Rapport Zina - Version 2013-05-28 [PDF]

Zitiervorschau

Dédicaces A mon cher père Celui qui m’apprit l’alphabet de l’existence, du courage et de l’espoir. Que Dieu vos accorde santé et longue vie et m’aide à être à la hauteur de la confiance que vous m’accordez. A ma chère mère Celle qui m’a comblée de tendresse, d’émotion et de dévouement. Pour sa grande sensibilité, ses sacrifices, sa tendresse et son affectation. Pour la grande joie qu’elle attend de ma réussite. Que cette récolte soit le témoin de ce qu’elle espère de ma personne. A mes chers frères En témoignage de ma profonde gratitude et éternelle reconnaissance pour les sacrifices que vous avez consentis pour mon éducation et ma réussite. Votre amour, votre soutien, vos encouragements et vos précieux conseils ont toujours éclairci mon chemin. A toute ma famille A tous mes amis A tous ceux qui m’aiment A tous ceux qui m’ont aidée A ceux qui sont présents et qui je ne peux citer et à tous ceux qui sont absents et que je n’ai jamais oubliés. Qu’ils trouvent ici ma reconnaissance et ma gratitude pour leur sincère et solide amitié, À vous tous.

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REMERCIEMENTS Avant tout développement sur cette expérience professionnelle, il apparaît opportun de commencer ce rapport de stage par des remerciements, à ceux qui m’ont beaucoup appris au cours de ce stage, et même à ceux qui ont eu la gentillesse de faire de ce stage un moment très profitable. Je tiens à exprimer mes sincères remerciements à l’ensemble de l’équipe de SITEX qui m’a intégrée avec gentillesse et bonne humeur. Je remercie la direction de SITEX pour m’avoir donné l’occasion de passer mon stage au sein de cette société industrielle des textiles. Je remercie mon encadreur madame RADHOUANE Amina, maitre-assistante à l’ISSATS pour m’avoir aidée à mettre le premier pas dans ma spécialité avec autant d’attention et de compréhension. Je tiens à remercier également Mr MEMMI Ramzi, responsable de l’atelier des chaudières pour sa collaboration et son intérêt, qu’il n’a cessé de m’accorder durant toute la période du stage. Mes remerciements vont aussi à ma famille pour son encouragement et soutien inconditionnels, ainsi qu’à mes amis de classe avec qui j’ai passé une année riche en travail et en émotions. J’adresse enfin mes remerciements les plus sincères à Messieurs le directeur de et le secrétaire général de l’ISSATS ainsi qu’à tous les enseignants et le personnel administratif qui nous ont assuré une bonne qualité d’enseignement dans de bonnes conditions.

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SOMMAIRE Dédicaces................................................................................................................................... i Remerciements................................................................................................................... ii Sommaire ......................................................................................................................... iii Liste des Figures .................................................................................................................v Liste des Tableaux..............................................................................................................vi nomenclature .................................................................................................................... vii Introduction Générale ..........................................................................................................1 CHAPITRE 1:

Entreprise D’accueil ...................................................................................2

Introduction .............................................................................................................................2

I. 1.1

Secteur d’activité de l’entreprise :.....................................................................................2

1.2

Présentation de l’entreprise : ............................................................................................2

1.2.1

Atelier de teinture ........................................................................................................2

1.2.2

Atelier d’ourdissage ......................................................................................................3

1.2.3

Ateliers d’encollage .......................................................................................................3

1.2.4

Ateliers tissage .............................................................................................................3

1.2.5

Ateliers de finissage......................................................................................................3

1.2.6

Ateliers de la visite finie ...............................................................................................3

1.2.7

Ateliers de l’empaquetage.............................................................................................4

1.2.8

Atelier mécanique.........................................................................................................4

1.2.9

Atelier de stockage........................................................................................................4

1.3

Conclusion.........................................................................................................................4

CHAPITRE 2:

Le Stage ...................................................................................................6

2.1

Introduction ......................................................................................................................6

2.2

Différentes étapes du stage...............................................................................................6



La première partie : visite des lieux .....................................................................................6



La deuxième partie : calcul ...................................................................................................6

iii

2.3

Mission du stage ...............................................................................................................7

2.4

Bilan et suggestions ..........................................................................................................8

2.5

Conclusion.........................................................................................................................8

CHAPITRE 3:

Tâche Réalisée ..........................................................................................9

3.1

Introduction ......................................................................................................................9

3.2

La première partie : Présentation de la chaudière à vapeur ............................................9

3.2.1

Définition et fonctionnement ........................................................................................9

3.2.2

Composition de la chaudière.......................................................................................10

3.2.3

Conception ..................................................................................................................16

3.3

Deuxième partie : combustion ........................................................................................18

3.3.1

Définition ....................................................................................................................18

3.3.2

Les réactifs :................................................................................................................19

3.3.3

Produits de la combustion .........................................................................................22

3.4

Partie3 : Calcul du rendement et étude du diagramme d’Ostwald ................................26

3.4.1

Rendement de combustion..........................................................................................27

3.4.2

Rendement utile .........................................................................................................29

3.4.3

Rendement saisonnée .................................................................................................30

3.4.4

Etude sur le diagramme d’Ostwald ............................................................................31

3.5

Conclusion.......................................................................................................................32

Conclusions et Perspectives ................................................................................................ 33 Bibliographie .................................................................................................................... 34

iv

LISTE DES FIGURES Figure 1 : organigramme de la société SITEX............................................................ 5 Figure 2: schéma des composants de la chaudière .................................................. 11 Figure 3 : perte de bruleur ......................................................................................... 12 Figure 4 : bruleur gaz modulant ................................................................................ 12 Figure 5 : chambre de combustion ............................................................................. 13 Figure 6 : échangeur ................................................................................................... 13 Figure 7 : deux réservoirs ........................................................................................... 14 Figure 8 : collecteur de vapeur................................................................................... 15 Figure 9 : ventilateur et cheminé .............................................................................. 16 Figure 10 : plan de la chaudière ................................................................................ 17 Figure 11 : les entrés du bruleur ............................................................................... 19 Figure 12 : poste de détente ....................................................................................... 19 Figure 13 : chronogramme de l’installation de gaz ................................................. 21 Figure 14 : Evolution du contenu des fumées avec l'excès d'air [%] de combustion ........... 22 Figure 15 : chronogramme de l’installation de l’eau................................................ 25 Figure 16 : chronogramme de l’installation de vapeur ............................................ 26 Figure 17 : image test ................................................................................................. 28 Figure 18 : diagramme d’Ostwald ............................................................................. 31

