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1

BRULEURS GAZ

A AIR SOUFFLE

J-M R. D-BTP 2006

2

Présentation générale des brûleurs gaz

Maintenance des équipements de chauffe

Procédure de mise en service d’un brûleur gaz

Technologie des brûleurs gaz

Le choix du brûleur

3

Présentation générale des brûleurs gaz

Rôle d’un brûleur gaz

Les différents types de brûleurs gaz

4


Un brûleur gaz est un appareil qui permet :

Quoi ?

De créer, développer et entretenir une flamme.

Où ?

A la tête de combustion.

Comment ?

De façon économique, automatique, sécuritaire et non polluante.

5

TEMPERATURE

SYSTEME D’ALLUMAGE

TRIANGLE DU FEU


6

Pour créer la flamme, il faut réaliser le triangle du feu

( combustible, comburant, chaleur ). Il faudra donc :

- amener le gaz,

- amener l’air,

- mélanger l’air et le gaz dans une bonne proportion,

- porter le mélange à la température d’inflammation.

Pour entretenir la flamme, il suffira :

- de continuer d’amener l’air et le gaz en bonne

proportion.


7

Pour maintenir la flamme, à la tête de combustion, il faudra

- éviter que la flamme « décroche »,

- éviter que la flamme rentre dans le brûleur.

Pour fonctionner de façon économique, il faudra :

- ajuster la quantité de gaz aux besoins,

- le brûler le mieux possible en amenant juste l’air nécessaire,

- utiliser au mieux la chaleur fournie par la flamme.


8

Pour fonctionner de façon automatique, il faudra :

- assurer automatiquement la demande de mise en marche et d’arrêt

du brûleur,

- effectuer automatiquement les cycles de démarrage et d’arrêt du

brûleur.

Pour fonctionner de façon sécuritaire , il faudra :

- assurer l’arrêt et le verrouillage automatique du brûleur en cas de

dysfonctionnement.

Pour fonctionner de façon non polluante, il faudra :

- que les rejets à l’atmosphère soient inférieurs aux normes en

vigueur.


9

Il existe deux grands types de brûleurs gaz à air soufflé :

- les brûleurs gaz à air soufflé à une ou plusieurs allures,

- les brûleurs gaz à air soufflé modulants.


10

Le brûleur gaz à air soufflé une allure.

Le débit gaz est progressif de la mise en fonctionnement

jusqu ’au débit souhaité et y reste.

Le brûleur gaz à air soufflé plusieurs allures.

Le débit gaz est progressif à la mise en fonctionnement puis

réparti en plusieurs allures utilisées en fonction des besoins.


11

Les brûleurs gaz modulants.

C’est un brûleur qui va pouvoir adapter sa puissance en fonction des

besoins.

C’est à dire qu’il peut adopter n'importe quelle allure comprise entre la

puissance minimum et la puissance maximum et y rester.

Il faudra bien sur adapter le système de régulation de température de la

chaudière à ce type de brûleur.

Les différents types de brûleurs gaz

12

Technologie des brûleurs gaz

Le circuit combustible

Le circuit aéraulique

Le circuit électrique

Le circuit de mélange

13


Le rôle du circuit gaz est d’amener la gaz à la pression et au débit de

fonctionnement jusqu’à la tête de combustion.

L’alimentation en gaz est réaliser conformément à la réglementation en

vigueur. (DTU 61.1, arrêté du 2 août 1977) jusqu ’à proximité du

brûleur.

14

Du stockage jusqu’à l’utilisateur, le gaz naturel subit une cascade de détente

et on distingue deux grandes zones :

- celle du transport où la pression est comprise entre 67 et 40 bar.

- celle de la distribution où la pression est réduite par paliers à 16 bar au

niveau du poste de livraison du transport à 300 mbar (moyenne pression A)

ou 20 mbar (basse pression ) chez l’utilisateur.

Alimentation gaz naturel


15

Transport


16

Le stockage du gaz naturel.


17

Gaz naturel: poste de détente client

entrée sortie

Raccord isolant Raccord isolant

Robinet d’entrée Robinet de sortie

Filtre avec purge

Détendeur

Compteur


18



19



20

Vannes de

sectionnement

1° détente

1,5 bar

manomètre

Joints isolants

chaufferie

Détente finale

37 ou 148 mbar

Limiteur de

pression

1,75 bar

Alimentation gaz de pétrole liquéfié

Propane


21

Vannes de

sectionnement

1° détente

1,5 bar

manomètre

Joints isolants

chaufferie

Détente finale

28 ou 112 mbar

Limiteur de

pression

1,75 bar


Butane


22

Pré détendeur 1,5 bar



23

P <70 kW : Norme NF D35.361

P >70 kW : Norme EN 676

Ces normes fixent sans ambiguïté les caractéristiques de

construction et de fonctionnement des brûleurs à air soufflé

susceptibles de fonctionner avec les gaz des trois familles.


