A0507 016 0000 H3 001 D A Manuel Formation [PDF]

Zitiervorschau

A0507 – Massé #1

Manuel de formation

IKN GmbH Ingenieurbüro-Kühlerbau-Neustadt Mittelstraße 4-5 31535 Neustadt, Germany

Phone: +49 5032 895-0 Fax:

+49 5032 895-195

Email: [email protected] www.ikn.eu

Table des matières 3.1

3.2

3.3

3.4 3.5

3.6 4.1 4.2

Groupe hydraulique ....................................................................................8 3.1.1 Description du système...............................................................8 3.1.2 Système d'entraînement de grille .............................................17 Système hydraulique ................................................................................19 3.2.1 Contrôle de pression .................................................................19 3.2.2 Contrôle de positionnement du vérin ........................................21 Sections de refroidissement .....................................................................23 3.3.1 Système KIDS ...........................................................................24 3.3.2 Section de la grille pendulaire ...................................................25 3.3.3 Surface ventilée ........................................................................26 3.3.3.1. Buses soufflantes à effet Coanda du système KIDS ................26 3.3.3.2. Buses soufflantes à effet Coanda de la section pendulaire du refroidisseur ..............................................................................27 Concasseur à rouleaux ............................................................................29 Extracteur tubulaire de poussière (ou système TDE) ..............................32 3.5.1 Généralités ................................................................................32 3.5.2 Description ................................................................................32 3.5.3 Construction et fonction ............................................................32 3.5.4 Points de lubrification ................................................................34 Ventilateurs fournissant l'air de refroidissement (ne relevant pas de la fourniture IKN) ..........................................................................................35 Description du système ............................................................................36 Remarques concernant les menus ..........................................................37 4.2.1 Fenêtres des modes Affichage et Modification .........................38

Tableaux Table 1.

Tableau des données de conception des ventilateurs .............................35

Illustrations Fig. 1.

Vue d'ensemble du refroidisseur pendulaire IKN .......................................7

Fig. 2.

Groupe hydraulique ....................................................................................9

Fig. 3.

Pompes du système d'entraînement de grille ............................................9

Fig. 4.

Bloc de commande des pompes ..............................................................10

Fig. 5.

Refroidisseur huile / eau...........................................................................11

Fig. 6.

Panneau de commande hydraulique (HCB) ............................................12

Fig. 7.

Cuve à huile hydraulique de capacité env. 1 000 l ..................................13

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Fig. 8.

Indicateur de température d'huile et de niveau d'huile .............................13

Fig. 9.

Filtre à huile, avec système de surveillance continue de pression différentielle ..............................................................................................14

Fig. 10.

Vanne manuelle de pompe et détecteur de proximité .............................14

Fig. 11.

Capteur de température d'huile et de niveau d'huile (analogique) ..........15

Fig. 12.

Détecteur de débit d'eau ..........................................................................16

Fig. 13.

Panneau de commande locale avec panneau d'interface opérateur intégré ..................................................................................................................16

Fig. 14.

Vérin hydraulique .....................................................................................17

Fig. 15.

Soupapes de décharge de pression ........................................................18

Fig. 16.

Vanne directionnelle 4/3 proportionnelle ..................................................18

Fig. 17.

Vérin hydraulique du système d'entraînement de grille ...........................19

Fig. 18.

Manomètre raccordé au vérin pour indication de la pression de service .20

Fig. 19.

Accumulateur de pression du circuit principal de pression ......................22

Fig. 20.

Bloc de sécurité ........................................................................................23

Fig. 21.

Effet Coanda ............................................................................................24

Fig. 22.

Représentation schématique du système KIDS ......................................25

Fig. 23.

Vue en coupe transversale d'une poutre de grille au niveau de l'admission du refroidisseur (rangées 1 à 6) ...............................................................27

Fig. 24.

Construction d'une buse soufflante à effet Coanda installée au niveau de la grille pendulaire ....................................................................................28

Fig. 25.

Vue après montage d'une buse soufflante à effet Coanda installée dans la section de la grille pendulaire ...................................................................28

Fig. 26.

Concasseur à 4 rouleaux avec transmissions et moteurs .......................29

Fig. 27.

Interrupteur de proximité de la régulation de vitesse ...............................30

Fig. 28.

Dispositif hydraulique de levage ..............................................................31

Fig. 29.

Panneau de commande du concasseur (recommandé, hors fourniture IKN) ..................................................................................................................32

Fig. 30.

Station d'entraînement de l'extracteur tubulaire de poussière (TDE) ......33

Fig. 31.

Chaîne transporteuse ...............................................................................33

Fig. 32.

Station de mise en tension .......................................................................34

Fig. 33.

Vue de dessus du convoyeur à chaîne ....................................................34

Fig. 34.

Points de lubrification : station d'entraînement (gauche) station de mise en tension (à droite) ......................................................................................34

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Fig. 35.

Panneau d'interface opérateur MP 277 ...................................................36

Fig. 36.

Fenêtre du mode Affichage ......................................................................38

Fig. 37.

