Projet Economie Energie

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  Il s'agit d'un projet d'économie d'énergie ayant pour résultat une réduction de la consommation électrique de l'usine de production d'oxygène de 6000 Mwh/an.
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  • 1. Dossier de candidatureDossier 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
  • 2. Économie d’énergieÉconomie d’énergie Optimisation de l’exploitation de la Centrale à Oxygène après l’arrêt de la filière fonte Service Énergie
  • 3. Plan de la présentationPlan de la présentationService Énergie 1. Présentation d’ELFOULADH 1. Installation au démarrage de l’usine en 1965 2. Évolution de l’usine 1965-2008 2. Bilan Énergétique d’ELFOULADH 1. Production 2005-2006-2007 2. Consommation Énergétique 2005-2006-2007 3. Centrale Oxygène 1. Installation Linde 2. Capacité de stockage 3. Usage de l’oxygène 4. Usage de l’azote 5. Production de l’oxygène (Process) 6. Principaux équipements électriques
  • 4. 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
  • 5. Installations au démarrage de l’usineInstallations 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
  • 6. 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)
  • 7. 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
  • 8. Production 2005-2006-2007Production 2005-2006-2007 Service Énergie Produit Produit  (tonne) (tonne) 20052005 20062006 20072007 billettesbillettes 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
  • 9. Consommation énergétiqueConsommation énergétique 2005-2006-20072005-2006-2007 Service Énergie ConsommationConsommation unitunitéé 20052005 20062006 20072007 ElectricitElectricitéé MwhMwh 100 534100 534 103 005103 005 91 93391 933 Fuel lourdFuel lourd tonnetonne 10 44510 445 13 88813 888 9 6369 636 Fuel domestiqueFuel domestique tonnetonne 1 2571 257 1 1241 124 992992 PropanePropane tonnetonne 1 0631 063 985985 898898 EssenceEssence tonnetonne 3333 2929 2626 gas-oilgas-oil tonnetonne 327327 305305 289289
  • 10. Consommation énergétiqueConsommation 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 906 Fuel lourdFuel lourd 10 22610 226 13 59613 596 9 4349 434 Fuel domestiqueFuel domestique 1 2781 278 1 1431 143 1 0091 009 propanepropane 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
  • 11. Centrale à OxygèneCentrale à OxygèneService Énergie
  • 12. 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
  • 13. Capacité de stockage NmCapacité de stockage Nm33 Avant arrêt HFAvant arrêt HF Après arrêt HFAprès arrêt HF OxygèneOxygène 500500 400400 AzoteAzote 1010 110110 Autonomie/NAutonomie/N22 2 h2 h 12 h12 h Service Énergie
  • 14. Ballons de Stockage d’OxygèneBallons de Stockage d’OxygèneService Énergie
  • 15. Ballons de Stockage d’AzoteBallons de Stockage d’AzoteService Énergie
  • 16. 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
  • 17. Usage de l’azoteUsage de l’azote  Brassage (agitation) de l’acier au four poche  Traitement thermique à la tréfilerie (recuit) Service Énergie
  • 18. Production de l’OProduction de l’O22 purpur  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
  • 19. Production de l’OProduction de l’O22 purpur  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
  • 20. Production de l’OProduction de l’O22 purpur Compression de l’air jusqu’à la pression adéquate Service Énergie
  • 21. Production de l’OProduction de l’O22 purpur Élimination de l’humidité de l’airService Énergie
  • 22. Production de l’OProduction de l’O22 purpur Élimination du gaz carboniqueService Énergie
  • 23. Production de l’OProduction de l’O22 purpur Fractionnement de l’air en oxygène et azote Service Énergie
  • 24. Production de l’OProduction de l’O22 purpur Service Énergie
  • 25. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie ÉquipementÉquipement MarqueMarque PuissancePuissance MoteurMoteur (kw)(kw) Compresseur d’airCompresseur d’air processprocess DEMAGDEMAG 22402240 Compresseur d’oxygèneCompresseur d’oxygène SulzerSulzer IIIIII 500500 PC2PC2 500500 Sulzer ISulzer I 200200 Sulzer IISulzer II 200200 PC3PC3 7575 Compresseur d’azoteCompresseur d’azote N2_1N2_1 3737
  • 26. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie Compresseur d’air DEMAG
  • 27. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie Compresseur d’oxygène Sulzer III
  • 28. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie Compresseur d’oxygène PC2
  • 29. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie Compresseur d’oxygène Sulzer I et II
  • 30. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques Service Énergie Compresseur d’oxygène PC3
