Stage de fin dtude
En vue de mettre en pratique les connaissances acquises tout au
long du cursus au sein de lEST et de faire suite au stage
dinitiation qui visait se familiariser avec le milieu de travail,
lEST prvoit pour ses tudiants un stage technique pour clore leur
formation et qui permet deffectuer une tude technique. De ma part,
jai choisi de passer mon stage SUNABEL de Ksar el kebir tant donn
quelle est dote dune direction Maintenance sophistique et vaste ce
qui me donne un choix vari au niveau du sujet dune part et me
permet dautre part dacqurir plus de connaissances. Jai t affecte
dans latelier instrumentation et ai choisi comme sujet ltude de la
production dnergie lectrique dans la sucrerie. La premire partie de
ce rapport sera ddie la prsentation de la socit et la description
de cycle de fabrication de sucre, la deuxime sera consacre la
production dnergie lectrique, et la troisime traitera les travaux
effectues au niveau de lusine.
1 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
PREMIER CHAPITRE :PRESENTATION DE LA SOCIETE ET LA DESCRIPTION
DE CYCLE DE FABRICATION I. Prsentation de la sucrerie SUNABEL1.
Donnes techniques de la sucrerie
I. Description du cycle de fabrication du sucre1. rception des
betteraves 2. Echantillonnage 3. Dchargement 4. lavage (lavoir) 5.
coupe-racine&diffusion 6. Epuration 7. Dcalcification 8.
Evaporation 9. Cristallisation 10. Essorage 11. Conditionnement
DEUXIEME CHAPITRE :LA PRODUCTION DENERGIE ELECTRIQUE A. LA
CHAUDIERE : I. Description de la chaudire1. Eau de la chaudire 2.
Description de la chaudire 3. Description du circuit deau lintrieur
de la chaudire
I. Les scurits de la chaudire1. Scurit principale de chaudire2
Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude2. Scurit secondaire chaudire
A. LA CENTRALE ELECTRIQUE I. Dfinition II.Les composants
principaux dune centrale lectrique1. Turbine 2. Alternateur
triphas3. Transformateur
I. Le fonctionnement de la centrale lectrique :1. Le
fonctionnement de centrale 2. Bilan nergtique 3. La scurit de
centrale
TROISIEME CHAPITRE :LES TRAVAUX EFFECTUES I. La maintenance au
niveau de lusine:1. Maintenance prventive : 2. Maintenance
corrective
I. Nouvelles connaissances1. Lasservissement 2. Les contrles des
machines 3. Le variateur de vitesse
I. Interventions1. Les moteurs 2. Les installations 3. La
chaudire
3 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
PRESENTATION DE LA SOCIETE ET LA DESCRIPTION DE CYCLE DE
FABRICATION
Prsentation de la sucrerie SUNABELDonnes techniques de la
sucrerie
Description du cycle de fabrication du sucrerception des
betteraves Echantillonnage I. PrsentationDchargement de la sucrerie
SUNABEL La sucrerielavage (lavoir)de Ksar El Kbir est une sucrerie
de betterave SUNABEL coupe-racine&diffusion appartenant au
Groupe de sucreries de betterave du Gharb et Loukkos. Elle est
situe Epuration dans le primtre du loukkos 7 km de la ville Ksar El
Kbir sur la route de Larache. Dcalcification Elle a une capacit
nominale de traitement de betterave de 4000 tonnes par jour.
Evaporation Cristallisation Cette sucrerie a t cre pour assurer le
traitement de la production de la betterave Essorage produite au
niveau du primtre du loukkos, qui est considr comme une zone trs
Conditionnement
favorable pour cette culture.
Sa capacit nominale de traitement annuel de 320000 tonnes de
betteraves, correspondant une superficie allant de 6000 7500ha. La
sucrerie a t le 20 dcembre 1975, et a t mise en service pendant le
mois de juin 1978. Elle produit annuellement, partir de la
betterave, entre 45000 et 50000 tonnes de sucre blanc granul et
environ de 12000 tonnes et 18000 tonnes par an respectivement en
mlasse et en pellets.4 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
1. Donnes techniques de la sucrerie :
I.
Reprise de la betterave par deux pompes dune capacit de 1400 m/h
chacune. Le lavoir est de type rouleaux onduls. Les coupes racines
sont au nombre de cinq plateau tournant type PUTSCH. Diffusion
continue RT4 horizontales dun diamtre de 5600 mm. Tri=ois presses
pulpe horizontale vis du type STORD. Deux presses pulpe horizontale
vis du type FERRIANI. Un four chaux au coke du type EBERHARDT dune
capacit de 200m produisant 120 tonnes de chaux par jour. Lpuration
est calcocarbonique, automatique et continue, permettant le
traitement du jus brut : 9 filtres grand pont (100m chacun)
3filtres prolatifs (452 chacun) 3 colonnes de dcalcification de jus
pur avant vaporation. Evaporation est cinq effets jet ascendant de
8300 m. Le schma de cristallisation est 3 jets. 2scheurs pulpe
combustion au fuel. 3 presses pellets. Le magasin pulpe est de 5000
tonnes. Trois chaudires fuel lourd N2 produisant chacune 30T/H de
vapeur surchauffe 380 C et 30bars de pression .1 centrale lectrique
compose de deux turboalternateurs vapeur dune capacit de 5.8MW
chacun. Le magasin de stockage du sucre dune capacit de 75000
tonnes. 2 conditionneuses sucre 2kg et 1 conditionneuse 1kg.
Description du cycle de fabrication du sucre :
5 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
1. rception des betteraves :
6 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
La rception est la premire tape dans la technologie sucrire.