Fenêtre du mode Modification ..................................................................39

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Préambule L'installation d'un refroidisseur pendulaire IKN dans la Cimenterie de Massé nécessite que le personnel du site s'adapte à la technologie de ce type de refroidisseur à mouvement alternatif. Le présent Manuel de formation a vocation à servir de référence et de support aux personnels du site dans leurs tâches quotidiennes sur les nouveaux équipements du refroidisseur pendulaire IKN. Ce manuel contient non seulement des informations fondamentales mais aussi des photographies des composants principaux du nouveau refroidisseur IKN de Massé ou des photographies d'installations IKN similaires. La Partie I de ce manuel propose une vue d'ensemble générale des principales pièces d'équipement nécessaires à l'exploitation du Refroidisseur pendulaire IKN dans la Cimenterie de Massé mais aussi un panorama de leurs différentes fonctions. La Partie II du manuel a pour objet d'aider à la formation des opérateurs et des préposés du site dans l'utilisation de ce nouveau refroidisseur pendulaire IKN dans la Cimenterie de Massé. La Partie III du manuel fournit des informations concernant la structure et les fonctionnalités de l'installation électrique prévue pour le nouveau refroidisseur pendulaire IKN dans la Cimenterie de Massé. Toutes les informations afférentes à l'ingénierie (telles que interverrouillages, fiches techniques, définition des interfaces, intervalles de maintenance, lubrifiants adéquats, références des pièces détachées, etc.) sont fournies dans les Manuels IKN dédiés à l'Exploitation, à l'Entretien, à la Maintenance et aux Pièces de rechange. Tous les paragraphes, sous-paragraphes et points figurant dans ce manuel doivent être considérés d'un point de vue d'ensemble et ne doivent pas être appréhendés comme un listage numérique strict de tous les composants. Pendant toute la phase de construction et d'installation, un Superviseur IKN sera présent sur site. Il supervisera la construction et répondra à toutes les questions suscitées par l'installation. Dans un but de facilitation des formations pratiques, il est recommandé de permettre l'accès régulier des personnels de l'usine au site de construction, voire d'autoriser leur participation à l'installation des éléments ci-après : • Installation de la structure mobile et de la structure fixe • Installation des poutres de grille, des buses soufflantes à effet Coanda, des parois latérales et des joints d'étanchéité • Installation du concasseur à rouleaux • Installation du bouclier thermique • Installation et essai des équipements électriques

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Pendant la phase de mise en route et de mise en service, un technicien IKN spécialisé dans la mise en service des installations sera présent sur site. Il répondra à toutes les questions qui se feront jour lors du déroulement effectif de la mise en service.

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Partie I – Vue d'ensemble générale du refroidisseur pendulaire IKN Dans un refroidisseur à mouvement alternatif, le processus de refroidissement du clinker est basé sur l'utilisation d'une grille ventilée au niveau de laquelle les nodules de clinker sont refroidis par insufflation d'air de refroidissement selon le principe d'un courant transversal. Cette grille ventilée résulte de l'assemblage de plaques de grille sur des poutres installées à égales distances. A sa sortie du four, le clinker tombe sur la grille ventilée. Un système appelé KIDS assure une répartition uniforme et une bonne homogénéisation du matériau sur toute la surface de la grille de façon à garantir une bonne aération du lit de clinker. Une poutre de grille sur trois étant animée d'un mouvement alternatif, le clinker est ainsi véhiculé et avance tout le long du refroidisseur. L'oscillation de la grille est caractérisée par un mouvement lent vers l'avant puis une rétraction rapide. Les mouvements de la grille sont imprimés par des vérins hydrauliques actionnés par un groupe hydraulique dédié. Le mouvement contrôlé des poutres de grille nécessite qu'elles soient suspendues sur un châssis mobile mis en mouvement par une unité d'entraînement. L'étendue globale de la fourniture IKN en ce qui concerne le refroidisseur pendulaire se compose : 1.

d'un système KIDS (ou système d'admission et de répartition du clinker)

2.

d'un système LPS (ou système pendulaire linéaire)

3.

d'une grille pourvue de buses soufflantes à effet Coanda

4.

d'une hotte de four

5.

d'un groupe hydraulique permettant l'entraînement de la grille grâce à un vérin hydraulique

6.

d'un extracteur tubulaire de poussière (ou système TDE)

7.

d'un concasseur à rouleaux

Le mouvement d'avant en arrière du vérin hydraulique déclenche le mouvement alternatif du châssis mobile. Le groupe hydraulique (5) génère et contrôle la pression nécessaire au déplacement des pistons du vérin hydraulique. Le châssis mobile est mis en suspension par le biais du système pendulaire linéaire (LPS) (2). Le clinker passe d'abord dans la section occupée par le système KIDS (1), qui en garantit la bonne répartition avant son transfert sur la grille proprement dite. Des plaques munies de pales (3) garantissent l'aération transversale du lit de clinker. Aussitôt après avoir quitté le process de refroidissement, le clinker tombe dans le concasseur à rouleaux (7), qui a pour fonction de réduire la taille de la couche et des mottes de clinker. Les débris de clinker qui tombent en dehors et au travers de la grille sont collectés dans des trémies situées en dessous de la grille. Ils sont ensuite transportés jusqu'à une station d'évacuation grâce à l'extracteur tubulaire à poussière (ou PHDTDE) (6).

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Fig. 1.

Vue d'ensemble du refroidisseur pendulaire IKN

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Partie II - Formation destinée à l'opérateur

3.1

Groupe hydraulique

3.1.1

Description du système Toutes les références de codes-pièces figurant dans le texte ci-après sont à rapprocher du Schéma hydraulique du système d'entraînement de grille figurant en annexe (plan A05070161400D3020D). Le groupe hydraulique est assemblé sur skid. Il est composé des éléments suivants : • 2 pompes dédiées au système d'entraînement de grille, plus une pompe servant d'équipement de réserve ; 180 l/ min, 75 kW, 400 V, 50 Hz, préfabriquées avec flexibles, tuyaux et câblages électriques ; régulées par convertisseur de fréquence cuve de 1 000 l contenant l'huile hydraulique 

avec vanne manuelle d'ouverture/ de fermeture



thermomètre pour température de l'huile hydraulique



indicateur de niveau de remplissage

Filtre à huile doté d'un dispositif de surveillance continue d'état de fonctionnement Système de refroidissement d'huile par eau, 60 l/ min, min. 2 bars, max. 30°C Panneau de commande locale (LCB) Instruments de contrôle – avec indication des défauts au niveau du panneau de commande locale et de la salle de commande centrale 

Surveillance continue du positionnement par détecteur de proximité au niveau des vannes manuelles de la cuve à huile



Température d'huile



Capteur de niveau d'huile



Détection du débit d'eau dans le circuit de refroidissement



Surveillance continue des vannes des pompes

Le panneau d'interface opérateur est situé dans le panneau de commande locale installé au voisinage immédiat du vérin hydraulique.

