Après de nombreuses années de fonctionnement, les tours de refroidissement peuvent nécessiter plus qu'un entretien de routine et le remplacement de composants pour atteindre les performances thermiques nécessaires au bon fonctionnement des processus de l'usine. En plus d'atteindre des performances thermiques adéquates, les usines doivent également tenir compte de la permanence de la tour de refroidissement.
Le remplacement du support de transfert de chaleur ou d’autres réparations ponctuelles dans une tour de refroidissement plus ancienne augmentera la capacité de refroidissement à court terme, mais à moins que l’intégrité structurelle ne soit également prise en compte, il n’y aura aucune amélioration de la longévité ou de la stabilité structurelle de la tour de refroidissement.
Contrairement aux petites réparations, un projet de reconstruction de tour de refroidissement réussi peut démontrer des bénéfices en termes de capacité de refroidissement et d'intégrité structurelle, prolongeant ainsi la durée de vie de la tour de refroidissement. Avec ces objectifs à l'esprit, comment les exploitants d'usine peuvent-ils planifier et exécuter un projet de reconstruction réussi et éviter les pièges potentiels de la reconstruction ? L'examen suivant des meilleures pratiques du secteur, de la planification à l'exécution, contribuera à garantir la réussite de la reconstruction d'une tour de refroidissement.
Déterminer la pertinence de la reconstruction d'une tour de refroidissement
Parfois, les besoins des utilisateurs se limitent à ce que l'on pourrait appeler une maintenance professionnelle. Par exemple, le propriétaire peut vouloir restaurer la tour de refroidissement pour la rendre opérationnelle en remplaçant des composants spécifiques plutôt qu'en vérifiant les performances de la tour dans son ensemble et en la reconstruisant si nécessaire. Dans ces cas, lorsque la restauration requise est relativement mineure et que l'amélioration de la capacité de refroidissement de la tour de refroidissement n'est pas critique, des spécialistes compétents dans le domaine de la maintenance et de la réparation seront généralement satisfaisants.
En règle générale, l'intégrité structurelle, mécanique et opérationnelle de la tour de refroidissement est toutefois préoccupante. Dans ces situations, l'investissement en capital pour reconstruire la tour de refroidissement peut générer des rendements substantiels et presque immédiats si les dernières avancées technologiques en matière de tours de refroidissement sont mises en œuvre. Si une reconstruction est nécessaire, demandez conseil aux représentants d'entreprises expérimentées dans la conception, la fabrication et la construction de tours de refroidissement.
Préparation à la reconstruction de la tour de refroidissement
Quel que soit le type de travaux de réparation à effectuer, le personnel d'inspection et de reconstruction doit être suffisamment formé à l'accès aux tours de refroidissement et doit mettre en œuvre une analyse complète de la sécurité des tâches (JSA) avant d'accéder à une tour de refroidissement. Les tours de refroidissement présentent certains dangers inhérents tels que l'alimentation haute tension, les risques de chute et les risques de trébuchement. Les JSA doivent aborder tous les dangers spécifiques à la tour de refroidissement inspectée. L'JSA doit définir des plans d'atténuation appropriés pour chaque danger, y compris des éléments tels que le verrouillage/étiquetage (LOTO), l'équipement de protection individuelle (EPI) et la protection contre les chutes.
L'étendue des travaux de tout projet de reconstruction doit être définie par les conclusions et recommandations d'un professionnel expérimenté en matière de tours de refroidissement. Que l'entreprise de reconstruction de la tour soit présélectionnée sur la base d'une expérience antérieure ou que le contrat soit attribué sur la base d'un appel d'offres, tout effort de reconstruction doit commencer par une inspection de la tour de refroidissement par chacun des soumissionnaires.