v

LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : les composantes de la chaudière ............................................................ 17 Tableau 2 : calcul de rendement utile ....................................................................... 30 Tableau 3:calcul du rendement saisonné .................................................................. 31

vi

NOMENCLATURE

Notation

Désignation

Unité

Rendement de combustion

%

Température fumées Température ambiante de la chaufferie %

La teneur en

des fumées

Facteur dépendant du type de combustion

% Sans unité

Rendement calculé par la formule

%

Rendement prend par la testo

%

Rendement utile d’une chaudière

%

Puissance contenue dans le combustible

kW

Puissance utile de la chaudière

kW

Pourcentage de réduction

%

Nombre totale d’heures de saison de chauffage

h

Nombre d’heures de fonctionnement du bruleur durant l’année

h

Rendement saisonnée

%

vii

Calcul de rendement de la chaudière

Introduction Générale

INTRODUCTION GENERALE La place réservée à la maitrise de l’énergie, dans les programmes de formation universitaire n’a cessé de croître au cours de ces dernières années. Pour suivre cette évolution, une part importante de notre enseignement a été dédiée à la thermique. Ceci est d’autant plus important que le présent rapport traite des chaudières à vapeur. J’ai eu l’occasion de considérer la chaudière à vapeur traitée dans ce rapport à l’occasion de mon stage de fin d’études, effectué au sein de la société textile SITEX, de Ksar Helal. Ce stage a été l’occasion de tester et surtout mettre en pratique l’ensemble de mes connaissances dans le domaine de l’énergétique. Dans une première partie de ce rapport, j’ai commencé par introduire l’entreprise d’accueil en présentant son champ d’activité ainsi que l’organisation de son personnel et de ses différents ateliers. Dans un deuxième temps, je suis passée à l’analyse de mon stage, en relatant l’ensemble des tâches communes que j’ai eu à faire au sein de l’entreprise afin de comprendre les différents procédés mis en jeu lors de son fonctionnement. J’ai particulièrement fait attention aux équipements énergétiques afin de vérifier certaines de mes connaissances ou simplement els mettre en pratique à l’échelle pratique. Les différentes interventions avec l’équipe de maintenance ont été particulièrement intéressantes et bénéfiques. J’ai enfin développé un troisième chapitre où j’ai parlé avec de plus amples détails des chaudières à vapeur : leur composition, leur mode de fonctionnement, comment veiller à leur bon fonctionnement et préserver leur longévité, etc. Pour caractériser le bon fonctionnement de la chaudière justement, j’ai eu à calculer le rendement de la combustion associée : rendement classique, utile et saisonné. J’ai enfin utilisé le diagramme d’Ostwald, combiné aux conditions fournies par l’entreprise pour vérifier si elles correspondent bien à un fonctionnement satisfaisant de la chaudière.

Stage de Fin d’Etudes

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[Mazhoud Zina]

Chapitre 1 : Entreprise d’accueil

[Calcul de rendement de la chaudière]

CHAPITRE 1: ENTREPRISE D’ACCUEIL I.

Introduction

SITEX, la société industrielle des textiles créée le 7 janvier 1977 restriction de la Sogitex. Dispose d’une usine de filature à Sousse et d’une usine de tissage, teinture et finissage à ksar Hallal, spécialisée dans la production du tissu denim.

1.1 Secteur d’activité de l’entreprise : Cette entreprise ayant une superficie totale de 270067m, 17610m pour l’usine de Ksar Hallal et 9361m pour l’usine de Sousse .On fabrique dans ces usines une vaste gamme de tissu denim principalement pour l’exploration destinée à

la

confection de jeans et des divers habillement sport wear les opération de la société. L’opération de la société se déroule dans la cadre d’une convention de la coopération technique et commercial avec Swift textiles. SITEX occupe une meilleure place auprès de l’autre entreprise vue les nombreux prix nationaux qu’elle reçue : 

Prix national du meilleur exporté tunisien en 1984



Prix pour la protection de la nature et de l’environnement en 1999



Prix de meilleur fournisseur de denim à levis en 1995

1.2 Présentation de l’entreprise : La SITEX est composée de plusieurs ateliers

1.2.1 Atelier de teinture L’atelier d teintures est composé de deux salles contenants les trois machines de teinture, un magasin ou se fait stockage des produits chimique et câble

non

teints, trois cuisine ou les préparent les recettes de teinture et un laboratoire de contrôle des paramètres.

Stage de Fin d’Etudes

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[Calcul de rendement de la chaudière]

Chapitre 3 : Tache réalisée

1.2.2 Atelier d’ourdissage L’atelier d’ourdissage est divisé en deux salles.la première est équipée de 12 ourdissoirs à câble teints.la deuxième est équipée de deux ourdissoirs à bobines pour les articles non teints, destinée à l’ourdissage classique.

1.2.3 Ateliers d’encollage L’étape d’encollage se fait dans un atelier équipe de trois machines, une cuisine pour préparer la colle et une salle de stockage.

1.2.4 Ateliers tissage Le tissage est l’activité principale de la SITEX Ksar Hallal. C’est dans cet atelier que les fils teints et encollés seront transformés en tissu essentiellement denim. Le tissage est l’assemblage des fils de trame et de chaine, les fils de chaine sont les fils teints et suite encollés et les de trame sont généralement les fils de coton but importés de SITEX Sousse. L’atelier de tissage est équipé de 229 machines de tissage de déférent type.

1.2.5 Ateliers de finissage Le finissage est la dernière opération que va subir le tissu d’être visité et expédié. En effet le tissu subit un traitement de finition mécanique et chimique pour améliorer la qualité du tissu sans perdre sas caractéristiques.

1.2.6 Ateliers de la visite finie C’est atelier le denier opération sur le tissu. Elle est nécessaire pour déterminer le garde de tissu.

Il consiste a classé chaque défaut selon sa longueur. Ce

système permet de classer chaque rouleau dans une des sept gardes selon sa longueur et son nombre de points par 100 m2.

