Remerciement Mes vifs remerciements vont à toutes les personnes qui ont contribué à réaliser mon travail. A ceux qui par leur aide, leur ouverture d’esprit, leur compétence, ont rendu mon séjour à l’atelier de CIM dans SAMIR agréable et rentable.
Mes vifs remerciements vont à : Monsieur le
directeur Général
de CIM
Mr.
Ahmed
EL
ARJA
qui m’a accordé l’autorisation de passer mon stage au sein de son entreprise pour une durée de deux mois Mon encadrant à CIM D’EQUIPEMMENT Mr. MABROUK MOHAMED qui m’a offert moyens et directives pour le bon déroulement de mon stage et la finalisation de mon projet et dont la gratitude est sans limite. Egalement
j’adresse
mes remerciements
et mes sincères respects à Mr.
HASSIBI ABDANBI pour son grand soutien et pour m’avoir pris du temps pour m’expliquer le fonctionnement du service. Mr IDRISSI ZINE ELABIDINE, Mr YOUNES MAZIRI, Mr Rachid, Mr Youssef et Mr MOULOUD pour leurs soutiens et tous les conseils qui nous ont accordé durant ce stage.
Mes remerciements vont également à Mr le Doyen de la Faculté des Sciences et Techniques de Fès, notre chef de filière Mr Lahbabi, mon encadrant Mr H. El MARKHI et tous mes enseignants qui ont veillé sur ma formation durant toutes les années passés à la FST.
1
Introduction Le stage est la meilleure occasion pour connaître les capacités du stagiaire, son degré d’efficacité, son sens de responsabilité et son esprit d’initiative. Pour cette raison et Dans le cadre de ma formation Cycle Ingénieur d’Etat filière Systèmes Electroniques et Télécommunications à la FST : Faculté des Sciences et Techniques, je suis tenu d’effectuer un stage de perfectionnement au terme de la 2ème année d’une période de 8 semaines. Alors, j’ai choisi d’effectuer mon stage au sein de la société CIM d’équipement qui a été choisi par la SAMIR pour renouveler toute la raffinerie en se basant sur les nouvelles technologies offertes par le système numérique de contrôle-commande ICS (Integrated Control System)
pour assurer de meilleures performances en matière de sûreté, de
sécurité, de qualité et du rendement. Et puisque je suis très intéressée par tous ce qui est automatisation des systèmes industriels le fait d’Effectuer mon stage dans un milieu professionnel dédie à l’instrumentation, la régulation, la supervision, l’automatisme et la sécurité va être pour moi, non seulement, une nouvelle expérience professionnelle riche d’enseignement mais aussi un enrichissement de mes connaissances dans le domaine de l’automatisme et l’automatique. En effet SAMIR a pensé d’améliorer la supervision de système de ramonage dans le but de communiquer toutes les informations de démarrage et d’arrêt de ramonage. Pour cela mon stage concerne la réalisation d’une supervision d’automate siemens avec Wincc flexible (projet ramonage chaudière). Alors Mon rapport de stage s’articule à travers trois axes principaux, d’abord une présentation de la CIM d’équipement et la SAMIR, puis présentation de la chaudière et les principaux éléments de la chaudière D, et enfin je vais présenter l’application que j’ai réalisée.
2
SOMMAIRE
Chapitre 1 : présentation des sociétés d’accueil ....................... Error! Bookmark not defined. Présentation de CIM d’équipement ................................................................................. 5
I.
1.
Historique ................................................................................................................. 5
2.
Chiffres clés ............................................................................................................. 5
3.
Organigramme de la société :................................................................................... 6
4.
Activités : ................................................................................................................. 6
5.
Les clients potentiels au Maroc ................................................................................ 8
6.
Présence actuelle et future : ..................................................................................... 9
7.
Compétences ............................................................................................................ 9
II.
Présentation de la SAMIR ......................................................................................... 11 1.
Aperçu historique ................................................................................................... 11
2.
Fiche signalétique .................................................................................................. 12
3.
Missions de la SAMIR ........................................................................................... 12
4.
Organigramme général de la SAMIR .................................................................... 14
5.
Structure à la SAMIR ............................................................................................. 15
6.
Service d’accueil .................................................................................................... 15
a.
Direction maintenance ........................................................................................... 15
b.
Organigramme de la direction Maintenance .......................................................... 17
7.
Les activités de la SAMIR Mohammedia .............................................................. 18
a.
Principales opérations de traitement du pétrole brut .............................................. 18
a.