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Fig. 2.

Groupe hydraulique

Seule une des deux pompes dédiées au système d'entraînement de grille (GD-P1 ou GD-P2, code-pièce 12.1) fonctionne. L'autre pompe reste en réserve. Tous les trois mois, veillez à interchanger le rôle des deux pompes de façon à ce qu'elles restent toutes deux pleinement opérationnelles.

Fig. 3.

Pompes du système d'entraînement de grille

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Les deux pompes dédiées au système d'entraînement de grille sont raccordées à un même bloc de commande (code-pièce 14.4) qui comporte les dispositifs suivants : des clapets anti-retour (code-pièce 14.1) montés en aval des raccordements des flexibles de pression (ils permettent de démonter la pompe de réserve pendant le fonctionnement du système d'entraînement de grille et ce, sans perdre d'huile) une soupape de décharge de pression à clapet électrique (code-pièce 14.2) (elle est ouverte par l'API lorsque la pression dans le système dépasse 210 bars). Cette soupape a également pour fonction de protéger le système contre les surpressions. La pression d'ouverture est réglée à 220 bars. un transducteur de pression (code-pièce 14.3) (il mesure la pression réelle de service PWORK et l'envoie à l'API pour affichage au niveau du panneau d'interface opérateur). des manomètres (code-pièce 13.10) (ils indiquent la pression de service et la pression au niveau de chaque pompe).

Fig. 4.

Bloc de commande des pompes

Le groupe hydraulique est conçu pour fonctionner dans une plage de températures allant de 5 à 60°C. La température de l'huile hydraulique à l'intérieur de la cuve est contrôlée en permanence à l'aide du capteur de températures. L'huile est chauffée pendant le fonctionnement des pompes du système d'entraînement de grille. Si la température de l'huile vient à dépasser la plage de températures de service précédemment mentionnée, le refroidisseur huile / eau situé dans la tuyauterie de retour est mis en marche.

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Fig. 5.

Refroidisseur huile / eau

Si la température de l'huile est trop élevée, l'huile est refroidie en procédant de la manière suivante : Le moteur (code-pièce 15.1) de la pompe de circulation d'huile (code-pièce 15.2) est mis en marche. L'électrovanne directionnelle 2/2 (code-pièce 15.9, OC-Y2) située dans la conduite d'eau s'ouvre. L'huile provenant de la cuve et des pompes du système d'entraînement de grille circule au travers du refroidisseur huile/ eau (code-pièce 15.3) puis retourne vers la cuve. Si le débit d'eau est trop faible, le détecteur de débit d'eau (code-pièce 15.10) envoie un signal à l'API. Si la température de l'huile est trop basse, l'huile est chauffée en procédant de la manière suivante : Le moteur de l'une des deux pompes dédiées au système d'entraînement de grille (GD-P1 ou GD-P2, code-pièce 12.2) est mis en marche. L'électrovanne GD-Y1 s'ouvre, c.-à-d. la soupape de décharge de pression (codepièce 14.2) est ramenée à pression atmosphérique. En s'écoulant, l'huile provenant de la cuve est confrontée à la faible résistance des soupapes de décharge de pression. La chute de pression provoque l'échauffement de l'huile. L'huile retourne dans la cuve.

Les différents éléments contrôlés depuis le panneau de commande hydraulique (HCB) sont :

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Fig. 6.

Panneau de commande hydraulique (HCB)

a)

Température de l'huile et niveau d'huile

Le transducteur de température est en fait un appareil analogique de mesure de températures. Les valeurs mesurées sont contrôlées en permanence par l'API afin d'obtenir 8 points de commutation. Les valeurs de ces points de commutation sont saisies lors de la mise en service, par le biais du panneau d'interface opérateur (pour une description détaillée, reportez-vous au chapitre Panneau d'interface opérateur).

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Fig. 7.

Cuve à huile hydraulique de capacité env. 1 000 l

Fig. 8.

Indicateur de température d'huile et de niveau d'huile

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Fig. 9.

Filtre à huile, avec système de surveillance continue de pression différentielle

Fig. 10. Vanne manuelle de pompe et détecteur de proximité

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Fig. 11. Capteur de température d'huile et de niveau d'huile (analogique) Le transducteur de niveau qui surveille en permanence (code-pièce 13.7) le niveau de remplissage de la cuve est situé dans le même logement que l'appareil de mesure de températures (code-pièce 13.6). La valeur effective de mesure du niveau d'huile est envoyée à l'API sous la forme d'un signal analogique. Ce signal est surveillé en permanence par l'API de façon à analyser les pertes d'huile en fonction du temps et à obtenir 4 points de commutation. Les valeurs de seuil de niveau bas seront saisies par la suite depuis le panneau d'interface opérateur (pour une description détaillée, reportez-vous au chapitre Panneau d'interface opérateur). b)

Surveillance continue du filtre à huile

Chaque cartouche filtrante est dotée d'un système de surveillance continue d'état de son fonctionnement en la forme d'un pressostat différentiel (code-pièce 13.2) directement connecté à l'API. Si la cartouche filtrante actuellement opérationnelle est bouchée, la pression différentielle dans le filtre augmente. Dès que la pression atteint 1,5 bar, le pressostat s'ouvre. La pression réelle est indiquée par un manomètre situé au niveau du filtre. c)

Surveillance continue de vanne de pompe

Chacune des vannes des pompes dédiées au système d'entraînement de grille est équipée d'un système de surveillance continue de vanne de pompe (pour codepièce 17.1) en la forme d'un détecteur de proximité (code-pièce 17.7). Les détecteurs inductifs de proximité sont normalement ouverts. Leur état est contrôlé en permanence par l'API. Une pompe hydraulique ne peut être mise en fonctionnement que si la vanne de pompe correspondante est complètement ouverte. La poignée permet d'actionner le détecteur de proximité.

