Auteur:Michael Chen, étudiant de dernière année Oxydateur thermique régénératif Ingénieur en systèmes de combustion

Guide complet des systèmes de combustion à oxydation thermique régénérative : principes, fonctionnement et sécurité

Table des matières

1. Présentation du système

   • 1.1 Introduction au système de combustion par oxydation thermique régénérative

   • 1.2 Conduite d'air de combustion et distribution

   • 1.3 Conduite de gaz combustible et train de soupapes

   • 1.4 Principe de fonctionnement du système de combustion à oxydation thermique régénérative

2. Avant l'opération : vérification des conditions du site

3. Liste de contrôle d'inspection avant démarrage

4. Essai du brûleur

5. Procédure d'arrêt du système de combustion de l'oxydant thermique régénératif

6. Soins postopératoires et transfert

7. Dépannage des problèmes courants lors des essais

8. Inspection, entretien et précautions relatives aux équipements

9. Mesures de sécurité critiques

1. Présentation du système

Dans un système d'oxydation thermique régénérative (RTO), le brûleur est un appareil de combustion industriel spécialisé. Il constitue l'élément central de production de chaleur, assurant l'inflammation des gaz résiduaires et le maintien des conditions de température nécessaires à leur auto-inflammation. Les brûleurs modernes sont des composants essentiels au bon fonctionnement, sûr, stable et automatisé des systèmes d'oxydation thermique régénérative. Ils intègrent généralement des fonctions telles que l'allumage, la surveillance de la flamme et le contrôle du rapport air/combustible.

1.1 Introduction au système de combustion par oxydation thermique régénérative

Le système de combustion de ce régénératif Unité d'oxydation thermique il se compose des principaux éléments suivants :

• Tuyauterie d'air de combustion et distribution

• Tuyauterie de gaz combustible et distribution

• Brûleur

• panneau de commande électrique

1.2 Conduite d'air de combustion et distribution

Le ventilateur d'air de combustion est raccordé à la conduite d'air par un raccord flexible et une bride prévue à cet effet. La canalisation est disposée linéairement. En fonction du sens d'écoulement des gaz, la distribution comprend les équipements suivants :

1.3 Conduite de gaz combustible et train de soupapes

L'arrivée de gaz est raccordée au réseau de gaz de l'usine. Selon le sens de circulation du gaz, la vanne comprend les équipements suivants :

1.4 Principe de fonctionnement duOxydateur thermique régénératifSystème de combustion

1. Vérifications préalables au démarrage : Le ventilateur d'arrivée d'air de combustion se met en marche. La vanne principale de gaz est ouverte. Le système vérifie que la pression d'air et la pression de gaz sont normales.

2. Purge et contrôle de sécurité : La purge avant allumage est terminée. Le bon fonctionnement des dispositifs de sécurité et de verrouillage de pression est confirmé.

3. Séquence d'allumage : Le contrôleur exécute le programme d'allumage :

   • La bougie d'allumage produit une décharge.

   • L'électrovanne de gaz pilote s'ouvre.

   • Dès la détection d'une flamme par le capteur UV, l'électrovanne principale de gaz s'ouvre.

4. Établissement de la flamme : Après l'allumage réussi de la flamme principale (généralement après un délai de 6 secondes), la vanne de gaz pilote se ferme et la bougie d'allumage cesse de se décharger.

5. Contrôle de la température : Le système reçoit des signaux de thermocouples et module en conséquence l'ouverture des vannes de gaz et d'air de combustion. Ceci ajuste le débit de combustion du brûleur afin de répondre aux exigences de régulation de température.

6. Verrouillage de sécurité : En cas d'échec d'allumage, le contrôleur du brûleur se verrouille automatiquement. Il coupe l'alimentation du transformateur d'allumage et des électrovannes de gaz. Le système doit être réinitialisé manuellement avant toute nouvelle tentative d'allumage. Si l'allumage échoue après cinq tentatives consécutives, le brûleur doit être mis hors service pour dépannage.

2. Avant l'opération : vérification des conditions du site

Avant de commencer les travaux, assurez-vous que les conditions suivantes sur le site sont respectées :

• Pression du gaz : Vérifiez la pression du gaz sur place. Généralement, elle devrait se situer entre 30 kPa et 80 kPaSi un régulateur haute pression est installé, la pression d'entrée peut être plus élevée, à condition qu'elle reste dans les limites de pression nominale du régulateur.

