Ponts automatiques pour centrales à thermiques

Les centrales thermiques à bois avec cogénération de chaleur et d’électricité contribuent de manière significative à la protection du climat. Le stockage des combustibles et l'approvisionnement du four sont assurés par des installations de manutention entièrement automatisées fournies par Demag Cranes.

• Exploitation en toute fiabilité 24 heures/24 et 7 jours/7
• Solution peu encombrante grâce à un stockage en fosse
• Exploitation propre sans émissions
• Opérations de mélange automatisées garantissant des valeurs calorifiques homogènes

Centrale thermique de Hambourg-Lohbrügge

Facility concept shows the way

Concept d’installation avant-gardiste

L’utilisation de déchets de bois ne produit pas seulement de l’énergie propre, elle est également très efficace : elle contribue en effet à la réduction des émissions de CO₂ et à la préservation des réserves de combustibles fossibles. La centrale thermique à bois de Hambourg-Lohbrügge, qui produit chaque année environ 13 millions de kilowatts/heure à partir de matières premières renouvelables, illustre à merveille ces solutions à la fois écologiques et économiques. On y utilise exclusivement des copeaux de bois provenant de l’entretien de la forêt et des espaces verts. La chaleur générée, qui représente environ 60 000 MWh, est fournie à une centrale de chauffage urbain voisine qui alimente plus de 8000 foyers. Grâce à la cogénération de chaleur et d’électricité, l’énergie contenue dans le combustible bois est mise à profit de manière optimale, avec un taux d’utilisation de 85 %.

En tant que maître d’ouvrage, la société KWA Bioenergie GmbH und Co Kraftwerk Lohbrügge KG a investi 13 millions d’euros dans la construction de la centrale thermique à bois de Hambourg. L’installation conçue en collaboration avec le bureau d’engineering Schuler de Bietigheim-Bissingen va réduire les émissions annuelles de dioxyde de carbone d’environ 23 000 tonnes.

Une seconde centrale, également conçue par le cabinet d'engineering Schuler à Ludwigsbourg, est équipée d'un pont process Demag qui assure le stockage des matériaux et l’approvisionnement des fours en combustible en toute sécurité.

Un pont automatique

Focus sur l’automatisation

Dans la centrale thermique à bois de Hambourg Lohbrügge, le  pont process prend en charge l’une des fonctions clés. L’automatisation garantit la disponibilité de l’installation ainsi qu’un maximum d’efficacité, en même temps qu’une haute flexibilité.

Le pont roulant bipoutre entièrement automatique est commandé avec toute la précision requise par l’ordinateur de gestion des stocks Demag qui fonctionne de manière autonome. Le pont process se charge des tâches suivantes :

• Evacuation rapide des postes de déchargement
• Stockage des combustibles dans trois zones de stockage prédéfinies
• Alimentation des fours à combustion avec le mélange de combustible adéquat

Données du pont :

• Capacité de charge : 11 t
• Portée : 16 400 mm
• Course de levage : 24 500 mm
• Variation continue de la vitesse pont / chariot / palan : 50 / 40 / 50 m/mn.
• Grappin autonome : contenance de 8 m³

Le grappin autonome motorisé est spécialement conçu pour répondre aux exigences spécifiques du bois en tant que matériau livré à l’état naturel. Le grappin saisit le bois coupé très fin aussi bien que les petites branches ou encore de la matière plus compacte.

Le rendement de manutention prescrit est d’au moins 140 m³ de matériau à l'heure. La fosse de déchargement doit être vidée rapidement pour éviter des temps d’attente trop longs pour les camions qui viennent livrer la matière et les bouchons qui pourraient en résulter.

Une solution propre

La planification des installations de chauffage à bois avec silo intégré a été fondée sur le principe de l’utilisation optimale de la surface disponible. C’est la raison pour laquelle, la solution qui consistait à utiliser un pont automatique a été priviliégiée par rapport à un magasin desservi par des chargeurs sur roues. Cette alternative n’aurait pas seulement eu pour effet une augmentation des rejets de gaz d’échappement et des émissions sonores, elle aurait également nécessité plus de personnel pour la gestion des stocks.

Déroulement des processus

Manutention sûre des charges au cours du processus d'approvisionnement

Les copeaux de bois qui alimentent la centrale thermique à bois de Hambourg représentent un volume d’environ 32 000 tonnes par an. L’accès à la fosse de déchargement de 300 m³ est réglé par un système de lecture à carte magnétique intégré. Dès que le camion a quitté la station de pesage, la barrière s'ouvre et la zone qui se trouve au-dessus du poste de déchargement est bloquée pour le pont afin d’éviter tout endommagement du grappin dû à la chute éventuelle de matières. Lorsque le camion a déchargé son contenu, un signal de validation est envoyé au pont pour qu’il évacue la fosse de déchargement. Auparavant, le matériau livré a été soumis à un contrôle qualité réalisé par le personnel de l’installation qui lui a attribué l’une des trois qualités de combustible définies au préalable et qui correspondent aux trois zones de stockage. Le pont automatique stocke le combustible trié dans le silo à bois.

Les oscillations qui résultent des mouvements de direction et de translation sont régulées par un système anti-balancement de charges Demag. Il est ainsi possible de garantir une exploitation sûre en évitant que le grappin ne vienne cogner contre les parois de la fosse.

Surveillance du niveau de remplissage dans le silo journalier

Outre le magasin d’une contenance de 900 m³, un silo journalier d’environ 700 m³ est également utilisé. Le combustible est acheminé de cet endroit vers le four par le biais d’un fond coulissant. Le niveau de remplissage du silo journalier est surveillé par des sondes radar fixes montées sur place. Dès que le niveau de remplissage minimum est atteint, la commande du pont automatique assure un nouveau remplissage du silo journalier avec la quantité de combustible requise. 

Méthodes de mélange et de stockage

En plus des opérations de manutention proprement dites, le pont process se charge du mélange des matières. Ce processus est nécessaire lorsque l’exploitant constate, après avoir réalisé le contrôle qualité, que les branchages issus de l'entretien des espaces verts sont trop humides pour un recyclage ou qu'ils possèdent un pouvoir combustible trop faible et qu'ils doivent par conséquent être mélangés à du bois forestier de bonne qualité. Dès que le rapport de mélange requis a été paramétré dans l'ordinateur de gestion des stocks Demag, le pont dessert automatiquement les trois zones correspondantes, saisit le matériau et le mélange dans le silo journalier.

D’autres stratégies ont été ajoutées par le fournisseur du pont dans la commande du système. Par exemple : lorsque le grappin plonge dans la fosse pour saisir le matériau, les mâchoires du grappin ne sont pas complètement fermées dans un premier temps. Le pont exerce une légère traction et une petite partie du matériau s'échappe du grapin. Le grappin peut alors se fermer en bénéficiant d’un degré de remplissage optimal.