Stage de Fin d’Etudes

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[Calcul de rendement de la chaudière]

Chapitre 3 : Tache réalisée

1.2.7 Ateliers de l’empaquetage L’empaquetage est un système automatisé : Le roulant arrive sur une chaine roulante qui détecte l’arrive du rouleau par une cellule photoélectrique, la chaine s’arrête, deux barre se lèvent puis le rouleau sera pousse pour être plastifié. Après, le rouleau passe sur une autre chaine pour entrer dans le four, le rouleau arrive finalement à un numéroteur informatisé qui numérote le rouleau du tissage

1.2.8 Atelier mécanique C’est un atelier constitue d’une salle de chaudière et un laboratoire mécanique.

1.2.9 Atelier de stockage Après l’étape précédente les rouloul, sont dans la salle de stockage. Pour résumer ces donnés sont représentées sur l’organigramme présenté sur la page suivante (figure. 1.) :

1.3 Conclusion Ce chapitre a été consacré à la présentation générale de la société SITEX pour cela Il faut noter que grâce à la technologie la plus évoluée et la compétence de son personnel, que cette grande entreprise a connu un riche professionnel sur le plan personnel pour cela je considère que le stage m’a été très bénéfique par conséquent on va présenter les différentes étapes de stage qui sont réalisées au sein de cette société seront présentées dans le chapitre suivant

Stage de Fin d’Etudes

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Chapitre 1 : Entreprise d’accueil

[Calcul de rendement de la chaudière]

Entreprise Zone d’administration

Zone des ateliers

Atelier de teinture

LES

A. d’encollage

Atelier d’ourdissage

ATELIERS

TISSAGE+A

DE DE

VISITE+ADE Les deux

Les

Laboratoi

Salle

salles

cuisines

re

câble

de recette

contrôle

de

de

Salle bobine

de

Cuisin

L’EMPAQUTAGE+AT

e

ELIER Mécanique Stockage

Salle de machine

Figure 1 : organigramme de la société SITEX

Stage de Fin d’Etudes

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[Calcul de rendement de la chaudière]

Chapitre 2 : Le Stage

CHAPITRE 2:

LE STAGE

2.1 Introduction Ce chapitre représente une synthèse de mon stage de fin d’étude. Dans le but de fournir un document complet et compréhensible. Ce rapport englobe les différentes étapes de mon stage ainsi qu’une description des conditions de ma mission. Afin d’améliorer le quotidien au travail. Ce chapitre se termine par un bilan sous forme de suggestions puis une conclusion.

2.2 Différentes étapes du stage Tout au long de ce stage ; j’ai passé des bons moments et je suis satisfaite parce que j’ai acquis énormément de connaissances sur le plan pratique que sur le plan théorique. J’ai su développer des compétences professionnelles et rationnelles avec mes coéquipiers en entreprise. 

La première partie : visite des lieux

Lors de cette première phase, j’ai pu rendre visite à toutes les zones de l’ atelier. Les secteurs sont nombreux, on peut retrouver les secteurs suivantes : atelier de tissage, atelier de finissage. Cette visite vise à faire découvrir l’usine au stagiaire mais aussi à découvrir les fonctions et fonctionnement des machines installées. Puis, la visite s’achève dans l’atelier mécanique .concernant mon projet, l’installation sera effectué sur le toit de l’atelier des chaudieres.par la même occasion

le directeur de l’atelier mécanique nous a rendu visite pour nous

expliquer les conditions et les données

conformes à l’installation de

chaudière .durant cette étape, j’ai schématisé à la main les postes de travail et aussi schématisé une installation pour les composantes de la chaudière. 

La deuxième partie : calcul

Lors de la deuxième phase certaines taches sont récurrentes et répétitives comme ; Stage de Fin d’Etudes

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[Calcul de rendement de la chaudière]

Chapitre 2 : Le Stage

Voir les différentes composantes de la chaudière ainsi que ses rôles. Voir les formules pour calculer les rendements Faire l’étude sur le bruleur dans notre cas. Voir le mélange dans la chambre de combustion. Définit la méthode pour avoir la vapeur. Connaitre l’origine des entrés tel que l’eau, le gaz, et l’air.

2.3 Mission du stage Au sein de la société SITEX, mon encadreur m’a invité pour fixer les objectifs de mon tache. Donc après une observation générale on fixe les objectifs suivants : 

voir la méthode de traitement d’eau jusqu'à leur arrivé au bruleur.



visite la chambre de gaz pour voir

la poste de détente et la manière de

traitement de gaz ainsi la valeur de la pression soit al ‘origine soit lorsque il arrive au bruleur. 

traitement d’air.

Puis

faire l’étude de combustion et cherche la méthode de calcul du différent

type de rendement et la formule que j’applique ainsi que

les données pour

l’appliquer. Pendant la période de stage, l’encadreur me demande tout d’abord de découvrir et d’acquérir une meilleure connaissance de l’entreprise comme la raison d’utilisation de vapeur. Ensuite, identifier à local de mon projet c’est « le toit » on parle de délimite l’installation, découvrir les différentes types de travail et détecter quelque panne en collaboration avec les techniciens et les ouvriers. Quand, j’aide les techniciens en quelque tâche simples. Puis l’analyse conditions entrés conforme à cette installation. Je trouve beaucoup difficulté à ce sujet au niveau le choix, les recherches des propriétés de calculs. Mais au cours du temps et grâce à l’aide les techniciens, j’ai dépassé ses difficultés. « SITEX » m’a permis d’avoir une idée concrète sur la réalité quotidienne de la vie professionnelle grâce au climat professionnel qui règne entre les différents secteurs, services et à l’esprit de collaboration qui marque leur travail. Par ailleurs, la société me donne une idée sur le contact avec le personnel technique, Stage de Fin d’Etudes

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[Calcul de rendement de la chaudière]

Chapitre 2 : Le Stage

sur l’esprit de collaboration et sur les rapports humains qui unissent les membres d’une même équipe comme ; le technicien et les ouvriers.

2.4 Bilan et suggestions Ce stage me donne l’occasion d’assister à la limitation de l’étude de chaudière et la simplicité d’installation de mon idée en plus cette expérience me donne une réalisation nouvelle. SITEX envisage beaucoup de projets dans le futur tels que le renouvellement de quelques chaudières. A la fin, je voudrais exprimer ma satisfaction vis-à-vis de ce stage que j’ai effectué au sein SITEX qui a connu un développement constant en devenant ainsi l’une des entreprises géantes en Tunisie.

2.5 Conclusion Dans ce chapitre, on a fait une présentation de stage où on a déterminé les différentes tâches réalisées, suggestion et mission qui vous pouvez la dans le chapitre suivant. Trouver en détalais.