Elle est charge de dterminer le poids net des betteraves ainsi que
leurs teneurs en sucre qui dterminent le montant de paiement de
lagriculteur
2. Echantillonnage
La betterave rcolte est reue lusine et pese sur ponts bascules.
On en prlve un chantillon de 30 35kg laide dune sonde hydraulique
pour analyse. Ce qui permet dvaluer les impurets et la polarisation
(richesse en sucre) moyennes de la betterave reue.
3. Dchargement
7 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
Apres lchantillonnage, le dchargement des camions se fait par
des plates formes vrins hydrauliques vers un silo de stockage
conditionn par de lair ambiant pour viter lhydrolyse enzymatique du
saccharose par linvertase car la betterave est produit facilement
prissable. Les betteraves sont amenes par voie hydraulique vers
latelier de lavage. Au cours de son acheminement vers le silo, la
betterave dcharge subit un nettoyage mcanique par le biais dun
dcrotteur rouleaux onduls, ceci permet de la sparer des terres et
radicelles (petites racines).
4. lavage (lavoir :
La betterave destination du traitement est abattue par des
lances sous pression puis souleve par des pompes centrifuges vers
la station de lavage o elle subit les oprations suivantes :
Dsherbage (limination des herbes et racines non dcolletes).
Epierrage (limination des pierres venant avec la betterave). Lavage
sous pression. Rinage leau dcante et javellise.
8 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
5. coupe-racines & diffusion :
La betterave ainsi lave est dcoupe en lanires fines appeles
cossettes dans des machines coupes racines couteau afin de
favoriser les changes de matire de sucre. La diffusion est le
phnomne par lesquelles deux solutions de concentration diffrentes
juxtaposes ou par exemple spares par une membrane, schange par
osmose la membrane.
Aprs dcoupage, les cossettes sont prchauffs avec du jus de
circulation, ensuite elles sont introduites dans un diffuseur,
norme cylindre de 40mtres de long, 36 compartiments, dans lequel
elles circulent contre-courant avec leau chaude 7075C (eaux
acidifies+eaux de presses). Le sucre va peu diffuser de la
betterave vers leau par phnomne dosmose. On obtient, dune part un
jus de diffusion contenant 13-14 % de sucre et 2 % dimpurets.
Seulement 25% de ce jus est soutire vers la station de lpuration et
le reste est un jus de circulation. Dautre part et dans le sens du
dplacement des cossettes, on obtient les pulpes humides (cossettes
puises) contenant encore du sucre.9 Anne universitaire 2008/2009
EST de Fs
Stage de fin dtudeLes pulpes humides sont ainsi presses pour en
extraire le us restant appel eaux des presses, et aprs chauffage
par un changeur de chaleur plaques (pour viter leurs dgradations)
sont introduites avec les eaux diffusion. Elles pulpes presss sont
alors sches, et ensuite presses dans presses granuler pour donner
des bouchons appels pellets destins lalimentation du btail. Le PH
du jus soutir doit tre maintenu au voisinage de la valeur optimale
de 5.8 6.
6. Epuration :
Le jus sortant de Diffusion contient environ 15% de sucre et
toutes les impurets solubles contenues dans les betteraves. Pour
liminer les impurets, il faut soumettre le jus une purification.
Lagent dpuration employ est la chaux, produite par calcination de
pierres calcaires dans un four chaux , puis transforme en lait de
chaux. Ce lait, mlang au jus de diffusion, amorce la sparation des
impurets, mais ne permet pas de leur dcantation. Le jus chaul doit
encore tre soumis, dans les appareils carbonater, laction du gaz
carbonique rcupr par aspiration au sommet du four chaux. La chaux
prcipite alors sous forme de carbonate de chaux, dont les grains
entranent les impurets les plus fines. Impurets et chaux sont
limins par filtration. La chaux charge dimpurets, appeles cumes,
constitue le meilleur amendement calcaire pour les terres
agricoles.
7. Dcalcification :Le jus filtr de deuxime carbonatation ntant
pas exempt de sels calcium, une dcalcification savre ncessaire pour
viter lentartrage de lvaporation. En effet, le jus passe travers
une rsine riche en sodium et libre le calcium par une raction de
substitution montr par le schma suivant : R-Na2 + Ca2 2Na+ + R-Ca10
Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtudeAprs saturation, la rsine est rgnre laide
solution de chlorure de sodium 26%(saumure).
8. Evaporation :
En sucrerie lvaporation est la phase de fabrication qui suit
immdiatement lpuration et qui a pour but de concentrer le jus pur
par lvaporation de la plus grande partie de leau quil contient. Le
jus 14 ,5 brix est transform sirop (ou jus dense) un brix entre 65
70 par vaporation. Description des appareils dvaporation et leur
fonctionnement : La SUNABEL de ksar el kebir a une poste
dvaporation 5 effets : Chaque effet est constitu par une chambre de
vapeur traverse par un faisceau tubulaire vertical. En service, la
vapeur de chauffage se condense lextrieur des tubes, tandis qu
lintrieur des tubes, le jus en bullition se concentre. Lchange de
chaleur se fait entre la vapeur et le jus parce que la temprature
de la vapeur est suprieure la temprature du jus. Les tubes en
aciers inoxydables sont minces pour assurer une transmission de
chaleur rapide. La vapeur nincruste pas les tubes, le jus par
contre est incrustant cest la raison pour laquelle la vapeur passe
lintrieur des tubes est accessible pur nettoyage mcanique ou
chimique.
