Chaudières Industrielles : Systèmes de Régulation

Systèmes de régulation des chaudières

• Ce chapitre aborde les systèmes de régulation dans les chaudières industrielles.
• Il couvre le contrôle de la combustion et de la température de la vapeur.
• Ces systèmes permettent un fonctionnement efficace et sécuritaire.

Régulation de la combustion à pression directe

• Un régulateur de pression de vapeur ajuste simultanément les débits de combustible et d'air.
• Le positionnement du registre d'air et l'alimentation en combustible s'effectuent sans mesurer les quantités réelles.
• Le système mesure et compare la pression de la chaudière à une valeur de consigne.
• L'opérateur peut régler le relais de polarisation pour ajuster le rapport combustible-air et l'excès d'air nécessaire selon les charges de la chaudière.

Régulation de la combustion à débit de vapeur-débit d'air

• Les débits de vapeur et d'air sont mesurés et comparés pour optimiser la combustion.
• Un régulateur du rapport débit de vapeur/air ajuste le signal vers le registre à tirage forcé.
• Un transmetteur mesure la pression au foyer et un régulateur ajuste les registres de sortie pour maintenir une pression constante.

Régulation de la combustion à débit de combustible-débit d'air

• Les débits de combustible et d'air sont mesurés directement et convertis en signaux proportionnels.
• Un relais de rapport combustible-air maintient le rapport adéquat entre les deux débits.
• Une analyse des gaz de combustion permet d'optimiser le rendement à diverses charges.
• Le régulateur de pression ajuste les débits selon les variations de pression de vapeur.

Régulation de la combustion à débit d'air-débit de combustible

• Le signal du débit d'air devient le point de consigne pour le régulateur de gaz.
• Un changement de débit de gaz s'ensuit à un changement du débit d'air.
• Un dispositif de sûreté empêche la réduction du débit d'air sous une valeur minimale.
• Le régulateur principal de pression ajuste les débits en fonction des variations de pression de vapeur.

Système de régulation de la combustion à plusieurs éléments

• Ce système ajuste les débits d'air et de combustible selon les variations de pression de vapeur.
• Il maintient un rapport optimal et assure la sécurité.
• Les composants principaux incluent les postes de transfert manuel/automatique extracteurs de racine carrée, relais de sélection basse et haute et un régulateur de pression.
• Il offre un contrôle précis, une meilleure efficacité énergétique et une sécurité accrue comparé aux systèmes simples.

Méthodes de régulation de la température de la vapeur

• La température du foyer, celle des gaz dans le surchauffeur (par convection), la propreté des surchauffeurs et la température de l'eau d'alimentation influencent la régulation.
• Les méthodes utilisées: désurchauffe, recirculation de gaz, dérivation de gaz et brûleurs inclinables pour maintenir une température constante.

Désurchauffe

• Elle contrôle la température de la vapeur en éliminant la chaleur.
• Les types sont: désurchauffeurs à surface (condenseur, à calandre et à ballon) et à contact direct.
• La désurchauffe à contact direct introduit l'eau d'alimentation dans la vapeur surchauffée via une buse de pulvérisation.

Désurchauffeur à contact direct

• L'eau pulvérisée se vaporise, se mélange à la vapeur surchauffée et la refroidit.
• La buse est située dans une section de Venturi pour augmenter la vitesse de la vapeur et l'effet de vaporisation.
• L'eau utilisée nécessite une concentration en matières solides de moins de 2,5 ppm pour éviter les dépôts.
• L'avantage est une action rapide, sensible et peu coûteuse.
• Il est placé entre les étages du surchauffeur pour éviter les températures excessives.

Recirculation de gaz

• Une partie du gaz de combustion est recirculée depuis l'économiseur vers le foyer.
• Cela maintient la température de vapeur à des charges partielles.
• Un ventilateur soutire les gaz à la sortie de l'économiseur et les décharge dans le foyer.
• Le débit accru de gaz favorise un acheminement supérieur de chaleur aux surfaces de convection.

Dérivation de gaz

• La section de convection de la chaudière est séparée en deux ou plusieurs passages parallèles de gaz.
• La proportion de gaz circulant sur le surchauffeur et le réchauffeur peut être ajustée pour réguler la température.
• Des volets au bas de chaque passage modifient la quantité de gaz.
• La maintenance des registres exposés à hautes températures est difficile.

Brûleurs inclinables

• Ils sont conçus pour incliner la flamme vers le haut ou le bas à partir de l'horizontale.
• À charges élevées, ils s'inclinent vers le bas pour réduire l'absorption de chaleur.
• À faibles charges, ils s'inclinent vers le haut pour augmenter la température du gaz vers les sections de surchauffe.
• Avantages : régulation précise, réponse rapide et absence d'oscillation sur une gamme de charges.

Ce chapitre examine les systèmes de régulation des chaudières industrielles, y compris le contrôle de la combustion et de la température de la vapeur. Ces systèmes garantissent un fonctionnement sûr et efficace. Le réglage du relais de polarisation permet d'ajuster le rapport air/carburant.