L`Air comprimé, un important vecteur d`ènergie

Dans bon nombre d’entreprises, l’air comprimé est le cheval de labour. Sibelco recourt aussi
fréquemment à de l’air comprimé, principalement pour les commandes de vannes des
installations de broyage et d’emballage. Pour le service technique, l’air comprimé est un
important vecteur d’énergie dont dépend en grande mesure la fiabilité de toute l’installation.
L’Air comprimé, un important vecteur d’ènergie
duction via un réseau de conduites.
Suit alors un processus de tamisage, nettoyage, classement,
séchage et broyage. La livraison a
lieu sous forme de ‘sable mouillé’
La majeure partie de la production
part chez le client par bateaux, par
camions et par voie ferrée. Les produits spéciaux peuvent être livrés
ensachés et emballés (dans des big
alentours de 15 m3/min. Cependant, la consommation montrait
aussi des pointes pouvant grimper
jusqu’à 20 m³/min.
D’après l’analyse de Kaeser, ce profil ne convenait pas pour des compresseurs à vitesse variable car la
puissance spécifique d’un compresseur à régime fixe est supérieure à
celle d’un compresseur à vitesse
régulée. Bien dimensionnés, les
compresseurs vont en grande partie
tourner à pleine charge avec ce profil de débit et un fonctionnement à
charge nulle est relativement faible.
Il était donc acquis que la différence
dans la puissance spécifique entre
un compresseur à vitesse variable et
un modèle à régime fixe compenserait largement la perte énergétique en échappement d’air.
Le sable de quartz est extrait du sol via des pistons de dragage. L'eau
sablonneuse est transportée vers les sites de production où a lieu un
processus de tamisage, nettoyage, classement, séchage et broyage
Cet article apparût
déjà avant, notamment dans la revue
INDUSTRIE TECHNIQUE ET
MANAGEMENT,
édition de septembre 2005 et fût
écrit par Alfons
Calders.
12
Prenant très au sérieux son
engagement vis-à-vis du protocole
de Kyoto, Sibelco vérifie chaque
mois les coûts énergétiques et contrôle la présence d’éventuelles fuites
dans les installations d’air comprimé. Lors de l’achat d’une
nouvelle installation pour le site de
Dessel, il y a trois ans, elle a
effectué des calculs détaillés afin de
choisir la solution la plus écologique. Cette année, c’est un compresseur à l’usine de Lommel qui a
été remplacé. Industrie Technique
et Management a profité de cette
occasion pour aller discuter avec
ing. Mike Van de Put, responsable
au sein du département Entretien
mécanique des deux dossiers
d’achat, et Florent Asnong, directeur technique de S.C.R.-Sibelco.
Cet achat s’est effectué chez Kaeser
Compresseurs, le choix s’appuyant
en grande partie sur la satisfaction
du client envers ce fournisseur. Son
professionnalisme avait fait bonne
impression lors de la première offre
et se confirma lors de l’installation
et du service offert à l’entreprise.
Car l’installation doit fonctionner de
manière optimale, donc sans problème, pour éviter un arrêt de la
production. La capacité de réserve
et la confiance envers le fournisseur
sont dès lors très importants.
Exploitation et amélioration
du sable de quartz
S.C.R.- Sibelco a été créée en 1872
sous le nom de ‘Sablières et
Carrières réunies’. Dans la région
de Mol, on trouvait, vers 1850, du
sable de quartz contenant plus de
99,5% de SiO2. La société est une
des plus anciennes de Flandre.
Aujourd’hui, S.C.R.-Sibelco possède des carrières à Mol, Lommel,
Dessel et Maasmechelen ainsi
qu’une société de transbordement
au port d’Anvers. Avec ses 240
unités de production réparties sur
les cinq continents, c’est une des
principales sociétés d’exploitation
et d’amélioration du sable de quartz
et d’autres minerais à l’échelle internationale. Le groupe Sibelco
affiche un chiffre d’affaires d’environ 1700 millions d’euros, dont
quelque 83 millions d’euros sont
réalisés en Belgique.
