projet economie energie
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Dossier de candidature Dossier de candidature
Grand Prix du Président de la République
pour l’encouragement à l’utilisation rationnelle de l’énergie et la promotion des énergies renouvelables
Présenté par : Fathi CHTIOUI
Atef NAGHMOUCHI
Service Énergie
Économie d’énergieÉconomie d’énergie
Optimisation de l’exploitation de la Centrale à Oxygène après l’arrêt
de la filière fonte
Service Énergie
Plan de la présentationPlan de la présentation Service Énergie
1. Présentation d’ELFOULADH 1. Installation au démarrage de l’usine en 19652. Évolution de l’usine 1965-2008
2. Bilan Énergétique d’ELFOULADH1. Production 2005-2006-20072. Consommation Énergétique 2005-2006-2007
3. Centrale Oxygène1. Installation Linde2. Capacité de stockage3. Usage de l’oxygène4. Usage de l’azote5. Production de l’oxygène (Process)6. Principaux équipements électriques
Présentation d’ELFOULADHPrésentation d’ELFOULADH Service Énergie
Adresse : km 3 Route de Tunis - 7050 Menzel BOURGUIBA
Tél. : 72 464 522 - Fax : 72 470 900
Entreprise publique (> 96%)
Secteur d’activité : Sidérurgie
Création : 1962
Démarrage de la production : 1965
PDG : Mr Ammar CHAIEB
Installations au démarrage de l’usine Installations au démarrage de l’usine en 1965en 1965
Haut fourneau (fonte liquide) Convertisseurs à O2 –LD
(70 000 tonnes/an d’acier liquide) Coulée continue (billettes) Laminoir à barres
(110 000 tonnes/an de RAB) Centrale à oxygène
Service Énergie
Évolution de l’usine 1965-2008Évolution de l’usine 1965-2008 1965 : Installations du démarrage 1971 : Tréfilerie (25 000 tonnes/an) Structures Métalliques (10 000 tonnes/an) 1973 : Augmentation de capacité de l’aciérie à
l’oxygène (150 000 tonnes/ an)Centrale à O2 LINDE
1974 : Laminoir à fil (70 000 tonnes/an) 1977 : Aciérie électrique : FEA 7 MVA (30 000
tonnes/an)
Évolution de l’usine 1965-2008 (suite)Évolution de l’usine 1965-2008 (suite) 1994 : Augmentation de la capacité de l’aciérie
électrique (FEA 12 MVA + LF - 65 000 tonnes/an)
2003 : Arrêt de la filière minerai (HF-LD) 2007 : Augmentation de la capacité de l’aciérie
électrique (FEA 18 MVA + LF – 100 000 tonnes/an)
2008 : 2ème FEA 18MVA (100 000 tonnes / an)
Service Énergie
Production 2005-2006-2007Production 2005-2006-2007Service Énergie
Produit Produit (tonne) (tonne) 20052005 20062006 20072007billettesbillettes 65 75265 752 67 67667 676 61 18261 182
produits laminproduits laminééss 104 622104 622 142 822142 822 109 676109 676
trtrééfilfilééss 12 37012 370 11 50211 502 14 38214 382
Structures mStructures méétalliquestalliques 5 1785 178 5 8205 820 5 2045 204
Consommation énergétique Consommation énergétique 2005-2006-20072005-2006-2007
Service Énergie
ConsommationConsommation unitunitéé 20052005 20062006 20072007ElectricitElectricitéé MwhMwh 100 534100 534 103 005103 005 91 93391 933
Fuel lourdFuel lourd tonnetonne 10 44510 445 13 88813 888 9 6369 636Fuel domestiqueFuel domestique tonnetonne 1 2571 257 1 1241 124 992992
Propane Propane tonnetonne 1 0631 063 985985 898898EssenceEssence tonnetonne 3333 2929 2626gas-oilgas-oil tonnetonne 327327 305305 289289
Consommation énergétique Consommation énergétique 2005-2006-20072005-2006-2007
Service Énergie
Consommation en TepConsommation en Tep 20052005 20062006 20072007
ElectricitElectricitéé 8 6468 646 8 8588 858 7 9067 906Fuel lourdFuel lourd 10 22610 226 13 59613 596 9 4349 434Fuel domestiqueFuel domestique 1 2781 278 1 1431 143 1 0091 009
propane propane 1 1761 176 1 0891 089 993993
EssenceEssence 3535 3131 2727
gas-oilgas-oil 335335 313313 296296
TotalTotal 21 69621 696 25 03125 031 19 66519 665
Centrale à OxygèneCentrale à OxygèneService Énergie
Installation LINDE (1973)Installation LINDE (1973)
Capacité de production : – Oxygène : 3400 Nm3/h (Pureté >99%)
– Azote : 200 Nm3/h (Pureté >99%)
Consommation horaire moyenne Nm3/h:
Avant arrêt HFAvant arrêt HF(2000)(2000)
Après arrêt HFAprès arrêt HF(2004)(2004)
