Projet CERES-2. Chemins Energétiques pour la Récupération d Energie dans les Systèmes industriels
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- Valentin André
- il y a 5 ans
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1 Projet CERES-2 Chemins Energétiques pour la Récupération d Energie dans les Systèmes industriels EDF-R&D Département Eco-efficacité des Procédés Indsutriels Journée LMCS 7 Décembre 2012
2 Plan Contexte industriel Objectifs du projet CERES-2 L outil CERES: Une architecture couplant bibliothèque Dymola et plateforme d utilisation Bibliothèque Dymola Méthodologie implémentée dans la plateforme CERES
3 Les acteurs du projet EDF R&D - Département EPI Département Eco-efficacité énergétique des Procédés Industriels 95 personnes Appui aux entités commerciales du groupe EDF France International (UK, Chine, Pologne ) Développement d offres de services Efficacité Energétique Audit, gisements d économies d énergies Dimensionnement de solutions innovantes (chauffage, récupération de chaleur) Le projet CERES Projet ANR ( ) Partenaires académiques Partenaires industriels
4 L énergie dans l industrie Usages de l énergie dans l industrie (France) 29% Chaudières 39% Fours et sécheurs 11% Moteurs 7% CALI 6% Air comprimé et froid 460TWh 70% pour la production de chaleur 8% Matières premières 15% 20% Potentiel d économies d énergie avec les technologies disponibles (75% sur chaleur)
5 La chaleur dans l industrie Des pertes de chaleur Des technologies de valorisation de chaleur Produits chauds Effluents liquides Fumées chaudes Effluents et co-produits Echangeurs Meilleure gestion de l énergie dans le temps et dans l espace Elévation de température des fluides Production d électricité Conversion chimique Comment choisir, pour un site industriel, parmi ces solutions? Quels sont les critères de sélection? Quelle méthodologie adopter?
6 Objectif de l outil CERES Outil d aide à la décision sur des critères énergétiques, économiques et environnementaux Chaleur Electricité Chemin énergétique B Chemin énergétique C Chemin énergétique A Chemin énergétique D T < T1 T> T2 Chemin énergétique E Echangeur PAC compression ORC Thermoélectricité Réutilisation dans le procédé T1 T2 T3 Gaz chaud Liquide chaud Produit chaud Matières premières Opération 1 Opération 2 Opération 3 Produit fini Vapeur Eau chaude Eau froide Légende: Utilité Source de chaleur à valoriser Etape du procédé Technologie de valorisation de la chaleur
7 Architecture de l outil CERES Méthodologie Vision globale du site industriel Identification des gisements de chaleur Optimisation des technologies de valorisation de chaleur Plateforme CERES Interface utilisateur Algorithmes d optimisation Procédés Métaux Pâtes et papiers Agro-alimentaire Technologies de valorisation de chaleur Bibliothèque Modelica Environnement Dymola (Open Modelica) Utilités
8 Bibliothèque - Choix du langage Modelica A l issue d une revue des langages et outils existants Simulation des procédés (ASPEN, ProsimPlus, ) «equation based» (Modelica/Dymola, MappleSim, Gproms, Simscape) Environnement mathématique (Matlab, ) Langage de programmation: Modelica Open source, Orienté objet Multi-physique Acausal, repose sur écriture formelle des équations Environnement de développement Pratique : Dymola (ergonomie, capacité de résolution) Open Modelica
9 Bibliothèque - Développement des modèles Architecture de la bibliothèque Architecture des modèles Simulations Communication avec la plateforme CERES Les modèles.mo
10 Méthode d analyse énergétique Analyse des procédés Méthodologie Optimisation mathématique Méthode du pincement : targeting et construction du réseau d échangeurs Analyse exergétique Méthodes métaheuristiques La méthodologie développée repose sur : Une modélisation des opérations unitaires de procédé Une pré-sélection des utilités sur des critères exergétiques La méthode du pincement (sélection de technologies de valorisation et réseau d échangeurs) La construction du réseau d échangeurs
11 La plateforme CERES
12 La plateforme CERES Etape préliminaire Intégration énergétique Etape 1 : Identification des flux chauds et froids du procédé Flux thermiques Flux thermiques Modèle procédé Intégration énergétique Nouveau modèle procédé Choix d utilités et échangeurs Etape 2 : Intégration énergétique
13 La plateforme CERES Etape 3 : Sélection des utilitaires (targeting) Intégration énergétique Flux thermiques Flux thermiques Modèle procédé Intégration énergétique Nouveau modèle procédé Choix d utilités et échangeurs Etape 4 : Construction du réseau d échangeurs Etape 5 : Construction du nouveau système énergétique
14 Merci de votre attention
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