Stage de Fin d’Etudes

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[Calcul de rendement de la chaudière]

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

CHAPITRE 3: TACHE REALISEE 3.1 Introduction Ce chapitre présente la tâche qui m’a été confiée dans ce stage. Cette mission consiste à mener une étude sur le calcul du rendement d’une chaudière à vapeur. Ce projet vient répondre à un besoin réel et urgent en entreprise. En effet, la chaudière se compose de diverses composantes à rôles différents. Je présenterai dans ce qui suit les différents éléments d’entrée - sortie tout en analysant chacun de ces éléments. Ma tâche consiste à faire le calcul de trois types de rendement (classique, utile et saisonnier) et à l’étude du diagramme d’Ostwald afin de considérer les différents types de combustion. Ce chapitre est divisé en deux parties. La première partie concerne la présentation de la chaudière à vapeur. La deuxième partie considère la combustion et le calcul du rendement.

3.2 La première partie : Présentation de la chaudière à vapeur 3.2.1 Définition et fonctionnement 

Définition

Une chaudière est un appareil permettant de transférer en continu de l'énergie thermique à un fluide caloporteur (le plus généralement de l'eau). Elle se compose de deux compartiments distincts : l'un dans lequel brûler le combustible et un autre dans lequel l'eau est chauffée. Les sources de chaleur envisagées proviennent soit de la combustion de produits fossiles tels que charbon, pétrole, gaz naturel, soit de la combustion de sous-produits tels que fuel, gaz de raffinerie, de gazogène, de four à coke, soit de la combustion de déchets tels que le bois. Dans la grande famille des chaudières à condensation, on trouve les chaudières à condensation à gaz comme celle utilisée l’entreprise. Elles ont un rendement légèrement supérieur, mais sont un peu plus coûteuses d'utilisation. Ce type de

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Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

chaudière fournit un débit de vapeur saturée de 1 à 25 tonnes/heure, à basse et moyenne pression. Le combustible utilisé est du gaz. [1] 

Fonctionnement

Les chaudières à gaz à condensation fonctionnent selon le principe suivant : le combustible brûlé libère de la chaleur qui va chauffer l'eau. La vapeur d'eau contenue dans les fumées, est récupérée afin qu'à leur tour elles chauffent l'eau de retour plus froide, par condensation (on évite à la chaudière la tâche de réchauffement). La particularité de la chaudière à gaz est son combustible : le gaz ! Il est brûlé et sa combustion produit de la chaleur capable de chauffer l'eau du chauffage central et même l'eau chaude sanitaire. Le rendement de ces chaudières est légèrement supérieur à celui du fioul (rapport PCS/PCI de 8 à 11%, contre 4 à 6% pour le fioul). Les chaudières à gaz à condensation sont soit murales soit au sol, mais dans tous les cas elles seront approvisionnées de deux manières, au choix : soit par connexion au réseau de gaz de ville habituel (si vous êtes en ville) comme dans notre cas, soit par connexion à une citerne de gaz individuelle (si vous êtes à la campagne). [2]

3.2.2 Composition de la chaudière La chaudière présentée sur la figure 2 se compose de grandes parties :  Poste de détente coloré en bleu : il sert au traitement du combustible : le gaz naturel.  poste de traitement d’eau et poste de condensat et deux réservoirs (supérieur et inférieur ).  Brûleur, coloré en rouge, et installé à l’entête de la chaudière. Ils existent aussi d’autres composants comme contrôle

tels que l’économiseur, les contrôles

de débit de, ph, de combustible et de soupape, des purges

automatiques, etc. Dans ce qui suit, je reviens sur les moindres détails de chaque composant.

Stage de Fin d’Etudes

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[Calcul de rendement de la chaudière]

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

Réservoir inférieur

Figure 2: Schéma des composants de la chaudière Stage de Fin d’Etudes

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Calcul de rendement d’une chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

3.2.2.1 Brûleur gaz : Puisque on a un mélange on a besoin d’un bruleur à gaz qui est dans notre cas de type gaz modulant (figure 4) et

a pour fonction de mélanger, dans des

proportions correctes, l’air comburant et le gaz pour permettre la combustion. L’alimentation en air est assurée par un ventilateur qui puise l’air ambiant de la chaufferie, l’alimentation en gaz

est assurée par une électrovanne et des

régulateurs de pression se présentent sous forme des flammes. Le bruleur a gaz présente des avantages tels que l'adaptation de la puissance ce qui limite encore les temps d'arrêt d'un brûleur. La modulation a cependant ses limites. En effet, à basse puissance, le réglage de l'excès d'air devient difficile. Les brûleurs modulants ne peuvent descendre en dessous d'une puissance de l'ordre de 30 %.le bruleur présente également des pertes schématisées sur la figure3

Figure 3 : perte de bruleur

Figure 4 : bruleur gaz modulant Stage de Fin d’Etudes

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Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

L’analyse du comportement du brûleur permettra de mettre en évidence d’éventuels

problèmes

au

niveau

de

la

chaudière.

Exemple

:

si

le

brûleur fonctionne tout le temps en bas régime, cela signifie que la chaudière est surdimensionnée ; ce qui entraîne des gaspillages d’énergie vu le volume d’eau plus important à chauffer et les pertes par radiation plus importantes également. 3.2.2.2

Foyer speedé stocké ou chambre de combustion :

C'est dans cette chambre (figure 5) que l'on brûle le mélange « air-gaz» en libérant une certaine quantité de chaleur qui circule dans les conduites pour chauffer l’eau extérieure

Figure 5 : chambre de combustion 3.2.2.3 Les échangeurs de chaleur : économiseurs, écran, surchauffeurs et désurchauffeur. Les échangeurs de chaleur sont en réalité constitués d'économiseurs, d'écrans, de surchauffeurs et sont constitués en grande partie par des faisceaux de tubes.

Figure 6 : échangeur Stage de Fin d’Etudes

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Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

Nous sommes en présence d'une chaudière à dite tubes d'eau, à l'intérieur de ces tubes, les gaz de combustion à haute température cheminent à l’intérieur des tubes. L’eau se trouve en revanche à l’extérieur et reçoit la chaleur dégagée par la combustion, cette chaleur sert au chauffage et à l’évaporateur. 3.2.2.4 Réservoir supérieur: L'eau réchauffée dans l'économiseur arrive au réservoir par une ou plusieurs tuyauteries de liaison reliant le collecteur de sortie de l'économiseur au réservoir (Ces tuyauteries sont munies en leur point haut de robinet d'évent), Ce réservoir constitue une enceinte de mélange où la phase liquide et la phase vapeur d'eau du générateur se trouvent réunies. Le ballon supérieur est cloisonné, afin de sélectionner l'alimentation dans les tubes du faisceau arrière, où l'on a ainsi une circulation descendante. Des sécheurs de vapeur s'opposent à l’entraînements d'eau dans les conditions normales de fonctionnement.( Figure6) Réservoir inférieur

Réservoir supérieur

Figure 7 : deux réservoirs

3.2.2.5 Réservoir inférieur : Le réservoir inférieur est alimenté à partir du réservoir supérieur au moyen de tubes d'alimentation, constitués éventuellement par certains tubes du faisceau vaporisateur situés dans la zone de fumées la plus froide. Les deux corps cylindriques sont en tôle d'acier A 52 C 1 de construction soudée, avec fond emboutis comportant chacun un trou d'homme.(figure6).