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d)

Détecteur de débit d'eau

Un détecteur de débit d'eau (code-pièce 15.10) est monté dans la tuyauterie d'alimentation du refroidisseur à eau. Si le débit passe en dessous d'un certain seuil (à définir lors de la mise en service), ce détecteur envoie un signal à l'API.

Fig. 12. Détecteur de débit d'eau

Fig. 13. Panneau de commande locale avec panneau d'interface opérateur intégré

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3.1.2

Système d'entraînement de grille La grille pendulaire est mise en mouvement par le vérin du système d'entraînement de grille. Des soupapes de décharge de pression (codes-pièces 44.57 et 44.58) sont montées sur ce vérin. Leurs pressions sont respectivement ajustées à 350 et 240 bars. Ces soupapes sont situées du côté piston (A) et du côté tige (B) respectivement et permettent le raccordement du vérin au circuit de la cuve (T). Elles protègent le vérin des chocs de pression qui peuvent se produire en cas d'arrêt brutal du vérin (par exemple en cas d'arrêt d'urgence). Une vanne directionnelle 4/3 proportionnelle (code-pièce 43.2) est également installée sur le dessus du vérin. Elle permet de contrôler le mouvement du vérin. Elle est en fait constituée : d'une vanne principale (dont le piston actionne le vérin) d'un système de mesure de déplacement d'électrovanne (qui détecte la position du piston de la vanne principale) d'une soupape pilote qui contrôle la vanne principale grâce à un circuit d'huile de commande d'un module électronique qui commande la soupape pilote.

Fig. 14. Vérin hydraulique

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Fig. 15. Soupapes de décharge de pression

Fig. 16. Vanne directionnelle 4/3 proportionnelle

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3.2

Système hydraulique

Fig. 17. Vérin hydraulique du système d'entraînement de grille 3.2.1

Contrôle de pression La pompe doit fournir la pression requise au niveau du vérin. La pression est ajustée grâce à une boucle de régulation. Lors de chaque course du vérin, la pression de service est maintenue constante en procédant de la manière suivante : La pression réelle de service mesurée par le transducteur de pression (code-pièce 14.3) est comparée par l'API à la valeur prédéfinie. L'API sollicite le convertisseur de fréquence jusqu'à ce que la valeur prédéfinie ait été atteinte.

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Fig. 18. Manomètre raccordé au vérin pour indication de la pression de service Au démarrage du système hydraulique, la valeur de consigne initiale par défaut pour la pression de service est la valeur max. de pression. Cette valeur est ensuite réduite/ adaptée étape par étape en procédant de la manière suivante : Deux transducteurs de pression (code-pièce 49.2) sont montés sur le vérin, de même qu'un manomètre (code-pièce 49.1) indiquant la pression PP dans le système à proximité du vérin. L'un des deux transducteurs de pression mesure la pression côté piston PA ; l'autre mesure la pression côté tige PB. Ces deux mesures de pression sont relevées en continu par l'API. A chaque fin de course du vérin, la valeur min(PA, PB) la plus basse est comparée aux seuils saisis depuis le panneau d'interface opérateur : min(PA, PB) > SEUIL HAUT : la valeur prédéfinie pour la pression de contrôle PLS est diminuée d'un incrément équivalent à la valeur PHASE NORMALE saisie depuis le panneau d'interface opérateur. SEUIL BAS BAS < min(PA, PB) < SEUIL BAS : la valeur prédéfinie pour la pression de contrôle PLS est augmentée d'un incrément équivalent à la valeur PHASE NORMALE saisie depuis le panneau d'interface opérateur. SEUIL BAS < min(PA, PB) < SEUIL HAUT : la valeur prédéfinie pour la pression de contrôle PLS reste inchangée. min(PA, PB) < SEUIL BAS BAS : la valeur prédéfinie pour la pression de contrôle PLS est augmentée d'un incrément équivalent à la valeur PHASE D'URGENCE saisie depuis le panneau d'interface opérateur.

