GENIE CLIMATIQUE ET ENERGETIQUE FICHE DE LECTURE - SYNTHESE PFE Efficacité Energétique de la Chaufferie Biomasse de Bulgnéville & Développement de PI System FABIEN TRANCHANT Tuteur : P. ANTUNES Contacts : Fabien TRANCHANT Patrick ANTUNES Frédéric Botzung Ingénieur Stagiaire Responsable Département Responsable Equipe fabien.tranchant@cofely-gdfsuez.com Exploitation Epinal Exploitation Epinal patrick.antunes@cofely-gdfsuez.com frederic.botzung@cofely-gdfsuez.com AOUT 2013 Tuteur : Patrick Antunes Août 2013 1
Efficacité énergétique de la chaufferie de Bulgnéville Développement de PI Sytem Tout juste naissante, la nouvelle chaufferie de Bulgnéville vient en remplacement d une chaufferie vétuste comprenant trois chaudières au fioul lourd. Répondant à un appel d offre lancé par l ADEME, COFELY a élaboré un projet de financement, de construction, d exploitation et de maintenance. Cette nouvelle installation se compose d une chaudière biomasse de 4,2 [MW] et de deux chaudières au gaz de 5,3 [MW] pour l appoint et le secours. Destiné à fournir le processus de la fromagerie de l Ermitage en vapeur d eau, le système biomasse paraît être un choix judicieux vis-à-vis de la production permanente de la fromagerie. Le coût du combustible est peu élevé et les performances de la chaudière sont meilleures en long terme. Afin de garantir la performance des générateurs et afin de réaliser un suivi d exploitation précis et efficace, le système PI a été installé et développé. Figure 1 : Infrastructure pour l'entreprise des données et événements en quasi temps réel (source OSIsoft) Sur la chaufferie de Bulgnéville, et dans le but de créer des outils adaptés aux exploitants, le système PI collecte des sources d informations telles que des compteurs, des capteurs, des sondes, des pressostats, mais aussi des entrées manuelles comme les analyses de bois, Toutes ces données sont archivées sur un serveur selon un intervalle de temps défini. Chaque relevé est identifié par un nom précis appelé «tag». Grâce aux outils de OSIsoft, Tuteur : Patrick Antunes Août 2013 2
notamment DataLink (complément au logiciel Excel de Microsoft), des tableaux de bord, de suivi, des histogrammes et des graphiques vont pouvoir être crée. L utilité de PI par rapport à un autre système réside dans la sauvegarde des informations et à la manière de les utiliser via Excel. En effet, à l aide de DataLink et Excel, l utilisateur exploite des valeurs enregistrées passées. Cela permet de tracer des courbes sur le long terme et l enregistrement serveur accorde une liberté sur la composition des tableaux de bord (journalier, hebdomadaire, mensuel, ). Cet archivage donne la possibilité à l entreprise de se justifier vis-à-vis du client ou des organismes tels que l ADEME, de valider les objectifs prévus, d établir un nouveau plan d action, La construction des tableaux est individualisée, propre à chaque exploitant et modifiable selon les changements des équipements. Dans une installation, l efficacité énergétique est contrôlée par plusieurs indicateurs en fonction des utilisateurs et du niveau hiérarchique auquel on se trouve dans l entreprise. Ce projet a pour but de définir les besoins de chacun et mettre en place des synthèses permettant d avoir sous contrôle la chaufferie et de vérifier son état de fonctionnement et les éventuelles dérives. Sur le terrain et notamment pour les techniciens en charge de la chaufferie de Bulgnéville, l espace temps souhaité est plus précis qu une valeur par mois. Leurs outils doivent permettre de souligner un problème dans la minute, pour agir en conséquence le plus rapidement possible. C est pourquoi un tableau journalier développe heure par heure les tags représentatifs du bon fonctionnement de la chaufferie (pressions, débits et charges des générateurs, débit et pression du réseau vente vapeur et achat condensat). Afin de mettre en pratique les performances de PI Sytem et de faciliter la vie aux techniciens sur site, certains fichiers ont été automatisés à l aide des tags PI. En effet, les index des compteurs faisaient l objet d un relevé hebdomadaire. Aujourd hui, et grâce aux tags, l utilisateur a juste besoin de cliquer sur un bouton «calculer» pour actualiser la page. Enfin, PI System pouvant collecter des sources manuelles, le technicien saisie sur une page Excel dédiée une série d informations concernant la livraison du bois et les enlèvements de déchets. Avec ces renseignements une fois archivés sur le