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

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Page 1: Projet Economie Energie

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

Page 2: Projet Economie Energie

Économie d’énergieÉconomie d’énergie

Optimisation de l’exploitation de la Centrale à Oxygène après l’arrêt

de la filière fonte

Service Énergie

Page 3: Projet Economie Energie

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

Page 4: Projet Economie Energie

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

Page 5: Projet Economie Energie

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

Page 6: Projet Economie Energie

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)

Page 7: Projet Economie Energie

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

Page 8: Projet Economie Energie

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

Page 9: Projet Economie Energie

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

Page 10: Projet Economie Energie

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

Page 11: Projet Economie Energie

Centrale à OxygèneCentrale à OxygèneService Énergie

Page 12: Projet Economie Energie

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

Page 13: Projet Economie Energie

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

Page 14: Projet Economie Energie

Ballons de Stockage d’OxygèneBallons de Stockage d’OxygèneService Énergie

Page 15: Projet Economie Energie

Ballons de Stockage d’AzoteBallons de Stockage d’AzoteService Énergie

Page 16: Projet Economie Energie

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

Page 17: Projet Economie Energie

Usage de l’azoteUsage de l’azote

Brassage (agitation) de l’acier au four poche Traitement thermique à la tréfilerie (recuit)

Service Énergie

Page 18: Projet Economie Energie

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

Page 19: Projet Economie Energie

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

Page 20: Projet Economie Energie

Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Compression de l’air jusqu’à la pression adéquateService Énergie

Page 21: Projet Economie Energie

Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Élimination de l’humidité de l’airService Énergie

Page 22: Projet Economie Energie

Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Élimination du gaz carboniqueService Énergie

Page 23: Projet Economie Energie

Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Fractionnement de l’air en oxygène et azoteService Énergie

Page 24: Projet Economie Energie

Production de l’OProduction de l’O22 pur pur Service Énergie

Page 25: Projet Economie Energie

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

Page 26: Projet Economie Energie

Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques

Service Énergie

Compresseur d’air DEMAG

Page 27: Projet Economie Energie

Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques

Service Énergie

Compresseur d’oxygène Sulzer III

Page 28: Projet Economie Energie

Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques

Service Énergie

Compresseur d’oxygène PC2

Page 29: Projet Economie Energie

Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques

Service Énergie

Compresseur d’oxygène Sulzer I et II

Page 30: Projet Economie Energie

Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques

Service Énergie

Compresseur d’oxygène PC3

Page 31: Projet Economie Energie

Principaux équipements électriquesPrincipaux équipements électriques

Service Énergie

Compresseur d’azote burkhardh

Page 32: Projet Economie Energie

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

Page 33: Projet Economie Energie

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

Page 34: Projet Economie Energie

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

Page 35: Projet Economie Energie

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

Page 36: Projet Economie Energie

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

Page 37: Projet Economie Energie

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

Page 38: Projet Economie Energie

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

Page 39: Projet Economie Energie

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

Page 40: Projet Economie Energie

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

Page 41: Projet Economie Energie

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

Page 42: Projet Economie Energie

Données techniques de la centraleDonnées techniques de la centrale Compresseur DEMAG:

– Grand consommateur de l’énergie électriqueService Énergie

Page 43: Projet Economie Energie

FaisabilitéFaisabilité

1. Arrêt sans perturbation des consommateurs

2. Arrêt sans perturbation de l’installation

Service Énergie

Page 44: Projet Economie Energie

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)

Page 45: Projet Economie Energie

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

Page 46: Projet Economie Energie

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

Page 47: Projet Economie Energie

Modification du ballon de Modification du ballon de stockagestockageService Énergie

Page 48: Projet Economie Energie

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

Page 49: Projet Economie Energie

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

Page 50: Projet Economie Energie

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

Page 51: Projet Economie Energie

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 :

Page 52: Projet Economie Energie

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

Page 53: Projet Economie Energie

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

Page 54: Projet Economie Energie

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

Page 55: Projet Economie Energie

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

Page 56: Projet Economie Energie

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.

Page 57: Projet Economie Energie

Aspect environnemental Aspect environnemental Service Énergie Exemple de nuisance

Compresseur DEMAG

Page 58: Projet Economie Energie

Aspect environnemental Aspect environnemental Service Énergie Exemple de nuisance

Mise à l’air

Page 59: Projet Economie Energie

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

Page 60: Projet Economie Energie

MERCI DE VOTRE MERCI DE VOTRE ATTENTIONATTENTION

Service Énergie

Fathi CHTIOUI

Atef NAGHMOUCHI

Février 2008