OxygèneOxygène 34003400 450450
AzoteAzote 4545 6565
Service Énergie
Capacité de stockage NmCapacité de stockage Nm33
Avant arrêt HFAvant arrêt HF Après arrêt HFAprès arrêt HF
OxygèneOxygène 500500 400400AzoteAzote 1010 110110
Autonomie/NAutonomie/N22 2 h2 h 12 h12 h
Service Énergie
Ballons de Stockage d’OxygèneBallons de Stockage d’OxygèneService Énergie
Ballons de Stockage d’AzoteBallons de Stockage d’AzoteService Énergie
Usage de l’oxygèneUsage de l’oxygène
Décarburation (convertisseur, FEA, LF)Oxycoupage (coulée continue, laminoir, ...)Décrassage des poches et diverses
opérations de nettoyage Découpage de la ferraille (conditionnement)
Service Énergie
Usage de l’azoteUsage de l’azote
Brassage (agitation) de l’acier au four poche Traitement thermique à la tréfilerie (recuit)
Service Énergie
Production de l’OProduction de l’O22 pur pur
Procédé de cryogénie fractionnée séparation O2/N2 basée sur la différence de
température de liquéfaction –T°liq (O2) = - 183 °C @ 1,013 bar–T°liq (N2) = - 196 °C @ 1,013 bar
Service Énergie
Production de l’OProduction de l’O22 pur pur
Compression de l’air jusqu’à la pression adéquate Élimination de l’humidité de l’air Élimination du gaz carbonique qui avoisine les 0,03% Fractionnement de l’air en oxygène et azote
Service Énergie
Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Compression de l’air jusqu’à la pression adéquateService Énergie
Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Élimination de l’humidité de l’airService Énergie
Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Élimination du gaz carboniqueService Énergie
Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Fractionnement de l’air en oxygène et azoteService Énergie
Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Service Énergie
Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques Service Énergie
ÉquipementÉquipement MarqueMarque Puissance Puissance MoteurMoteur
(kw)(kw)Compresseur d’air Compresseur d’air processprocess
DEMAGDEMAG 22402240
Compresseur d’oxygèneCompresseur d’oxygène
Sulzer Sulzer IIIIII
500500
PC2PC2 500500
Sulzer ISulzer I 200200
Sulzer IISulzer II 200200
PC3PC3 7575
Compresseur d’azoteCompresseur d’azote N2_1N2_1 3737
Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques
Service Énergie
Compresseur d’air DEMAG
Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques
Service Énergie
Compresseur d’oxygène Sulzer III
Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques
Service Énergie
Compresseur d’oxygène PC2
Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques
Service Énergie
Compresseur d’oxygène Sulzer I et II
Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques
Service Énergie
Compresseur d’oxygène PC3
Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques
Service Énergie
Compresseur d’azote burkhardh
Plan de la PrésentationPlan de la PrésentationService Énergie
1. Présentation de la réalisation
2. Aspect technique1. Données techniques de la centrale2. faisabilité3. Solution4. Résultats
1. Résultats quantitatifs2. Résultats qualitatifs
3. Aspect économique et financier4. Aspect social5. Aspect environnemental6. Aspect promotionnel
Présentation de la réalisationPrésentation de la réalisation
Projet d’économie d’énergie à la centrale à oxygène d’elfouladh
Service Énergie
Intitulé:
But:réduire la consommation d’énergie électrique de la centrale à oxygène
Réalisation: année 2005Moyen propre d’ELFOULADH
Aspect Aspect techniquetechnique
Le projet a consisté à optimiser l’exploitationde la centrale à oxygène de façon à satisfaireles besoins de l’usine en oxygène et azoteet tenant compte des restrictions imposéespar les équipements de cette centrale
Service Énergie
Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale Les capacités minimales de production
d’oxygène et d’azote sont nettement plus grandes que les besoins d’ELFOULADH : 80% de la production d’oxygène et d’azote est mise à l’air.
