La production de l’énergie électrique par les centrales thermiques à flammes

Réalisation de l’automatisme sous STEP7

Cadre du projet

Dans le cadre d’une politique générale adopté par l’ONEE et édifiée sur la satisfaction de la tendance haussière de la demande globale d’énergie électrique, dans les meilleures conditions de coûts et de qualité de service, la DXM s’inscrit dans la perspective d’assurer ce produit et couvrir la demande.
Parmi les projets les plus importants qui ont été lancés dans le sens d’opiner cette politique à long et moyen terme, vient le maintien de la production de façon permanente. Ceci nécessitera une meilleure organisation du milieu de travail et une rapidité de détection de pannes, bien évidemment, la facilité d’intervention.
Afin de bien mener cette croissance, la rénovation de plusieurs systèmes de la DXM était nécessaire notamment le système de ramonage des tranches 1 et 2 qui présente l’objet de ce projet.
Après la réalisation du projet, il est prévu de :
Maintenir la production de l’énergie électrique.
Augmenter le rendement des tranches.
Optimiser le temps de détection des pannes.
La séquence de commande pour le système des ramoneurs a été conçue autour d’une logique câblée fondée principalement sur des relais, notre tâche consiste à rénover le système existant par un système automatisé à base d’un automate programmable industriel.

Cahier de charge

Il est demandé de :
Faire une étude du système existant et identifier ses défaillances.
Proposer et concevoir la solution la plus adéquate.
Elaborer l’automatisation du système selon les critères proposés.
Afin d’optimiser le fonctionnement du système ramonage qui a un rôle primordial dans la continuité de la production.
Mémoire de projet de fin d’étude
Le système de ramonage actuel

Introduction

Une chaudière d’une centrale thermique est un échangeur généralement conçu pour transformer de l’eau en vapeur et délivrer celle-ci à une pression et une température déterminées en utilisant une source de chaleur définie pour fournir de la vapeur nécessaire à la production électrique avec le meilleur rendement possible.
Les dépôts qui se forment sur les surfaces de chauffe des chaudières doivent être régulièrement éliminé ou tout au moins réduits de façon que leur épaisseur ne perturbe pas le fonctionnement de la chaudière.
En effet, ces dépôts provoquent les inconvénients suivants :
Ils diminuent les coefficients de transmission de chaleur donc une baisse de rendement du générateur de vapeur.
Ils diminuent la section de passage des gaz dans les surchauffeurs en augmentant les pertes de charge dans le circuit.
Ils diminuent les échanges thermiques qui peuvent apporter rapidement des limitations aux conditions d’exploitation.
Si par exemple, on laisse se former des dépôts importants sur les parois du foyer, la quantité de chaleur absorbée par les tubes écrans de la chaudière pour un même régime de chauffe diminue, la température des gaz de combustion à la sortie du foyer augmente car les cendres jouent le rôle d’isolant thermique et la température de vapeur surchauffée et resurchauffée ne peut plus être ramenée à la valeur nominale il faut alors limiter la charge.
Enfin, un encrassement trop important du foyer, tel qu’il peut s’en produire avec du charbon qui contient des cendres facilement fusibles peut entraîner la formation de blocs de mâchefers de grandes dimension, qui en se déposant entre les tubes des surchauffeurs peuvent limiter, d’une façon inadmissible, les sections de passage disponibles pour les gaz de combustion. Il faut donc arrêter la chaudière pour enlever ces dépôts manuellement.

Nécessité de ramonage

Le système de ramonage est l’un des systèmes auxiliaires essentiels pour l’exploitation des chaudières au fuel ou à charbon.
Mémoire de projet de fin d’étude
En effet, la quantité de charbon ou fuel envoyé dans la chaudière contient à peu près de 10 à 12 % de cendres et environ de 85 % de cendres sont acheminées par les fumées qui ne participent pas à la combustion et les 15% qui reste se dépose dans le foyer sous forme de mâchefers qui sont évacués et qui ne posent pas de grands problèmes.
C’est pour cela que les deux chaudières à fuel ont besoin d’un système de ramonage efficace pour les parois du foyer, des surchauffeurs et resurchauffeurs et pour le RAR (Réchauffeur d’air rotatif).
Cette opération de ramonage est assurée par l’action mécanique d’un jet de fluide à haute pression, par des appareils appelés : RAMONEURS ou SOUFFLEURS.
Le fluide utilisé à la centrale thermique de MOHAMMEDIA est la vapeur prélevée d’un circuit auxiliaire à 20 bars en 360°C.