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3.2.2

Contrôle de positionnement du vérin La valve proportionnelle fonctionne en boucle de régulation fermée. Dans cette boucle, le système de mesure de déplacement détecte la position effective du piston de la vanne principale. Le module électronique de commande de vanne compare ensuite la position relevée à la valeur prédéfinie indiquée par le module de positionnement linéaire. Si ces valeurs diffèrent, les électrovannes de la soupape pilote sont sollicitées par le module électronique de commande de la vanne, ce qui modifie la quantité d'huile de commande X qui atteint la vanne principale. La position du piston de la vanne principale change selon que l'apport en huile provoque une accumulation (P) ou une réduction de pression (T) du côté piston (A) ou du côté tige (B) du vérin, respectivement. Le fonctionnement de la boucle de régulation est basé sur les éléments suivants : un clapet anti-retour (code-pièce 44.59) qui empêche l'huile de sortir de l'accumulateur de pression de 2,5 l (code-pièce 41.9) et de s'écouler à l'intérieur du circuit de pression, dans l'éventualité où la pression de service tomberait en dessous de la valeur de pression établie pour l'accumulateur de pression. un accumulateur de pression externe (code-pièce 41.9) situé dans le circuit d'huile de commande qui maintient la pression d'huile de commande contante. un robinet d'étranglement ajustable (code-pièce 41.41) qui relie l'accumulateur de pression (code-pièce 41.9) au circuit de la cuve (T) et est utilisé pour vider l'accumulateur de pression lorsque le système est hors fonctionnement. Pendant le fonctionnement, il doit être fermé. Le module électronique de commande de vanne concernant le code-pièce 43.2 est intégré à une boucle de régulation de niveau supérieur. La vitesse d'oscillation de la grille est sélectionnée depuis la salle de commande centrale puis envoyée par l'API au contrôleur de mouvement d'axe. Ce contrôleur de mouvement d'axe calcule le profil de vitesse et sollicite le module électronique de commande de vanne en conséquence. Les retours d'informations provenant du contrôleur de mouvement d'axe sont fournis par un transducteur de déplacement (code-pièce 44.64) intégré au vérin. Le contrôleur de mouvement d'axe calcule la vitesse réelle à partir de ce signal et, le cas échéant, corrige la sollicitation de la vanne. L'accumulateur de pression de 32 l (code-pièce 41.4) est relié au circuit de pression. Il a pour fonction de cumuler la quantité d'huile nécessaire au fonctionnement de la pompe dédiée au système d'entraînement de grille. Il fournit également l'huile nécessaire au fonctionnement du vérin du système d'entraînement de la grille.

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Fig. 19. Accumulateur de pression du circuit principal de pression Cet accumulateur de pression est équipé d'un bloc de sécurité (code-pièce 41.7) composé : d'une soupape de décharge de pression, à pression ajustée à 280 bars d'une vanne à boisseau sphérique située au niveau du raccordement de l'accumulateur au circuit de pression. Pendant le fonctionnement, cette vanne à boisseau sphérique doit être ouverte. d'un robinet d'étranglement ajustable permettant la purge de l'accumulateur situé dans le circuit de la cuve. Pendant le fonctionnement, ce robinet d'étranglement doit être fermé. Un manomètre (code-pièce 41.39) est monté sur l'accumulateur de pression de 32 l (code-pièce 41.4). Il a pour fonction d'indiquer la pression d'azote. Lors du fonctionnement, si la pression de service devient supérieure à la pression d'azote, le manomètre indique alors la pression de service.

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robinet d’étranglement ajustable soupape de décharge de pression

clapet de décharge de pression déclenché électriquement Fig. 20. Bloc de sécurité

3.3

vanne à boisseau sphérique

Sections de refroidissement Le refroidisseur pendulaire IKN est divisé en deux sections : la zone d'admission et de répartition du clinker (KIDS) la zone d'oscillation de la grille pendulaire. La zone occupée par le système KIDS est constituée de rangées de poutres stationnaires. Dans la zone occupée par la grille pendulaire, deux rangées fixes de poutres alternent avec une rangée mobile. Dans chacune des deux sections, l'aération du clinker se fait selon une orientation horizontale grâce à des buses soufflantes à effet Coanda. Ces buses soufflantes à effet Coanda captent l'air de refroidissement arrivant par le dessous de la plaque et le transforment en jets d'air puissants. La haute vélocité de l'air et l'orientation horizontale des jets permettent une diffusion maximum de l'air à l'intérieur du lit de clinker. Les fentes étroites, inclinées dans le sens de transport du clinker, accentuent la puissance des jets d'air et leur confèrent une forte pression dynamique. Cette pression dynamique limite la diffusion des jets d'air, qui restent proches de la surface des buses soufflantes.

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Fig. 21. Effet Coanda Le phénomène d'effet Coanda tient son nom du scientifique roumain qui l'a découvert. Si l'on considère une surface de grille d'ouverture équivalente à 2,5 %, le flux d'air de refroidissement qui arrive à 1 m/s au niveau du plancher de la grille est converti par l'effet Coanda en jets d'air à 40 m/s à diffusion limitée à la surface de la grille. Un fort débit d'air, orienté dans le sens de transport du clinker, arrive directement au niveau du plancher de la grille. Complètement balayée par le souffle d'air, la surface de chaque buse soufflante à effet Coanda est efficacement refroidie. En fonctionnement normal, les températures mesurées sont comprises entre 40 et 50°C. Des types différents de buses soufflantes à effet Coanda sont utilisés selon qu'elles doivent être utilisées dans telle ou telle section du refroidisseur. Le principe de fonctionnement reste cependant toujours le même sur toute la longueur du refroidisseur. La conception et les dimensions des buses soufflantes varient en fonction de la section du refroidisseur dans laquelle elles doivent être installées et en fonction du type d'aération recherché (poutres de grille ou compartiments).

3.3.1

Système KIDS Le système KIDS est utilisé pour homogénéiser le lit de clinker avant qu'il ne soit refroidi sur la grille mobile. Le système KIDS a également pour fonction de répartir uniformément le clinker chaud sur la grille pendulaire située immédiatement en aval. Etrécie par des digues latérales en matériau réfractaire, la section d'entrée du système KIDS se compose de 6 rangées fixes de poutres. L'air de refroidissement est fourni par des ventilateurs de refroidissement et est insufflé à l'intérieur des poutres de grille du système KIDS. Les trois premières rangées de la grille sont ventilées par un seul et même ventilateur de refroidissement. Le débit global d'air généré par ce ventilateur est subdivisé en étant canalisé dans des conduites en forme de Y équipées de volets déflecteurs situés de part et d'autre (à gauche et à droite) des trois premières rangées. Le réglage de ces volets déflecteurs devra être défini lors de la mise en service. Le système

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KIDS a également pour fonction d'ajuster la distribution en air en fonction de la résistance du lit de clinker (selon que les particules de clinker sont plus fines ou plus grossières). Le tuyau de raccordement de la première rangée est doté de mécanismes d'ajustement de volet, qui peuvent influencer la distribution d'air en fonction du point de dépôt du clinker. Les rangées suivantes de poutres de grille du système KIDS sont elles aussi ventilées par un seul et même ventilateur. De cette manière, la ventilation peut être ajustée en fonction de la résistance du lit de clinker (selon que les particules de clinker sont plus fines ou plus grossières).

