Etude des transferts thermiques et calcul des pertes d’énergie

Historique de Holcim

Maroc – Ci-dessous quelques dates clés du développement de Holcim au Maroc : 1972. Les gouvernements marocain et algérien décident de construire une cimenterie à Oujda, sous le nom de la Cimenterie Maghrébine (CIMA). Son capital social est de 75 millions de dirhams, réparti à égalité entre l’Office pour le Développement Industriel (ODI) et la SNMC, organismes représentant respectivement le Maroc et l’Algérie. Le projet CIMA fut mis en veilleuse et placé sous administration provisoire à cause du retrait algérien de l’opération en 1975. 1976 : L’ODI crée une société nouvelle dénommée Cimenterie de l’Oriental (CIOR) qui reprend les actifs de la CIMA avec pour objet la réalisation d’une cimenterie dans la région d’Oujda. 1979 : Holcim Maroc, 30 ans au service de la construction du Maroc. AR Mise en service de l’usine d’Oujda qui démarre avec une capacité de production de 1,2 millions de tonnes par an. 1980 : Installation à Fès d’un centre d’ensachage d’une capacité de 500 000 T /an. 1982 :Installation à Casablanca d’un centre d’ensachage d’une capacité de 350 000 tonnes par an. 1985 : Création de Ciments Blanc du Maroc à Casablanca. 1989 : Installation d’un centre de broyage à Fès d’une capacité de 350 000 T/an. 1990 : Début des travaux pour la réalisation d’une ligne complète de production de clinker à Fès et lancement de l’activité BPE avec l’installation d’une première centrale à béton à Fès. 1993 : Démarrage de l’unité de Fès portant la capacité de production globale à 1,9 million de tonnes par an. Prise de contrôle majoritaire du capital de la CIOR par Holcim Ltd dans le cadre du programme de privatisation. 1997 : Installation d’une centrale à béton à Rabat et d’une autre à Casablanca. 1999 : Construction d’une seconde centrale à béton à Casablanca. Mise en service d’un centre de broyage et d’ensachage à Nador. Mise en service des installations de valorisation de combustibles de substitution à l’usine de Fès Ras El Ma, d’une troisième centrale à béton à Casablanca et d’une autre à Nador. 2001 : Certification ISO 9 001 et ISO 14 001 de la cimenterie de Fès. 2002 : Changement de l’identité visuelle: CIOR devient Holcim Maroc. Démarrage de la nouvelle activité granulats (Benslimane). Début des investissements relatifs à la réalisation du dispositif industriel de Fès . Certification ISO 9 001 et ISO 14 001 de la cimenterie d’Oujda.

Le concassage :

– En vue d’optimiser et faciliter le stockage et la manutention des matières premières, les blocs extraits au niveau de la carrière sont introduis dans un concasseur pour réduire leur dimensions.

– Le concasseur a pour rôle de réduire la taille des rochers jusqu’à un diamètre moyen de 10 cm. Au niveau du concasseur, les matières premières sont mélangées dans des proportions bien déterminées.

– Pour réduire la taille des blocks, le concassage soumet les matières premières à des efforts impact, de cisaillement ou de compression. Le type du concasseur est choisi en fonction du procédé de concassage adopté par la cimenterie.

– Ce concasseur est constitué de deux rotors, chaque rotors contient 18 marteaux et il peut traiter jusqu’à 400 tonnes par heure.

– La matière sortant du concasseur est acheminée vers un hall de stockage par un convoyeur à bande. ӀӀ.1.3)

– Transport des matières premières

– Le transport et la manutention des matières premières est assuré par des engins mécaniques (pelles mécaniques, chenilles, camions bennes, …) et des équipements de manutention. Les engins mécaniques sont utilisés lors des phases d’extraction et d’alimentation du concasseur et pour le transport des ajouts. Les équipements de manutention (bandes, aéroglisseurs, élévateurs, …) sont utilisés après l’opération de concassage pour transporter les différentes matières entre hall de stockage et les différents installations de l’usine.

CONCLUSION

Dans le cadre de notre projet de fin d’étude, l’enjeu crucial que représente l’amélioration des performances du four rotatif de cuisson du ciment, dans l’industrie cimentière, nous a amené à faire un suivi de la consommation d’énergie thermique, et la mise en place d’un tableau de bord. en étudiant : les paramètres process : la puissance de moteur de l’élévateur, les différentes dépressions, Ampérage du moteur du four, BZT, BET , le taux d’oxygène, etc…., et aussi les paramètres qualité : LSF, MAF, MS, F- et la finesse du crû, enfin les paramètres maintenance au niveau du four étudié : MTBF, MTTR, la Disponibilité, et à analyser les données : les fourchettes de chaque paramètre, tout en évitant les valeurs où on est hors la marche idéale, faire une étude de l’épaisseur d’isolant (la laine de verre), et à présenter les principales causes de la surconsommation qui sont : augmentation de LSF, MAF, MS, la finesse du crû, et aussi la diminution de la Fluorine (F-), les pertes par paroi, et s’assurer de la production d’une manière permanente. Nos solutions proposées sont comme suit :

Solutions efficientes pour réduire au maximum les pertes engendrées par les différentes sources de la surconsommation calorifique et Solution d’optimisation obtenue grâce à :

Un suivi quotidien standard des paramètres importants dans l’objectif de suivre leurs évolution.

Un revêtement en isolant thermique (la laine de verre) bien approprié avec une épaisseur bien étudiée.

Enfin on arrive à mettre en place d’un tableau de bord clair, qui regroupe les différentes paramètres avec leurs bornes, les objectifs de chaque paramètre, on arrive aussi à diminuer les pertes thermiques, du coup on diminue la CCS, qui est l’objectif principal de la société.