Produits de la SAMIR ............................................................................................ 19
Chapitre 2 : Apprentissage ....................................................... Error! Bookmark not defined. 1. Introduction ................................................................................................................... 21 2. Définition de la chaudière ............................................................................................. 21 3. Les principaux éléments de la chaudière D ................................................................... 22 4. Le Ramonage................................................................................................................. 26 a.
Définition ............................................................................................................... 26
b.
les procédés de ramonage ...................................................................................... 27
Chapitre 3 : Application ........................................................... Error! Bookmark not defined. 1. Cahier de charge ............................................................................................................ 30 2. Manipulation des données ............................................................................................ 30 3. Programme de ramonage .............................................................................................. 30 4. Supervision d’automate siemens .................................................................................. 30 Conclusion ................................................................................ Error! Bookmark not defined. Bibliographie………………………………………………………………………………….38 Annexe………………………………………………………………………………………..39 3
4
Comme mon projet a été effectuée en deux phase, la première s’est déroulé au sein de la division technique de la société CIM d’équipement pour tous ce qui est études, et une deuxième phase sur site au sein de la société Anonyme Marocaine de l’Industrie de Raffinage (SAMIR), je vais donner tout d’abord une présentation de CIM Equipement et ensuite une de La Samir.
I.
Présentation de CIM d’équipement
1.
Historique
CIM D’EQUIPEMENT, PME Marocaine fondée en 1986, a acquis une maîtrise certaine et reconnue dans les domaines aussi divers que l’énergie (Pétrole et gaz), l’Industrie agro-alimentaire (Sucreries), l’industrie chimique, et la distribution et production d’électricité. Elle est devenue une référence nationale dans les domaines aussi variés que l’ingénierie industrielle, Instrumentation, contrôle des procédés, automatisation, la régulation et système de commande, capable d’assurer la réalisation des projets grâce à la confiance renouvelée de ses clients. Après une période de stabilisation et de consolidation sur le territoire national, elle s’ouvre aujourd’hui sur l’Afrique (Sénégal, Congo, Cameroun, Algérie, ..) Et au MoyenOrient (Arabie-Saoudite) avec les mêmes principes et les mêmes valeurs qui ont fait sa force au Maroc. Aujourd’hui,
avec
un
effectif
variable
de
200
à
250
personnes, CIM
D’EQUIPEMENT œuvre auprès de ses clients, sur site comme dans ses bureaux, dans le plus grand respect des règles de sécurité, d’environnement et de développement durable.
2.
Chiffres clés
• Raison Sociale : CIM D’ÉQUIPEMENT • Date de création : 1986 • Capital : 1.23 MUSD • Chiffre d’affaires : 15 MUSD • Nombre d’employés : 210 • Présence à l’international : 5 pays
5
3.
Organigramme de la société :
Figure 1 : l’organigramme de CIM d’équipement.
4.
Activités :
Ingénierie
Etudes de base et de détail
Spécifications techniques : DCS/ESD/FGS
Spécifications de l’instrumentation
Réalisations des analyses fonctionnelles
Réalisations des cahiers des charges
Instrumentation et Automatismes Cette activité inclut :
Spécifications des instruments selon les normes et standards en vigueur
Installation, raccordement, étalonnage et tests des instruments
Etudes et spécifications des solutions d’automatisme
Analyses fonctionnelles et configuration 6
Contrôle avancé Etudes du choix de la commande avancée
Etudes technico économiques (Qualitatives, Quantitatives, Energie, Sécurité)
Mise en place des solutions « Contrôle avancé »
Assistance technique
Mise à disposition du personnel
Réalisation des audits techniques
Réalisation des cahiers des charges
Maintenance industrielle Contrat de maintenance au choix
Assistance 7j/7 et 24h/24
Assistance technique
Assistance téléphonique
Maintenance corrective et préventive
Gestion des pièces de rechange
Construction et Installation
Réalisation et montage des armoires : système, interface et électrique
Montage des Instruments
Pose des chemins de câble et des boîtes de jonction
Réalisation des tranchés
Aménagement des salles de contrôle
Installation des réseaux de communication
Formation
Instrumentation et Régulation
Automatisme
Electricité
Informatique industrielle
Maintenance
7
5.
