Prolongation de la durée de vie des moteurs et réduction des coûts d’exploitation sur un site d’enfouissement de gaz

Contexte

Un site de production d’électricité à partir de gaz de décharge (LFG) exploitant trois moteurs était confronté à des problèmes persistants de contamination au siloxane dans l’alimentation en carburant. Les siloxanes et les COV présents provoquaient une usure importante des moteurs, ce qui entraînait une augmentation des temps d’arrêt, des perturbations opérationnelles et des coûts de maintenance considérables.

Défi

Des niveaux élevés de silicium et d’autres contaminants entraient dans les moteurs, entraînant :

• Une usure accélérée des pistons et des chemises
• Une accumulation importante de cendres dans les chambres de combustion, avec des morceaux de cendres qui se détachent et causent des dommages aux chemises et des défaillances prématurées des têtes.
• Une dégradation de l’huile après seulement 168 heures de fonctionnement, obligeant à des vidanges hebdomadaires
• Une réduction du temps de fonctionnement du générateur en raison de problèmes opérationnels et d’une maintenance non planifiée

Ces problèmes ont entraîné une augmentation des coûts d’exploitation et menacé la fiabilité à long terme du parc de production.

Solution

Le client avait déjà étudié la viabilité financière de la purification au charbon actif, mais ne savait pas si les avantages, tel que la réduction de l’usure, diminution de la maintenance et prolongation de la durée de vie de l’huile, l’emporteraient sur le coût du charbon, les remplacements et l’impact sur l’exploitation.

Un changement dans la direction de l’ingénierie du client a ravivé l’intérêt pour le traitement au charbon actif. Le nouveau responsable de l’ingénierie avait déjà travaillé avec Puragen et comprenait les avantages potentiels de la purification des gaz en amont.

À la suite de discussions avec Puragen, un essai de purification à petite échelle a été lancé pour évaluer pleinement les performances du système sans engagement à long terme. Cette approche de validation du concept a permis de s’assurer qu’il n’y avait pas d’engagement initial sur les volumes de carbone, qu’il n’y avait pas de perturbation opérationnelle et que l’évaluation des avantages était fondée sur des données.

L’essai, qui a débuté en septembre 2025, a porté sur deux filtres mobiles VOCSorber 2-SX, installés sur deux des moteurs à gaz de décharge du site. Les filtres ont été conçus pour éliminer les siloxanes et les NM-VOC du gaz de décharge avant la combustion, avec pour objectif principal de réduire la charge en siloxanes, de prolonger la durée de vie de l’huile et de réduire la dégradation des composants.

Les éléments clés de l’approche de l’essai comprenaient

• Mise en œuvre de la filtration sur charbon en tant qu’étape de pré-nettoyage
• Inspections internes régulières toutes les 1 000 heures pour évaluer l’accumulation de cendres et l’état de la chambre de combustion.
• Contrôle de la durée de vie de l’huile, des niveaux de silicium et de l’usure des métaux.

Résultats

1. Prolongation spectaculaire de la durée de vie de l’huile
   • La durée de vie de l’huile est passée de 168 heures à près de 1 000 heures, soit une amélioration de 6 fois.
   • L’analyse de l’huile n’a révélé aucun signe d’usure métallique accrue, ce qui indique que l’abrasion liée au siloxane a été efficacement réduite.
2. Réduction de l’usure interne du moteur
   • Les inspections de routine aux 1 000 heures ont révélé une réduction significative de l’accumulation de cendres.
   • Aucun gros fragment de cendres ne s’est détaché dans les cylindres, ce qui réduit le risque d’endommagement des chemises et de défaillance prématurée des têtes.
3. Réduction des coûts d’exploitation et amélioration du temps de disponibilité
   
   • La diminution des révisions non planifiées et de l’usure des composants a permis de réduire les dépenses opérationnelles.
   • L’approvisionnement en gaz plus propre a permis de stabiliser les performances des moteurs et d’augmenter la disponibilité de la production d’électricité.

Sur la base des excellentes performances du système d’essai, des plans ont été élaborés pour une solution de purification permanente à grande échelle utilisant un filtre CleanFlo VOCSorber de 30 m³ pour les trois moteurs, garantissant ainsi un gaz toujours plus propre pour l’ensemble du parc de production.

Le système permanent devrait permettre de réduire davantage les coûts d’exploitation et de maintenance et d’améliorer la fiabilité à long terme des actifs, en maximisant le temps de fonctionnement, en minimisant la maintenance et en réduisant le coût total de possession.