"GreenScreens" - Combien coûte réellement un cribleur ?

05.12.2022

Markus Hollbach, RHEWUM Ltd

Outre les coûts d'investissement des machines de criblage, les coûts d'exploitation pluriannuels doivent également être pris en compte lors de la prise de décision. Outre l'entretien inévitable, un facteur de coût important, bien que non évident, est le besoin en énergie du type de crible utilisé. Dans ce qui suit, le coût total de possession des différents types de machines de criblage est pris en compte.

motivation
À une époque où les coûts de l’énergie augmentent généralement, non seulement les coûts des sources d’énergie de base telles que le charbon, le pétrole et le gaz augmentent, mais également ceux des sources d’énergie secondaires telles que l’énergie électrique. Les derniers développements montrent que, notamment en Allemagne, la transition énergétique amorcée entraînera une augmentation disproportionnée des prix de l'électricité, du moins à moyen terme. On peut se demander si l'extraction supplémentaire de gaz de schiste, fréquemment évoquée dans les médias, contrecarrera sensiblement cette tendance des prix. C’est pourquoi les exploitants de centrales devraient généralement tenir compte dès aujourd’hui d’une future augmentation des prix de l’électricité. Il faut donc tenir compte du fait que les biens d’équipement tels que les cribles fonctionnent généralement en continu pendant des décennies. Du point de vue actuel, il est absolument important de prendre en compte l'aspect des coûts d'exploitation à long terme (et donc des coûts énergétiques) pour les nouveaux investissements à venir ainsi que pour le remplacement des installations et composants d'installations existants.
Comment a évolué le prix de l’électricité et comment va-t-il évoluer ?

Bien que la libéralisation des marchés de l'électricité ait fait chuter le prix moyen de l'électricité d'environ 9 ct/kWh à environ 6 ct/kWh entre 1998 et 2000, depuis 2000, le prix de l'électricité a augmenté à environ 15 ct/kWh, soit près de 2.5 fois plus élevé (Fig. 1), et constitue désormais un obstacle à la concurrence dans les secteurs à forte intensité énergétique. Si l’on extrapole l’augmentation des prix des 14 dernières années aux années à venir jusqu’en 2030 (Fig. 2), un prix de l’électricité de 27 ct/kWh est réaliste et aurait alors quadruplé. Étant donné que les cribles sont des biens d'équipement à longue durée de vie, on peut s'attendre à ce qu'un scénario de prix correspondant ne soit pas improbable pour une décision d'investissement actuelle.

Figure 1 : Evolution des prix de l'électricité en Allemagne : Source - Association allemande pour la technologie de l'énergie et de l'eau

Fig. 2 : Prix de l'électricité en Allemagne - extrapolés linéairement en fonction des évolutions récentes

Comparaison de différents types de machines de criblage

Fig. 3 : Classification des machines de criblage

Afin de comparer l'efficacité, on compare des cribles dont le corps de base vibre, tels que des cribles vibrants linéaires, ou des cribles à double fréquence, des cribles plats à mouvements de poussée circulaires, des cribles vibrants elliptiques, appelés ci-après cribles à entraînement indirect. avec des cribles à excitation directe dans lesquels seule la toile de criblage est mise en vibration.

Lors de la séparation de matériaux en vrac, les pertes liées au système doivent toujours être surmontées dans le cadre de la génération de vibrations :

Amortissement du matériau alimenté par friction
Amortissement par toile d'écran
Amortissement par roulements (ressorts, éléments élastiques en caoutchouc, etc.)
Efficacité du variateur (minimisation des pertes liées au système, ≈ 2 - 10 %)

Pertes dues à la boîte de vitesses qu'il faudra éventuellement utiliser
Pertes dues à l'entraînement par courroie trapézoïdale (max. 10 %)
Pertes d'entraînement de l'entraînement électrique (inévitables)