Les clients potentiels au Maroc
CIM d’équipement est le fournisseur exclusif, agrée par le groupe ONA COSUMAR, en matière des systèmes numériques de contrôle commande
Groupe SUNABEL (3 Sucreries)
Groupe SURAC (3 Sucreries)
Groupe COSUMAR (2 Sucreries)
Groupe SUTA (1 Sucrerie)
Groupe SUCRAFOR (1 Sucrerie)
CIM d’équipement est devenue une référence en ingénierie sucrière à l’échelle internationale
18 ans au service de SAMIR -
Participation à tous les projets
-
Partenariat exemplaire
Groupe OCP
Figure 2 : Les clients potentiels de CIM d’équipement au Maroc.
8
6.
Présence actuelle et future :
CIM d’équipement est présente:
Au Sénégal depuis 2002
Au Congo depuis 2007
Au Cameron depuis 2008
CIM d’équipement prévoit une forte présence au niveau Afrique notamment:
Au Nigeria 2009
En Algérie 2010
En Libye 2010
Figure 3 : Points de présence actuelle et future de CIM d’équipement.
7.
Compétences L’équipe CIM d’équipement comprend, dans son effectif, du personnel qui a
confirmé dans plusieurs réalisations dans le cadre de grands projets. Sa maîtrise au niveau de la conception, la représentation et l’intégration de tous types de procédés lui permet d’avoir des compétences au niveau de : 9
Matériels CIM D’ÉQUIPEMENT est dotée d’un parc matériel varie selon les besoins du client, tel que le Systèmes Numérique de Contrôle Commande (SNCC), systèmes de sécurité, instrumentation, et produit de test & mesure.
Projet Au niveau des projets, CIM D’ÉQUIPEMENT est connue par la prise en charge
des projets dés la phase des études jusqu’au démarrage et la Mise en service :
-
Ingénierie des systèmes (DCS/ESD/FGS et intégration des sous systèmes).
-
Analyse fonctionnelle.
-
Construction et Installation.
-
ITP (Inspection Test Plan).
-
FAT (Factory Acceptance Tests) et SAT (Site Acceptance Test).
-
Démarrage et Mise en service.
-
Formation et maintenance.
Construction et Installation L’équipe de CIM D’ÉQUIPEMENT est capable aussi de construire des
armoires système et interface, montage des boites de jonction ainsi que l’installation des postes de supervision et des réseaux de communication.
Formation Le centre de formation travaille en collaboration avec IRA France pour développer
toutes les formations spécifiques tel que la création d’un centre de Formation IRA Afrique opérationnel dès juin 2009 en partenariat avec IRA France (Institut de Régulation et d’Automation).
Service après vente Toute une équipe de spécialistes est présenté pour répondre aux besoins de
nos clients au niveau d’assistance technique, la maintenance corrective et préventive et la gestion des Pièces de rechange.
10
II.
Présentation de la SAMIR 1. Aperçu historique
Après l'indépendance et dans l'obligation d'assurer ses besoins en énergie, l'état marocain a décidé d'exploiter le domaine du raffinage du pétrole. Cette légitime volonté a conduit en 1959 à l'application d'une convention d'association paritaire avec le groupe Italien des hydrocarbures «Centre Nazionale Idrocarbur» représenté par sa filiale ANIC, pour la création d'une raffinerie de pétrole. La société a pris le nom de : Société Anonyme Marocaine Italienne de Raffinage SAMIR. Après différents stades de croissance, au service de l'économie nationale, la SAMIR a connu sa prise en main totale par des responsables nationaux en marocanisant son capital en 1974. Elle est connue par sa nouvelle appellation "Société Anonyme Marocaine de l'Industrie de Raffinage". Depuis la marocanisation de son capital, la SAMIR tend à constituer un support de développement pour l'économie du pays grâce à une diversification de ses activités et une recherche croissante de nouvelles productions ce qui a conduit en 1975, à la construction d'une nouvelle raffinerie d'une capacité de 4.500.000 tonnes/an et en 1984, à la mise en place d'un nouveau complexe des huiles lubrifiantes. Aujourd’hui, la capacité de production de la SAMIR est de 7.750.000 tonnes/an. Afin de répondre aux exigences du développement technologique et de la compétitivité à l’horizon de la libéralisation des marchés internationaux, l’Etat a jugé nécessaire la privatisation de la SAMIR en 1997. En effet en 1998, le groupe CORRAL rachète la part encore détenue par l'état soit 6, 77 %. En 1999, le capital de la SAMIR a augmenté par la fusion /absorption de la SCP « La Société Chérifienne de Pétrole », il est devenu de 1 189 966 500 DH divisé en 11 899 665 actions de 100 DH. Actuellement le Groupe CORRAL est devenu son principal actionnaire en détenant 67,27 % de son capital social. Ce groupe est une société de droit 11
suédois à capitaux saoudiens, elle-même filiale du groupe MIDROC appartenant à Sheikh Mohammed Hussein Al Amoudi.