11 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtudeLe jus entre de faon continue dans la partie
inferieure de lappareil, il est uniformment rparti sous la plaque
tubulaire grce un rpartiteur, et il grimpe bouillonnant dans les
tubes sous forme dune mulsion de jus et de vapeur. Cette mulsion
dbouque la partie suprieure du tube dans une vaste chambre appele
calandre dans laquelle seffectue la sparation du jus concentr et de
la vapeur forme ses dponas. Le jus retombe finalement sur la plaque
tubulaire suprieur et se rassemble dans un tube central de grand
diamtre, au bas du quel se trouve un orifice de sortie. Lbullition
est intense dans une caisse dvaporation et la quantit de jus quille
contient et relativement minime. Malgr les grandes dimensions de
lappareil, le niveau du jus attendrait peine le tiere inferieur des
tubes, ce niveau sappelle le niveau statique. La vapeur form par
lbullition du jus est vacu e au sommet de la calandre apres avoir
travers e une srie de chicanes appele dissecteur qui rcupre les
gouttelettes de jus entraines. Au dessous de la plaque tubulaire
inferieur ; il ya deux orifice pour vacu les eaux condense
provenant de la vapeur de chauffage. La vapeur de chauffe contient
une proportion plus au moins important de gaz (air ; ammoniac, on
hydride carbonique) qui ne sont pas condensable. Si on ne les
extrait pas de la chambre de chauffage .celle-ci se remplit peu peu
de ses gaz et par consquent la vapeur nentre plus et toute
lvaporation cesse pour cela chaque caisse possde 2 orifices dans la
plaque tubulaire suprieure par les quelle ces gaz sont vacus lair
libre. Le jus pur est port une temprature de 119 C dans une srie de
rchauffeurs afin daugmenter la rentabilit de lvaporation du 1er
effet et avoir un brix convenable.
9. Cristallisation :
12 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
Cette opration pour but de sparer et de purifier le sirop obtenu
par vaporation du jus. Lopration consiste faire passer le
saccharose ltat solide tandis que les autres impurets restent en
solution. Le sirop termine sa concentration dans des chaudires ou
cuite fonctionnant sous vide pour viter une caramlisation trop
intense. Le sirop est amen au-del de sa limite de solubilit, ltat
de sursaturation ; ce stade, un cristal de sucre plong dans le
sirop se met grossir. Si lon vapore encore un peu plus deau, le
sucre va cristalliser spontanment. Pour bien contrler le processus,
on ajoute dans le sirop sursatur des petits cristaux sous forme de
sucre en solution vont venir sy agglutiner et les faire grossir.
Une tape de malaxage permet dachever le grossissement des cristaux
tout en refroidissant lensemble. On spare les cristaux du sirop non
cristallis par essorage dans une grosse centrifugeuse (turbinage)
qui tourne 1500 tours/minute. En vaporisant alors de leau chaude
dans les centrifugeuses, on parvient chasser le sirop color qui
adhre chaque cristal de sucre (opration de clairage). Dans cette
tape on obtient donc : 1er jet on obtient : - Sucre blanc : envoy
vers un scheur refroidisseur qui consiste vaporer le maximum deau
restant dans le sucre pour favoriser les conditions de stockage
(humidit admissible 0,002 - 0,003).
13 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude- Egout pauvre : il reprsente leau mre de la
masse centrifugation. Il constitue la liqueur standard du 2me jet.
cuite spare par
- Egout riche : cest lgout rcupr aprs clairage leau du sucre
dans les centrifugeuses. Vu sa puret leve il est recycl vers les
bacs dattente du 2me jet 2me jet on obtient : Sucre II : envoy vers
le malaxeur de refonte du 1er jet. Egout pauvre 2me jet : constitue
la liqueur standard du 3me jet. 3me jet on obtient : - Sucre 3me
jet : il est recycl vers le 2me jet.
- Mlasse : valorise comme support de fermentation pour la
production de levures de boulangerie, dalcool, etc.
10. Essorage :
La masse cuite est essore par La force centrifuge dveloppe par
les turbines spare les cristaux en les retenant dans un panier
perfor, des restes deau sucre appele eau-mre ou gouttures. Les
centrifugeuses tournent 1.200 tours /min les cristaux de sucre
restent dans le tamis, tandis que les eaux mres sen chappent. Les
cristaux parfaitement purs et blancs sont dirigs vers le schage.
Les eaux-mres ou gouts composs deau de sucre et de quelques
impurets contiennent encoure beaucoup de sucre. Elles sont soumises
une nouvelle cuisson avec formation de cristaux et un nouvel
essorage : cest le 2me jet.14 Anne universitaire 2008/2009 EST de
Fs
Stage de fin dtude
11. Conditionnement :
Le sucre blanc cristallis aprs centrifugation est sch dans un
tambour en contre courant avec de lair chaud puis refroidi en
contre courant avec lair ambiant. Aprs, il est stock dans des silos
journaliers alimentant les diffrentes ensacheuses 50kg et
conditionneuses 1 et 2kg.
15 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
LA PRODUCTION DENERGIE ELECTRIQUE
LA CHAUDIERE :Eau de la chaudire Description de la chaudire
Description du circuit deau lintrieur de la chaudire Il y a
plusieurs technique de production dnergie lectrique et seulement la
source dnergie qui change et Les scurits de la chaudirela mme et
les diffrents la partie de centrale lectrique elle reste sources
dnergie mcanique sont : Scurit principale de chaudire Scurit
secondaire chaudire Dans une centrale hydraulique, cest leau en
mouvement qui fournit LA CENTRALE ELECTRIQUE lnergie mcanique la
turbine puis lalternateur.