Pertes dues à une utilisation insuffisante des surfaces de la toile de criblage

Le rapport massique entre la quantité de nourriture et la masse vibrante du cribleur est déterminant pour une efficacité énergétique positive, en plus de l'efficacité de l'entraînement. L'efficacité énergétique d'un cribleur peut être déterminée en première approximation par le quotient de la quantité d'alimentation par la puissance installée :

*Aufgabemenge [DE] -> Quantité d'aliment [EN]
Installierte Leistung [DE] -> Puissance installée [EN]
Siebeffizienz [DE] -> Efficacité du tamis [EN]

Une évaluation des déjà fournis RHEWUM Les écrans regroupés par type d'entraînement sont indiqués sur la Fig. 4. Les Fig. Les figures 4a et 4b montrent des conceptions communes du type respectif.

	Machine de criblage à excitation directe	Machine de criblage à entraînement indirect
Rapport des masses accélérées au tamisage	mÉcran+Axes << mAsk	mMachine >> mAtâche
Puissance électrique moyenne installée par unité de criblage	1,8kW	7,0kW
Moyenne de la quantité d'aliment par unité de tamis	Californie. 50 tonnes/heure	environ 100 t/h
Efficacité énergétique moyenne de sept	Californie. 28 t/(kWh)	Californie. 14 t/(kWh)
Rapport écran à entraînement direct/indirect	2,0	1,0

Fig. 4a : Crible à entraînement direct, type RHEsono

Fig. 4b : Crible vibrant linéaire, type RHEox

Fig. 5 : Comparaison des types de machines de criblage en termes d'efficacité et de capacité de criblage

Effets de l'efficacité énergétique sur les coûts d'exploitation

En termes simplifiés, on peut supposer qu'un crible à excitation directe ne génère que 50 % des coûts énergétiques d'un crible à entraînement indirect (conventionnel). Le tableau suivant décrit les économies directes d’énergie à attendre au cours du cycle de vie d’une telle machine de criblage.

Terme (a)	Potentiel d'économies en euros par kW économisé - Scénario prix de l'électricité stable (15.4 ct/kWh)	Potentiel d'économies en euros par kW économisé - scénario prix de l'électricité progressif	Potentiel d'économies réaliste par unité de criblage avec une différence de puissance d'entraînement de 4 à 5 kW
1	dix,--	dix,--	dix,--
3	dix,--	dix,--	dix,--
5	dix,--	dix,--	dix,--
10	dix,--	dix,--	dix,--
15	dix,--	dix,--	dix,--

Base : 8,700 2 heures de fonctionnement par an et évolution des prix comme dans la figure XNUMX

Résumé

Outre les nombreux avantages techniques des cribles à excitation directe, tels que des boîtiers statiques avec raccords à brides fixes, une faible transmission des vibrations dans l'environnement du cribleur, etc., un avantage commercial pour ce type de machine peut être constaté à long terme.

Ce qu’il faut considérer, c’est le coût total du cycle de vie (coût total de possession) plutôt que le coût d’investissement initial qui est souvent pris en compte. Même si les cribles jouent souvent un rôle secondaire dans les besoins énergétiques de l'ensemble des processus de production, la prise en compte de l'efficacité énergétique deviendra également plus importante à l'avenir, d'autant plus qu'il s'agit de biens d'équipement avec un cycle de vie très long. En outre, le remplacement des cribles existants doit également être envisagé, car les cribles à excitation directe sont généralement plus compacts que les machines de conception conventionnelle, en plus du potentiel d'économie d'énergie. Le redressement énergétique amorcé en Allemagne, où les prix de l’énergie devraient continuer à augmenter fortement à l’avenir, impose une telle approche à long terme. Un investissement à première vue avantageux peut devenir coûteux sur tout le cycle de vie de la machine.
Sources

Liste de références RHEWUM Ltd
Bundesverband der Energie- und Wassertechnik : évolution des prix de l'électricité en Allemagne 2000-2014