Le quartz est une des formes cristallines de l’oxyde de silicium. Il est
utilisé dans l’industrie du verre,
comme matériau de filtration pour
l’épuration des eaux, dans l’industrie des boissons, comme matériau
de remplissage (dans les poudres à
lessiver, le caoutchouc…), dans la
céramique… et comme matière
première du silicium monocristallin
avec lequel sont produites les puces
électroniques. Le sable de quartz
est extrait du sol via des pistons de
dragage. L’eau sablonneuse est
transportée vers les sites de pro-
RV/Sibelco
(4 % de taux d’humidité) ou de
‘sable sec’. Le broyage du sable se
fait selon une taille spécifique. Le
sable de quartz présente en
moyenne une taille de grain de
250 µm. La classe la plus fine, la
farine de quartz, a une granulométrie de 3 à 6 µm. Le plus gros grain
de sable fait environ 1 mm. L’usine
de Dessel-Mol dispose d’une installation de calcination assez unique
au monde.
Le sable de quartz y est porté, avec
de la soude (NaOH), à une température d’environ 1500 °C. De ce
fait, la structure cristalline du quartz
se modifie, ce qui donne un produit
très blanc. Ce sable, vendu sous le
nom de Cristobalite, est utilisé entre
autres comme pigment dans l’industrie de la peinture ou comme
antiblocage dans la production de
films PE.
A côté de cette installation se trouve
toute une logistique de transport.
Le four de calcination de Sibelco
à Dessel-M
Mol
bags notamment) grâce à l’installation rénovée (en 2003). Les installations de Lommel et de Maasmechelen se limitent à l’exploitation, l’amélioration de sable humide
et éventuellement, au séchage du
sable de quartz.
La rénovation d’un seul compresseur ...
Avant 2002, Sibelco disposait d’un
parc de trois compresseurs de 75
kW. Le remplacement d’un des
compresseurs s’est imposé en
2002. La société avait constaté
qu’un compresseur fournissait un
débit moindre à grande puissance.
Plusieurs fournisseurs de compresseurs ont été abordés. Toutes les
mesures effectuées par leurs soins
indiquèrent une consommation
relativement stable de l’usine, aux
Puisqu’il était question d’une installation d’ensachage (entre-temps
mise en service) qui consommerait
environ 5m3/min d’air comprimé et
qu’il faudrait assurer un back-up
suffisant, Sibelco décida de remplacer le compresseur concerné par
un
nouveau
modèle
d’une
puissance de 75 kW. Le choix se
porta sur le DSD 141 de Kaeser car
il offrait la meilleure puissance
spécifique pour un prix d’achat
inférieur à celui de la concurrence.
L’offre prenait aussi en compte une
capacité d’amortissement par
rapport au compresseur existant,
sur base d’un débit moyen de
15 m³/min.
Le professionnalisme avec lequel
l’ingénieur de vente de Kaeser a
remis l’offre a également constitué
une raison d’opter pour cette
marque. Outre la remise d’offre
pour l’achat d’un nouveau compresseur, il analysa également l’installation d’air comprimé jusqu’au
niveau de l’utilisateur (capacité
sèche nécessaire, traitement du
condensat…). Il s’ensuivit une offre
pour une installation reprenant un
sécheur à absorption supplémentaire (qui nécessite moins de
13
Dans bon nombre d’entreprises, l’air comprimé est le cheval de labour. Sibelco recourt aussi
fréquemment à de l’air comprimé, principalement pour les commandes de vannes des
installations de broyage et d’emballage. Pour le service technique, l’air comprimé est un
important vecteur d’énergie dont dépend en grande mesure la fiabilité de toute l’installation.
L’Air comprimé, un important vecteur d’ènergie
duction via un réseau de conduites.
Suit alors un processus de tamisage, nettoyage, classement,
séchage et broyage. La livraison a
lieu sous forme de ‘sable mouillé’
La majeure partie de la production
part chez le client par bateaux, par
camions et par voie ferrée. Les produits spéciaux peuvent être livrés
ensachés et emballés (dans des big
alentours de 15 m3/min. Cependant, la consommation montrait
aussi des pointes pouvant grimper
jusqu’à 20 m³/min.
D’après l’analyse de Kaeser, ce profil ne convenait pas pour des compresseurs à vitesse variable car la
puissance spécifique d’un compresseur à régime fixe est supérieure à
celle d’un compresseur à vitesse
régulée. Bien dimensionnés, les
compresseurs vont en grande partie
tourner à pleine charge avec ce profil de débit et un fonctionnement à
charge nulle est relativement faible.