Description de la chaudire INTRODUCTION
Dfinition Dans une centrale olienne, cest le vent en mouvement
quilectrique Les composants principaux dune centrale fournit
lnergiemcanique la turbine (= les pales) puis lalternateur. Turbine
Alternateur triphas Dans une centrale thermique flamme, lnergie
thermique fournie par les Transformateur combustibles fossiles
produit la vaporisation de leau. Cest le vapeur deau en mouvement
qui fournit lnergie mcanique la turbine puis : Le fonctionnement de
la centrale lectrique lalternateur Le fonctionnement de centrale
Bilan nergtique Remarque : Il existe autre type des centrales. La
scurit de centrale
16 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtudeLalternateur qui transforme lnergie mcanique
en nergie lectrique et On peut traduire cette conversion par un ce
diagramme.
A.
LA CHAUDIERE : I. Description de la chaudire
La vapeur est une source dnergie, trs utile pour le
fonctionnement de plusieurs units au sein de lusine SUNABEL. Elle
est utilise pour diffrentes fins : Alimentation en nergie lectrique
des machines tournantes (pompes, compresseurs) Vapeur datomisation
du fuel (fours, brleurs) Mise sous vide de certaines enceintes
Traage (des lignes de produit) Dgazage physique Fournir de la
chaleur certains produits visqueux17 Anne universitaire 2008/2009
EST de Fs
Stage de fin dtude Acclrer le mouvement de sparation des
produits dans la colonne de sparation. Ainsi que le barbotage dans
les ballons pour limination des impurets. Donc la chaudire s'avre
d'une importance primordiale au sein d'une telle industrie.
1. Eau de la chaudire :Leau destine lalimentation des chaudires
ne peut tre utilise son tat brut, que ce soit de l'eau potable ou
de l'eau naturelle (marine, fluviale), elle se charge de sels
minraux, de gaz dissous et de micro-organismes vivants, elle nest
donc jamais chimiquement pure. L'eau utilise SUNABEL est l'eau
potable, elle est dminralise pour viter les phnomnes suivants :
Corrosion des parties en acier par la prsence de loxygne O2 et dun
PH faible. Formation de dpts la surface des tubes vaporisateurs dus
la prsence de durets et de matires en suspension. Cette formation
de dpts donne lieu une surchauffe du mtal ce qui peut engendrer des
clatements. Primage (entranement des vsicules liquides dans la
vapeur) favoris par une salinit et une alcalinit importante.
Entartrage (formation de dpts durs et adhrents sur des surfaces
chaudes) par la prcipitation de sels dont la solubilit varie en
sens contraire de la temprature. Ces sels sont principalement les
carbonates de calcium et de magnsium issus de la dcomposition
thermique des bicarbonates correspondants, largement prsents dans
les eaux naturelles. Encrassement des turbines caus par les dpts de
silice sur les aubages lors de la dtente de la vapeur. 1.
Description de la chaudire :
Une chaudire est une enceinte ferme dune capacit mtallique
tanche et rsistante dont le rle est de transformer leau traite en
vapeur une pression et temprature bien dtermines sous laction de la
chaleur fournie par la combustion. La chaudire comprend
essentiellement:
a. L'conomiseur :Il sagit dun serpentin dans lequel passe leau
dalimentation de la chaudire avant de pntrer dans les ballons et
dans lequel elle est prchauffe en utilisant la chaleur des fumes
(Leau circule contre courant avec les gaz de combustion). Il a pour
but de rcuprer une partie des calories restant dans les gaz de
combustion, pour lever la temprature de leau dalimentation. Leau
prchauffe peut atteindre des valeurs de lordre de 250 C.
Lconomiseur permet une augmentation du rendement thermique et une
suppression de contraintes thermiques dans le mtal du ballon, que
provoquerait une eau froide. Lconomiseur est un changeur de chaleur
circulation deau inverse par rapport celle des gaz de combustion.
Lchange de la chaleur se ralise par convection.
b. La chambre de combustion :18 Anne universitaire 2008/2009 EST
de Fs
Stage de fin dtudeLa chambre de combustion est une enceinte dans
laquelle se dveloppent les flammes des brleurs. Les murs latraux et
le plafond de la chambre de combustion sont garnis des tubes
vaporisateurs. Lchange thermique ralis entre ces tubes et les gaz
de combustion se fait par rayonnement. La temprature de cette
chambre de combustion atteint 1200 C. Les tubes sont en acier
ordinaire car la diffrence de temprature entre leau et le mtal
expos la radiation est voisine de zro. Chaque chaudire comporte
deux brleurs au fuel-oil pulvris par de la vapeur moyenne pression
15 bars (ils peuvent fonctionner aussi avec le fuel gaz de la
raffinerie).
c. Les brleurs :Chaque chaudire est quipe dun nombre de brleurs
qui est en fonction de ses dimensions. SUNABEL dispose de chaudires
de deux brleurs. Ils ont pour fonction de mlanger le combustible
avec lair et de fournir de lnergie thermique grce la combustion du
mlange obtenu. Les gaz chauds produits circulent le long des parois
de la chaudire remplie deau qui constituent des changeurs
thermiques et ils librent leur nergie. La proportion des
combustibles utiliss est en fonction de leur cot, de leur
disponibilit et des limites imposes pour la protection de
lenvironnement. Loxygne ncessaire la combustion est amen au
combustible par lair. Le processus de combustion ragit avec une trs
grande sensibilit au dosage de lair.Si loxygne est amen en trop
faible quantit, la combustion est incomplte et les imbrls se
dirigent vers la chemine. Il en rsulte un prix de combustible lev
et pollution de lenvironnement. Si une trop grande quantit dO2 est
mlang au combustible, il en rsulte un mauvais rendement et un
dgagement de chaleur inutile dans lenvironnement.
d. Le vaporisateur :Il comprend les parties suivantes :
Le rservoir collecteur (ballon suprieur) :Il sagit dune enceinte
cylindrique place la partie suprieure de la chaudire dans laquelle
se trouvent runies la phase liquide et la phase vapeur de leau du
gnrateur. De ce fait, la temprature de leau est la temprature de
saturation, correspondant la pression qui rgne dans cette enceinte.
