Équipement de tirage de chaudière(verifier)

Voici des notes d'étude sur le texte fourni :

• Le chapitre porte sur l'équipement de tirage des gaz de combustion des chaudières.

Tirage

• Le tirage est la différence entre la pression atmosphérique et la pression statique des gaz de combustion.
• Cette différence de pression se mesure au niveau du foyer, d'un passage de gaz ou d'une cheminée.

Applications du tirage

• Il existe trois types de tirage : naturel, mécanique et équilibré.

Tirage Naturel

• Un tirage naturel est créé par une cheminée suffisamment haute pour produire la pression différentielle nécessaire.
• Facteurs influençant : température de l'air extérieur (plus l'air est froid, plus le tirage augmente), température des gaz dans la cheminée (plus elle est élevée, meilleur est le tirage), et hauteur de la cheminée (plus elle est grande, plus elle produit de tirage).
• Le tirage naturel est la différence de pression créée par la cheminée.
• La cheminée, la chaudière et l'air extérieur forment un grand tube en U où une branche est la colonne de gaz chaud dans la cheminée et l'autre est la colonne d'air froid.

Tirage Mécanique

• Le tirage mécanique est créé par l'utilisation de ventilateurs mécaniques.
• Ces ventilateurs peuvent pousser l'air et les gaz de combustion dans la chaudière (tirage forcé) ou les aspirer à travers celle-ci (tirage induit).

Tirage Forcé

• Un ou plusieurs ventilateurs créent un tirage mécanique.
• Ils sont généralement commandés par une turbine à vapeur ou un moteur électrique.
• Le ventilateur achemine l'air dans un conduit vers la partie avant du foyer fermé, soumettant ainsi toute l'enveloppe du foyer à une pression positive.
• Le foyer et toutes ses ouvertures doivent être étanches pour éviter les fuites de gaz.
• L'enveloppe doit être suffisamment robuste pour résister à la pression interne.

Tirage Induit

• Un ventilateur est installé dans le conduit de gaz de combustion, entre la chaudière et la cheminée, aspirant les gaz et les poussant vers la cheminée.
• Une pression légèrement inférieure à la pression atmosphérique est ainsi créée dans la chaudière.
• L'enveloppe de la chaudière et les ouvertures doivent être étanchéifiées pour empêcher les fuites d'air.
• Elle doit aussi être suffisamment robuste pour résister à la pression de l'atmosphère.

Tirage Équilibré

• Un système à tirage équilibré utilise une combinaison de tirage forcé et de tirage induit.
• La pression du foyer est maintenue à la pression atmosphérique ou légèrement au-dessous.
• Dans un système à tirage équilibré, l'étanchéité et la robustesse de l'enveloppe du foyer sont moins importantes que dans les systèmes à tirage forcé ou induit.
• Les systèmes à tirage performant exigent l'utilisation de ventilateurs, car les cheminées seules ne suffisent plus pour les chaudières modernes.

Contrôle du Tirage

• Le tirage est mesuré en centimètres de colonne d'eau à l'aide d'un instrument appelé indicateur de tirage.
• Dix centimètres de colonne d'eau équivalent à environ 1 kPa de pression.
• La boîte à vent, le foyer, l'entrée de l'économiseur, l'entrée du réchauffeur d'air et la cheminée sont des endroits habituels pour effectuer une prise de mesure.

Instruments de mesure du tirage

• Les instruments utilisés dans une chaudière pour surveiller l'air/gaz de combustion mesurent le débit, la température et la pression.
• Un manomètre simple pour mesurer le tirage est un tube en U contenant de l'eau.
  • La différence de niveau d'eau entre les deux branches indique la pression du foyer ou le tirage.
• Un indicateur de tirage à diaphragme fonctionne en reliant un diaphragme à une tige poussoir, un ressort d'amplitude et une tringlerie.
• Les changements de tirage déplacent le diaphragme.
• Ces derniers produisent un mouvement proportionnel de la flèche, permettant ainsi de lire la valeur du tirage sur l'échelle graduée en centimètres d'eau.

Contrôle de Tirage Équilibré

• Un ventilateur à tirage forcé contrôle le volume d'air de combustion dirigé vers la chaudière, et est muni de registres à l'entrée contrôlés par un dispositif de commande.
• Un ventilateur à tirage induit sert à retirer les gaz chauds de combustion.
• On règle les deux commandes de registres pour maintenir une pression légèrement négative dans la boîte à feu.

Ventilateurs à tirage

• La plupart des ventilateurs à tirage sont de type centrifuge, avec des ailettes sur un rotor tournant dans un carter en spirale.
• Le ventilateur propulse l'air ou les gaz et le carter recueille et dirige le flux déchargé.

