Le nettoyage d'échangeur de chaleur à refroidissement par air rétablit les performances

Saranac Power, Plattsburgh, New York

Située à Plattsburgh, dans l'État de New York, Saranac Power est une installation indépendante de 160 MWe générant de l'électricité vendue au réseau via deux turbines à gaz équipées de générateurs de vapeur à récupération de chaleur. La vapeur à basse pression qui sort des générateurs de vapeur passe par un condenseur à refroidissement par air, renvoyant le condensat vers la chaudière pour achever le cycle.

Conception du condenseur

Le condenseur GEA est un système efficace avec un design à 25 ouvertures disposées selon une configuration en A de cinq rangées. Des faisceaux de tubes à ailettes connectent le conduit de vapeur aux collecteurs de condensat inférieurs. Quatre des cinq cellules de chaque rangée sont des faisceaux de tubes de courant parallèles (K). La cinquième cellule sert de faisceaux de tubes de contre-courant (D) pour la tuyauterie de l'éjecteur d'air pour chasser les gaz non condensables.

Composé de tubes à ailettes verticaux de 10,66 m, le condenseur à refroidissement par air se dresse en haut de la centrale électrique. Il ressemble plutôt à un toit de maison à cinq pignons, chaque pignon à deux faces courant sur une longueur de 52,73 m. Sous la surface de refroidissement de 4 505 mètres carrés se trouvent cinq ventilateurs soufflant de l'air froid de bas en haut et forçant les tubes à ailettes à reconvertir la vapeur en eau.

La pollution environnementale fait des ravages

La pollution environnementale qui va de la suie industrielle aux plumes et déjections d'oiseaux peut nuire à l'écoulement d'air autour des tubes, réduisant ainsi l'efficacité de l'unité. À Saranac Power, l'ennemi a la forme du pollen des nombreux peupliers indigènes des environs.

Le fruit du peuplier femelle mûrit à la fin du printemps et produit des graines contenues dans des masses cotonneuses qui se rassemblent sur les tubes à ailettes du condenseur, réduisant ainsi l'écoulement de l'air autour de ceux-ci et nuisant à l'efficacité de l'unité en augmentant la contrepression de la turbine à vapeur. Cela peut résulter en une production inférieure de l'unité et en un coût thermique net supérieur de l'installation.

Tout d'abord, l'usine aborda le problème en engageant une société d'ingénierie afin de concevoir et de fabriquer un système de nettoyage interne. Toutefois, l'utilisation de l'appareil se révéla lourde, en particulier lorsqu'il s'agissait de la réaffecter d'une ouverture à la suivante. D'autres méthodes, telles que l'utilisation de lances à incendie et de produits chimiques, furent mises de côté en raison du risque de dégâts pour les ailettes et des préoccupations de propreté environnementale. L'usine s'est alors tournée vers Conco Systems pour obtenir de l'aide.

Service de nettoyage FinTech ACC™ de Conco

Recourant à la technologie conçue à cet effet par l'Allemand JNW CleaningSolutions GMBH, le service de nettoyage FinTech ACC™ de Conco a été utilisé sur les échangeurs de chaleur à refroidissement par air dans les centrales électriques, usines pétrochimiques et installations industrielles de traitement partout dans le monde. Il utilise un grand volume d'eau à haute pression pour nettoyer les faisceaux de tubes. Les échangeurs à refroidissement par air ont différentes configurations en fonction des conceptions et exigences en refroidissement des fabricants et les équipements de Conco peuvent s'adapter à différentes configurations en changeant l'angle auquel l'eau atteint le faisceau de tubes. De l'eau ordinaire, en général celle du système de lutte contre les incendies de la centrale électrique elle-même, est utilisée, éliminant toute préoccupation environnementale. Une pompe portable qui fait partie intégrante du système génère jusqu'à 124 bar de pression pour l'eau.

Les opérations de nettoyage commencent

Tous les équipements arrivèrent à Saranac Power sur remorque, avec l'équipe de travail. Une fois installé et en fonction, l'assemblage se déplaça de haut en bas à vitesse constante et à une hauteur déterminée par rapport aux tubes, parcourant les 52,73 m de long de la première unité du condenseur à refroidissement par air "à pignons" de Saranac Power. Il fut ensuite déplacé à l'unité suivante, et ainsi de suite jusqu'à ce que toutes soient propres.

Observation après nettoyage

Une équipe de trois techniciens expérimentés de Conco se relayant toutes les 12 heures, n'eut besoin que de huit jours pour remplir la tâche à Saranac Power. Soulagé du pollen de peuplier, le condenseur revint à sa pleine efficacité opératoire. Le nettoyage planifié du condenseur à refroidissement par air est devenu partie intégrante du programme d'entretien régulier de Saranac Power.