2. Fiche signalétique Dénomination
SAMIR (Société Anonyme Marocaine de l’Industrie du Raffinage)
Forme juridique Capital Date de constitution Identification fiscale PATENTE Adresse
société anonyme 1.189.966.500 DHs 1er janvier 1959 03100228 39404860 Route coutière, BP89&101 Mohammedia Tél. 05.23.32.42.01 Fax. 05.23.31.69.56
Date de création Logo
1959
Capacité de Raffinage Capacité de Stockage Capacité de production Certifications
7,75 millions tonnes 1 million de m³ de pétrole brut 6.500.000 t/ AN Certification ISO 9001 V 2000 Certification ISO 14001 V 2004 Certification ISO 17025
C.N.S.S Activité principale Produits fabriqués
1417395 Raffinage du pétrole & Exploration pétrolière Propane, butane, pétrole, lampant, les essences, kérosène, fuel, oïl, Virgin naphta, huiles industrielles, bitumes et paraffines.
Effectif Superficie Site web
Près de 1200 personnes Environ 200 Hectares http://www.samir.ma/
3. Missions de la SAMIR SAMIR aspire à devenir la meilleure raffinerie en Afrique du nord en termes de :
Qualité des produits
Qualité du service client
Gestion professionnelle
Performances sécurité
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Ainsi les missions de la SAMIR sont :
Mission économique :
Assurer l’approvisionnement durable et fiable du pays en produits pétroliers. Mettre en œuvre les programmes d’investissements nécessaires pour le développement de l’industrie de raffinage et de la logistique d’approvisionnement, en conformité avec les principes du développement durable.
Mission sociale :
Procurer des emplois, dispense des formations, œuvre au bien-être de ses salariés Apporter de son soutien à des actions humanitaires, sportives et culturelles.
Mission environnementale :
Veiller à ce que ses procédés et ses produits aient le minimum d'impact négatif sur le milieu naturel. Intégrer la dimension environnementale parmi les critères qui guident ses choix en matière d'investissement.
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4. Organigramme général de la SAMIR
Directeur général
Projet Upgrade & Grands Projets
DGA Raffinage
DGA Ventes, Approvisionnement et Distribution
DGA Administration & Finance
Stratégie & Coordination et Secrétariat du Conseil
Production
Planning & Distribution
Comptabilité & Finance
Ingénierie & Intégration Upgrade
Maintenance
Business, Analysis & Trading
Ressources Humaines
Sécurité & Hygiène
Services Techniques
Marketing & Ventes
Système d'information
Achats & Contrats
Raffinerie SK
Figure 4 :L’organigramme général de la SAMIR.
14
5. Structure à la SAMIR La SAMIR domine complètement le secteur du raffinage au Maroc. C’est pourquoi, et dans le but d’une bonne coordination du travail, l’entreprise a opté pour une structure fonctionnelle. En effet, la répartition des responsabilités y est très importante afin de respecter les compétences spécifiques relatives au flux interne. Ceci a engendré une division très importante du travail, ainsi, chaque employé à une tâche bien définie qu’il respecte scrupuleusement. En outre, la formalisation est assez importante et a pour conséquence évidente une lenteur de circulation de l’information. Par ailleurs, la hiérarchie est bien respectée à la SAMIR. Chaque employé ne travaille qu’en relation avec son supérieur direct et la coordination est assurée par la direction qui de ce fait, a une vue sur l’ensemble des activités.
6. Service d’accueil a. Direction maintenance Le rôle principal d'un service maintenance est de maintenir les capacités opérationnelles des moyens de production, ainsi que leur valeur patrimoniale. Les capacités opérationnelles sont nécessaires pour servir une commande lorsque le client l'exige, et non quand l'entreprise pourra la servir. La valeur patrimoniale peut s'envisager comme l'allongement de la durée de vie utile des machines et équipements, ce qui repousse ou annule la nécessité d'un nouvel investissement, ou en facilite la revente. Formulé ainsi, il apparait évident que ce rôle ne peut s'envisager que de manière dynamique et proactive. Si l'on attend une panne pour réagir, la capacité opérationnelle n'est plus maintenue. Si l'on attend une dégradation pour réagir, la valeur patrimoniale est déjà amoindrie. Il existe 2 façons complémentaires d'organiser les actions de maintenance :
La maintenance corrective : qui consiste à intervenir sur un équipement une fois que celui-ci est défaillant. Elle se subdivise en :
Maintenance palliative : dépannage (provisoire) de l'équipement, permettant à celui-ci d'assurer tout ou partie d'une fonction requise ; elle doit toutefois être suivie d'une action curative dans les plus brefs délais.