serveur, plusieurs indicateurs dont les rendements et l indicateur ISO 14001 sur le pourcentage de déchets éliminés vont pouvoir être calculés. En interne et destiné au responsable de département et au responsable technique d agence, d autres tableaux sont adaptés plus spécifiquement à leurs besoins. Un fichier dit de production utilise certains tags PI afin de dresser un bilan annuel sur la production de vapeur par générateur, de calculer la quantité de vapeur consommée par le client et déterminer quelle est la part de production pour chaque combustible. Ces données sont nécessaires pour vérifier d une part si l on respecte les engagements contractuels et d autre part pour suivre l efficacité énergétique du site. L activité des générateurs faisant l objet d un article dans le contrat, le temps d indisponibilité vapeur et biomasse sont recensés. L aspect financier étant un point important dans n importe quel projet, une page spécifique lui est réservée. Ce tableau reprend le programme de COFELY, c'est-à-dire le P1 (fourniture d énergie), le P2 (réglages, entretiens), le P3 (maintenance) et le P4 (financement). Chaque prestation a une formule de révision définie dans le contrat. Grâce aux tags PI, le suivi Tuteur : Patrick Antunes Août 2013 3
financier de l installation est réalisé. Dans le cadre du «P1», l achat des condensats, du bois et du gaz et la vente de vapeur permettent d obtenir le résultat financier mois par mois et de calculer le coefficient de marge. Un autre projet, d une ingénieure en PFE, amenant à la certification ISO 14001 du site, a permis de réaliser une collaboration étroite sur ce thème. La mise en place de PI a permis d intégrer l automatisation du calcul des indicateurs de la phase réglementaire. Il est ainsi possible d ajouter une dimension environnementale en suivant l empreinte de la chaufferie sur son milieu. Une fois les besoins des exploitants satisfaits, d autres organismes requièrent une attention particulière. Le projet de Bulgnéville répondant à un appel d offre lancé par l ADEME, ceux-ci attendent en retour certains justificatifs. Connaissant leurs exigences, une page dédiée regroupe les informations qui leurs sont nécessaires : La part de production de chaque combustible La consommation minimum annuelle du client La production minimum annuelle de vapeur issue de la chaudière biomasse Les mesures d émissions de CO, NOx et poussières en [mg/nm3] La quantité de cendres et les voies de valorisation ou d élimination Cependant, un contrat requérant deux parties, le client devait être informé vis-à-vis du projet et de la mise en place de PI pour l exploitation de la chaufferie. Après plusieurs réunions, les intérêts de chacun se sont croisés. Un tableau type a pu être mis en place pour regrouper les informations dont le client avait besoin. De plus, ces réunions ont permis d établir une connexion entre COFELY et l ERMITAGE. Plusieurs réunions seront réalisées par an (une normalement définie dans le contrat) et les plannings de maintenance de COFELY essayeront de coïncider à la période où la courbe de lait est la plus basse (période où la production de fromage est faible). PI System ne reste qu un outil en vu d atteindre des objectifs précis. L efficacité énergétique de la chaufferie n est pas assurer grâce à PI System. Elle est contrôlée, suivie et vérifiée à l aide de l outil DataLink de OSIsoft. Les tableaux de bord accompagnent les exploitants dans leurs décisions et ils justifient les choix pris. Les fichiers Excel développés lors du projet sont utilisés par plusieurs exploitants. Pour faciliter la prise en main de ceux-ci, un mémo d application et d utilisation a été déployé à l ensemble de l équipe. La pérennisation du modèle sur cette chaufferie est réalisée grâce au référent PI de l agence technique Lorraine. Les fichiers n étant pas «arrêtés», toutes les modifications ou améliorations sont possibles. L exemple du rapport client est présenté ci après. Le département d Epinal a déjà développé PI System sur deux autres sites. La chaufferie de Bulgnéville est une continuité dans l insertion du système OSIsoft en tant que gestionnaire et outil principal d exploitation. Aujourd hui, plusieurs départements COFELY commencent à intégrer PI System pour mettre en place des indicateurs de performances énergétiques et assurer le suivi de l efficacité énergétique des sites. Tuteur : Patrick Antunes Août 2013 4
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