• Ventilateur d'air de combustion : Vérifiez les caractéristiques techniques du ventilateur indiquées sur sa plaque signalétique. Assurez-vous que le débit et la pression sont compatibles avec le brûleur mis en service.

3. Liste de contrôle d'inspection avant démarrage

Avant l'allumage, l'ingénieur de mise en service doit effectuer plusieurs vérifications en coordination avec les techniciens en électricité et instrumentation (E&I).

• Inspection des canalisations de gaz :

  • Inspectez visuellement la tuyauterie pour détecter tout dommage et assurez-vous qu'elle est propre.

  • Vérifiez que toutes les vannes sont dans la bonne position ouverte/fermée.

  • Inspectez tous les raccords, brides et joints pour détecter les fuites (utilisez un détecteur de fuites ou un détecteur de gaz ; assurez-vous qu'il n'y a pas d'odeur de gaz).

  • Veillez à ce qu'aucun travail à chaud ni flamme nue ne soit présent à proximité du four ; si cela est inévitable, mettez en œuvre des mesures d'isolation strictes.

• Vérification de l'approvisionnement en gaz :

  • Vérifiez que la pression du gaz est normale (brûleur principal : 6–9 kPa; Pilote: 4–6 kPa).

  • Ouvrez lentement la vanne d'arrêt principale en amont du régulateur de pression pour éviter un choc de pression.

  • Purgez la conduite d'air à l'aide de la vanne de purge située à l'extrémité du circuit de gaz pendant 1 à 2 minutes afin d'éliminer tout mélange air-gaz. Prolongez cette durée si le système est neuf ou s'il est resté inutilisé pendant une longue période.

• Vérification du brûleur et du système électrique :

  • Inspectez visuellement le brûleur pour détecter tout dommage. Assurez-vous que la tête du brûleur est correctement installée et réglée.

  • Vérifiez toutes les connexions électriques externes. Avertissement: Les câbles haute tension du transformateur d'allumage ne doivent pas être installés à l'intérieur d'une gaine métallique, car cela peut perturber la décharge.

  • Mettez sous tension le panneau de commande du brûleur. Assurez-vous que le contrôleur de programme est correctement connecté.

  • Vérifiez que le régulateur de température est correctement paramétré. Assurez-vous que les dispositifs de sécurité (par exemple, surchauffe du four, basse pression d'air, basse pression de gaz, haute pression de gaz) sont activés.

• Test de simulation de froid :

  • Effectuer un test de séquence à froid (nécessite la coopération du service E&I).

  • Vérifiez la logique du programme pour vous assurer que la séquence de contrôle est correcte.

  • Vérifiez le fonctionnement de tous les composants, y compris le détecteur de flamme.

  • Note: Durant ce test, la vanne d'arrivée de gaz manuelle doit être ferméet le transformateur d'allumage doit être déchargé.

• Vérification du câblage du panneau de commande :

  • Vérifiez le câblage du panneau par rapport au schéma électrique.

  • Utilisez un multimètre pour vérifier l'absence de court-circuit entre LN et L/N et la masse.

  • Vérifier le câblage correct des signaux de contact sec à distance.

  • Vérifiez que la tension d'alimentation est de 220 V.

  • Vérifier la communication du signal local/distant (sans alimentation).

• Réglages de la distribution :

  • Électrode d'allumage : Vérifiez que l'électrode d'allumage n'est pas obstruée, installez-la et connectez le câble haute tension à la bougie d'allumage.

  • Détecteur de flamme : Vérifiez que l'orifice du détecteur de flamme n'est pas obstrué et installez le capteur UV.

  • Réglages pneumatiques : Réglez le régulateur de rapport air/combustion et vérifiez que la pression d'air varie en conséquence. Ajustez-le avec précision en fonction de l'état de la flamme après l'allumage et des exigences de température.

  • Réglage du commutateur à faible cadence de tir : À l'aide d'un multimètre, réglez la position de déclenchement au ralenti de l'actionneur. Tournez la molette rouge dans le sens antihoraire jusqu'à la fermeture du circuit (le multimètre émet un bip ou le relais s'active). Ensuite, effectuez deux crans supplémentaires en sens inverse pour garantir un enclenchement fiable du signal de déclenchement au ralenti et éviter tout dérèglement.