15
Maintenance curative : réparation (durable) consistant en une remise en l'état initial.
La maintenance préventive : qui consiste à intervenir sur un équipement avant que celui-ci ne soit défaillant, afin de tenter de prévenir la panne. On interviendra de manière préventive soit pour des raisons de sûreté de fonctionnement (les conséquences d'une défaillance sont inacceptables), soit pour des raisons économiques (cela revient moins cher) ou parfois pratiques (l'équipement n'est disponible pour la maintenance qu'à certains moments précis). La maintenance préventive se subdivise à son tour en :
Maintenance
systématique :
désigne
des
opérations
effectuées
systématiquement, soit selon un calendrier (à périodicité temporelle fixe), soit selon une périodicité d'usage (heures de fonctionnement, nombre d'unités produites, nombre de mouvements effectués, etc.) ;
Maintenance conditionnelle : réalisée à la suite de relevés, de mesures, de contrôles révélateurs de l'état de dégradation de l'équipement.
Maintenance prévisionnelle : réalisée à la suite d'une analyse de l'évolution de l'état de dégradation de l'équipement.
Comme chaque société La Samir a un service de maintenance qui mène un suivi des unités de traitement du pétrole minimisant ainsi les pannes des machines pour avoir un meilleur rendement .
16
b. Organigramme de la direction Maintenance La direction maintenance est organisée comme suit :
Directeur général
Division technique Sous-traitance
Division Ateliers
Service achat
Atelier Mécanique/Chaudronner ie
Service Gestion Magasin
Instrumentation
Services Méthode
Electrique
Service Documentation
Ajustage
Figure 5 : Organigramme de la direction Maintenance
Atelier ajustage : son rôle essentiel est l’entretien des machines tournantes (Pompes, turbines, compresseurs…). Atelier mécanique et chaudronnerie : il s’intéresse à
l’entretien des machines statiques
(Colonnes, Echangeurs, Turbines…). Atelier électrique : il s’occupe de l’entretien de divers appareillage électrique (Poste de distribution électrique, Transformateur, Moteur…).
17
Atelier instrumentation : dans cet atelier il y a l’entretien des appareils de régulation et de control tels que : les Analyseurs, les Régulateurs, les Vannes Pneumatiques, Pressostat, Thermostat, les Transmetteurs, les Soupapes de protection et les Positionneurs.
7. Les activités de la SAMIR Mohammedia a. Principales opérations de traitement du pétrole brut La principale activité de la SAMIR est Le raffinage du pétrole qui désigne l'ensemble des traitements et transformations visant à tirer du pétrole le maximum de produits à haute valeur commerciale. Selon l'objectif visé, en général, ces procédés sont réunis dans une raffinerie. La raffinerie est l'endroit où l'on traite le pétrole pour extraire les fractions commercialisables. Le pétrole, qui est un mélange de différents produits hydrocarbonés, pour être utilisable dans les différentes branches de l'industrie et des moteurs à combustion, doit subir une série de traitements divers (figure 6):
-
Le
préchauffage : Le brut aspiré des bacs de stockage est préchauffé à une
température variant entre 240-260°C.
-
Le dessalage : Cette opération permet de réduire la teneur en eau, sédiments et sels contenus dans le pétrole brut.
-
Le chauffage : Le brut issu du train de préchauffage est chauffé davantage dans le four de charge pour atteindre la température de transfert de 365-370°C.
Figure 6 : Les principales opérations de traitement du pétrole brut 18
-
La distillation atmosphérique : La distillation du pétrole brut est faite dans une unité de Topping. Le brut est fractionné en différentes composantes d'hydrocarbures dans une Colonne de distillation atmosphérique. Les composés légers montent tandis que les composés lourds descendent dans la colonne.
-
Le soutirage des produits : Les produis soutirés sont, les essences + GPL, le naphta, le kérosène, le gasoil 1, le gasoil 2, le résidu atmosphérique. Les essences + le GPL sont par la suite séparés en GPL, essence légère et essence lourde.
a. Produits de la SAMIR Les produits sont obtenus à partir du pétrole brut importé qui est un mélange complexe d'hydrocarbures. Ses principales caractéristiques sont :
La distillation TBP (renseigne sur sa composition).