24

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur une allure.

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

progressive

P

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage


25

Symbole

Filtre à gaz


26

Filtre à gaz


27

Filtre à gaz

Prises de pression amont et aval

Couvercle de visite

Élément filtrant

Joint d’étanchéité


28

Régulateur de pression pneumatique

Symbole


29


capot

Vis de réglage

Mise à l’air libre Ressort de réglage

Membrane de sécurité

Membrane de travail

Membrane d’équilibrage

Chambre inférieure

Prise de pression

Plateau de membrane


30



31



32



33


34

Electrovanne magnétique

Symbole


35

0 V



36

240 V



37

0 V

Réglage du débit gaz par limitation du

déplacement du clapet



38

230 V

Réglage du débit gaz par limitation du

déplacement du clapet



39

Symbole

P



40

230 V

Contact de fin de course rapporté



41

0 V

Contact de fin de course rapporté



42

Symbole

Ralentisseur hydraulique

P



43



Position repos


44

Débit d’allumage




45

Ouverture progressive jusqu’au

débit maximum




46

Ouverture progressive jusqu’au

débit maximum




47

Fermeture




48

Retour à la position repos




49

Modification du débit

d’allumage




50

Modification du débit

d’allumage




51

Modification de la

progressivité




52

Modification de la

progressivité




53


Symbole

P

1

2


54

Symbole

P

Pressostats mini gaz


55

Prise de pression

Prise d’impulsion



56

Réglage du point de

consigne



57

Réglage du point de

consigne



58

Pression < au point de consigne

P



59

Pression > au point de consigne

P



60

Quand il est constitué d’appareils indépendants, l’ensemble des éléments

qui composent le circuit d’alimentation en gaz du brûleur est appelé

«rampe gaz ».

Lorsque tous les éléments sont rassemblés en un seul appareil on parlera

de « bloc gaz ».


61

Bloc gaz

Pressostat mini gaz


Filtre

Régulateur de pression

Réglage débit d’allumage

Prise de pression aval

Les deux électrovannes sont incorporées dans le bloc gaz


62

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

progressive

P

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Lorsqu’il s'agit d’un bloc gaz, on le représente sur le schéma comme s’il

était constitué d’éléments séparés.


63

Bloc gaz

Théobald BC 90

Filtre à tamis

Electrovannes

Régulateur de débit

Réglage débit d’allumage

Manostat mini gaz


64

Vanne gaz AGP SKP 70


65

Vanne DÜNGS MBDLE B01


66

Vanne DÜNGS ZRDLE / 5


67

Vanne DÜNGS MBZRDLE 505 / 410 BO1


68

Bloc gaz


69


Bloc gaz

70

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur une

allure.

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

progressive

P

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage


71

Maxi

gaz

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur une allure

avec pressostat maxi gaz monté en amont.

Electrovanne

progressive

Régulateur

de pression Filtre P

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage


72

Maxi

gaz

Electrovanne

progressive

Régulateur


Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur une allure

avec pressostat maxi gaz monté en aval.


73

mbar

Réglage du pressostat mini gaz


74

mbar 30



75

mbar

30



76

Q

mbar

30

15

45

1ère allure



77

Q

mbar

30

15

45

1ère allure

Q

2éme allure



78

mbar

30

15

45

Q

2éme allure

P = 18 mbar 0,8 15 mbar =



79

Q

2éme allure

15 mbar

mbar



80

Q

2éme allure

15 mbar

CO

+

mbar

30

15

45

CO

+

Réglage du

pressostat mini

gaz


81

mbar

0 1 Réglage du pressostat

maxi gaz monté en

amont


82

mbar


maxi gaz monté en

amont


83

Q

1ère allure

mbar


maxi gaz monté en

amont


84

Q

1ère allure

Q

2éme allure

mbar


maxi gaz monté en

amont


85

mbar

0 1

P = 22,7 mbar 1,1 25 mbar =

Réglage du pressostat

maxi gaz monté en

amont


86

mbar

0 1

25

0

mbar

0 ∞

Ω

0 ∞ 0 ∞

Ω

0 ∞

clic

Contrôle du pressostat maxi gaz monté en amont


87

0 1

mbar


Réglage du pressostat maxi gaz monté en aval

88

mbar



0 1

89

0 1

Q

1ère allure

mbar


Réglage du

pressostat maxi

gaz monté en

aval

90

0 1

Q

2éme allure

P=12,5 mbar 1,2 = 15 mbar

mbar



91

Electrovanne

2ème allure

Electrovanne

progressive

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur deux

allures avec deux électrovannes.