Stage de Fin d’Etudes

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Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

3.2.2.6 Collecteur de vapeur en sortie de surchauffeur Cette tuyauterie comporte les éléments suivants : 

Un manomètre avec robinet d'isolement



Une soupape de sûreté permettant à la vapeur de s'échapper lors de toute augmentation de la pression au dessus de sa pression de tarage.



D'un évent de démarrage (ou mise à l'air libre) muni d'une vanne d'arrêt et d'une vanne d'isolement à soupape; cet évent permet d'assurer la circulation de la vapeur dans les surchauffeurs lors de la montée en pression et de l'arrêt de la chaudière.



D'un circuit d'échantillonnage équipé d'un robinet d'isolement et d'un réfrigérant.



D'un clapet anti-retour.



D'une

vanne

de

départ

permettant

de

mettre

ou d'interrompre

la

communication de la vapeur vers le réseau d'utilisation. 

D'un organe de primo gène permettant de mesurer le débit de vapeur.



D'un robinet de purge du collecteur de vapeur.

Figure 8 : collecteur de vapeur 3.2.2.7 Ventilateur et cheminée:

Son rôle est d’assurer que les orifices de la grille ne soient pas obturés.

Stage de Fin d’Etudes

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Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

Figure 9 : ventilateur et cheminé 3.2.2.8 Gaines d'air et de fumées: Les gaines d'amenées d'air autres que celles réalisées en maçonnerie sont en tôle de 3mm non calorifugée. Les gaines de fumées entre la chaudière et l'économiseur, et entre l'économiseur et le ventilateur de tirage sont en tôle de 4mm calorifugée extérieurement. 3.2.2.9 Poste d'injection de réactifs La chaudière est munie d'un poste de conditionnement d'eau comportant: Un barillet commun à la sortie des pompes doseuses, permettant d'injecter les réactifs au niveau de la chaudière. 3.2.2.10

Equipement de ramonage

Le nettoyage extérieur des tubes de la chaudière et de l'économiseur est effectué par ramonage à la vapeur avec des appareils à commande manuelle et à commande mécanisée pour le ramoneur rétractile.

3.2.3 Conception Les composantes de la chaudière, précédemment décrites, sont à présent conçues sur le logiciel AUTOCAD, qui est un logiciel de plan capable de concevoir les pièces et de les voir sur différentes vues. La figure 10 présente la chaudière avec ses différentes composantes spécifiées juste après sur le tableau1.

Stage de Fin d’Etudes

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Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

Figure 10 : plan de la chaudière

N°

Référence

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Prise vapeur Echappement Tubulure de réserve Manomètres de la pression Bruleur Niveau d’eau Vidange chaudière Arrivée fuel Retour fuel Prise de vapeur

11 12 13 14 15 16 17 18

réservoirs cheminée Vanne de réglage Clapet Pompe d’alimentation d’eau Contrôle pression vapeur Contrôle pression Economiseur

Tableau 1 : les composantes de la chaudière Stage de Fin d’Etudes

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[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

3.3 Deuxième partie : combustion 3.3.1 Définition La combustion peut être définie comme la réaction chimique qui a lieu lors de la combinaison entre l’oxygène et une matière combustible. Cette réaction est exothermique, c’est-à-dire qu’elle se produit avec un dégagement de chaleur, chaleur utilisée pour maintenir une température de confort dans les bâtiments. Les combustibles sont multiples (gaz, pétrole, bois, charbon,…) mais ils ont un point commun : celui de contenir principalement des hydrocarbures, c’est-à-dire des combinaisons multiples de carbones et d’hydrogène. Par exemple, le

appelé méthane, est le constituant principal du gaz naturel

(entre 83% et 88% en volume). Un litre de fuel, est, quant à lui, constitué d’environ 726 gr de carbone (C), 110 gr d’hydrogène (H) et 2 gr de souffre (S). Deux produits essentiels résulteront de la combustion du dioxyde de carbone (ou ) et de l’eau (ou H2O) selon l’équation suivante

Les fumés à la sortie de la chaudière contiendront également de la d’eau telle que :

de gaz nécessite

Le bruleur gaz modulant considéré ici, traite un mélange : gaz-air-eau. Ces trois composants ont les origines suivantes : 

l’air est une sortie d’une turbine qui fonctionne à l’aide d’un moteur.



le gaz naturel est fourni par la STEG, et est traité au niveau de la SITEX à l’aide d’un poste de détente, pour enfin parvenir au brûleur selon le schéma écrit sur la figure 9.



l’eau part du laboratoire de traitement d’eau pour être stockée dans une bouteille calorifugée. Elle arrive ensuite au brûleur à haute température pour être mélangée selon des proportions données. De la vapeur est alors obtenue comme montrée sur la figure 11.

Stage de Fin d’Etudes

18

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

Figure 11 : entrées –sorties du brûleur

3.3.2 Les réactifs : 3.3.2.1 Gaz naturel : Le gaz naturel provient aujourd'hui de sources éloignées. Il faut donc l'acheminer jusqu'aux centres de consommation au moyen de canalisations qui, pour des raisons

économiques,

doivent

fonctionner

sous

des

pressions

élevées.

L'abaissement de ces pressions est réalisé au moyen d'installations appelées postes de détente (figure 12).

