Dimensionnement de cheminée industrielle

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Nos domaines d'intervention :

Conception et dimensionnement de cheminées et conduits industriels

Exploiter notre expertise en simulation CFD pour un fonctionnement optimal de vos installations

En tant qu’expert dans le domaine de la simulation CFD (mécanique des fluides), notre entreprise se spécialise dans le dimensionnement de cheminées industrielles et de conduits industriels.

La conception et le dimensionnement de ces structures sont d’une importance cruciale pour assurer un fonctionnement optimal des installations industrielles. Nous mettons à votre disposition notre savoir-faire et notre expertise pour vous accompagner dans cette étape clé de votre projet.

Grâce à l’utilisation de logiciels de simulation CFD avancés, nous sommes en mesure de modéliser avec précision les écoulements de fluides dans les cheminées et les conduits. Cela nous permet d’analyser les paramètres clés tels que la vitesse de l’air, les pressions, les températures et les concentrations de polluants.

En utilisant des modèles numériques, nous pouvons simuler les conditions réelles de fonctionnement et identifier les éventuels problèmes, tels que la réduction de la vitesse d’écoulement, les instabilités ou les formations de tourbillons. Grâce à ces analyses approfondies, nous sommes en mesure de proposer des solutions optimisées pour un fonctionnement sûr et efficace de vos cheminées et conduits industriels.

Quelles sont les règles à appliquer pour le dimensionnement d’une cheminée industriel ?

Règle de dimensionnement des cheminées de combustion

L’évacuation des fumées de combustion est une étape essentielle du processus, en raison de son impact sur l’environnement ainsi que sur la sécurité et le confort des opérateurs. Le dimensionnement adéquat de la cheminée est donc une étape clé, et ce dimensionnement est régi par des textes réglementaires.

La principale fonction de la cheminée est d’agir comme un aspirateur à fumée. Grâce à sa hauteur, elle crée une dépression qui permet d’extraire les fumées de combustion de la chambre de combustion lorsqu’elle est connectée à un four.

Le deuxième rôle de la cheminée est de rejeter les fumées de combustion et de les dissiper de la manière la plus efficace possible, c’est-à-dire en les élevant le plus haut possible pour favoriser leur dispersion et ainsi réduire leur impact sur l’environnement. Si le calcul environnemental de la hauteur (défini par des textes réglementaires) indique une hauteur supérieure à celle requise pour l’aspiration, c’est cette hauteur supérieure qui sera prise en compte.

Il n’existe pas d’obligation légale, mais il existe une norme (NF EN 13084-1, septembre 2007) recommandant de vérifier les cheminées tous les deux ans. En termes de sécurité des parties extérieures, cela est similaire à l’entretien d’un bâtiment.

Cependant, la particularité des cheminées réside dans le fait qu’elles sont exposées à des températures élevées et à de nombreuses attaques acides dues aux fumées, qu’elles soient en métal, en béton ou en briques. Il est donc nécessaire de vérifier régulièrement si ces attaques n’endommagent pas les cheminées.

Normes à respecter

Les principales réglementations sont les suivantes :

Code de l’environnement : Article R224-18
Arrêté du 2 février 1998 articles 52 à 63

En plus de ces textes, il existe des documents complémentaires :

Norme NF EN 13084-1, septembre 2007 : Cheminées autoportantes – Partie 1 : exigences générales
Norme EN 1990 – EUROCODES, mars 2003 : Eurocodes structuraux – Bases de calcul des structures
Norme EN ISO 14122-1, mars 2017 : Sécurité des machines – Moyens d’accès permanents aux machines
Fiche technique de combustion

Ces textes et normes fournissent des lignes directrices et des critères à prendre en compte pour le dimensionnement, la sécurité et la conformité des cheminées, ainsi que pour la gestion des impacts environnementaux liés à l’évacuation des fumées de combustion.

Calcul réglementaire de la hauteur des cheminées

La hauteur de la cheminée est déterminée en mètres en fonction de deux facteurs : les niveaux d’émissions de polluants dans l’atmosphère et la présence d’obstacles qui pourraient entraver la dispersion des gaz.

Cette mesure, qui ne peut être inférieure à 10 mètres, est établie par l’arrêté d’autorisation conformément aux articles 53 à 56 de l’arrêté du 2 février 1998, ou bien elle est calculée en se basant sur les résultats d’une étude des conditions de dispersion des gaz spécifiquement adaptée au site.

Où

S est calculé comme : s = k q/cm pour chacun des principaux polluants où :
K : est un coefficient qui vaut 340 pour les polluants gazeux et 680 pour les poussières ;
q : est le débit théorique instantané maximal du polluant considéré émis à la cheminée exprimé en kilogrammes par heure ;
cm: est la concentration maximale du polluant considérée comme admissible au niveau du sol du fait de l’installation exprimée en milligrammes par mètre cube normal ;
cm : est égale à cr – co où cr est une valeur de référence donnée par le tableau ci-dessous et où co est la moyenne annuelle de la concentration mesurée au lieu considéré.

