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L'histoire de la révolution du charbon : comment une centrale électrique a conduit l'Amérique vers l'ère du charbon pulvérisé.
Le rôle du charbon dans l’histoire énergétique américaine ne peut être sous-estimé. Avec les progrès technologiques, la façon dont le charbon est brûlé a subi des changements majeurs, notamment l’émergence de la technologie du charbon pulvérisé. Cette innovation permet de convertir le charbon en énergie thermique plus efficacement et jette les bases du fonctionnement des centrales électriques modernes. L’essor de la technologie de combustion du charbon pulvérisé a marqué le début d’une révolution du charbon, qui a non seulement modifié la manière dont l’électricité était produite, mais a également eu un impact profond sur l’économie et la productivité sociale des États-Unis.
L'origine de la technologie du charbon pulvérisé
La chaudière à charbon pulvérisé est une chaudière industrielle qui produit de la chaleur en brûlant du charbon pulvérisé (également appelé charbon pulvérisé ou cendre de charbon).
Avant l'avènement de la technologie du charbon pulvérisé, la plupart des chaudières utilisaient la technologie de combustion à grille, qui plaçait le combustible sous forme de particules semi-broyées sur une grille mobile au fond de la chaudière et le brûlait via un flux d'air ascendant depuis la grille. Cependant, cette méthode présente de nombreuses limites en termes d’efficacité et de fonctionnement. En 1918, la Milwaukee Power and Light Company a mené des expériences avec du charbon pulvérisé. Cette exploration a jeté les bases de la technologie ultérieure de combustion du charbon pulvérisé. Cela a permis à la première centrale électrique centrale des États-Unis, la centrale électrique d'Oneida Street, de commencer à utiliser du combustible pulvérisé pour produire de l'électricité.
Principe de fonctionnement de la chaudière à charbon pulvérisé
Le principe de fonctionnement de base d'une chaudière à charbon pulvérisé est de broyer le charbon en poudre aussi fine que de la farine, ce qui permet d'utiliser pleinement l'espace dans la chaudière pour brûler du combustible solide. Dans ce processus, le charbon brut est d'abord soigneusement mélangé à l'air, puis pulvérisé tout en séchant à haute température. Le charbon pulvérisé est ensuite transporté par des tuyaux jusqu'au brûleur, mélangé à de l'air chauffé et injecté dans la chaudière.
De telles opérations améliorent non seulement l'efficacité de la combustion, mais réduisent également la suie et les cendres résiduelles, qui sont finalement interceptées et traitées par des systèmes spécialisés d'élimination des cendres tels que des précipitateurs électrostatiques.
La technologie actuelle du charbon pulvérisé
Les centrales électriques à charbon pulvérisé d'aujourd'hui peuvent être divisées en trois catégories : les centrales électriques à charbon pulvérisé sous-critiques, les centrales électriques à charbon pulvérisé supercritiques et les centrales électriques à charbon pulvérisé ultra-supercritiques. La principale différence entre les trois réside dans la température et la pression auxquelles elles fonctionnent. À mesure que ces paramètres augmentent, l'efficacité de fonctionnement de la chaudière augmente également.
En outre, différents types de charbon (comme le charbon indien ou le charbon indonésien) seront utilisés dans différentes installations pour améliorer l'efficacité en raison de leurs différents pouvoirs calorifiques. Tout cela montre que la technologie du charbon pulvérisé continue d’évoluer et continue de jouer un rôle important dans la production d’énergie.Le rendement des centrales sous-critiques est d'environ 37 %, tandis que le rendement des centrales supercritiques peut atteindre 40 % et le rendement des centrales ultra-supercritiques se situe entre 42 % et 45 %.
Autres applications de la technologie du charbon pulvérisé
Outre les centrales électriques, la technologie du charbon pulvérisé trouve des applications dans d’autres domaines, tels que les locomotives à vapeur et les navires marchands. En 1929, l'American Bureau of Shipping a évalué un navire marchand nommé Mercer qui utilisait une chaudière à charbon pulvérisé, et les résultats ont montré que son efficacité opérationnelle atteignait 95 % de celle du mazout. L’utilisation du charbon pulvérisé comme combustible améliore non seulement l’efficacité opérationnelle, mais est également plus compétitive que la combustion du pétrole.
Perspectives futures
Avec la prise de conscience croissante de la protection de l’environnement et l’essor des énergies renouvelables, la technologie du charbon pulvérisé sera confrontée à de nouveaux défis à l’avenir. Cependant, de nombreux experts estiment toujours que l’efficacité et la faisabilité de la technologie du charbon pulvérisé lui confèrent une importance stratégique à court terme. Comment utiliser de manière continue et efficace cette technologie sur la voie du développement durable sera une question urgente qui devra être résolue à l’avenir.
Par conséquent, dans le contexte de la transformation énergétique mondiale, nous devons nous demander si la technologie du charbon pulvérisé peut s’adapter aux futurs besoins énergétiques et aux défis de protection de l’environnement, et continuer à briller dans le cadre des nouvelles politiques énergétiques ?