Fig. 22. Représentation schématique du système KIDS La section occupée par le système KIDS présente une inclinaison à 15°. Le transport du clinker se fait par gravité et par aération horizontale. Des canons à air sont situés au-dessus des digues latérales en matériau réfractaire et de la surface de la grille. Ces canons à air ont pour fonction de détruire les mottes et les croûtes de clinker qui se forment sur le dessus du système KIDS et que la simple gravité ne suffit pas à faire se déplacer vers la section de la grille pendulaire. Des thermocouples sont installés dans certaines buses soufflantes à effet Coanda afin de mesurer la température effective au niveau des buses. 3.3.2

Section de la grille pendulaire La section occupée par la grille a pour fonction de refroidir le clinker (pour l'amener à sa température finale) et de le transporter tout le long du refroidisseur. Cette section du refroidisseur présente une inclinaison à 2°.

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Les buses soufflantes à effet Coanda sont fixées sur les poutres de grille au moyen de griffes en Y. Une rangée de poutres sur trois est connectée au châssis mobile et est animée d'un mouvement d'avant en arrière. Des thermocouples sont installés dans certaines buses soufflantes à effet Coanda afin de mesurer la température effective au niveau des buses. La section du refroidisseur occupée par la grille pendulaire est subdivisée en divers compartiments. Chaque compartiment est entièrement clos et ventilé grâce à un ventilateur de refroidissement unique et dédié. L'étanchéité en partie basse de chaque compartiment est assurée par le système d'évacuation pneumatique des trémies (ou PHD). En partie supérieure, l'étanchéité est assurée par scellement des parois latérales contre la surface de la grille. Dans le sens d'écoulement du clinker, l'étanchéité est assurée par les parois de compartiments, étant donné que la section supérieure de chaque compartiment fait saillie entre deux rangées fixes de poutres et qu'elle sert de support au joint à labyrinthe qui s'installe sur le pourtour du châssis mobile. L'étanchéité du corps du refroidisseur est assurée par scellement des joints d'étanchéité latéraux contre la surface de la grille. Ces joints d'étanchéité latéraux sont posés sur les parois latérales et sont recouverts sur le dessus par les digues latérales en matériau réfractaire. 3.3.3

Surface ventilée Tous les détails concernant la surface soumise à ventilation sont indiqués sur le plan A05070160000D3005D.

3.3.3.1.

Buses soufflantes à effet Coanda du système KIDS Différents types de buses soufflantes à effet Coanda sont installés dans la section occupée par le système KIDS, nommément : rangées 1 à 3 : buses soufflantes à effet Coanda et buses à clé rangées 4 à 6 : buses soufflantes à effet Coanda et buses à clé six buses soufflantes à effet Coanda munies de thermocouples afin de mesurer la température au niveau des buses soufflantes. Etant donné que les buses soufflantes à effet Coanda du système KIDS se chevauchent, elles doivent être installées en commençant par la toute dernière rangée (celle qui se situe le plus en dessous). De façon à prévenir toute fuite d'air, un ruban d'étanchéité en céramique doit être installé sur le pourtour de la face de contact des buses soufflantes à effet Coanda avec l'intérieur de chaque poutre de grille et de la laine de roche doit être installée entre les poutres de grille. Dans une même rangée, les buses soufflantes à effet Coanda sont préassemblées en blocs au moyen de tirants qui en traversent les parois latérales. Ces blocs de buses contiennent aussi des buses à clé, qui garantissent une bonne fixation des buses à effet Coanda sur les poutres de grille. Les buses à clé utilisées dans la section occupée par le système KIDS sont munies de griffes en I. A la différence des buses soufflantes à effet Coanda normales, ces buses à clé présentent sur leurs deux côtés des rainures en forme de peigne. Ces rainures facilitent le démontage des blocs de

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buses à effet Coanda puisqu'elles évitent de devoir désassembler la rangée tout entière.

Fig. 23. Vue en coupe transversale d'une poutre de grille au niveau de l'admission du refroidisseur (rangées 1 à 6) 3.3.3.2.

Buses soufflantes à effet Coanda de la section pendulaire du refroidisseur Les buses soufflantes à effet Coanda situées dans la section de la grille pendulaire sont vissées les unes aux autres par leurs côtés. Les buses soufflantes à effet Coanda situées sur l'extérieur de la rangée fixe sont vissées aux parois latérales. Les buses soufflantes à effet Coanda sont livrées sous forme de kits. Chaque kit se compose d'un certain nombre de buses soufflantes à effet Coanda individuelles vissées ensemble. Les pales des buses soufflantes à effet Coanda situées sur l'extérieur doivent être retirées avant de procéder au montage des kits.

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Fig. 24. Construction d'une buse soufflante à effet Coanda installée au niveau de la grille pendulaire

Fig. 25. Vue après montage d'une buse soufflante à effet Coanda installée dans la section de la grille pendulaire

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3.4

Concasseur à rouleaux Le concasseur à rouleaux a pour fonction de concasser le clinker en aval du process de refroidissement. Le clinker tombe sur le concasseur à rouleaux situé en sortie du refroidisseur. Les particules fines de clinker passent entre les rouleaux et tombent directement dans le système d'évacuation du clinker. Les particules plus grossières de clinker restent dans le concasseur pour y être broyées.