La densité.
La teneur en soufre.
La teneur en eau et sédiments.
Le schéma suivant montre la configuration de la Raffinerie permettant l'obtention des différents produits de la société tout en partant du pétrole brut (figure 7):
Figure 7 : Schéma illustratif de la configuration de la Raffinerie Samir de Mohammedia
19
Apprentissage
20
1. INTRODUCTION Au niveau de la raffinerie la SAMIR, le fonctionnement des différentes unités dépend étroitement de la production de la vapeur, qui sert en générale à :
Produire de l’énergie électrique par l’intermédiaire des turboalternateurs…
Production de l’énergie mécanique par entraînement des pompes, des compresseurs, des turbines…
Mise sous vide de certaines enceintes.
Fournir de la chaleur à certains produits visqueux pour les rendre pompables.
Accélérer le mouvement de séparation des produits dans la colonne de séparation. Ainsi que le barbotage dans les ballons pour élimination des impuretés…
Pour pouvoir satisfaire ce besoin, la SAMIR a mis en œuvre deux centrales thermiques (CTE1 et CTE2) : La CTE1 se compose de 2 chaudières H4 et H5 de capacité 36 t/h chacune. La CTE2 contient quatre chaudières (A, B, C et D) d’une capacité de 80t/h chacune avec 4 bruleurs .Mais la chaudière D a la même capacité mais le nombre de bruleurs est de 2. En effet, avant d'avoir une vapeur sèche et à des conditions bien précises, l'eau passe par plusieurs étapes de traitement. En suite, elle regagne sous une forme déminéralisée la chaudière où se fait l'évaporation, afin d'obtenir une vapeur à 405°C et à 45bars. Donc la chaudière s'avère d'une importance primordiale au sein d'une telle industrie.
2. Définition de la chaudière Une chaudière est une enceinte fermée d’une capacité métallique étanche est résistante, son rôle primordial est de transformer l’eau traitée en vapeur sous l’action de la chaleur fournie par la combustion a une pression et température bien déterminée. La production de la vapeur se fait par un échange de l’énergie calorifique fournie par la combustion et l’eau ce qui entraîne l’échauffement de cette dernière jusqu’à l’état vapeur.
La combustion : c’est le fait de chauffer l’eau à une température donnée, par le biais de 4 brûleurs.
La vaporisation : la partie de l’eau chauffée est vaporisée, ensuite elle est remplacée par de l’eau froide qui provient du ballon supérieur.
21
Pour produire de la vapeur, l’eau doit circuler à travers un ensemble d’équipements comme l’économiseur, le réservoir, le vaporisateur, le surchauffeur…qui seront détaillés dans ce qui suit.
3. Les principaux éléments de la chaudière D Pour comprendre le fonctionnement de la chaudière D, il faut connaître les éléments qui la constituent. La figure ci-dessous résume les parties essentielles de la chaudière (figure 8) :
Figure 8: Les éléments principaux de la chaudière
Chambre de combustion (foyer): C’est au niveau de la chambre de combustion que la flamme des brûleurs se développe. Les murs latéraux et le plafond de cette chambre sont tapissés, dans lesquels circule de l’eau à vaporiser. Ces tubes relient les collecteurs inférieurs et supérieurs et mettent en liaison les ballons (figure 9).
22
Figure 9: Un foyer
Brûleurs :
Figure 10 : Un brûleur Ils doivent engendrer la meilleure combustion possible et pour cela, il faut assurer un mélange intime et homogène entre le carburant et l’air comburant au niveau du foyer, leur conception diffère suivant le type de combustible utilisé (gaz, fuel,…) (figure 10).
Economiseur : Dans le but d’augmenter la température de l’eau d’alimentation qui provient du dégazeur à l’aide de la récupération d’une partie des calories restantes dans les gaz de combustion. L’économiseur est un échangeur de chaleur à circulation d’eau inversée par rapport à 23
celle des gaz de combustion. L’échange de la chaleur se réalise par convection, il a pour but l’augmentation du rendement thermique.
Réservoir (ballon supérieur) : Il constitue une enceinte dans laquelle se trouvent réunit la phase liquide et la phase vapeur de l’eau du générateur. De ce fait la température de l’eau est à la température de saturation, correspondant à la pression qui règne dans cette enceinte. Il s’établit dans le réservoir un plan d’eau dont le niveau est maintenu à une valeur constante. Au dessus de ce plan, ce trouve la vapeur saturée ou humide qui, par l’intermédiaire de séparateurs et sécheurs se dégage vers l’échangeur de surchauffe (figure 11).
