Biomasse et ses applications Production de vapeur et/ou électricité combinées Par Daniel Jacques Ecotherma Énergie Inc. Daniel Jacques Ing. Ecotherma Énergie Inc. 750, 111 Rue Saint-Georges, QC 418-221-1783 418-226-5808
Contenu 0.0 Entreposage de la Biomasse chez MBI 1.0 Type de biomasse 2.0 Caractérisation de la biomasse 3.0 Coût de production VS type de combustible 4.0 Modélisation de chaudière et turbine à vapeur 5.0 Opportunité de projets
0.0 Entreposage
0.0 Entreposage
0.0 Entreposage, ancrage des stokers
1.0 Type de biomasse Industrie forestière, (écorces, sciures, planures, copeaux etc.). Secteur de la deuxième et troisième transformation. Pâtes et papiers (carton, papiers, plastiques, liqueur noire, boues) Industrie agricole (litières, pailles, dérivés de la transformation des céréales. Centres de tri. Boues municipales. Ordures ménagères.
2.0 Caractérisation de la biomasse Proximate analysis (taux d humidité, taux de cendres volatile Analyse ultime (Soufre, Carbone, Hydrogène, Azote, Oxygène et taux de cendres) Composition chimique des cendres Chlorure Température de fusion des cendres Pouvoir Calorifique Supérieur. Cette caractérisation permet de sélectionner des équipements et de connaître la composition exacte des émissions atmosphériques et des cendres lorsque des combustibles solides sont employés. Ces analyses doivent être faites par un laboratoire certifié qui utilise des méthodes selon les normes ASTM et ISO
3.0 Coût de production par 100 BHP VS type de combustible Type de Biomasse Coût Coût horaire en combustible Écorces (50-55%) 12$/TMV 6,73$/h pour 100 BHP Sciures (52%) 25$/TMV 13,89$/h pour 100 BHP Résidus rabotage (17%) 70$/TMV 17,97$/h pour 100 BHP Granules de bois (7%) 180$/TM 40,48$/h pour 100 BHP Électricité 80$/MWh 78,37$/h pour 100 BHP Huile #2 1$/litre 103,45$/h pour 100 BHP Gaz Naturel 0,50$/mètre cube 56,42$/h pour 100 BHP Note: la température de cheminée est assumée à 350ºF, combustible et air à 60ºF pour fin de comparaison, O2 à 4,75%.
3.0 Coût d opération Exemple: Heures d opération par an = 8000 Hrs Besoin moyen en BHP de la scierie = 600 BHP Scierie X fonctionne aux écorces Scierie Y fonctionne aux sciures Différentiel annuel des coûts d exploitation en coût de combustible. =343680$/an
( 0,0 F de surchauffe ) 4.0 Modélisation de chaudière CARACTÉRISEUR DE CHAUDIÈRE Capacité de chaudière Débit Temp.eau 979,6 kw (hr) Psig Température btu/lb lb/hr d'alimentation 99,9 CV (chaudière) 90 331,2 1189,14 3150,00 160 3 342 585,8 btu/hr F B2 = F 3 526 614,9 kj/hr B3 = 842 317,5 kcal/hr Type de chaudière Mode de surveillance Classification d'installation À vapeur tube d'eau Périodique Classe 4 Cette section ne concerne que les pompes de recirculation pour les chaudières à eau chaude et les fluides thermiques. 18 000,0 kw (hr) Choix de combustible en % D'humidité F combustible (Chaleur disponible) EFFICACITÉ Bois résineux écorce 55,0% 60 (7 415,7 kj/kg) Valeurs suggérées > 50,0% Le º d'entreposage. (3 188,2 btu/lb) Du combustible = 37,34% Température d'air Air en F gaz de Gaz hors F Chaleur (6 287,6 kj/kg) de combustion = 60 cheminée = 350,0 utilisée = (2 703,2 btu/lb) De récupération = 86,53% % combustibles % gazogène PPM de CO % d'oxygène De combustion = 97,98% non-brûlés = 0,00% 0 4,75% (Avec le même Période Unité légale Quantité Coût / unité Coût / période combustible que De chaudière = 84,79% 0,0120 $ ci-haut ) Hr kg 560,9 kg/hr 6,73 $ ( Valeurs suggérées en vert ) 0,0184$ / kg Efficacité d'ensemble = 31,7% Coût net du mégawatt pour ce combustible = 6,87 $/mw ( Équivalence) % différence de coût Coût net du mégawatt pour l'électricité = 80,00 $/mw ( 78,37 $ ) 91,41%
4.0 Modélisation de turbine «back pressure» pour cogénération interne (chaudière et séchoirs autosuffisants) CALCULATRICE DE CONSOMMATION POUR TURBINE À VAPEUR Système Anglais Q = 3412,14 kw 3 412,14 Btu/kW x = 19 945,5 lb/hr = x Ev 1 - EvT eff. 1 371,8-1 170,5 Btu/lb 0,5100 600,0 kw T 1 = 750 F = Température d'entrée vapeur est avec surchauffe de 236,90 F pour cette valeur. Pres. 1 750 Psig = Pression d'entrée vapeur en livre par pouce carré manomètre (sat.à 513,10 F). Pres. 2 85 Psig = Pression de sortie vapeur en livre par pouce carré manomètre (sat.à 327,60 F). kw = 600 = Quantité de kilowatts que l'on veut produire ( puissance demandée en kw (hr) ). eff. = 51,00% = Pourcentage d'efficacité de turbine demandé ou proposé par le fabriquant. Avec ces valeurs la sortie.2 de vapeur de la turbine sera à 478,18 F incluant 150,58 F de surchauffe. eff. qua 91,2069% = Efficacité max. de turbine pour la sortie.2 de vapeur avec 1 ( = saturation ). eff. réel 50,8610% = Efficacité réelle de turbine sachant que vous consommez >>> 20 000,0 lb/hr kw. si.. 601,64 = Quantité de kw si vous utilisez le 20 000,0 lb/hr avec l'efficacité de 51,00% proposée. Enthalpie de 1269 BTU/lb VS vapeur saturée à 90 PSIG = 1190 BTU/lb. Potentiel d économie électrique de 306 000$/an.
4.0 Modélisation de turbine «back pressure» pour cogénération interne (chaudière et séchoirs autosuffisants) Comment ça fonctionne?
5.0 Opportunité de projet? Critères de sélection des équipements 1)Fiabilité des équipements et du procédé. 2)Minimiser les coûts de la main-d oeuvre en ayant des équipements automatisés. 3)Avoir un équipement qui maximise l efficacité de combustion. 4)Utiliser les combustibles disponibles et les moins chers. En conclusion, le prix d achat d un équipement n a pas beaucoup d importance si celui-ci est fiable, performant et permet de sécher plus de PMP à la fin d une année.
Questions?? Si vous avez des projets et que vous désirez obtenir nos services, Ecotherma Énergie est capable de vous aider tout au long d un processus de projet jusqu à la mise en route. Daniel Jacques Ing. Ecotherma Énergie Inc. 750, 111 Rue Saint-Georges, QC 418-221-1783 418-226-5808