Figure 12 : poste de détente

Stage de Fin d’Etudes

19

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

Un poste de détente a pour principale fonction de fournir un certain volume de gaz à une pression réduite constante à partir d'un gaz à une pression supérieure variable. Un poste de détente est équipé d’au moins une entrée et une sortie, ainsi que de robinets de barrage permettant l'arrêt du transit du gaz dans le poste. Il y a deux détendeurs régulateurs pilotés montés en série. Un des détendeurs fonctionne en base, c'est le régulateur principal, placé en aval du montage. En cas de non étanchéité du régulateur principal, l'autre régulateur prend la relève. il est réglé à une pression de consigne supérieure à celle du régulateur principal. Le comptage est généralement assuré par un compteur de volume associé à un dispositif de conversion en température (T), pression/température (PT) ou pression/température/facteur de compressibilité (PTZ). Les compteurs sont de type : - volumétriques à pistons rotatifs, - compteurs de vitesse à turbine. Dans le poste de détente, le compteur peut être installé à l’aval des détendeurs. Le gaz étant envoyé par la STEG à une pression de 20 bar, cette quantité est filtrée à l’aide de la fonction filtrage pour éliminer les impuretés. Le détendeur effectue ensuite les réglages nécessaires (détente) pour atteindre la pression nécessaire au niveau de l’entreprise, à savoir 2 bar. Au niveau de cette étape, on a deux détendeurs l’un appelé détendeur supérieur, c’est le régulateur principal qui prend la valeur supérieure, et l’autre inferieur puisqu’il prend la valeur inferieure du premier. Les deux détendeurs ne fonctionnent pas simultanément. Un seul fonctionne et en cas de panne c’est l’autre qui prend la relève. Après réglage, le gaz passe au niveau de la tuyauterie jusqu’au brûleur. Entre temps, il est filtré et réglé par le détendeur pour prendre la pression d’entrée à la chaudière, à savoir

, tout en passant par des électrovannes.

L’ensemble de ces étapes est résumé et représenté sur la figure 13.

Stage de Fin d’Etudes

20

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

Arrivée du gaz naturel à partir de la STEG 20 bar

Filtre (1)

Filtre (2)

Détendeur (1)

Détendeur (2) 2 bar Filtre

Détendeur

Electrovanne

250 mbar

Brûleur Figure 13 : Chronogramme de l’installation de gaz

3.3.2.2 Air La quantité d’air nécessaire pour bruler

ou 1 litre de combustible dépendra

des caractéristiques de celui-ci. Mais il est bon d’avoir en tête un ordre de grandeur. La combustion d’air à

de gaz naturel ou de

litre de fuel requiert environ

. La figure 14 montre l’évolution de la composition des fumées en

fonction de l’excès d’air. Il en ressort qu’un manque d’oxygène donne lieu à la formation du monoxyde de carbone (CO).

Stage de Fin d’Etudes

21

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

L’excès d’air augmente au-delà d’une certaine valeur, réduit la teneur en

des

fumées par dilution, réduisant ainsi le rendement de la combustion.

Figure 14 : Evolution du contenu des fumées avec l'excès d'air [%] de combustion 

Pouvoir calorifique d’un combustible

Le pouvoir calorifique d’un combustible est la chaleur que peut dégager la combustion complète du combustible. Cependant, dans les produits de la combustion, il y a de la vapeur d’eau, issue de la combustion de l’hydrogène du combustible. Celle-ci peut rester à l’état vapeur ou au contraire, elle peut être condensée à l’état liquide en vue d’en

tirer la chaleur complémentaire de

condensation. On définit alors deux pouvoirs calorifiques : 

Le pouvoir calorifique inferieur (PCI), mesuré en conservant l’eau à l’état vapeur, et dans notre cas le PCI est égal à



Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) mesuré après avoir récupéré la chaleur de condensation de l’eau.

3.3.3 Produits de la combustion 3.3.3.1

L’eau

L’eau, deuxième entrée dans le brûleur, est également traitée avant son entrée dans le brûleur en raison des problèmes tels que la formation de dépôts, la Stage de Fin d’Etudes

22

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

corrosion de la partie interne de la chaudière et de la tuyauterie de condensation, ainsi que l’écumage et l’entrainement. 

Formation de dépôts :

La formation de dépôt est causée par la concentration des sels minéraux dans l’eau telle que le calcium et le magnésium. Cette concentration des sels est due à l’apport d’eau nouvelle pour remplacer celle perdue par les purges et par la production. La saturation de l’eau par l’évaporation augmente aussi la concentration de ces sels. La vapeur étant généralement pure, laisse dans la chaudière tous les solides en suspension par attachement mécanique. La cristallisation des sels est le principal mécanisme responsable de l’entartrage provenant d’une solution sursaturée locale. Quand ces sels sont à des températures élevées, leur solubilité diminue et ils sont portés à former des dépôts sur les surfaces chauffantes. Le fer peut aussi créer des dépôts dans les chaudières, soit par l’eau brute ou soit par les retours du condensat qui retourne des résidus de fer qui se sont désagrégés de la tuyauterie due au bioxyde de carbone et l’oxygène qui acidifient ces retours d’eau. [2] 

Conséquences :  Perte d’énergie : La couche de dépôts devient un isolant à l’échange thermique de la chaudière.  Perte d’efficacité : Le tartre étant composé de sels minéraux qui adhèrent facilement où l’eau est bouillie, devient dur comme de la pierre. Alors selon l’épaisseur du tartre, un pourcentage de perte d’efficacité est créé.  Perte de rendement : En perdant de l’efficacité, la température des fumées augmente à mesure que la chaudière prend moins de chaleur provenant des gaz du foyer. Ainsi la température du métal des tubes augmente et surchauffe tellement qu’il y a risque de rupture.



Précautions à prendre : Certaines précautions sont à préconiser afin d’éviter les inconvénients

susceptibles d’avoir lieu et déjà cités ci-dessus. Les analyses périodiques, et plus

Stage de Fin d’Etudes

23

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

particulièrement quotidiennes, sont une des précautions les plus importantes à prendre. Elles tendent à vérifier certains paramètres tels que la dureté. La dureté de l’effluent de l’adoucisseur devra toujours être en-dessous de et l’appareil devra être mis hors service pour être régénéré après avoir traité une certaine consommation d’eau d’après sa capacité. Le sulfite est un produit ayant la propriété d’absorber l’oxygène dans l’eau du réservoir d’alimentation et l’eau de la chaudière. Le contrôle se fait par des analyses des sulfites sous forme de titrage avec solution d’iodine et d’amidon acidifié. Cette analyse permet de mesurer l’eau brute. [3] Une deuxième mesure concerne l’alcalinité OH, mesure en hydroxyde et hydrate pour le contrôle de la précipitation du calcium et magnésium. Après traitement chimique des deux composantes, air et eau, on doit veiller à ce que l’eau qui arrive au brûleur soit entièrement à l’état vapeur pour ne pas nuire à la chambre de combustion. Il est alors impératif d’imposer une haute température, assurée par le retour des condensats après la sortie de vapeur sèche et du calorifugeage. Exemple : dans notre cas on a température du stockage

et

pour la

.