Il stablit dans le rservoir un plan deau dont le niveau est
maintenu une valeur constante (50%). Au dessus de ce plan, ce
trouve la vapeur sature ou humide qui, par lintermdiaire de
sparateurs et scheurs se dgage vers lchangeur de surchauffe.
Le rservoir distributeur (ballon infrieur) :
19 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtudeIl fonctionne 100% deau, plac la partie
infrieure de la chaudire (ballon cylindrique infrieur CCI).
Tubes de chute :Ces tubes ne sont pas chauffs, ils relient le
rservoir collecteur au rservoir distributeur et permettent la
circulation de leau vers ce dernier.
Faisceau de tubes vaporisateurs :Il relie le rservoir
distributeur au rservoir collecteur. Il assure la fin de
lchauffement de leau (quand lconomiseur nest pas vaporisant) et la
production de la vapeur. Les vaporisateurs sont gnralement
constitus par les crans souds de la chaudire mais doivent parfois
tre complts par des faisceaux, notamment dans le cas des chaudires
faible pression. Cest dans ce faisceau que se produit la
vaporisation de leau. e. La surchauffeur : La vapeur obtenue la
sortie du ballon suprieur est de la vapeur sature (humide), le but
du surchauffeur est daugmenter la temprature de la vapeur sans
changer sa pression afin dliminer les traces deau liquide. Il
comprend deux parties : un surchauffeur primaire et un surchauffeur
secondaire, comportant entre eux un systme de rgulation de
temprature par dsurchauffe.
Nappe suprieure Collecteur d'entre Nappe infrieure Fumes 1
boucle de 2 tubes en parallle Collecteur de sortie
La temprature finale de la vapeur est ainsi rgule par action sur
le dbit deau de dsurchauffe, tout en contrlant le dbit de
vapeur.
f. Le dsurchauffeur :Destin refroidir la vapeur surchauffe afin
que sa temprature reste dans les limites impose par la rsistance
des matriaux aux tempratures leves ainsi que de respecter la
temprature dsire (380C) par injection deau pulvrise entre les deux
surchauffeurs.
20 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Eau d'injection
Stage de fin dtude
Vapeur Pulvrisation en gouttelettes
Schma du dsurchauffeur
1. Description du circuit deau lintrieur de la chaudire :Leau
arrivant des pompes alimentaires est introduite dans le rservoir
collecteur (ballon cylindrique suprieur). Le dbit de cette eau est
rgul par une vanne en fonction du niveau dans le rservoir
collecteur qui doit rester 50% et du dbit de vapeur. La pression
peut galement tre contrle. Une circulation naturelle stablit entre
le rservoir collecteur et le rservoir distributeur (ballon
cylindrique infrieur) par les tubes de chute, et entre le rservoir
distributeur et le rservoir collecteur par les tubes de
vaporisation. La vapeur sature, recueillie dans le rservoir
collecteur, passe par un dispositif sparateur et par un filtre plac
tous les deux dans ce dernier. Elle est ensuite dirige vers la
surchauffeur. Suivant la temprature obtenue de la vapeur aprs
passage dans la surchauffeur, elle subit ou non une
dsurchauffe.
21 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
Coupe de la chaudire
I. Les scurits de la chaudire :Dans le contexte dassurer la
marche normale de la chaudire et de garantir sa protection contre
des incidents pouvant intervenir au cours du droulement de son
activit, des scurits sont mises en place pour prmunir contre les
disfonctionnements de la chaudire On distingue quatre blocs de
scurit savoir : La scurit principale, La scurit secondaire, La
scurit principale fuel ol, La scurit principale fuel gaz, Cette
dernire scurit sera omise pour deux raisons : la premire est que le
combustible utilis en ce moment SUNABEL est le fuel ol et la
seconde est que la scurit fuel ol et celle fuel gaz sont identiques
abstraction faite de la pression qui nexiste quau niveau du fuel
ol.
1. Scurit principale chaudire :Il sagit de scurits intervenant
pendant le dmarrage et au cours du fonctionnement normal de la
chaudire. Elles engendrent le dclenchement total de la chaudire
pendant toutes les phases de fonctionnement en cas danomalies.
22 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
a. Niveau ballon trs haut : Lorsque le niveau deau dans le
ballon suprieur atteint 65%, la vapeur produite est humide, ce qui
reprsente le risque de casser les ailettes des turbines cause des
gouttelettes deau contenues dans la vapeur une pression de 30 bars,
do lintrt de cette scurit. La vapeur humide prsente aussi le risque
dexplosion des barillets de stockage cause du contact entre la
vapeur sche et la vapeur humide.
b. Niveau ballon trs bas : Lorsque le niveau deau atteint 30%,
la chaudire se dclenche pour viter de brler les tubulures en
contact direct avec la flamme des brleurs.
c. Niveau ballon trs trs bas :Pour accrotre la fiabilit de la
scurit de niveau et vu que le niveau deau bas de la chaudire
prsente plus de risque que le niveau haut, un deuxime capteur de
niveau est plac 25% du ballon suprieur.
d. Dbit air combustion bas :Lorsque le dbit dair est bas, la
combustion nest pas totale, il y a par consquent perte de fuel dans
la fume. Si la quantit de fuel non brle est importante, elle est
accumule dans le foyer de la chaudire, et prsente le risque
dexplosion.
e. Arrt durgence local:En cas danomalie constate sur le site de
la chaudire, un arrt durgence permet larrt total de la chaudire. 23
Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude f. Arrt durgence salle de contrle :Il existe
aussi un arrt durgence dans la salle de contrle mis la porte du
superviseur.
g. Vitesse basse de ventilation :Si la vitesse de rotation du
ventilateur est basse, lair comburant nest pas suffisant la
combustion totale du fuel.