Il était donc acquis que la différence
dans la puissance spécifique entre
un compresseur à vitesse variable et
un modèle à régime fixe compenserait largement la perte énergétique en échappement d’air.
Le sable de quartz est extrait du sol via des pistons de dragage. L'eau
sablonneuse est transportée vers les sites de production où a lieu un
processus de tamisage, nettoyage, classement, séchage et broyage
Cet article apparût
déjà avant, notamment dans la revue
INDUSTRIE TECHNIQUE ET
MANAGEMENT,
édition de septembre 2005 et fût
écrit par Alfons
Calders.
12
Prenant très au sérieux son
engagement vis-à-vis du protocole
de Kyoto, Sibelco vérifie chaque
mois les coûts énergétiques et contrôle la présence d’éventuelles fuites
dans les installations d’air comprimé. Lors de l’achat d’une
nouvelle installation pour le site de
Dessel, il y a trois ans, elle a
effectué des calculs détaillés afin de
choisir la solution la plus écologique. Cette année, c’est un compresseur à l’usine de Lommel qui a
été remplacé. Industrie Technique
et Management a profité de cette
occasion pour aller discuter avec
ing. Mike Van de Put, responsable
au sein du département Entretien
mécanique des deux dossiers
d’achat, et Florent Asnong, directeur technique de S.C.R.-Sibelco.
Cet achat s’est effectué chez Kaeser
Compresseurs, le choix s’appuyant
en grande partie sur la satisfaction
du client envers ce fournisseur. Son
professionnalisme avait fait bonne
impression lors de la première offre
et se confirma lors de l’installation
et du service offert à l’entreprise.
Car l’installation doit fonctionner de
manière optimale, donc sans problème, pour éviter un arrêt de la
production. La capacité de réserve
et la confiance envers le fournisseur
sont dès lors très importants.
Exploitation et amélioration
du sable de quartz
S.C.R.- Sibelco a été créée en 1872
sous le nom de ‘Sablières et
Carrières réunies’. Dans la région
de Mol, on trouvait, vers 1850, du
sable de quartz contenant plus de
99,5% de SiO2. La société est une
des plus anciennes de Flandre.
Aujourd’hui, S.C.R.-Sibelco possède des carrières à Mol, Lommel,
Dessel et Maasmechelen ainsi
qu’une société de transbordement
au port d’Anvers. Avec ses 240
unités de production réparties sur
les cinq continents, c’est une des
principales sociétés d’exploitation
et d’amélioration du sable de quartz
et d’autres minerais à l’échelle internationale. Le groupe Sibelco
affiche un chiffre d’affaires d’environ 1700 millions d’euros, dont
quelque 83 millions d’euros sont
réalisés en Belgique.
Le quartz est une des formes cristallines de l’oxyde de silicium. Il est
utilisé dans l’industrie du verre,
comme matériau de filtration pour
l’épuration des eaux, dans l’industrie des boissons, comme matériau
de remplissage (dans les poudres à
lessiver, le caoutchouc…), dans la
céramique… et comme matière
première du silicium monocristallin
avec lequel sont produites les puces
électroniques. Le sable de quartz
est extrait du sol via des pistons de
dragage. L’eau sablonneuse est
transportée vers les sites de pro-
RV/Sibelco
(4 % de taux d’humidité) ou de
‘sable sec’. Le broyage du sable se
fait selon une taille spécifique. Le
sable de quartz présente en
moyenne une taille de grain de
250 µm. La classe la plus fine, la
farine de quartz, a une granulométrie de 3 à 6 µm. Le plus gros grain
de sable fait environ 1 mm. L’usine
de Dessel-Mol dispose d’une installation de calcination assez unique
au monde.
Le sable de quartz y est porté, avec
de la soude (NaOH), à une température d’environ 1500 °C. De ce
fait, la structure cristalline du quartz
se modifie, ce qui donne un produit
très blanc. Ce sable, vendu sous le
nom de Cristobalite, est utilisé entre
autres comme pigment dans l’industrie de la peinture ou comme
antiblocage dans la production de
films PE.
A côté de cette installation se trouve
toute une logistique de transport.
Le four de calcination de Sibelco
à Dessel-M
Mol
bags notamment) grâce à l’installation rénovée (en 2003). Les installations de Lommel et de Maasmechelen se limitent à l’exploitation, l’amélioration de sable humide
et éventuellement, au séchage du
sable de quartz.