L’eau de purge, se trouvant à la même pression que la chaudière, se vaporise en partie lorsqu’elle est évacuée à l’atmosphère du fait de la différence de chaleur sensible de l’eau entre ces 2 pressions. Pour une chaudière fonctionnant à 8 bars, 15% du volume d’eau purgée se revalorise mais cette vapeur de revalorisation contiendra 52% de l’énergie totale purgée. Après séparation des phases liquide et gazeuse dans un ballon de flash, on peut récupérer la vapeur (le flash) en l’injectant dans la bâche alimentaire. La phase liquide sortant du ballon de flash sera récupérée pour préchauffer l’eau d’appoint de la chaudière. Comme des normes environnementales limitent la température des rejets d’eau à l’égout, l’eau de purge à éliminer doit souvent être mélangée à de l’eau de refroidissement. Récupérer la chaleur de cette eau de purge avant son évacuation permet donc de faire des économies supplémentaires. Stage de Fin d’Etudes

24

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

L’ensemble des opérations subies par les réactifs est résumé et représenté sur la figure 15. Gaz

Chaudière

vapeur

retour de condensat à

vapeur pour dégazage

Alimentation de la chaudière en eau

Air

Consommateur de vapeur

Eau à

vanne

Stockage d’eau à (état vapeur)

Figure 15 : chronogramme de l’installation de l’eau 3.3.3.2

La vapeur

La vapeur est un fluide caloporteur très répandu dans l’industrie parce qu’elle joue un grand rôle. Il s’agit de l’un des produits de la réaction de la chaudière. Dans le cas présent, en sortant de la chaudière, la vapeur

se dirige vers le

collecteur principal qui à son tour la distribue sur d’autres collecteurs disponibles dans la salle. La vapeur est acheminée à travers de tubes ensuite vers des bouteilles qui ont pour rôle de prélever la vapeur sèche et retourner l’eau sous forme de condensat vers la chaudière par des purgeurs comme décrit sur la figure 16.

Stage de Fin d’Etudes

25

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

Collecteur principal

Salle

Collecteurs de la salle

Retour du condensat

Chauffage indirect

Purgeur

Figure 16 : Chronogramme de l’installation de vapeur La vapeur présente l’avantage d’être un excellent fluide caloporteur. Cet avantage se résume aux points suivants : 

chaque kilogramme de vapeur peut transporter une grande quantité de chaleur.



comparée à l’eau chaude, la vapeur est le fluide qui présente le coefficient de transfert thermique en paroi le plus élevé



Permet des diamètres de tuyauteries assez faibles



plus la pression augmente, plus la masse volumique de la vapeur diminue



le retour du fluide s’effectue sous forme liquide (condensats)



Pas de pompes de circulation : les pompes installées sur le retour de condensats sont de préférence actionnées mécaniquement et il n’y a donc pas de consommation électrique, sauf pour l’alimentation en eau de la chaudière.

3.4 Partie3 : Calcul du rendement et étude du diagramme d’Ostwald Après définition des besoins de la combustion, je passe à la partie analyse où je me propose de calculer le rendement de la combustion sous trois formes : classique, utile et saisonner, pour finir avec l’étude du diagramme d’Ostwald du gaz naturel afin de mieux caractériser le type de combustion traitée.[4] Lorsque l'on caractérise les performances d'une chaudière, il faut distinguer le rendement de la chaudière quand le brûleur est en fonctionnement, c'est le Stage de Fin d’Etudes

26

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

rendement nominal ou utile. Quant au rendement global sur toute la saison de chauffe, c'est le rendement saisonnier ou rendement de la combustion.

3.4.1 Rendement de combustion Le rendement de combustion est l'image de la qualité de la combustion et de l'échange thermique entre les fumées et le fluide caloporteur. En pratique, on exprime souvent le rendement de combustion par la formule de Saegert [20] :

avec: : Température des fumées à la sortie de la chaudière [°C]



é



: Température ambiante de la chaufferie [°C]

 %CO 2 : Teneur en CO 2 des fumées [%] 

:

facteur

dépendant

principalement

du

type

de

combustible.

Exemples : Deux éléments clés sont à relever sur cette formule : 

La température des fumées. Plus celle-ci est élevée, plus il y a perte de

chaleur vers la cheminée, et moins bon est l'échange entre l'eau et les fumées. 

Le pourcentage de

contenu dans les fumées qui symbolise la

transformation complète du combustible. Sur le plan, pratique au niveau de l’entreprise, le rendement est directement lu moyennant un appareil de mesure électronique qui fournit un ensemble de caractéristiques, dont le rendement. Il s’agit de l’analyseur TESTO : Les avantages importants de l'analyseur de combustion

TESTO

330-1- LL

résident dans la capacité de dialogue : le diagnostic de l'appareil informe par une simple pression sur une touche de l'état qualitatif des fonctions comme par exemple le niveau de remplissage du piège à condensat mais également sur les pièces d'usure comme par exemple l'état des capteurs de gaz. Stage de Fin d’Etudes

27

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

La figure 17 représente le modèle de l’analyseur utilisé à

Figure 17 : modèle de l’analyseur

TESTO

SITEX.

330-1-LL

Pour calculer le rendement de la combustion, j’ai effectué trois essais. Chaque fois j’ai appliqué la formule de Saegert [20] afin de comparer les valeurs trouvées par calcul et celles données par l’analyseur [5] 

1er essai :

é

%

→ 

é

2ème essai :

é

%

→ Stage de Fin d’Etudes

é

28

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière



Chapitre 3 : Tâche Réalisée

3ème essai :

é

%

→

é

On voit bien que les valeurs calculées sont très proches des valeurs obtenues par l’appareil de mesure. Aussi, remarque-t-on que les valeurs du rendement calculées sont assez importantes, rendant compte d’une très bonne qualité de combustion. Ceci ne cache cependant pas l’existence tout de même de certaines pertes qui pourraient provenir d’une inadéquation du brûleur à la chaudière, d’un mauvais réglage du brûleur, d’un encrassement de la chaudière, etc.

3.4.2 Rendement utile Le rendement utile

utile

d'une chaudière est son rendement instantané

lorsque le brûleur fonctionne. C'est le rapport entre la puissance contenue dans le combustible et la puissance thermique transmise à l'eau de chauffage [6]

Où, 

Pa = puissance contenue dans le combustible



Pu = puissance utile de la chaudière ou puissance fournie à l'eau de

chauffage Il s'agit d'un rendement instantané qui peut varier en fonction des conditions d'exploitation de la chaudière (température de l'eau, puissance du brûleur par rapport à la puissance de la chaudière). Le fabricant de chaudières doit pouvoir fournir sa valeur à charge nominale et dans des conditions de combustion idéales (rendement nominal) dans leur documentation technique. Stage de Fin d’Etudes

29

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

La différence entre la puissance utile fournie à l'eau (P u) et la puissance contenue dans le combustible est constituée de pertes : 

Vers la cheminée. Les fumées de combustion sont évacuées encore chaudes.