  • Purge des gaz : Après avoir vérifié la pression du gaz provenant de l'alimentation du client, ouvrez lentement le robinet à bille principal pour éviter un choc de pression. Ouvrez-le complètement ensuite. Purgez l'air de la tuyauterie installée en ouvrant l'orifice de purge du robinet principal jusqu'à ce que vous sentiez une odeur de gaz. Répétez cette opération pour la conduite pilote.

4. Essai du brûleur

1. Vérifications initiales : Mettez en marche le ventilateur principal (ou de circulation). Vérifiez à nouveau l'alimentation en gaz et l'alimentation électrique. Assurez-vous que le papillon de régulation du brûleur est en position initiale (fermé ou faible puissance).

2. Démarrer: Avec l'actionneur en position initiale, démarrez le brûleur. En mode distant, lancez la commande de démarrage. Le contrôleur du brûleur démarrera alors sa séquence de démarrage.

3. Après l'allumage : Après un allumage réussi, la puissance de sortie du brûleur sera automatiquement contrôlée par la boucle PID de l'automate programmable.

4. Réglage de la flamme :

   • Commencez par régler la puissance du brûleur au minimum et observez la flamme.

   • Passez manuellement en mode feu vif et observez à nouveau la flamme.

   • Ajustez les vannes manuelles ou les volets d'air selon les besoins pour obtenir une combustion optimale (une flamme bleue stable). Les ajustements doivent être progressifs. Une fois finalisés, ces paramètres ne doivent pas être modifiés par du personnel non autorisé.

5. Procédure d'arrêt du système de combustion de l'oxydant thermique régénératif

Pour effectuer un arrêt normal :

1. Appuyez sur le bouton d'arrêt du panneau de commande.

2. Le système passera en mode arrêt et les électrovannes à gaz se fermeront immédiatement.

6. Suivi post-opératoire et transfert des responsabilités

Une fois que toute la séquence du programme s'est arrêtée :

1. Fermez la vanne d'arrivée de gaz manuelle principale.

2. Débranchez l'alimentation électrique.

3. En cas d'arrêt prolongé, fermez la vanne principale d'alimentation en gaz et envisagez de dépressuriser la conduite.

7. Résolution des problèmes courants lors des essais

8. Inspection, entretien et précautions relatives à l'équipement

• Inspection quotidienne/par quart de travail :

  • Fonctionnement normal de l'équipement, aucun bruit ni vibration inhabituels.

  • Flamme du brûleur stable.

  • Température des composants électriques normale (

  • Température stable, aucun voyant d'alarme.

  • Pression de gaz et d'air stable, aucune odeur de gaz à proximité des canalisations.

• Programme de maintenance :

  • Nettoyez régulièrement les surfaces extérieures. Assurez-vous que la zone est bien ventilée.

  • Actionnez périodiquement les vannes manuelles pour vous assurer de leur bon fonctionnement.

  • Vérifiez régulièrement le système de tuyauterie pour détecter les fuites.

  • Inspectez périodiquement les équipements électriques et le câblage.

9. Mesures de sécurité critiques

1. Si le brûleur ne s'allume pas après trois tentatives consécutivesArrêtez immédiatement le système. Vérifiez l'alimentation en gaz, les connexions électriques et tout autre élément défectueux. Ne redémarrez que lorsque la panne est résolue.

2. Interdiction formelle Frapper la conduite de gaz avec des outils ou des objets métalliques pour éviter les étincelles.

3. Interdiction formelle Fumer, souder, couper ou effectuer tout autre travail à chaud sur ou à proximité du système de vannes ou de la tuyauterie à gaz.

4. Jamais Effectuez tout test à la flamme nue à proximité des tuyauteries, vannes ou régulateurs.

5. Utilisez toujours un manomètre basse pression pour vérifier la présence de carburant dans la conduite.

6. Même après purge, des gaz ou vapeurs résiduels peuvent subsister dans les parois de la conduite. La moindre étincelle ou flamme peut provoquer une combustion ou une explosion. N'effectuez aucun travail à chaud sans avoir préalablement purgé et isolé soigneusement la conduite.

7. Avant de démonter une quelconque partie du système d'alimentation en gaz pour réparation, toujours fermer la vanne principale en amontet évacuer le gaz de la section isolée.

8. Interdire l'utilisation d'outils électriques ou pneumatiques non antidéflagrants en zone dangereuse.

9. Interdire forcer manuellement l'exécution d'un composant ou d'une séquence en dehors du programme de contrôle automatisé.