Finalement, nous considérons notre stage comme un apport totalement bénéfique pour nous sur les plans humains et techniques car il nous a permis de contribuer à résoudre des problèmes réels de l’industrie.

Table des matières

Introduction générale
Chapitre Ӏ : Entreprise et procédé de fabrication du ciment
A-Présentation de l’entreprise
Ӏ. Présentation de Holcim
Ӏ.1)- Introduction
Ӏ.2)- Présentation
Ӏ.3)- Holcim
Ӏ.4)-Implantation
Ӏ.5)- Situation de la cimenterie Holcim dans le marché national
Ӏ.6)-Fiche signalétique
Ӏ.7)-Historique
ӀӀ. Présentation
ӀӀ.1). Situation géographique et accessibilité
ӀӀ.2). Activités
ӀӀ.3). Organigramme interne de la société
B-Procédé de fabrication du ciment
Ӏ. Généralités
Ӏ.1)- Définition du ciment
Ӏ.2)- Types du ciment
Ӏ.3)- Les différentes voies de production du ciment
ӀӀ. Description du Procédé utilisé
ӀӀ.1)- Etape 1: Préparation des matières premières
ӀӀ.1.1)- La carrière
ӀӀ.1.2)- Le concassage
ӀӀ.1.3)- Le Transport des matières premières
ӀӀ.2 Etape 2: Homogénéisation et broyage du cru
ӀӀ.2.1)- Pré-Homogénéisation
ӀӀ.2.2)- Dosage crû
ӀӀ.2.3)- Broyage du crû
ӀӀ.2.4)- Dépussièrage
ӀӀ.3 Etape 3: Production du Clinker (ligne de Cuisson)
ӀӀ.3.1)- Tour de préchauffage
ӀӀ.3.2)- Four rotatif
ӀӀ.3.3)- Refroidisseur
ӀӀ.4 Etape 4: Mouture du ciment et expédition
ӀӀ.4.1)- Silos à clinker
ӀӀ.4.2)- Broyage du ciment
ӀӀ.4.3)- Ensachage et expédition
Chapitre ӀӀ : Paramètres de suivi des performances du four
Ӏ.Introduction
Ӏ.1)- Définition des paramètres
Ӏ.2)- Mesure des paramètres
Ӏ.3)- Les intentions de suivi du four
ӀӀ. Paramètres process
ӀӀ.1)- Température de la zone de cuisson (BZT)
ӀӀ.2)- Température à l’amont du four (BZT)
ӀӀ.3)- Concentration d’oxygène dans les gaz de combustion
ӀӀ.4)- Débit farine
ӀӀ.5)- Tirage dans le four
ӀӀ.5.1)- Paramètres secondaires
ӀӀ.6)- Débit des combstibles injectés au four
ӀӀ.7)- Vitesse du four
ӀӀӀ. Paramètres qualité
ӀӀӀ.1)- Facteur de Saturation en Chaux (FSC)
ӀӀӀ.2)- Module Silicique (MS)
ӀӀӀ.3)- Module Alumini Ferrique (MAF)
ӀӀӀ.4)- La Fluorine
ӀӀӀ.5)-Finesse du crû
ӀV. Paramètres maintenance
ӀV.1)- MTBF (Mean Time Between Failures)
ӀV.2)- MTTR (Mean Time To Repear)
ӀV.3)- Disponibilité
Mise en place du tableau de bord
V.1)- Exemples de suivi des paramètres du four rotatif
V.2)- Elaboration du tableau de bord
Chapitre ӀӀӀ : Etude des transferts thermiques et calcul des pertes d’énergie
A-Rappels théoriques
Ӏ. Modes de transfert de chaleur
Ӏ.1)- Transfert de chaleur par conduction
Ӏ.2)- Transfert de chaleur par convection
Ӏ.3)- Transfert de chaleur par rayonnement
Ӏ.4)- Flux de chaleur lié à un débit massique
ӀӀ.Les effets de la chaleur sur la matière
ӀӀ.1)- La dilatation et la contraction thermique
ӀӀ.2)- Les changements d’état
B-Calcul des pertes thermiques
Ӏ. Introduction
ӀӀ. Caractéristiques du four et des combustibles
ӀӀ.1)- Caractéristiques du four
ӀӀ.2)- Données thermique
ӀӀ.3)- Pouvoir calorifique des combustibles
ӀӀ.4)- Chaleur spécifique
ӀӀӀ. Calcul des flux de chaleur
ӀӀӀ.1)- Flux de chaleur à l’entrée
ӀӀӀ.2)- Flux de chaleur absorbée
ӀӀӀ.3)- Calcul des pertes par paroi
ӀӀӀ.3.1)- Conduction – Convection
ӀӀӀ.3.2)- Rayonnement
ӀӀӀ.3.2)- Pertes par fumée
ӀӀӀ.4)- Calcul des gains
ӀӀӀ.4.1)- Taux de pertes totale de la chaleur
ӀӀӀ.4.2)- Chaleur absorbée
ӀV). Solution pour diminuer les pertes thermiques
ӀV.1)- Calcul des pertes thermiques avec isolant
ӀV.1.1)- Etude d’épaisseur de l’isolant
ӀV.1.2)- Pertes de chaleur par conduction & convection
ӀV.2)- Calcul de la chaleur totale perdue
ӀV.3)- Calcul des gains
ӀV.3.1)- Taux de pertes totales de la chaleur
ӀV.3.2)- Chaleur absorbée
Conclusion
Bibliographie
Webographie
Annexes

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