Les secrets de fabrication des chaudières de plus de 20 MW

En 2009, le groupe Bosch a acheté LOOS, une marque de chaudières de grande puissance qui existait depuis 1865, puis l’a rattachée à sa division Thermotechnologie. Dix ans plus tard, l’usine de Gunzenhausen fabrique environ 900 chaudières par an, toutes différentes. Ce sont des chaudières à eau chaude (<110°C, non soumises à la Directive Européenne sur les machines en pression), à eau surchauffée (>110°C) ou à vapeur basse pression (<0,5 bar, 111,63°C) ou haute pression, toujours en acier, voire en acier inoxydable lorsqu’elles sont à condensation.

Les chaudières à eau chaude ou à vapeur fonctionnent sous 6, 10 ou 16 bar de pression. Une forte pression convient bien aux installations qui présentent une forte différence d’altitude entre la chaufferie et le point le plus haut. Gunzenhausen a ainsi fourni des chaudières vapeur pour une tour de Shanghai de 600 m de haut.

L’usine de Gunzenhausen est capable de fabriquer des corps de chauffe annelés, qui supportent mieux la dilatation. Il faut environ 5 heures pour fabriquer un corps de chauffe annelé : quatre brûleurs industriels chauffent le corps de chauffe placé en rotation, tandis qu’un galet enfonce la tôle. ©Bosch Thermotechnologie

7 millions de configurations

Une chaudière vapeur de 38 MW produite à Gunzenhausen pèse 120 tonnes. Dans son volume, on logerait facilement un appartement de 3 pièces. Lorsque l’usine en exporte vers la Chine, le seul transport coûte plus de 200 000 €. A partir de 20 MW de puissance, les dimensions des chaudières imposent un transport en convoi exceptionnel. Une chaudière de 20 MW Bosch Unimat UT-L, fonctionnant sous 16 bar de pression, coûte 200 à 300 000 €, selon les options retenues. Son transport vers la France, coûte 15 000 à 20 000 €.

En variant les combustibles et les options, le logiciel de configuration LPK (Large Produkt Configurator), développé par Bosch Thermotechnologie, est capable de générer 7 millions de configurations de chaudières différentes. Ce qui permet de fabriquer chaque générateur pour qu’il s’adapte précisément à toutes les exigences de ses utilisateurs : taux de NOx, puissance, rendement, débit d’eau, dimensions, … Le logiciel LPK comporte une base de données de brûleurs Saacke, Wieshaupt, Elco, Cuenod, Dreizler, …

Le marché français des générateurs de plus de 2 MW à combustibles gazeux ou liquides représente environ 150 à 200 machines par an, presque toujours en appel d’offres. Il est âprement disputé entre une demi-douzaine de marques, dont Bosch Thermotechnologie, Atlantic, Babcock-Wanson, Stein, Viessmann, … Bosch Thermotechnologie a équipé 200 chaufferies en France depuis 10 ans.

Les générateurs sont manœuvrés par des bras et placé dans la meilleure position possible pour souder les tubes de fumées. ©Bosch Thermotechnologie

Le triple parcours de fumées a été breveté par LOOS en 1952. La plupart des générateurs fabriqués à Gunzenhausen sont équipés de deux brûleurs et de deux corps de chauffe, ou bien d’un brûleur mixte et d’un seul corps de chauffe. ©Bosch Thermotechnologie

De nouveaux combustibles

Depuis quelques années, les spécialistes de Gunzenhausen sont confrontés à de nouvelles demandes de leurs clients qui souhaitent utiliser de nouveaux combustibles dans leurs générateurs, de manière à réduire leurs nuisances environnementales. Le » gaz naturel, le propane, le fioul lourd et le fioul domestique étaient les combustibles traditionnels.

Le fabricant a adapté ses générateurs pour la combustion du biométhane, des huiles végétales, du biofioul extrait de graisses animales en abattoirs et même de l’hydrogène, ainsi que des mélanges de diverses proportions d’hydrogène, de gaz naturel et de biométhane. Certains générateurs fonctionnent également en récupération des gaz d’échappement de groupes électrogènes ou de turbines à gaz, avec ou sans brûleur en appoint.

Le groupe industriel a déjà livré trois chaudières utilisant de l’hydrogène avec un brûleur Saacke et fabriquées à Gunzenhausen. L’hydrogène est extrait de processus « Power-to-gaz ». Toutes les chaudières sont vérifiées avant leur départ d’usine, notamment toutes les soudures.

Gunzenhausen fabrique des systèmes complets : chaudière + brûleurs + récupérateurs de chaleur + armoire électrique et régulation communicante en Modbus, Modbus/RTU, TCP/IP, Profibus, BACnet et OPC/UA. ©PP

L’usine produit notamment des chaudières gaz naturel dans lesquelles la température de combustion atteint 1700°C dans le corps de chauffe, tandis que la température des gaz de combustion ne dépasse pas 50°C en sortie du condenseur. ©PP

Source : batirama.com / Pascal Poggi