Figure11: Un réservoir.
Vaporisateur (Tubes écran) : Ils assurent la fin de l’échauffement de l’eau (quand l’économiseur n’est pas vaporisant) et la production de la vapeur. Les vaporisateurs sont généralement constitués par les écrans soudés de la chaudière mais doivent parfois être complétés par des faisceaux, notamment dans le cas des chaudières à faible pression.
24
Surchauffeurs : Ils reçoivent extérieurement les gaz venants directement de la chambre de combustion. Ce sont les faisceaux tubulaires du générateur de vapeur qui sont soumis aux températures les plus élevées. La vapeur saturée venant de la partie haute de réservoir passe dans les tubes des surchauffeurs, où sa température est élevée à pression constante (figure 12).
Figure12 : Schéma de surchauffeur.
Désurchauffeur : Ils sont destinés à refroidir et à moduler la température de la vapeur surchauffée ou resurchauffée.
Ils
sont
rarement
tubulaires
(immergés
dans
le
réservoir)
mais
généralement assimilables à des échangeurs par mélange puisqu’ils procèdent par injection d’eau dans la vapeur (figure 13).
Figure13: Schéma du désurchauffeur. 25
Resurchauffeur : Ils ont un rôle identique à celui des surchauffeurs, à savoir élever la température de la vapeur resurchauffée provenant de la turbine à un niveau bien déterminé.
4. Le Ramonage a. Définition Lors de l’utilisation de la chaudière d’une manière permanente on constate que les pertes par chaleur sensible des fumées sont des pertes très importantes, alors c’est sur eux qu’on doit agir afin d’améliorer les performances de cette chaudière. Une augmentation de ces pertes peut provenir d’un excès d’air excessif qui peut être dû à:
Un mauvais réglage
Des problèmes d’entretien tels que des entrées d’air parasite, une mauvaise pulvérisation du combustible ou une mauvaise distribution de l’air.
Elle peut également provenir d’un accroissement de la température de sortie des fumées dû à:
Une diminution de l’excès d’air
Une chaudière encrassée : les dépôts internes (tartres) et externes (suies) limitent le transfert de chaleur entre la vapeur et les fumées. Celles-ci doivent être plus chaudes pour assurer les mêmes températures d’eau ou de vapeur.
Après une petite constatation sur l’état de la chaudière, et afin de minimiser les pertes, la SAMIR a proposé d’installer des ramoneurs au niveau du foyer et l’économiseur pour éliminer les tartres de dépôt, de suie (figure 15)… (Le foyer et l’économiseur sont les parties de la chaudière les plus influencées par la saleté).
Figure14 : Surchauffeur bien entretenu
Figure 15: surchauffeur encrassé 26
b. les procédés de ramonage Les procédés de ramonage varient selon les zones et les types de chaudière à nettoyer. Plusieurs systèmes peuvent être utilisés :
La vapeur surchauffée
La brosse métallique
L’air comprimé
L’eau
Les vibrations
Figure16: Présentation d’un type de ramoneur
Figure17: Présentation de ramoneur rotatif
27
Figure18: disposition du ramoneur rotatif Pour notre chaudière, le système de ramonage adopté est le ramoneur rotatif de la vapeur (figure 17), pour ce type de ramonage, qui concerne uniquement les grandes chaudières de vapeur (10T/h minimum), il faut utiliser une vapeur surchauffée pour éviter les problèmes de corrosion dû à l’humidification des suies sulfureuses par l’eau condensée.
28
Application
29
1. CAHIER DE CHARGE Dans le cadre d’amélioration de la supervision de système de ramonage de la chaudière, SAMIR a pensé d’installer une communication entre l’automate de ramonage (SIEMENS) et le système de la salle d’entretien afin de communiquer toutes les informations de démarrage et d’arrêt de ramonage. Pour mettre en place le système d’interfaçage, la tâche qui m’a été attribuée pendant la période de stage consiste à la réalisation de supervision d’automates siemens avec WinCC flexible (projet ramonage chaudière)
2. Manipulation des données : A fin d’assurer l’automatisation de ramonage, Il faut d’abord établir la base de données des entées/sortie de notre système (voir annexe 1).
3. Programme de ramonage : Le programme élaboré est écrit avec les langages GRAFCET (voir annexe 2) et LADDER (voir annexe 3).