1. Scurit secondaire chaudire :Le but de ces scurits est
dempcher le dmarrage de la chaudire dans de mauvaises conditions.
Elles ninterviennent pas pendant le fonctionnement normal de la
chaudire.
A. Temprature basse fuel ol:La viscosit du fuel doit tre
convenable la combustion. Pour cela, sa temprature doit tre gale
120C. Si ce nest pas le cas, la chaudire ne dmarre pas.
B. Niveau ballon haut :Si le niveau deau du ballon pendant le
dmarrage est suprieur ou gal 60%, le dclenchement de la chaudire
par la scurit principale niveau ballon trs haut 65% risque de se
faire rapidement. Pour une scurit optimale, il existe un capteur de
niveau ddi cette scurit diffrent de celui de la scurit
principale.
A.LA CENTRALE ELECTRIQUE : I. Dfinition :Une centrale (de
production d'nergie) lectrique est un site industriel destin la
production d'lectricit. Les centrales lectriques transforment
diffrentes sources d'nergie naturelle en nergie lectrique afin
d'alimenter en lectricit les consommateurs, particuliers ou
industriels relativement lointains. Le rseau lectrique permet de
transporter puis de distribuer l'lectricit jusqu'aux consommateurs.
Gnralement On peut dire que la centrale lectrique est lensemble
turbine-alternateur, Peuvent transformer lnergie mcanique (lie au
mouvement) en nergie lectrique.II.
Les composants principaux dune centrale lectrique:
Les composants principaux dune centrale lectrique est la turbine
lalternateur et le transformateur.
24 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
1. Turbine :
Une turbine vapeur est constitue d'un grand nombre de roues (une
centaine pour un modle de puissance) portant des ailettes. La
vapeur sous pression traverse d'abord les roues de petit diamtre
avant d'atteindre les roues de plus grand diamtre. La turbine
tourne alors en entranant lalternateur qui lui est accoupl.
2. Alternateur triphas : Dfinition :Un alternateur triphas est
un gnrateur qui transforme lnergie mcanique en lectrique.
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Stage de fin dtude
Caractristique dun alternateur :Les caractristiques de
l'alternateur sont les suivantes : frquence de rotation nominale :
nN tension nominale aux bornes d'un enroulement : Vn frquence
nominale :f = 50 Hz puissance utile nominale : Pu D'autre part, les
phases de l'alternateur sont couples en toile avec neutre.
Principe de fonctionnement :Une bobine est constitue d'un fil de
cuivre isol par un vernis et enroul en de nombreuses spires. Il
existe des bobines plates (cadres), des bobines longues (solnodes),
des drles de bobines (bobines de dflexion de tubes cathodiques d'un
tlviseur par exemple). Si l'on dplace un aimant prs d'une bobine
(ou si l'on dplace une bobine dans le champ magntique d'un aimant),
une tension lectrique est induite (cre) aux bornes de la bobine.
C'est le phnomne d'induction lectromagntique. Le signe de la
tension dpend du sens de dplacement de l'aimant et du sens du champ
magntique. En faisant tourner rgulirement un aimant prs d'une
bobine, la tension induite est alternative. Elle est tantt positive
tantt ngative. C'est le principe de l'alternateur. Pour augmenter
l'effet magntique, les bobines sont munies de noyaux en fer doux et
les aimants sont remplacs par des lectro-aimants aliments par un
courant d'excitation. On appelle inducteur l'lectro-aimant qui
produit le champ magntique et induit la bobine dans laquelle la
tension est cre. En gnral on prfre dplacer l'inducteur l'intrieur
de l'induit fixe, l'isolation de l'induit tant ainsi plus facile
pour les tensions leves (10 15 kV)
Fonctionnement d'un alternateur :
Pour que l'alternateur puisse fonctionner, il faut que le rotor
se comporte comme un aimant. Ainsi, l'inducteur est :26 Anne
universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude_ soit un aimant permanent, _ soit on cre
artificiellement un aimant en alimentant l'inducteur avec une
alimentation continue. _ Si on ne dispose pas d'une alimentation
continue externe pour alimenter l'inducteur, on cre l'alimentation
directement avec la machine; on parle alors de machine auto-excite.
L'induit est compos de 3p bobines chacune dcales entre-elles de
.
Le rotor (aimant naturel ou artificiel) cre le flux. Lorsque le
rotor tourne, chaque bobine est soumise un flux magntique variable
et il se cre alors une tension alternative sinusodale e(t) aux
bornes de chaque enroulement du stator.
1. Transformateur :
27 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
Transformateur triphas
Rle d'un transformateur :
Un transformateur sert modifier la valeur efficace d'une tension
alternative. Il peut l'abaisser ou l'lever.
Caractristiques techniques :
puissance apparente nominale : Sn tension de court-circuit : Ucc
frquence : F = 50 Hz groupe de couplage : DyN11
Description d'un transformateur :
La transformation peut se faire avec un transformateur triphas
ou avec trois transformateurs monophass.
28 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
Transformateur monophas Un transformateur est constitu de 2
bobines de fil de cuivre isol montes sur une armature en fer
doux.