La rénovation d’un seul compresseur ...
Avant 2002, Sibelco disposait d’un
parc de trois compresseurs de 75
kW. Le remplacement d’un des
compresseurs s’est imposé en
2002. La société avait constaté
qu’un compresseur fournissait un
débit moindre à grande puissance.
Plusieurs fournisseurs de compresseurs ont été abordés. Toutes les
mesures effectuées par leurs soins
indiquèrent une consommation
relativement stable de l’usine, aux
Puisqu’il était question d’une installation d’ensachage (entre-temps
mise en service) qui consommerait
environ 5m3/min d’air comprimé et
qu’il faudrait assurer un back-up
suffisant, Sibelco décida de remplacer le compresseur concerné par
un
nouveau
modèle
d’une
puissance de 75 kW. Le choix se
porta sur le DSD 141 de Kaeser car
il offrait la meilleure puissance
spécifique pour un prix d’achat
inférieur à celui de la concurrence.
L’offre prenait aussi en compte une
capacité d’amortissement par
rapport au compresseur existant,
sur base d’un débit moyen de
15 m³/min.
Le professionnalisme avec lequel
l’ingénieur de vente de Kaeser a
remis l’offre a également constitué
une raison d’opter pour cette
marque. Outre la remise d’offre
pour l’achat d’un nouveau compresseur, il analysa également l’installation d’air comprimé jusqu’au
niveau de l’utilisateur (capacité
sèche nécessaire, traitement du
condensat…). Il s’ensuivit une offre
pour une installation reprenant un
sécheur à absorption supplémentaire (qui nécessite moins de
13
Assèchement efficace pour l'exploitation de lignite à ciel ouvert du Lausitz de
Vattenfall Europe
RV/Sibelco
S.C.R.-S
Sibelco
est active dans
l'exploitation et
l'amélioration du
sable de quartz
depuis 1872
maintenance du fait d’une plus
longue durée de vie des composants). L’offre mentionnait par
ailleurs un séparateur eau/huile
avec récupération et épuration des
émulsions usées via une neutralisation biologique permettant un
déversement conforme aux règles
environnementales.
... conduit a une nouvelle salle
de compresseurs
Le compresseur et les accessoires
furent donc commandés chez
Kaeser et Sibelco analysa, avant
leur livraison, la salle de compresseurs. Soucieuse de vouloir réaliser
une solution optimale à long terme,
l’entreprise décida d’investir dans
une nouvelle construction pour y
placer toute l’installation de compresseurs.
Elle demanda à Kaeser Compresseurs de définir la meilleure
configuration, en complément au
compresseur de 75 kW acheté, et
de réaliser la ‘disposition la plus
conviviale’. Kaeser conseilla de prévoir un parc de quatre compresseurs à vis : deux DSD 141 de 75
kW et deux DSD 73 de 45 kW, tous
les quatre à régime fixe. Capacité
totale : 40 m3/min. Les calculs ont
démontré que cette configuration
fournirait, sur base annuelle, la
meilleure solution énergétique. Les
compresseurs sont suivis de filtres à
air, d’un sécheur par réfrigération
commun, d’un sécheur par absorption et d’un filtre à poussière. La disposition pouvait être réalisée dans
les règles de l’art (avec les bonnes
ouvertures d’entrée et d’évacuation
de chaleur pour l’air de refroidissement, l’attention au respect des
pentes pour les conduites afin de
guider le condensat vers le système
de traitement dans lequel l’huile est
séparée de l’eau de condensat, etc).
L’ensemble a été doté d’une commande commune qui pilote les réglages (heure de démarrage de
chaque compresseur, période
durant laquelle ils doivent rester à
charge
nulle
avant
d’être
débranchés…). En cas d’alarme,
des messages sont envoyés par
GSM au technicien chargé de la
maintenance. Au départ, Sibelco
commanda un compresseur de
75 kW et deux compresseurs de
45 kW. Après la mise en service de
l’installation de remplissage de
sacs, elle rajouta un second com-
RV/Sibelco
14
presseur de 75 kW afin de garantir
un back-up suffisant lors de l’entretien ou d’une charge plus lourde
en air comprimé.