Une inspection approfondie devrait identifier :
- Détérioration des éléments structurels des tours de refroidissement
- Obstruction ou endommagement du remblai
- Buses manquantes ou tuyaux qui fuient
- Usure et corrosion des composants mécaniques
- Détérioration des échelles et des garde-corps
- État des éliminateurs de dérives et des volets
Bien que les inspections entraînent des coûts, elles sont essentielles au processus. Les résultats de l'inspection aideront les parties à déterminer l'étendue de la reconstruction.
Après avoir sollicité plusieurs offres et terminé l'inspection de la tour de refroidissement, les exploitants de l'usine doivent être sélectifs dans le choix d'une entreprise de reconstruction.
Voici quelques questions à prendre en compte lors de l’évaluation des prestataires de services :
- Êtes-vous sûr que leur portée est suffisamment complète pour atteindre les objectifs du projet ?
- Les offres que vous comparez sont-elles vraiment comparables en termes de prix et de portée ?
- Quel est l'historique et la réputation de chaque entreprise en matière de respect des calendriers d'interruption de service et d'achèvement des projets dans les délais et le respect du budget ?
- Quelle est leur qualité globale de fabrication ?
- Comment leur dossier de sécurité se compare-t-il à celui des autres soumissionnaires ?
- Ont-ils une compréhension de vos objectifs requis ?
- Sont-ils en mesure de fournir une solution de refroidissement temporaire (si nécessaire) ?
- De quel fabricant seront utilisés les composants de remplissage, les buses, les éliminateurs de dérive, les ventilateurs, les réducteurs de vitesse et autres. Sont-ils conçus pour bien fonctionner ensemble ?
- Qui est responsable de la garantie globale ?
- Offrent-ils des services d'entretien ?
En tant qu'acheteur de services de reconstruction, les exploitants d'usines ont la responsabilité d'identifier le fournisseur qui répondra le mieux aux besoins du projet, en fonction des questions ci-dessus. Ils doivent également obtenir plusieurs références de chaque fournisseur pour confirmer leur réputation dans le secteur.
Après l'inspection et la sélection d'un prestataire de services, la prise de décision se poursuit. L'exploitant doit ensuite définir les travaux de reconstruction nécessaires pour atteindre les objectifs de l'usine sans perdre de vue les plans budgétaires d'investissement. Il peut être essentiel à ce stade d'écouter les conseils de divers leaders du secteur, car de nouvelles solutions peuvent répondre aux multiples exigences du projet. Par exemple, si le remplissage d'une tour de refroidissement est obstrué ou endommagé au-delà de toute réparation, il peut être possible de le remplacer par un remplissage plus performant. Un projet de reconstruction courant où une capacité de refroidissement supplémentaire est recherchée consiste à remplacer le remplissage anti-éclaboussures d'origine par un remplissage en film PVC (lorsque la qualité de l'eau le permet). Dans d'autres cas, lorsque l'intégrité du remplissage est suffisante et que des performances thermiques supplémentaires ne sont pas recherchées, un simple nettoyage du remplissage peut répondre aux objectifs du projet.
La reconstruction offre également une excellente occasion de moderniser les composants structurels de la tour de refroidissement. Le remplacement du bois par du plastique renforcé de fibre de verre (PRF) est un bon choix lorsque la durée de vie de la tour de refroidissement est une priorité absolue. Par exemple, lors de la reconstruction d'une tour de refroidissement à flux transversal en bois dans une centrale au charbon à charge de base, le propriétaire d'une tour de refroidissement a choisi de procéder à des mises à niveau structurelles. Il a remplacé un tablier d'eau chaude, des supports de tablier, des passerelles, des supports de selle de tuyau à flux transversal et des plaques d'épissure structurelles, passant du bois au PRF. Le même propriétaire/exploitant a également remplacé la poutre de support de la colonne montante en acier au carbone par de l'acier inoxydable.
Pré-tester la tour de refroidissement
Même si l'exploitant de l'usine est en mesure de fournir les spécifications de conception d'origine de la tour de refroidissement, des mesures supplémentaires doivent être prises pour évaluer le succès d'un projet de reconstruction. L'âge et la détérioration physique ont des conséquences néfastes sur la capacité de la tour de refroidissement. Un test de performance avant la reconstruction donne à l'exploitant de l'usine un point de départ pour établir des objectifs d'amélioration de la capacité ainsi qu'un point de référence pour évaluer les résultats finaux.