Remarque:Le fer doux est du fer pur, alors que l'acier est un
alliage de fer et de carbone. Le fer doux et l'acier s'aimantent
lorsqu'ils sont placs dans le champ magntique d'une bobine, mais
lorsqu'on interrompt le courant dans la bobine, le fer doux cesse
d'tre aimant alors que l'acier conserve son aimantation. La bobine
d'entre est appele primaire, celle de sortie, secondaire. Les 2
bobines sont indpendantes. Il n'existe aucune liaison lectrique
entre elles. L'armature en fer doux passe l'intrieur des bobines et
se referme l'extrieur. Elle est constitue de plaques superposes
pour diminuer les pertes. Le fil de cuivre est isol par un vernis
transparent qui pourrait laisser croire que le fil est nu.
Fonctionnement d'un transformateur :
En dplaant un aimant prs d'une bobine, on cre une tension
variable dans la bobine (voir alternateurs). La tension induite
dans la bobine est due la variation du champ magntique de l'aimant
que l'on dplace.
29 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtudeIci, c'est la variation du champ magntique cr
par le courant variable circulant dans la bobine primaire qui
induit une tension variable dans la bobine secondaire.
Remarque:Un transformateur ne fonctionne pas en courant continu
(pas de variation du champ magntique), de mme qu'un alternateur ne
fournit aucune tension si on ne le fait pas tourner. Si le primaire
est soumis une tension alternative, le secondaire sera soumis une
tension alternative de mme frquence. La tension efficace obtenue au
secondaire dpend du nombre de spires des bobines.
III.Le fonctionnement de la centrale lectrique :1. Le
fonctionnement de centrale :
La centrale lectrique est le noyau de la production de lnergie
lectrique. La vapeur surchauffe est 380C et 30 bar l entre de la
turbine, et sort avec une temprature de 150C, la chaleur extraite
permet de faire tourner la turbine avec une vitesse de 8077tr/min
et la vitesse lentre dalternateur est 1500 tr /min cest une vitesse
constante laide dun rducteur par ce que lalternateur est une
machine synchrone et daprs cette nergie mcanique lalternateur va la
transformer en nergie lectrique.
2. Bilan nergtique :30 Anne universitaire 2008/2009 EST de
Fs
Stage de fin dtudeCette centrale thermique permet de produire :
Puissance active
P=4 ,4 MW Puissance ractive Q=3,1 MVAR Puissance apparente S=KV
courant I=288 A
tensionV=5,5
frquence
f=50 Hz=0,87
facteur de puissance cos
1. La scurit de centrale :Avant de dmarrage la centrale il faut
vrifier que : Le rservoir dhuile plein au niveau requis. Le
rgulateur de vitesse au point zro. La pompe huile auxiliaire
oprationnelle des intervalles frquents
et rguliers. La vanne dadmission de vapeur et les soupapes de
rglage tant fermes. Le rotor de la turbine tourne librement laide
de la clef prvue cet effet. Les purges de vapeur sont ouvertes.
pompe courant continu en position auto
Et pour dmarrer la centrale il faut suivre les tapes suivantes :
Ouvrir le petit by-pass lentre de la turbine avec prcaution
jusqu ce que la temprature atteigne 200 degr environ. Cette
temprature est lue sur le thermomtre dadmission de la turbine. Elle
doit tre atteinte aprs une dure minimale de chauffe une heure et
demie afin dviter les chocs thermiques. A la sortie de la turbine
la temprature doit tre comprise entre 80 et 100 degr fermer ce
moment l la vanne petite by-pass et sassurer que la pression est
tombe zro bar. Ouvrir la vanne fermeture rapide dentre vapeur
jusquau repre prconis (Indiqu sur le corps de la vanne) Ouvrir les
soupapes de rglage Tourner la turbine manuellement avec la clef
prconise cet effet.31 EST de Fs
Anne universitaire 2008/2009
Stage de fin dtude Ouvrir la vanne dchappement sortie turbine
Ouvrir de faon dcoller la vanne de by-pass trs doucement et
progressivement jusqu ce que la turbine commence tourner En rglant
la vitesse environ au del de 500tr/mn Trs attentivement faire des
inspections autour de la turbine afin de dceler dventuelles
anomalies (frottements, bruits anormaux, fuites dhuile ou de vapeur
etc.) Augmenter la vitesse progressivement 1500 tr/min et la
maintenir pendant 20min environ pour le conditionnement du rotor.
Contrler les tempratures du palier et de lhuile la sortie du
refroidisseur. Rgler si ncessaire Une fois la temprature dadmission
sest stabilise 200 230 degr, porter la vitesse 3600tr/min en
agissant sur ladmission de vapeur avec un intervalle de 10 15 min
environ entre les manuvres. Augmenter la vitesse 4000tr/min en
surveillant le fonctionnement des Soupapes par lintermdiaire du
rgulateur pilote qui doit se mettre en Position fermeture. Procder
la permutation de la vanne grand by-pass par la vanne principale
dentre vapeur. A 6000tr/mn arrter la pompe auxiliaire dhuile et
mettre son slecteur
sur la position automatique. porter la vitesse 8077 tr/mn par
intervalle de 10 mn en agissant sur le commutateur du Variateur de
Vitesse sur tableau et fermer les purges de vapeur.
32 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
LES TRAVAUX EFFECTUES
La maintenance au niveau de lusine:Maintenance prventive :
Maintenance corrective
I. la maintenance au niveau de lusine: LasservissementLes
contrles des machines Le variateur de vitesseAnne universitaire
2008/2009 Interventions 33 EST de Fs
Nouvelles connaissances
Les moteurs Les installations La chaudire
Stage de fin dtudeLa maintenance est lensemble des actions
permettant de maintenir ou de rtablir un bien dans un tat spcifi ou
en mesure dassurer un service dtermin. Il ya deux type de
maintenance. Maintenance prventive se fait avant la panne.