Les équipements de la centrale à oxygène ne permettent pas une exploitation à moins de 60% (qui est compatible au besoin réel de l’usine) :contrainte du process.
Service Énergie
Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centraleService Énergie
Production maximale
Production minimale
Avant arrêt HF(2000)
Après arrêt HF(2004)
Oxygène 3600 2100 3400 450Azote 250 100 45 65
Service Énergie Production et consommation oxygèneProduction et consommation oxygène
13 835
16 497
24 173
27 832
21 02420 414
29 29030 152
27 905
20 047
26 409
29 199
23 566
20 515
18 145
7 361
2 703 2 1463 1213 609
M Nm3
5M Nm3
10M Nm3
15M Nm3
20M Nm3
25M Nm3
30M Nm3
35M Nm3
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
production d'oxygène
Consommation
Service ÉnergieDonnées techniques de la Données techniques de la centralecentrale
Consommation d'oxygène des secteurs
0
1 000 000
2 000 000
3 000 000
4 000 000
5 000 000
6 000 000
7 000 000
8 000 000
9 000 000
10 000 000
11 000 000
1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 20100
5 000 000
10 000 000
15 000 000
20 000 000
25 000 000
30 000 000
HF
CW
LD
C.C.
SOMERE
Autre
Production
Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale Une réduire partielle de la consommation électrique:
– diminution des heures de marches des compresseurs d’oxygène
• Avant l’arrêt du HF (2000) : 5 018 Mwh (calculé)• Après l’arrêt du HF (2004) : 1 180 Mwh (calculé)
– Consommation électrique totale • Avant l’arrêt du HF (2000) : 24 258 Mwh • Après l’arrêt du HF (2004) : 16 936 Mwh
Service Énergie
Service ÉnergieHeures de marches des compresseurs Heures de marches des compresseurs d’oxygèned’oxygène
0:00
2400:00
4800:00
7200:00
9600:00
12000:00
14400:00
16800:00
SulzerIII_PC2SulzerI_II
Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale Une réduction de la consommation électrique de la centrale
à oxygène revient à arrêter le grand consommateur de cette énergie, le compresseur d’air DEMAG
Service Énergie
2240 kW
Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale Compresseur DEMAG:
– Grand consommateur de l’énergie électriqueService Énergie
FaisabilitéFaisabilité
1. Arrêt sans perturbation des consommateurs
2. Arrêt sans perturbation de l’installation
Service Énergie
La SolutionLa Solution Modifier (harmoniser) les capacités de
stockage de l’oxygène et de l’azote de façon à pourvoir arrêter la centrale à oxygène sans incidence sur la marche de l’usine.