Cette chaleur est perdue. 

Vers la chaufferie. La chaudière est comme un gros radiateur qui émet de

la chaleur vers l'ambiance de la chaufferie. Le rendement utile d'une chaudière peut donc s'exprimer sous la forme:

En pratique, on utilise souvent la forme avec les valeurs de rendement de combustion trouvées dans la partie précédente.

Où, = rendement de combustion [%]



= pourcentage de réduction due aux pertes vers l'ambiance durant le



fonctionnement du brûleur.

N° essai

é

1er

89%

2ème

88.6%

89%

1%

87.6%

88%

3ème

91.2%

90.3%

1%

90.2%

89.3%

Tableau 2 : calcul de rendement utile

3.4.3 Rendement saisonnée Le rendement saisonnier d'une chaudière est exprimé par la formule de Dietrich :

Où, 

= rendement utile (quand le brûleur fonctionne)

Stage de Fin d’Etudes

30

[Mazhoud Zina]

Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

= nombre total d'heures de la saison de chauffe [h] (environ



5 800 heures en moyenne Belgique et environ 6 500 heures dans lente Sambre et Meuse" et en haute Belgique) 

= nombre d'heures de fonctionnement du brûleur durant l'année [h]



= temps de fonctionnement du brûleur / temps d'utilisation de la

chaudière, est aussi appelé facteur de charge de la chaudière Pour appliquer cette formule on prend pour le rendement les valeurs précédentes et pour les autres on prend ces valeurs : 2% ,

et

Nu essai 1er

89.5%

85.4%

85.5%

2ème

87.6%

88%

1%

83.7%

84%

3ème

90.2%

89.3%

1%

86.1%

85.3%

Tableau 3:calcul du rendement saisonné Les valeurs retrouvées par la formule de Dietrich moyennant les valeurs mesurées par TESTO et celles calculés sont très proches. Il en vient que la chaudière étudiée admet un bon rendement, et ce grâce à son mécanisme de fonctionnement. Ce type de chaudière montre ainsi son performante et écologique.

3.4.4 Etude sur le diagramme d’Ostwald La figure 18 représente le diagramme d’Ostwald. Il permet de caractériser le type de combustions.

Figure 18 : Diagramme d’Ostwald Stage de Fin d’Etudes

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Calcul de rendement de la chaudière

Chapitre 3 : Tâche Réalisée

Reporter les mesures sur le diagramme d’Ostwald (figure 18) est de forme triangulaire et est composé par : En abscisse la teneur en O 2 . En ordonné la teneur en CO 2 . Le triangle ainsi délimité est l’ensemble des représentations des points des différentes combustions comme présenté sur la figure [22]. Je propose d’appliquer les données relatives à notre cas d’étude sur ce diagramme afin de caractériser la combustion ayant lieu. Données introduites : Teneur de

et teneur de

Ces deux points, ainsi que le rapport le point

sur la courbe (figure 18) donnent

.

La projection donne un facteur d’air régal à

, traduisant une combustion

avec excès d’air, incomplète. Ainsi, ce diagramme présente l’avantage de caractériser sans trop de calculs, le type de combustion réalisée. Les calculs dans un deuxième temps peuvent valider ces observations.

3.5 Conclusion Je viens de décrire dans ce chapitre les différentes étapes de la tâche réalisée, à savoir le calcul des trois types de rendement ainsi que l’utilisation du diagramme d’Ostwald afin de caractériser la combustion réalisée.

Stage de Fin d’Etudes

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Calcul de rendement de la chaudière

Conclusions et Perspectives

CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Ce travail constitue le rapport d’un stage de fin d’études, effectué au sein de l’entreprise textile

SITEX.

Ma principale tâche y a été de caractériser la chaudière

à vapeur utilisée au sein de l’entreprise. Ce stage a été l’occasion de consolider mes acquis théoriques en les enrichissant par l’expérience pratique, que toute l’équipe au sein de l’entreprise a contribué à développer. J’ai particulièrement été initiée au domaine de la thermique dans sa grande échelle, en me confrontant aux chaudières et en m’attaquant à calculer leur rendement. Ainsi dans un premier temps, j’ai commencé par introduire l’entreprise d’accueil en présentant son champ d’activité ainsi que sa composition de point de vue structures et personnels. Ensuite, je me suis proposée d’analyser les différentes étapes du stage effectué. Ainsi j’ai pu citer quelques observations et quelques tâches communes réalisées pour enfin insister sur la tâche principale effectuée. Il s’agit de la caractérisation de la combustion au sein d’une chaudière à vapeur que j’ai détaillée dans le troisième chapitre. Ainsi dans la dernière partie, j’ai pu définir la chaudière à vapeur et son principe de fonctionnement, ainsi que ses différentes composantes et les traitements associés aux différents éléments intervenant dans son processus de fonctionnement. Ensuite j’ai calculé les différents rendements de la combustion : classique, utile et saisonnier pour ensuite les confronter aux valeurs données par l’appareil de mesure électronique : l’analyseur

TESTO.

Un accord satisfaisant ressort de ces comparaisons, et des rendements importants sont obtenus. Cependant, des pertes subsistent, dont les origines pourraient être explorées dans un prochain travail.

Stage de Fin d’Etudes

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Calcul de rendement de la chaudière

Annexes

BIBLIOGRAPHIE

[1] : Chakib Alabi « chaudière », élément de cours, département de énergétique, institut supérieur des sciences appliquées et de technologie de Sousse, 2012-2013. [2] : Mohamed Sassi Radhouani, « chaudière à vapeur », centre de publication universitaire, tunis2001. [3] : ben Salah Ibtissem « transfert thermique », élément de cours, département de génie mécanique, institut supérieur des sciences appliquées et de technologie de Sousse, 2011-2010 [4] : groupe pour la recherche sur la chaudière(GRETH), « chaudière à vapeur », travaux pratiques, département génie thermique et énergie, université Joseph Fourier, institut universitaire de technologie. [5] :l’industrie, 28 février2013. [6] : Badr dine Anis ,étude des chaudières dans une industrie Laitière ,rapport de fin d’études ,département Génie Mécanique, institut supérieur des sciences appliqués et de technologie de Sousse,2005-2006.

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