Maintenance corrective se fait aprs la panne.
1. Maintenance prventive :La dure de mon stage est divise en
deux parties : Avant le dmarrage de lusine : cest la dure de
lentretien des machines dans cette partie la maintenance prventive
elle est applique au niveau de toute les machines dusine. Pendant
le dmarrage de lusine : pendant le fonctionnement la maintenance
prventive elle est applique selon la priorit des machines.
1. Maintenance corrective :Ce type de maintenance est plus
utilise pendant le fonctionnement de lusine.
II.nouvelles connaissances :Durant la priode de mon stage jai
appris des nouvelles connaissances au milieu de travail et parmi
ses connaissances on trouve :
1. lasservissement :Cette option elle est plus utilise pour les
bondes de stockage et sa but principale est de faire alimenter les
moteur des bondes un par rapport a lautre et voila le schma de
commande et de puissance de ces moteur.
34 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
Schma de Commande et de Puissance du Magasin de Sucre
35 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
2. les contrles des machines :Cest un systme de surveillance qui
gre ltat des machines, pour but principale dassurer ltat de bon
fonctionnement des machines avec des appareilles spciales et parmi
ces appareilles on trouve :
a. le mgohmmtre : dfinition : Un mgohmmtre est un instrument de
mesure destin mesurer la rsistance d'isolement lectrique enter deux
bornes et entre une borne et la masse.
Principe :Le mgohmmtre gnre une tension continue importante (de
quelques centaines de volts plusieurs kV). L'appareil possde
gnralement une limitation de courant quelques mA. Cet appareil est
utilis pour mesurer l'isolement d'un quipement lectrique tel que,
par exemple36 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtudeune machine lectrique, des cbles d'nergie, des
isolateurs, des parafoudres ainsi que tout quipement ou
installation susceptible de prsenter un danger pour la scurit en
cas de dfaut
b. La pince ampremtrique : Dfinition : La pince ampremtrique est
un appareil de mesure qui permet de mesurer 'intensit de courant
lectrique sans s'insrer dans le circuit.et de vrifier la nature du
systme (triphas quilibr ou non) et de mesurer la tension la
puissance et le cos .
Principe : La pince ampremtrique est une sorte de transformateur
lectrique dont le primaire est constitu par le conducteur dont on
veut connatre le courant et le secondaire par un enroulement bobin
sur un circuit magntique form par les deux mchoires de la pince.
Elle sert mesurer des courants alternatifs levs sans insrer quoique
ce soit dans le circuit. Elle ne peut pas mesurer les courants
continus.
3. Le variateur de vitesse :a. Dfinition :Un variateur de
vitesse est un dispositif lectronique destin commander la vitesse
d'un moteur lectrique.
37 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
b. Principe de fonctionnement :
Dans un moteur courant alternatif, la vitesse mcanique du rotor
est lie la frquence des courants au stator. Ce lien mathmatique
rend possible une commande de la vitesse du rotor par la commande
de la frquence du courant au stator. C'est ce que l'on appelle la
condition de synchronisme qui s'exprime diffremment selon que l'on
considre une machine synchrone ou une machine asynchrone. Pour une
machine synchrone, la condition de synchronisme est :
Avec :
Ns, la vitesse de synchronisme en tours par minute f, la
frquence d'alimentation en hertz p, le nombre de paires de ples
Pour une machine asynchrone, la condition de synchronisme est
:
Avec : g, le glissement en % Ns, la vitesse de synchronisme en
tours par minute N, la vitesse de l'arbre (vitesse relle) en tours
par minute
Ainsi, il existe une relation directe entre le pilotage de la
frquence du courant au stator et la vitesse mcanique du rotor qui
permet, pour toute vitesse mcanique souhaite, de fixer la frquence
statorique correspondante. C'est sur ce principe que se base le
fonctionnement du38 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtudevariateur de vitesse : commander une vitesse
de rotation mcanique en commandant la frquence du courant
statorique.III.
Interventions:
Durant la priode de mon stage jai fait plusieurs interventions
avec mon quipe concernant les moteurs les installations et la
chaudire 1. Les moteurs : Les moteurs les plus utilise dans lusine
COSUMAR sont des moteurs asynchrone et les causes principales qui
permet de faire une intervention pour ces moteurs sont : Dfaut
dalignement Dfaut de roulement Surcharge mcanique Vibration Mouvais
couplage
2. Les installations : Les installations lectriques sont
lensemble des composants lectrique qui peuvent alimenter et
commander une machine et les causes principales qui permettent de
faire une intervention pour ces installations sont : Problme sur un
composant (fusible contacteur relai thermique) Mouvais serrage dun
fil Mouvais contacte due la poussire 2. La chaudire : La chaudire
est la partie la plus important dans lusine et les interventions
sont court et pas nombreuse et les causes principales de ces
interventions sont : Lconomiseur Arrt dune pompe Arrt dune vanne
Arrt dun moteur
39 Anne universitaire 2008/2009 EST de Fs
Stage de fin dtude
Le stage technique est une occasion pour sauto valuer, pour
exploiter nos connaissances, et pour amliorer
lexprience qui devient la condition et le facteur ncessaire que
lemployeur exige pour lembauche. Daprs la modeste exprience que jai
effectu jai constat que le domaine de lindustrie nest pas du tout
facile comme ont croyaient avant mes il faut doubler les efforts
pour y russir.
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