Le système MAC®
(Magaldi Ash Cooler)
Un système breveté d’extraction à sec, de refroidissement par air et de convoyage mécanique des mâchefers issus des chaudières à charbon pulvérisé.
Les inquiétudes relatives aux pénuries d’eau ainsi que les réglementations environnementales toujours plus rigoureuses incitent les centrales à charbon à se tourner vers les technologies de convoyage de cendres sèches.
Avec ses plus de 200 systèmes de convoyage de mâchefers secs installés dans le monde entier depuis 1985, tant pour des nouvelles chaudières que pour des rénovations d’installations, Magaldi est particulièrement bien placé pour démontrer les avantages de son système MAC® par rapport aux systèmes de convoyage de mâchefers humides.
Mâchefers secs par rapport aux mâchefers humides
Contrairement aux systèmes de convoyage de mâchefers humides traditionnels - qui consomment énormément d’eau, coûtent cher en maintenance, posent des problèmes écologiques et ont des effets négatifs sur le fonctionnement des chaudières - le système MAC® (convoyage de mâchefers secs) garantit un fonctionnement fiable, rentable et respectueux de l’environnement en alliant à un processus de refroidissement à sec la fiabilité de la technologie de convoyage Superbelt®.
Économies d’eau et d’argent
Utiliser le système de convoyage de mâchefers secs (MAC®) permet d’économiser une très grande quantité d’eau.
Étant donné que le refroidissement et le convoyage des mâchefers se font sans eau, tous les équipements/systèmes auxiliaires (pompes, tuyauterie, bacs de déshydratation, installations de traitement des eaux, etc.) obligatoires dans les systèmes humides ne sont plus nécessaires. Tous les coûts d’exploitation et de maintenance associés disparaissent eux aussi.
Minime, la consommation d’eau ne sert qu’à la maîtrise des poussières au point de déchargement final. Lorsque l’eau est utilisée à des fins de dispersion des poussières, son débit fait l’objet d’un contrôle rigoureux.
Réduction des coûts d’élimination, augmentation de la valeur marchande des mâchefers
La mise en œuvre du système MAC® réduit également les coûts associés à l’élimination des cendres. La faible quantité d’eau utilisée fait aussi diminuer les frais de mise en décharge étant donné que les cendres pèsent beaucoup moins lourd.
Et plutôt que d’éliminer les mâchefers, il est possible de les transformer en sous-produits rentables en les broyant et en les vendant à des cimenteries vu que leurs caractéristiques (ils sont secs et à faible teneur en imbrûlés) augmentent leur valeur marchande.
Augmentation du rendement des chaudières et
atténuation des risques environnementaux
En fonction des propriétés réelles du charbon et des taux de cendres, installer un système MAC® permet d’augmenter les performances des chaudières de l’ordre de 0,1÷0,6 % (calcul dans le cadre de la norme ASME PTC4).
Une grande partie de la chaleur quittant le générateur de vapeur via l’ouverture inférieure (flux radiant du four, chaleur sensible et énergie chimique contenue dans les mâchefers en raison de leur teneur en carbone imbrûlé) est récupérée par l’air de refroidissement devenu chaud.
L’augmentation du rendement des chaudières entraîne parallèlement une diminution de la consommation de charbon, ce qui réduit les émissions de CO2 et permet donc une bonne atténuation des risques environnementaux.
Refroidissement supplémentaire et
convoyage vers le point de livraison final
La configuration standard du système MAC® comprend, en aval de la phase de concassage, le post-refroidisseur Magaldi (Ecobelt®). Ce deuxième convoyeur refroidit encore les mâchefers durant leur transport vers le point de livraison final.
Entièrement fermé dans une enveloppe en acier maintenue à pression légèrement négative, le convoyeur Ecobelt® est doté d’un système autonettoyant constitué de plaques en acier dûment profilées et articulées sur la bande. Sur la partie de retour de la bande, les plaques déplacent les fines vers l’arrière jusqu’à la section de queue où la chaîne Magaldi O-chain les recharge sur la bande principale.