Composants d'un Ventilateur

• Les éléments principaux sont : rotor, ailettes, carter, arbres et paliers.
• Il y a une différence dans les types d'ailettes utilisées pour induire ou forcer le tirage.
• Ailettes profilées utilisées pour l'air propre ou les gaz non corrosifs.
• Ailettes inclinées vers l'arrière pour le tirage forcé.
• Ailettes droites, radiales ou inclinées vers l'avant pour le tirage induit.

Types d'entrées de Ventilateur

• L'entrée simple crée une charge de poussée sur les paliers en déséquilibrant la pression sur la plaque arrière; des aubes d'induction aident à réduire cette poussée.
• L'entrée double équilibre la pression des deux côtés du ventilateur, permettant un fonctionnement presque sans poussée.

Contrôle du rendement d'un Ventilateur

• Trois méthodes de contrôle : contrôle du registre d'entrée, contrôle du registre de sortie, et contrôle à vitesse variable.

Contrôle du registre d'entrée

• Le contrôle du registre d'entrée s'effectue avec des aubes d'entrée, un agencement à entrée double et un registre à persiennes.
• L'air entrant subit une rotation dans la même direction que la roue, ce qui réduit la puissance nécessaire, surtout à faibles charges.
• Ce type de contrôle est plus efficace à des charges partielles.

Contrôle du registre de sortie

• Les registres de sortie étranglent le débit d'air du ventilateur.
• La résistance produite par le registre augmente la pression de fonctionnement du ventilateur, ce qui exige plus de puissance à charges partielles.
• C'est le contrôle le plus simple et le moins cher à installer, mais il exige la plus grande puissance d'admission au ventilateur.

Contrôle à vitesse variable

• Contrôle effectué avec des moteurs à vitesse variable, raccords magnétiques, appareils à commande fluide et turbines à vapeur.
• C'est la façon la plus efficace de contrôler la sortie d'un ventilateur en ce qui a trait à la consommation de puissance.
• Il a des coûts initiaux d'installation plus élevés.

Vérifications lors du démarrage d'un Ventilateur

• S'assurer que tous les débris, outils et chiffons ont été enlevés de la zone immédiate entourant le ventilateur et la commande des registres.
• Faire une vérification visuelle du ventilateur et de la commande, s'assurer que le tamis d'entrée est propre et vérifier le serrage des registres.
• Vérifier l'huile des paliers du ventilateur et de la commande.
• Ouvrir l'eau de refroidissement vers les paliers refroidis à l'eau, chercher toute condition qui pourrait entraver le bon fonctionnement et démarrer le ventilateur, puis procéder aux vérifications initiales et ouvrir les vidanges.

Vérifications lors du fonctionnement d'un Ventilateur

• Vérifier les fuites d'huile, d'eau, d'air et de gaz chauds, écouter les bruits inhabituels et noter les odeurs inhabituelles.
• Vérifier les niveaux d'huile des paliers et tous les indicateurs.
• Toucher les paliers pour vérifier si les températures sont normales et s'il y a présence de vibration.
• Il importe de vérifier la rotation des bagues de graissage.
• Rechercher des conditions inhabituelles fréquemment durant la première heure de marche, puis régulièrement durant le fonctionnement continu.

Boîte à vent et Volets à air

• La boîte à vent est un prolongement des conduits d'air servant de chambre de distribution, située à l'endroit où les brûleurs entrent dans la chaudière.
• Les volets servent à diriger l'air et se divisent en air primaire (pour la combustion initiale) et secondaire (autour de la flamme pour assurer une combustion complète).

Équipement de nettoyage de Particules

• Des polluants solides appelés cendre consistent en matières provenant des combustibles employés dans les centrales thermiques.
• La cendre est présente dans les chaudières à charbon et résulte du soufflage de la suie dans les chaudières à l'huile, mais elle est presque inexistante lors de la combustion au gaz naturel.
• On ne peut empêcher l'admission de la cendre et de la suie, mais on peut empêcher qu'elles n'aillent dans l'atmosphère en utilisant différentes méthodes de nettoyage.

Dépoussiéreur mécanique

• La précipitation est fondée sur le fait qu'une force est produite lorsqu'une particule en mouvement change de vitesse.
• Le courant de gaz chargé de particules subit des changements de vitesse et de direction, ce qui sépare les particules de poussière du flux gazeux.