Le Cooling Technology Institute (CTI) a publié un code de test thermique, ATC-105, qui permet de déterminer la précision des performances d'une tour de refroidissement. Cependant, comme une instrumentation spécialisée est nécessaire pour déterminer avec précision les débits d'eau, les débits d'air et les températures, les tests de performance à grande échelle peuvent nécessiter l'aide d'un organisme extérieur. Certaines entreprises de tours de refroidissement disposent du personnel qualifié et de l'instrumentation nécessaires pour établir le niveau de performance de la tour de refroidissement. Le CTI peut aider les exploitants d'usines à identifier une agence de test de tour de refroidissement réputée pour effectuer les tests de performance recommandés. Le test peut être coûteux, mais il fournira des connaissances d'une importance cruciale en aidant à établir le niveau d'amélioration des performances et à déterminer si la garantie du fournisseur a été respectée ou non.
Esquisser un calendrier de maintenance future
À mesure que la reconstruction se termine et que le cycle de vie de la tour avance, les exploitants de la centrale bénéficieront de la collaboration avec des prestataires de services qui maintiennent un stock de composants de remplacement.
En cas de panne mécanique, un accès facile aux composants garantira que la tour de refroidissement sera rapidement remise en service et que les pannes imprévues, qui pourraient s'étendre sur des semaines ou des mois, seront évitées.
Une fois les travaux de reconstruction terminés, les exploitants de l'usine doivent demander aux fournisseurs des recommandations détaillées sur l'étendue et le calendrier de maintenance de la tour de refroidissement nouvellement reconstruite. Au minimum, chaque cellule de la tour de refroidissement doit faire l'objet d'une inspection professionnelle annuelle des boîtes de vitesses, de l'huile et des joints de boîte de vitesses, des arbres de transmission, des bassins d'eau de distribution, des cylindres de ventilateur, des ventilateurs, du jeu et de l'inclinaison des extrémités des ventilateurs, du remplissage, des conduites et buses de distribution, des échelles et autres composants de sécurité. Ce faisant, les exploitants protègent la valeur de l'investissement en capital de la reconstruction de la tour de refroidissement et prolongent sa durée de vie.
Compte tenu des exigences élevées imposées aux tours de refroidissement de nombreuses usines, une maintenance proactive est essentielle pour prolonger la durée entre les réparations et la reconstruction. Les récents effondrements de tours de refroidissement vieillissantes dans l'ensemble du secteur mettent en évidence les risques extrêmes associés au manque de maintenance, notamment la perte de revenus, les coûts extraordinaires et les blessures du personnel. Ils renforcent l'importance d'inspections, de tests et de réparations appropriés. Certaines entreprises de reconstruction de tours de refroidissement fournissent des services de maintenance proactive, afin que les exploitants puissent établir des relations avec les fournisseurs qui s'étendent de la reconstruction à la maintenance continue.
Les réparations mineures et le remplacement de composants ne suffisent parfois pas à résoudre les problèmes d'intégrité des composants et de la structure. Les exploitants d'usines doivent poursuivre des objectifs de refroidissement à long terme tels que des mesures de sécurité améliorées et des techniques d'inspection éprouvées. La sélection minutieuse des fournisseurs, l'identification d'un périmètre de travail clair, l'organisation de tests avant et après la reconstruction et la planification de la maintenance future sont des étapes clés. Elles permettent de garantir que votre tour de refroidissement peut être reconstruite avec succès avec des retours rapides en termes de capacité de refroidissement, d'intégrité structurelle et de longévité accrue.
Cet article a été initialement publié dans le numéro de septembre 2017 du magazine Process Cooling sous le titre « Reconstruction d'une tour de refroidissement ».