Technologie de convoyage Superbelt®
En plus de garantir les avantages qui distinguent les systèmes secs des systèmes humides, le système MAC® doté de Superbelt® offre tous les atouts de ce convoyeur en matière de transport de cendres sèches, notamment:
- haute fiabilité
- résistance aux hautes températures
- haute résistance aux chocs
- usure négligeable et aucun problème de déchirures
- faible consommation énergétique
- maintenance simple et minimale
- sections de mesure de débit (en option).
Quelques projets réalisés
Colombia
Dry bottom ash handling in a coal-fired power plant
Coal-fired power plant
Magaldi Dry Bottom Ash Handling system is a dependable and environmentally friendly solution to face “El Niño” phenomenon.
The Customer
The Power Plant has a total installed generation capacity of 236 MWe: unit #2 is designed for a gross electrical output at a nominal load of 38 MWe while units #3, #4 and #5 have a gross electrical output of 66 MWe each. All generation units are based on a pulverized coal-fired (PC) boilers configuration.
The Challenge
In recent years, Colombia faced its most challenging energy crisis due to catastrophic effects procured by “El Niño” phenomenon, which led to extreme drought and undermined the stability of the Country’s energy supply. To cope with this emergency, the Customer decided to retrofit the existing wet system with a more dependable dry one.
The Solution
Four MAC® systems were installed under units #2, #3, #4 and #5 to increase the plant dependability and generate clean energy.
The first MAC® system is fully operational since July 2018, the second one was installed in September while the start-up for the remaining two systems was respectively performed in November 2018 and January 2019. Magaldi provided a turn-key solution for bottom ash removal, from the boiler terminal points up to the discharge into open trucks, including electrical equipment, steel support structures and the BA storage silo.
USA
Dry bottom ash handling in a coal-fired power plant
Coal-fired power plant
Magaldi dry technology was installed on all four units to meet EPA standards. It made the plant better from a safety, operations, maintenance, and housekeeping standpoint.
The Customer
With an installed generation capacity of nearly 3.600 MWe, the power plant is amongst the largest electricity generation facilities in the US, the largest power station fueled exclusively by coal.
The Challenge
The Customer needed to comply with environmental regulations (CCR/ELG) imposing new standards to limit water and ash ponds use.
The Solution
The MAC® system allowed to overcome all water-related problems – both operational and environmental – associated with dewatering bins, wastewater treatment, pumps, heat exchangers or pH control corrosion, water leakages, hot water splashing or vapor explosion, risk of ice in cold climates, pollution from ponds and so on.
Additionally, it proved to be less maintenance intensive than any other technology on the market.
Japan
Dry bottom ash handling in a coal-fired power plant
Coal-fired power plant
test
The Customer
One of the world’s most efficient coal-fired power plants. Magaldi received the order to install its dry ash handling system on Unit #3 (600 MWe).
The Challenge
After the Fukushima Daiichi nuclear disaster, all Japanese nuclear power plants were closed for safety reasons. This decision led to an increase in the consumption of fossil fuels and consequently to a wave of new green coal plant constructions.
Along with its Japanese licensee Kawasaki Heavy Industries (KHI), Magaldi took part in this "coal spring".
The Solution
Magaldi was responsible for the system from design and manufacture to equipment procurement and installation.
The ash handling system is installed on Unit 3, which is being added to the Thermal Power Plant to output 600 MW of power. The system is composed of a subsystem to handle fly ash (flying ash in exhaust gas) captured by an electrostatic precipitator and a subsystem to handle bottom ash (also known as clinker ash) from the bottom of the furnace. Bottom ash is dry-treated. The old wet handling method used water to cool and transport bottom ash, which was then dewatered and carried to the ash disposal site by truck or some other method. In contrast, the dry handling method uses air to cool the bottom ash while it is being transported dry. This decreases environmental impact, reduces costs, and saves space by eliminating the need for equipment such as for water supply, wastewater treatment, dewatering, and water storage. It also increases boiler efficiency and saves energy such as by enabling recovery of sensible heat from bottom ash, reaction heat from unburned carbon, and radiant heat from the furnace.
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