4. Supervision d’automate siemens : La supervision est une technique industrielle de suivi et de pilotage informatique de procédés de fabrication automatisés. La supervision concerne l'acquisition de données (mesures, alarmes, retour d'état de fonctionnement) et des paramètres de commande des processus généralement confiés à des automates programmables. En informatique industrielle, la supervision des procédés peut être une application de surveillance, de contrôle-commande évolué, de diagnostic. Un logiciel de supervision fonctionne généralement sur un ordinateur en communication, via un réseau local ou distant industriel, avec un ou plusieurs équipements : Automate Programmable Industriel, ordinateur, carte spécialisée. Un logiciel de supervision est composé d’un ensemble de pages (d’écrans), dont l’interface opérateur est présentée très souvent sous la forme d’un synoptique. Ce système assure aussi un rôle : de gestionnaire d’alarmes, d’événements déclenchés par des dépassements de seuils (pour attirer l’attention de l’opérateur et d’enregistrement d’historique de défauts) et de temps de fonctionnement Dans le cadre de mon projet, il m’a été proposé d’utiliser le logiciel WINCC flexible vu sa disponibilité à la société. Avant de schématiser notre supervision il faut établir le tableau de variable pour réaliser une liaison entre l’automate et les schémas de supervision (voir annexe 4).
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Notre supervision est composée de trois pages :
Schéma générale de ramonage.
Paramétrages des données de ramonage.
Alarmes.
La page de supervision qui montre les différentes actions du ramonage est la suivante (figure 19) :
Figure 19 : Le schéma général de ramonage.
A l’état initial on a la vanne d’admission de vapeur et son fin de course fermé, la vanne de purge et son fin de course ouvertes et les ramoneurs sont en arrêt.
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La page dont laquelle on peut modifier les paramètres des données de ramonage est la suivante (figure 20):
Figure 20 : Paramétrages des données de ramonage.
Pour changer la valeur de pression, de température et le temps de purge on utilise les fenêtres du transmetteur de pression, le transmetteur de température et le temps de purge. Si l’un des moteurs ne marche pas il faut le dépasser pour ne pas bloquer le système, C’est Pour cela on utilise les boutons skip M1, skip M2, jusqu’à skip M7 (figure 21).
Figure 21: Paramétrages des données de ramonage avec des skip activé. 32
Si on a une erreur le bouton Alarmes clignote en rouge pour attirer l’attention de l’operateur (figure 22).
Figure 22 : Le schéma général de ramonage avec alarme activé.
Si en clic sur le bouton Alarmes on aura la page qui nous donne plus d’information sur les erreurs détectés (figure 23) :
Figure 23 : La page des erreurs d’alarmes. 33
Dans cette page on trouve l’erreur, la date et heurs de l'erreur. Par exemple si le degré de température n'est pas suffisant on aura une alarme: erreur de pression (figure 24).
Figure 24 : L’affichage d’erreur de pression.
Pour démarrer le ramonage on clic sur marche. Puis la vanne d’admission vapeur s’ouvre (figure 25).
Figure 3 : L’ouverture de la vanne d’admission. 34
Après le temps de purge (5min), la vanne de purge se fermé et si les conditions de température et de pression sont vérifier le premier ramoneur marche (figure 26).
Figure 26 : Marche du premier moteur.
Le premier moteur tourne trois tours, puis le deuxième moteur marche (figure 27).
Figure 27 : Marche du deuxième moteur. 35
Même chose pour le troisième ,quatrième ,cinquième ,sixième et septième moteur, puis on revient à l’état initial (figure 28).
Figure 28 :L’état initial du ramonage.
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CONCLUSION Ce stage au sein de CIM D’EQUIPEMENT était l’occasion pour moi d’approfondir et de compléter mes connaissances acquises durant mes études. Mon sujet, portant sur la supervision de ramonage de la chaudière, m’a permis de satisfaire ma curiosité autant sur le plan théorique que sur le plan pratique. Ce stage m’a permis également d’améliorer mes compétences dans les domaines : Processus de raffinage du pétrole. Programmation en langage Ladder et Grafcet. Utilisation et mise en vu du logiciel STEP7. Utilisation et mise en pratique du logiciel de supervision Wincc flexible. Automatisation des processus industriel.
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Bibliographie Documentation interne de CIM d’équipement Documentation interne de la SAMIR http://www.cimequipement.com http://www.samir.ma/
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Annexe
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