Dépoussiéreur à cyclone

• Le cyclone combine la vaporisation et le mouvement cyclonique pour séparer les particules.
• Le courant de gaz entre à haute vitesse et crée un tourbillonnement; une vaporisation d'eau change les particules en boue, qui sont séparées du flux gazeux.
• Le dioxyde de soufre (SO2) dans les gaz de combustion peut former de l'acide sulfurique corrosif.

Dépoussiéreur électrostatique

• Le gaz de combustion chargé de poussière passe à travers une électrode de charge.
• Les particules se chargent, sont attirées vers des surfaces collectrices, se fixent aux parois et tombent compactées dans une trémie.
• Des heurtoirs font tomber les particules compactées dans la trémie.
• Les dépoussiéreurs performants permettent une efficacité d'environ 90%, qui peut être réduite par des températures de gaz élevées ou des heurtoirs défectueux.

Dépoussiéreur à tissu filtrant

• Il utilise des sacs filtrants pour capturer les particules de poussière tout en laissant passer les molécules de gaz de combustion via des mailles de tissu de la taille appropriée.
• Un système de heurtoirs ou de jets d'air secoue les sacs afin d'éviter leur obstruction.
• Le tissu filtrant, les buses à air, les colliers de manches, l’air propre, la sortie, la cage de manche, l’indicateur de tirage magnétique, la trémie, le convoyeur à vis, le robinet d’arrêt d’air et les assemblages de filtre sont composantes du dépoussiéreur à tissu filtrant.

Systèmes d'élimination de la cendre

• La cendre est éliminée à travers systèmes hydrauliques ou à eau, systèmes pneumatiques ou à air et systèmes mécanique.
• Le système d'élimination de la cendre utilisé dans une usine dépend de la méthode de chauffe employée et de la taille de l'usine.
• Pour une grand usine, on utilise à la fois des méthodes hydraulique et pneumatique pour éliminer la cendre du foyer et la cendre volante.

Système hydraulique

• Les systèmes hydrauliques utilisent des éjecteurs dans un pipeline fermé pour déplacer un mélange d'eau et de cendre dans un pipeline fermé vers leur zone d'élimination.
• Il s'agit de la méthode la plus courante pour éliminer la cendre de fond.
• Il est composé d'un corps résistants à l'abrasion, une tuyère et d'un diffuseur.

Système pneumatique

• On déplace la cendre dans un courant d'air via la pression en amont ou par un vide en aval.
• L'air est déplacé par la pression en amont ou par un vide en aval
• L'Application la plus courante est de déplacer la cendre volante.
• Un ventilateur aspirant mécanique crée un vide sur le système, du dépoussiéreur au réservoir-tampon de transfert jusqu'à la soute à cendre volante.

Système mécanique

• On utilise des équipements pour l'élimination des solides comme les convoyeurs à raclettes, les raclettes et les bandes transporteuses.
• Agencement utilisé est le convoyeur à raclettes submergées.
• Les raclettes fonctionnent sous le niveau d'eau dans le cendrier de fond; une bande transporteuse assèche le mélange et le transporte vers le broyeur de scorie.

Système d'élimination de la cendre de fond

• On utilise des trémies de type sec ou humique, et ont a une grande variété de conception.
• La cendre est broyée et retirée sèche et est utilisée pour les chaudières dont la production de vapeur dépasse 180Mt/h
• La cendre est refroidi, brisée en petits morceaux et submergée dans un trémie rempli d'eau.

Systèmes de récupération du dioxyde de soufre

• Les systèmes utilisent les épurateurs humides, et les épurateurs sec.
• Les épurateurs humides utilisent une solution de chaux/calcaire pour absorber le dioxyde de soufre présent dans le gaz de combustion.
• Les épurateurs sec utilisent la chaleur du gaz de combustion pour assécher la boue finement atomisée de réactifs alcalins.

Épurateur sec

• Le sont simples à construire, produisent les rejets secs, nécessitent moins d'appareils et sont construit de matériaux moins couteux.
• Du gaz de combustion subit une pulvérisation finement atomisée de boue alcaline.
• Les gouttelettes atomisées absorbent le SO2, alors que les gaz de combustion assèchent la boue en une poudre.
• Une application courante pour les chaudières industrielles ou à usage général.

Réactifs pour l'épuration

• La chaux est le réactif le plus utiliser dans ces systèmes.
• L'usage du calcaire est préférable dans les épurateurs humides car la chaux revient cher
• Les applications est l'usage dans une usine où le réactif revient moins cher, comme les usines qui brûlent du charbon.

Ce chapitre est sur l'équipement de tirage des gaz. Le tirage est la différence entre la pression atmosphérique et la pression statique. Il existe trois types de tirage : naturel, mécanique et équilibré.