Correction de la hauteur réglementaire selon le site d'implantation

Pour deux cheminées i et j, avec des hauteurs respectives hi et hj calculées selon l’article 54 de l’arrêté du 2 février 1998, elles sont considérées comme dépendantes si les trois conditions suivantes sont simultanément satisfaites :

La distance entre les axes des deux cheminées est inférieure à la somme de leurs hauteurs augmentée de 10 mètres : (hi + hj + 10).
La hauteur hi est supérieure à la moitié de la hauteur hj.
La hauteur hj est supérieure à la moitié de la hauteur hi.

De cette manière, on détermine l’ensemble des cheminées qui dépendent de la cheminée considérée, dont la hauteur est au moins égale à la valeur de hp calculée pour le débit massique total des polluants considérés et le débit volumique total des gaz émis par toutes ces cheminées.

Si des obstacles naturels ou artificiels sont présents dans le voisinage et susceptibles de perturber la dispersion des gaz, la hauteur de la cheminée est corrigée de la manière suivante :

Si des obstacles naturels ou artificiels sont présents dans le voisinage et susceptibles de perturber la dispersion des gaz, la hauteur de la cheminée est corrigée.

Afin de respecter l’arrêté du 2 février 1998 les cheminées industrielles doivent mesurées une certaine hauteur réglementaire

Toutefois, la hauteur réglementaire ne dois pas uniquement définir la hauteur définitive de la cheminée. D’autres critères sont à prendre comme le niveau de tirage tirage, les pertes de charges, les débits de dilution et le risque de pollution accidentelle.

L'étude des réseaux industriels par simulation CFD

Optimisation des cheminées industrielles grâce à des études de simulation CFD spécialisées

Les études en mécanique des fluides appliquée aux cheminées industrielles sont essentielles pour assurer un fonctionnement optimal de ces installations. En tant qu’experts dans le domaine de la simulation CFD (mécanique des fluides), nous sommes spécialisés dans la réalisation de ces études clés.

Notre expertise nous permet de mener différentes études pour les cheminées industrielles, telles que :

– Étude du tirage thermique : Nous évaluons la capacité du système de cheminée à créer un tirage suffisant pour évacuer les fumées et les gaz de combustion. En utilisant des simulations avancées, nous prenons en compte des paramètres tels que la hauteur de la cheminée, la température des fumées, la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur de la cheminée, ainsi que les conditions environnementales locales.

– Calcul des pertes de charge : Nous analysons les pertes de charge dans la cheminée, qui sont dues à la friction entre les gaz en mouvement et les parois de la cheminée. Cette étude nous permet de déterminer la pression disponible pour le tirage et d’optimiser la conception de la cheminée en termes de dimensionnement et de choix de matériaux.

– Érosion due aux poussières chargées dans les fumées : Nous étudions l’impact des particules de poussière présentes dans les gaz de combustion sur les parois de la cheminée. Grâce à des simulations avancées, nous identifions les zones à risque et recommandons des mesures de protection appropriées, telles que l’utilisation de matériaux anti-abrasion ou des dispositifs de collecte des poussières.

– Analyse de dispersion atmosphérique : Nous analysons la dispersion des gaz de combustion dans l’atmosphère, en tenant compte des réglementations en matière de qualité de l’air. Grâce à des simulations précises, nous évaluons la dispersion des gaz à partir de la cheminée, en prenant en compte les conditions météorologiques locales.

– Analyse de stabilité structurelle : Nous évaluons la résistance de la cheminée aux charges externes, telles que le vent et les séismes. Cette étude permet de garantir la stabilité structurelle de la cheminée et de recommander des modifications ou des renforcements si nécessaire.

– Analyse des points de rosée : Dans un conduit industriel sous pression, l’analyse du point de rosée revêt une importance capitale car il permet de déterminer si l’humidité présente dans le conduit pourrait se condenser et entraîner des problèmes tels que la corrosion ou la formation de givre.

Le dimensionnement de cheminées industrielles avec EOLIOS

EOLIOS ingénierie : Votre partenaire de confiance pour des études de dimensionnement de cheminées et conduits industriels conformes aux normes et réglementations

Notre équipe d’experts possède une solide expérience dans le domaine de la simulation CFD et une connaissance approfondie des normes et réglementations en vigueur. Nous sommes en mesure de prendre en compte tous les paramètres pertinents pour vous proposer des solutions sur mesure, adaptées à vos besoins spécifiques.

En travaillant avec nous, vous bénéficierez d’une expertise de premier plan, de conseils personnalisés et d’un accompagnement tout au long du processus de dimensionnement de vos cheminées et conduits industriels. Notre objectif est de vous aider à maximiser les performances de vos installations tout en assurant la conformité aux normes environnementales et de sécurité en vigueur.

N’hésitez pas à nous contacter pour plus d’informations sur nos services d’expertise en dimensionnement de cheminées industrielles et de conduits industriels. Nous serons ravis de discuter de votre projet et de vous proposer des solutions adaptées à vos besoins spécifiques.