Fig. 26. Concasseur à 4 rouleaux avec transmissions et moteurs Le concasseur à rouleaux comporte quatre rouleaux. Chaque rouleau est constitué d'anneaux broyeurs. Chaque rouleau est entraîné par un entraînement séparé (motoréducteur à engrenage conique, avec réducteur planétaire). Pour des questions de surveillance continue et de régulation de la vitesse, des palettes de commutation sont montées à l'extrémité de chaque axe de rouleau, de façon qu'elles viennent passer devant un interrupteur de proximité. Six impulsions doivent être comptabilisées par tour.

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Fig. 27. Interrupteur de proximité de la régulation de vitesse Les paliers à roulements sphériques des rouleaux sont graissés par un système de lubrification centralisée. La température de chaque palier à roulements sphériques est mesurée grâce à un thermomètre à résistance muni d'un transducteur. Le panneau de commande du concasseur est installé à proximité du concasseur à rouleaux. Lors des interventions de réparation ou de maintenance, le concasseur peut être levé ou abaissé grâce à un dispositif hydraulique de levage. Il peut ensuite être déplacé et sorti de sa position de fonctionnement.

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Fig. 28. Dispositif hydraulique de levage En mode automatique, le concasseur est contrôlé par l'API. En mode local il est contrôlé depuis le panneau de commande du concasseur. Le panneau de commande du concasseur est situé à proximité du concasseur. Pour permettre l'exploitation locale, le SNCC doit préalablement avoir envoyé un signal d'activation locale.

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Fig. 29. Panneau de commande du concasseur (recommandé, hors fourniture IKN)

3.5

Extracteur tubulaire de poussière (ou système TDE)

3.5.1

Généralités

3.5.2

Description La poussière de clinker causée par les mouvements de criblage de la grille est collectée dans des trémies. Les extracteurs tubulaires véhiculent la poussière et l'amènent jusqu'au système de transport du clinker. Des sondes de niveau installées sous la grille surveillent en continu l'accumulation de poussière. Lorsqu'un seuil prédéfini pour l'accumulation de poussière est atteint, une alarme est envoyée au SNCC. Un extracteur tubulaire est en fait un tuyau dans lequel court une chaîne à maillons continus (ce tuyau permet un transport aller et retour). Des disques de diamètre légèrement inférieur au diamètre interne de la tuyauterie véhiculent le matériau à l'intérieur du tuyau. Ils sont installés à intervalles réguliers sur la chaîne transporteuse. Des ouvertures sont ménagées sur le dessus du tuyau pour s'adapter à la position de chacune des trémies. Le matériau tombe par ces ouvertures dans le tuyau de l'extracteur. Il est entraîné tout le long du tuyau par les disques, au fur et à mesure de leur avancée dans l'extracteur. L'extracteur tubulaire est entraîné par un motoréducteur (station d'entraînement). Des interrupteurs de proximité installés dans la station de mise en tension surveillent en continu le mouvement et l'allongement de la chaîne. Un détecteur de fin de course permettant de détecter les sauts de la chaîne est installé au niveau de la station d'entraînement. Il se déclenche si la chaîne saute et se détache du pignon conique. La vitesse de la chaîne est de 0,08 m/s.

3.5.3

Construction et fonction L'extracteur tubulaire est constitué des sous-ensembles suivants : Station d'entraînement

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Fig. 30. Station d'entraînement de l'extracteur tubulaire de poussière (TDE) Tuyauterie Chaîne transporteuse

Fig. 31. Chaîne transporteuse Station de mise en tension

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Fig. 32. Station de mise en tension

Fig. 33. Vue de dessus du convoyeur à chaîne 3.5.4

Points de lubrification

Fig. 34. Points de lubrification : station d'entraînement (gauche) station de mise en tension (à droite)

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3.6

Ventilateurs fournissant l'air de refroidissement (ne relevant pas de la fourniture IKN) L'air de refroidissement est de l'air ambiant qui sera refroidi et délivré par 9 ventilateurs. Le système KIDS sera alimenté en air par les ventilateurs n°1 et n°2 en se basant sur le principe d'une aération directe via les conduites. La section du refroidisseur occupée par la grille mobile sera également ventilée. Chacun des compartiments situés sous la grille sera équipé d'un ventilateur distinct. Les ventilateurs seront alimentés en air de refroidissement selon un débit régulé. Chaque ventilateur est équipé d'un débitmètre d'entrée à venturi étalonné et d'un transducteur de débit. La régulation du débit d'air de refroidissement s'opère en modifiant la vitesse de rotation des moteurs des ventilateurs. La pression statique de chaque ventilateur sera mesurée par des transmetteurs de pression situés dans la conduite de sortie de chaque ventilateur.

Table 1. Tableau des données de conception des ventilateurs

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Partie III – Installation électrique SIEMENS S7- 300

4.1

Description du système Le système de contrôle du refroidisseur est basé sur l'utilisation d'un API Siemens API S7-300 équipé d'un processeur et de modules distants numériques et analogiques d'entrée et de sortie destinés au contrôle et à la surveillance continue du groupe hydraulique, de la température et de la pression de l'huile et du concasseur à rouleaux. Ce système de contrôle est également équipé d'un contrôleur de mouvement d'axe servant au contrôle du système d'entraînement de grille, d'un panneau d'interface opérateur MP277 et de panneaux de commande locale.