Nouvel achat
Cette année, Sibelco a fait
l’acquisition d’un compresseur supplémentaire pour l’usine de
Lommel, en remplacement d’un des
deux compresseurs. Après un contrôle du prix, elle passa commande
chez Kaeser pour la livraison d’un
ASD 37, à nouveau sans variateur
de fréquence. Les prix des autres
fournisseurs étaient quasi équivalents mais Kaeser a gagné la
confiance de Sibelco et prouvé son
degré de service (alors que le fournisseur précédent avait fait un effort
au niveau du prix mais s’était
montré moins accommodant au
niveau du service).
Si, lors de la phase d’offre de la
première installation, Sibelco a
vérifié et comparé tous les calculs
théoriques
des
fournisseurs
concurrents ; Kaeser fut directement contacté pour cette seconde
offre. Le client est entièrement
satisfait de la première installation,
de la facilité de contrôle et du
service (le petit entretien est réalisé
par le personnel du site, les plus
grandes interventions par Kaeser).
Cloisons invisibles
Les cloisons souterraines
dans les secteurs d'extraction du lignite du Lausitz
empêchent l’infiltration des
eaux dans les sites d’exploitation, et sont favorables
à l’environnement. Les
compresseurs Mobilair
haute performance de
Kaeser sont de la partie.
Vattenfall Europe, producteur, fournisseur, distributeur d'électricité et
de chaleur, est un maillon important
du groupe suédois Vattenfall, né de
la fusion de quatre entreprises de
haute tradition: LAUBAG (Lausitzer
Braunkohle Aktiengesellschaft),
VEAG (Vereinigte Energiewerke
AG), BEWAG AG et HEW (Hamburgische Elektrizitäts-Werke AG).
Les exploitations à ciel ouvert du
Lausitz, les centrales thermiques de
grande puissance à l'Est et au Nord
de l'Allemagne, les réseaux de distribution d'électricité à l'est de
l'Allemagne, à Berlin et à Hamburg sont rattachés à Vattenfall
Europe. L'entreprise mène également des activités de négoce. Différents vecteurs d'énergie sont utilisés pour la production d'électricité et de chaleur – en particulier le lignite, la
houille, le
combustible nucléaire, le gaz et
l'eau.
Vattenfall Europe Mining & Generation est une unité commerciale
autonome pour les secteurs d’activités minières et de production d'électricité, qui regroupe les entreprises Vattenfall Europe Miing AG et
Vattenfall Europe Generation AG &
Co. KG. Vattenfall Europe Nuclear
Energy GmbH est une entreprise du
secteur nucléaire. Le parc de production moderne de Vattenfall Europe Mining & Generation produit
avec une capacité totale de plus de
13300 Megawatt (MW) env. 70
Terawattheure (TWh) par an.
couverte pour les besoins locaux,
fut plus tard mécanisée pour les travaux à ciel ouvert et en souterrain.
Aujourd'hui les gisements sont principalement exploités à ciel ouvert.
Vattenfall Europe Mining & Generation qui a investi des milliards dans
la construction de nouvelles centrales électriques et dans l'équipement
des installations existantes conformément à la technique actuelle de
l'environnement dispose maintenant des exploitations à ciel ouvert
et de centrales thermiques au lignite les plus modernes d'Europe.
Lausitz, réservoir d’énergie
L'eau doit être tenu à l'écart des
exploitations de lignite à ciel ouvert.
Afin de préserver les espaces naturels dans la périphérie de l'exploitation, Vattenfall réalise le long de la
bordure sud et ouest de l'exploitation de Cottbus-Nord et de la
bordure est de l'exploitation Jänschwalde des
Plusieurs milliards de tonnes de
lignite gisent dans le secteur du
Lausitz. Env. deux milliards de tonnes de cette richesse minière se
trouvent dans les zones autorisées à
l'exploitation de Vattenfall Europe
Mining . Le lignite du Lausitz a une
valeur énergétique de 8600 KJ par
kilo et est particulièrement pauvre
en soufre. L'extraction de cette matière première, exploitée depuis
plus de 150 ans déjà, effectuée autrefois manuellement et en dé
Les compresseurs
à vis Kaeser
appelés à travailler dans des
conditions rudes
et poussiéreuses
jouent leurs
atouts.
Protection de la nature techniquement indispensable
Le client a opté une nouvelle fois pour
l'équipement de Kaeser Compresseurs
15