Principe de fonctionnement

Les Types des ramoneurs
Rétractile: Usés principalement dans les zones des générateurs ou existent des fumées à haute température. Le mouvement rotatif d’un moteur est transmis à la lance qui a une seule tuyère.
Rotatifs: Caractérisées par une lance à tuyères multiples fixé dans l’intérieur pendant la période d’inactivité est refroidie avec l’air.
Pour les types rotatifs et rétractiles il est possible de prévoir un système automatique avec séquence de commande.
Ramoneurs rétractiles (Type IK)
Cet appareil est utilisé pour nettoyer les faisceaux des surchauffeurs et resurchauffeurs, et le RALJ. Il comporte une lance mobile dont la longueur est égale à la demi-largeur de la chaudière, c’est pour cela que ce type de ramoneur est installé sur les deux faces latérales de la chaudière. Les deux figures suivantes représentent les deux types de ramoneurs installées à la CTM
Partie mécanique
En position repos, la lance mobile se trouve entièrement à l’extérieur de la chaudière.
En fonctionnement, la lance alimentée par la vapeur est actionnée par un moto- réducteur, qui donne un couple à un arbre carré transmettant le mouvement à une chaine qui commande un chariot fixé sur la lance en translation, permettant le mouvement d’avance et de rotation de la lance mobile.
La lance mobile porte à son extrémité des buses de soufflage, l’alimentation par la vapeur est réalisée par une soupape d’admission vapeur qui s’ouvre par un dispositif mécanique monté sur le chariot.
Le jet de vapeur de nettoyage pendant sa rotation et son avancement donne lieu à une hélice couvrant un champ cylindrique.
Soupape de conduite: Le ramoneur possède une soupape commandée mécaniquement adapté pour air comprimé ou la vapeur selon le moyen de soufflage. L’ouverture de la soupape est commandée automatiquement par le mouvement du chariot de souffleur, un pivot réglable en position, montée sur le chariot opère la came et le levier qui ouvre automatiquement la soupape introduisant le moyen de soufflage quand la lance atteint la position de commencement soufflage. La soupape se fermera automatiquement quand le souffleur sera rétracté en position de soufflage fini.
Ensemble chariot : Le chariot commande la lance mobile du souffleur soit en marche avant, soit en marche arrière. Le moteur électrique et le réducteur transmet leur puissance à travers un arbre carré, creux. Le chariot possède deux chaines de transmission : Une chaine de commande fait tourner la lance mobile du souffleur, l’autre chaine fait tourner une roue hélicoïdale et la vis sans fin qui a leur tour agit sur un pignon qui engrène avec une crémaillère en faisant translater le chariot. Le chariot possède 4 roues et 4 galets qui le supportent et la guide sur le plateau de glissement

Table des matières

Abréviations et glossaire
Introduction générale
Chapitre I : présentation de l’ONEE-BE & la DXM
I.Présentation de l’ONEE’BE
1.Présentation
1.1. La production
1.2. Le transport
1.3 La distribution
1.4. Les énergies renouvelables
2. Missions et objectifs
II. Présentation de la CTM
1. Historique de la CTM
2. Fiche signalétique
Chapitre II : La production de l’énergie électrique par les centrales thermiques à flammes
I. Principe de fonctionnement d’une centrale thermique
1. Généralité
2. Combustible liquide
3. Principe de fonctionnement
II. Description de La centrale thermique de Mohammedia
1. Introduction
2. Principe de fonctionnement 22 3. Principe de fonctionnement d’une tranche de la DXM
III. Conclusion
Chapitre III : Le système de ramonage des chaudières à fioul-oïl de la CTM
I. Cadre du projet
1. Cadre du projet
2. Cahier de charge
II. Le système de ramonage actuel
1.Introduction
2. Nécessité de ramonage
3. Principe de fonctionnement
Mémoire de projet de fin d’étude
3.1. Les Types des ramoneurs
3.2. Ramoneurs rétractiles (Type IK)
4. Analyse fonctionnelle
4.1. Bête à corne
4.2. SADT
4.3. Pieuvre
5. Description technique
5.1 Partie mécanique
5.2. Partie électrique
5.3. Principe de nettoyage
5.4. Condition pour la mise en œuvre
6. Dysfonctionnement du système actuel
6.1. Les différentes anomalies
6.2. Conséquences du dysfonctionnement sur le système
III. Conclusion
Chapitre IV : L’automatisme actuel du système de ramonage
I. Généralité
II. Fonctionnement du système
1. Les interrupteurs et boutons poussoir
1.1. Dispositif général de prédisposition « CF »
1.2. Les sélecteurs de marche individuels(C1àC7)
1.3. L’interrupteur « Start » (Début de séquence)
1.4. Interrupteur « recul »
1.5. Interrupteur « Arrêt de séquence »
1.6. Bouton poussoir de mise en marche local « LPF »
1.7. Bouton poussoir de recul «LPR»
1.8. Fin de course d’interbloc de la portière «LSP »
1.9. Les contacteurs des moteurs des ramoneurs « KS »
2. Cycle de fonctionnement
2.1. Fonctionnement automatique
2.2. Fonctionnement manuel
2.3. Fonctionnement local
III.Conclusion
Chapitre V : Rénovation de l’automatisme du système de ramonage
I.Généralité
Mémoire de projet de fin d’étude
1. Automate programmable industriel
2. Types d’automate
3. La gamme simatic S7
4. Choix final de l’automate
4.1. Caractéristique S7-400H
4.2.Constitution
4.3. Principe de redondance
4.4.Périphérie
5. logiciel de configuration
5.1. Généralité sur STEP7
5.2. Editeur de programme
II. Rénovation du système de ramonage
1. Architecture hardware
1.1 Présentation
1.2 Réalisation sur STEP7
2. Programmation du nouvel automatisme du système de ramonage
2.1. Présentation de la solution
2.2. Réalisation de l’automatisme sous STEP7
3. La supervision
3.1. Aperçu sur le logiciel Wincc flexible
3.2. Configuration du panel de supervision
3.3. Le système runtime
III. Etude technico-économique
IV. Conclusion
Conclusion générale
Bibliothèque et webographie
Annexe

Télécharger le rapport complet