et de
saletés. Enfin, les interrupteurs statiques
ne nécessitent qu’une faible puissance de
commande (24 V DC ou 230 V AC) et
peuvent donc être commandés à partir
d’un PLC. « L’ELR s’est avéré être la solution idéale pour notre électrofiltre », confie
Dirk Belet. « Nous ne constatons pas
encore d’usure. Si nous étions amenés à
remplacer une pièce, il ne nous faudrait
que 10 minutes avant d’être à nouveau
opérationnels. »
75 % d’émissions en moins
Les chiffres d’émission confirment le bon
fonctionnement du nouvel électrofiltre.
Geert De Mets, d’Electrabel :
« Auparavant, les gaz de combustion qui
sortaient des cheminées contenaient 80
mg de cendres volantes par mètre cube.
Aujourd’hui ils n’en contiennent plus que
20. Il s’agit donc d’une réduction de 75
%. Par ailleurs, nous pouvons à présent
mesure et suivre la quantité de cendres
volantes et commander les marteaux de
manière flexible. »
Plus d’info:
Marc Wevers - Marketing Manager
[email protected]
Nouveau chez Phoenix Contact : CONTACTRON
L’ELR est un relais de puissance électronique monophasé.
La gamme CONTACTRON fait son apparition chez Phoenix
Contact. Elle contient des relais monophasés d’une puissance
de 50 ampères et d’une tension de commutation jusqu’à
660 V AC. Le fleuron de la gamme CONTACTRON est le
relais triphasé avec protection moteur et arrêt d’urgence
intégrés. En appareil « 4 en 1» (contacteur gauche, contacteur
droit, relais de protection moteur jusqu’à 4 kW et contacteur
d’arrêt d’urgence) d’une épaisseur de seulement 22,5 mm. Les
relais de puissance électroniques
CONTACTRON sont synonymes
de résistance à l’usure, hautes
fréquences, haute puissance, commande directe par PLC et circuits
de protection intégrés.