  • 31. Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriquesService Énergie Compresseur d’azote burkhardh
  • 32. Plan de la PrésentationPlan de la PrésentationService Énergie 1. Présentation de la réalisation 2. Aspect technique 1. Données techniques de la centrale 2. faisabilité 3. Solution 4. Résultats 1. Résultats quantitatifs 2. Résultats qualitatifs 3. Aspect économique et financier 4. Aspect social 5. Aspect environnemental 6. Aspect promotionnel
  • 33. 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 2005 Moyen propre d’ELFOULADH
  • 34. AspectAspect techniquetechnique Le projet a consisté à optimiser l’exploitation de la centrale à oxygène de façon à satisfaire les besoins de l’usine en oxygène et azote et tenant compte des restrictions imposées par les équipements de cette centrale Service Énergie
  • 35. 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
  • 36. Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale Service Énergie Production maximale Production minimale Avant arrêt HF (2000) Après arrêt HF (2004) Oxygène 3600 2100 3400 450 Azote 250 100 45 65
  • 37. Service Énergie Production et consommation oxygèneProduction et consommation oxygène 13 835 16 497 24 173 27 832 21 024 20 414 29 290 30 152 27 905 20 047 26 409 29 199 23 566 20 515 18 145 7 361 2 703 2 146 3 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
  • 38. Service Énergie Données techniques de laDonnées 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 2010 0 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
  • 39. 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
  • 40. Service Énergie Heures de marches des compresseursHeures de marches des compresseurs d’oxygèned’oxygène 0:00 2400:00 4800:00 7200:00 9600:00 12000:00 14400:00 16800:00 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 SulzerIII_PC2 SulzerI_II
  • 41. 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
  • 42. Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale  Compresseur DEMAG: – Grand consommateur de l’énergie électriqueService Énergie
  • 43. FaisabilitéFaisabilité 1. Arrêt sans perturbation des consommateurs 2. Arrêt sans perturbation de l’installation Service Énergie
  • 44. 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)
  • 45. La SolutionLa Solution Service 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
  • 46. La SolutionLa Solution Service 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
  • 47. Modification du ballon de stockageModification du ballon de stockageService Énergie
  • 48. La SolutionLa Solution Service Énergie (Arrêt sans perturbation de l’installation) 1. Équipements: 1. Heures de marche 2. Nombre de démarrage 3. Refroidissement • Process: • Système REVEX • Régénération des adsorbeurs • Mise au point de l’installation
  • 49. 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 80:10 207:10 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
  • 50. Résultats qualitatifsRésultats 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
  • 51. Résultats quantitatifsRésultats quantitatifs  Économie d’énergie électrique Service Énergie 1800 à 2000 kWh par heure d’arrêt de la centrale environ 6000 Mwh/an  Economie annuelle :
  • 52. Service Énergie Consommation ÉlectriqueConsommation Électrique 10 308 12 070 14 656 16 936 17 441 24 445 24 258 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 fourneau juin 2003
  • 53. Résultats quantitatifsRésultats quantitatifs  Économie réalisée en 2005, 2006 et 2007 Service Énergie Année Consommation Electrique kwh 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
  • 54. Aspect économique et financierAspect économique et financier  Pas d’investissement (seulement immatériel)  Moyens propres d’ELFOULADH  Rentabilité Service Énergie Année Consommation Electrique kwh Prix moyen du kwh En 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
  • 55. Aspect socialAspect 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
  • 56. Aspect environnementalAspect 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.
  • 57. Aspect environnementalAspect environnemental Service Énergie Exemple de nuisance Compresseur DEMAG
  • 58. Aspect environnementalAspect environnemental Service Énergie Exemple de nuisance Mise à l’air
  • 59. Aspect promotionnelAspect 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
  • 60. MERCI DE VOTRE ATTENTIONMERCI DE VOTRE ATTENTION Service Énergie Fathi CHTIOUI Atef NAGHMOUCHI Février 2008
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