Service Énergie
Capacité de stockage (en m3) Autonomie de
l’usine/N2 (en h) Oxygène Azote
Avant 2005 500 10 2
Après 2005 400 110 12
(Arrêt sans perturbation des consommateurs)
La SolutionLa SolutionService Énergie
(Arrêt sans perturbation des consommateurs)
1
2
3
4
5
Compresseur azote
Vers Stockage Oxygène
Ballon 10 m3
Ballon 100 m3
Avant la réalisation
La SolutionLa SolutionService Énergie
(Arrêt sans perturbation des consommateurs)
1
2
3
4
5
Compresseur azote
Vers Stockage Oxygène
Ballon 10 m3
Ballon 100 m3
Après la réalisation
Modification du ballon de Modification du ballon de stockagestockageService Énergie
La SolutionLa SolutionService Énergie
(Arrêt sans perturbation de l’installation)
1. Équipements: 1. Heures de marche2. Nombre de démarrage3. Refroidissement
• Process:• Système REVEX• Régénération des adsorbeurs• Mise au point de l’installation
Service Énergie Arrêt de la centrale à oxygèneArrêt de la centrale à oxygène
71:25 68:55 56:50 55:30 87:55 65:40 69:17 58:45 80:10207:10
1471:10
2863:15
3239:55
00:00
480:00
960:00
1440:00
1920:00
2400:00
2880:00
3360:00
3840:00
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
Résultats qualitatifs Résultats qualitatifs NOTORIETE :
• Projet peu coûteux et résultat concret
• Vecteur d’incitation pour d’autres industries.
Service Énergie
DEMONSTRATIF : Sensibilisation du personnel sur l’importance
accordée par l’entreprise à la maîtrise de l’énergie
Résultats quantitatifs Résultats quantitatifs Économie d’énergie électrique
Service Énergie
1800 à 2000 kWh par heure d’arrêt de la centrale
environ 6000 Mwh/an
Economie annuelle :
Service Énergie Consommation ÉlectriqueConsommation Électrique
10 308
12 070
14 656
16 93617 441
24 44524 258
21 445
23 468
10 000 Mwh
12 000 Mwh
14 000 Mwh
16 000 Mwh
18 000 Mwh
20 000 Mwh
22 000 Mwh
24 000 Mwh
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
arrêt haut fourneaujuin 2003
Résultats quantitatifs Résultats quantitatifs Économie réalisée en 2005, 2006 et 2007
Service Énergie
Année
Consommation
Electriquekwh
Économie (par rapport à la consommation de 2004)
En kwh final (en
TEP)
primaire
(en TEP)
2004 16 936 112
2005 14 655 510 2 280 602 196 645
2006 12 070 268 4 865 844 418 1 377
2007 10 307 726 6 628 386 570 1 875
Aspect économique et financier Aspect économique et financier Pas d’investissement (seulement immatériel) Moyens propres d’ELFOULADH Rentabilité
Service Énergie
Année
Consommation
Electriquekwh
Prix moyen du kwhEn DT
Economie (par rapport à
2004)
En kwh En DT
2004 16 936 112
2005 14 655 510 0.065 2 280 602 148 239
2006 12 070 268 0.070 4 865 844 340 609
2007 10 307 726 0.080 6 628 386 530 271
Aspect social Aspect social Service Énergie
Amélioration des conditions de travail dans la centrale
Améliorer la disponibilité du personnel d’exploitation de la centrale (réalisation de certains travaux pendant l’arrêt)
Plus de maintenance préventive Moins de stress
Aspect environnemental Aspect environnemental Service Énergie
Élimination des nuisances sonores pendant les périodes d’arrêt de la centrale soit une réduction de moitié de la durée d’exposition du personnel.
Aspect environnemental Aspect environnemental Service Énergie Exemple de nuisance
Compresseur DEMAG
Aspect environnemental Aspect environnemental Service Énergie Exemple de nuisance
Mise à l’air
Aspect promotionnel Aspect promotionnel Service Énergie
Projet discuté dans un séminaire sur l’efficacité énergétique organisée par l’ANME en mai 2006
il a suscité l’attention des participants à ce séminaire
MERCI DE VOTRE MERCI DE VOTRE ATTENTIONATTENTION
Service Énergie
Fathi CHTIOUI
Atef NAGHMOUCHI
Février 2008