Fig. 35. Panneau d'interface opérateur MP 277 L'API communique avec le panneau d'interface opérateur via Profibus. La connexion des données est automatiquement établie après que l'alimentation électrique ait été mise en marche. Le panneau d'interface opérateur est installé à proximité de l'entraînement de grille. Il sert d'interface entre le contrôle de processus et l'opérateur. Il présente plusieurs avantages. Il permet notamment de visualiser rapidement les états de fonctionnement et les messages de défauts. Il permet également une exploitation simple de toutes les fonctions de commande et de paramétrage pour chacun des sous-ensembles du refroidisseur mentionnés ci-dessous : entraînement de grille plaques de grille La configuration du panneau d'interface opérateur permet un affichage sous la forme de menus principaux, de sous-menus, d'états de fonctionnement et de fenêtres de

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commandes et de paramètres. L'écran de démarrage est l'écran CONTROLE DE GRILLE DE REFROIDISSEUR. Depuis cet écran, il est possible d'accéder aux menus principaux des sous-ensembles du refroidisseur et aux fenêtres de messages de défauts en utilisant les touches de fonction F.

4.2

Remarques concernant les menus Pour une bonne illustration des fonctions de commande de l'entraînement de grille, il faut nécessairement que le groupe hydraulique fonctionne et qu'il délivre une pression suffisante au niveau des vérins. Il est possible d'accéder aux écrans listés dans la Fig. en utilisant les touches de fonctions F correspondantes. Les touches de fonction F servent également à la saisie de toutes les données. Un petit nombre de ces écrans n'est consultable qu'en saisissant un mot de passe (par le biais des touches numériques puis touche Entrée). Plusieurs mots de passe sont fournis. A ces mots de passe sont associés des niveaux d'accès différents : 1. Paramètres de processus 2. Paramètres du contrôleur de mouvement d'axe 3. Fonctions ayant une incidence sur la sécurité Les mots de passe de niveau supérieur incluent de fait tous les droits d'accès accordés par les autres mots de passe de niveaux inférieurs. Un mot de passe reste valide 5 minutes à compter de la dernière saisie sur le panneau d'interface opérateur. Les valeurs saisies ne doivent pas être modifiées sans l'assentiment d'IKN. Les touches de fonction F1 à F12 sont pourvues de DEL. Lorsqu'une touche de fonction F est active sur l'écran, la DEL correspondante est allumée. Tout appui sur une touche de fonction non active ne déclenche aucune réponse. Les touches de fonction F13 à F20 ne sont pas pourvues de DEL. Les messages s'affichent dans chaque écran sur une seule ligne. Tous les messages effectifs s'affichent dans l'écran "ALL MESSAGES" (Tous les messages). Les écrans permettent la visualisation : d'affichages numériques d'affichages texte d'un bouton-poussoir d'un bouton-poussoir maintenu enfoncé d'une liste de sélection : Un élément peut être choisi parmi plusieurs sélections en utilisant les touches de fonction F réservées à cet effet à l'écran.

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4.2.1

Fenêtres des modes Affichage et Modification

Fig. 36. Fenêtre du mode Affichage Un petit nombre d'écrans sont consultables à la fois en mode Affichage et en mode Modification. A titre d'exemple, la Fig. sur cette page représente une fenêtre en mode Affichage. En mode Affichage, il est possible de visualiser les valeurs effectives paramétrées pour l'API. Les valeurs apparaissant encadrées en mode Affichage sont modifiables depuis le mode Modification. "ACTIVATE EDIT MODE" (F5) (ACTIVER LE MODE DE MODIFICATION) La touche F5 permet de sélectionner le mode Modification (pour exemple, reportezvous à la figure ci-après).

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Fig. 37. Fenêtre du mode Modification Les valeurs susceptibles d'être modifiées en mode Modification apparaissent en cyan. Les valeurs peuvent être modifiées étape par étape, en restant à l'intérieur de plages déterminées. Chaque modification sera précédée d'une vérification de plausibilité (par ex. seuil bas < seuil haut). Il est impossible de saisir une valeur si celle-ci n'est pas conforme aux conditions. "SELECT VALUE" (F6, F8) (SELECTIONNER UNE VALEUR) Les touches F6 et F8 permettent de sélectionner une valeur (repérée par une surbrillance noire clignotante). "CHANGE VALUE" (F15 à F20) (MODIFIER UNE VALEUR) Les touches F15 à F20 permettent de modifier une valeur. La valeur est modifiée par application de l'incrément différentiel spécifié par la touche de fonction correspondante enfoncée. "SAVE EDITS" (F7) (SAUVEGARDER LES MODIFICATIONS) La touche de fonction F7 clôt la saisie de la valeur. Toutes les valeurs indiquées à l'écran sont aussitôt transférées à l'API. Le mode Modification est ensuite abandonné et le mode Affichage restauré. "CANCEL EDITS" (F9) (ANNULER LES MODIFICATIONS) La touche F9 permet d'annuler la saisie de la valeur. Le mode Modification est ensuite abandonné et le mode Affichage restauré. "BACK TO DEFAULTS" (F11) (RETABLISSEMENT DES PARAMETRES PAR DEFAUT)

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La touche F11 permet de restaurer toutes les valeurs par défaut. Les valeurs par défaut indiquées à l'écran sont aussitôt transférées à l'API. Le mode Modification est ensuite abandonné et le mode Affichage restauré. Pour de plus amples informations concernant le panneau d'interface opérateur du modèle de refroidisseur IKN installé, référez-vous au MANUEL IKN, chapitre "Panneau d'interface opérateur".

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Annexe

Numéro de plan

Désignation

A05070161400D3020D

Schéma hydraulique d'entraînement de grille

A05070160000D3005D

Modèle de plaque de grille

du

système

Statut de révision du document Date

Révision

Remarques

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Document créé le

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First issue Description

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Material:

DIN ISO 2768 mK DIN ISO 13920 AE DIN ISO 2310 IA DIN ISO 29692 DIN EN 25817 C -

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Date

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pendulum cooler - schematic

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