La gamme des installations de cogénération, qui produisent donc de la chaleur et de l’électricité combinées (PCCE) est très vaste, tout comme il existe une grande variété de types de centrales. La distinction se fait par la production de puissance / chaleur générée d’une part et par la source d’énergie utilisée de l’autre. Pour toutes les centrales de cogénération, un grand nombre de paramètres physiques sont mesurés, évalués et surveillés pour assurer la plus longue durée de vie possible. Cet article propose des informations sur les instruments de mesure ainsi que sur l’exploitation qui peut en être faite.
Centrales de production de chaleur et d’électricité combinées – générateurs d’énergie respectueux de l’environnement
Contrairement à la chaudière traditionnelle ou à la chaudière à condensation, les installation sde cogénération génèrent à la fois de l’électricité et de la chaleur. Ainsi,elles apportent une contribution importante à la production d’énergie respectueuse de l’environnement.
Une large gamme d’application pour les installations de cogénération
Les multiples possibilités d’application comme les habitations individuelles ou collectives, les installations publiques industrielles et commerciales, les grands services de chauffage locaux et régionaux, ou encore les usines de biogaz, nécessitent l’utilisation d’instruments de mesure très différents. Les principales performances attendues sont la fonctionnalité, la qualité, une longue durée de vie, une disponibilité rapide et des services. Bien sûr le rapport prix / performance joue un rôle important, quel que soit le système – grand ou petit.
Les mesurandes physiques
Les nano-centrales de 1 kWel, les micro et mini-centrales de 2,5 à 15-50 kWel, ainsi que les grandes centrales jusqu’à 4500 kWel ont besoin d’instruments de mesure adaptés pour une production d’énergie efficace et respectueuse de l’environnement. Les mesurandes en pression, température et niveau sont dominantes et la source d’énergie doit être prise en compte lors de la sélection des instruments. Le nombre de points de marquage dans l’illustration schématique d’une installation de cogénération est clair : il y a de nombreux paramètres à surveiller pour garantir la durée de vie de service la plus longue possible.
Illustration schématique des installations de cogénération avec les différents points de mesure
Surveillance et contrôle des tâches
Les instruments de mesure utilisés dans les installations de cogénération remplissent d’importantes fonctions de surveillance et de contrôle et sont généralement des instruments de mesure électroniques. Ils permettent également la surveillance à distance.
Des sondes à visser, à insertion et pour mesure de surface sont utilisées pour mesurer la température, s’adaptant à la conception de la centrale ainsi qu’à l’espace disponible. On utilisera des éléments de mesure Pt100, Pt1000, KTY et CTN sur l’échangeur de chaleur, dans les circuits de chauffage et de refroidissement et également pour mesurer la température de l’huile moteur. Pour les grandes installations, les températures sur le tuyau d’échappement et sur la culasse sont surveillées à l’aide de thermocouples. Cela permet de tirer des conclusions sur l’efficacité du moteur.
Pour contrôler la pression d’huile et la pression dans le circuit de refroidissement d’eau, on utilisera des pressostats et des capteurs de pression qui remplissent également une fonction de sécurité. En cas d’écart entre les valeurs REELLES et DE REGLAGE, un signal d’avertissement se déclenchera ou le moteur se coupera, selon le concept.
Pour surveiller le niveau d’huile, entre un et trois détecteurs de niveau à flotteur sont installés en fonction de la taille du système. Les vibrations parfois très fortes constituent un défi pour la technologie de mesure, particulièrement dans les gros moteurs. L’utilisation d’interrupteurs de niveau optoélectroniques est idéale puisqu’ils tolèrent des températures élevées et ne subissent aucun dommage, même avec de fortes contraintes mécaniques. Chaque régulateur de niveau surveille le niveau d’huile dans un réservoir et signale quand le niveau d’huile est trop bas.
Conclusion
Le grand nombre de points de mesure et les tâches de mesure très différentes exigent une coopération étroite entre le fabricant des installations de cogénération et le fabricant de la technologie de mesure. Par conséquent, il est plus avantageux – à la fois techniquement et économiquement – de choisir un fournisseur qui pourra proposer une solution d’instrumentation globale
Note
WIKA propose une large sélection d’instruments de mesure fiables pour la pression, la température et le niveau. Vous trouverez des produits sélectionnés pour votre centrale de cogénération sur le site web de WIKA dans la section Chaleur combinée et cogénération.
Contactez votre interlocuteur WIKA qui se fera un plaisir de vous aider pour la compilation de votre ensemble d’instruments de mesure pour votre installation de cogénération.