P

Q Q


92

Electrovanne

progressive

Régulateur


Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage


allures avec clapet gaz asservi au volet d’air.

Servomoteur volet

d’air

M

Registre et

volet d’air

Clapet gaz


93

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

progressive

P

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage

M

Registre et

volet d’air

Servomoteur volet

d’air

M



Clapet gaz


94

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

progressive

P

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage

M

Registre et

volet d’air

Servomoteur volet

d’air

M



Clapet gaz


95

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage

Système AGP

P gaz

P air

P foyer


allures avec système Air Gaz Proportionnel.


96

Contrôleur de pression

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

progressive

P

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage

300

mb mb

360 300

mb

p

Contrôle d’étanchéité des vannes par mise en surpression de la chambre

intermédiaire.

pompe pressostat


97

Récipient de glycérine

transparent

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

progressive

P

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage

Évent extérieur

Visualisation de la fuite

Contrôle d’étanchéité de la vanne de sécurité par mise à l’air libre de la

chambre intermédiaire lors de l’arrêt du brûleur.

Vanne ouverte hors tension

avec contact de contrôle de

fermeture


98

Contrôle de l’étanchéité de la rampe gaz de la vanne de barrage à la vanne

progressive lors de la mise en service d’un brûleur gaz.

Régulateur

de pression Filtre

Electrovanne

progressive

P

Electrovanne

de sécurité

mini

gaz

Vanne de

barrage

NB Pour les brûleurs alimentés à une pression

de gaz inférieur à 50 mb, le contrôle sera

effectué au gaz, à la pression de distribution.

360

mb

Ensemble manomètre

et poire munie de

clapets anti-retour

pe pa


99

Bloc gaz


100

Le rôle du circuit aéraulique est d’acheminer l’air nécessaire à la

combustion et d’en régler le débit.

Rôle


101

air

turbine

ouie

volute


102

L’ouie

L’ouie est l’endroit du brûleur où l’air est aspiré.

ouie


103

Le ventilateur

Le seul rôle du ventilateur est d’alimenter le brûleur en air de combustion.

Le ventilateur centrifuge est composé de :

- la volute,

- la turbine.


104

La volute définit le sens de rotation de la turbine et donc du moteur.


105

2

3 4

1

Quel sens de rotation devra avoir la turbine ?


106

En fonction du sens des pales et du sens de rotation, il existe deux sortes

de turbine.

Pales à action Pales à réaction


107

Quels sont les sens de rotation et les types de turbine représentés ci-dessous ?

1 2

3 4




108

L’inversion du sens de rotation de la turbine modifie le débit d’air, mais pas

le sens du flux.

Q Q

Le sens de rotation sera obligatoirement vérifié lors de la mise en service

d’un brûleur équipé d’un moteur triphasé.


109

Le registre d’air équipé d’un disque, d’un diaphragme ou d’un ou

plusieurs volets est situé sur l’aspiration ou sur le refoulement du

ventilateur et permet de régler le débit d’air de combustion en créant une

perte de charge sur le circuit aéraulique.

Le registre pourra être fixe où motorisé.

La motorisation sera effectuée par un servomoteur.

Certain registre sont équipés d’un clapet anti-balayage.


110

Registre sur l’aspiration Registre sur le refoulement


111

Symbole

Pressostat air

P

Le rôle du pressostat d’air est de surveiller le débit d’air de combustion


112

Réglage du point de consigne

Tétines de prise d’impulsion

Borne « commun »

Borne « NO »

Borne « NC »


Pressostat air

113

Pression < au point de consigne

P


Pressostat air

114

Pression > au point de consigne

P


Pressostat air

115

Modification du point de consigne

P


Pressostat air

116

P

Modification du point de consigne


Pressostat air

117

Pressostat air Pressostat gaz

Le pressostat air peut être de même technologie que le pressostat mini gaz

dans ce cas la couleur de la molette de réglage du point de consigne est

bleue au lieu de jaune.


118

Prise d’impulsion pression statique

+

_ P atm


Pressostat air

119

+

_ P atm


Pressostat air

Prise d’impulsion pression statique

120

Prise d’impulsion pression totale

+

_ P atm


Pressostat air

121

Prise d’impulsion pression totale

+

_ P atm


Pressostat air

122

Prise d’impulsion pression dynamique

+

_


Pressostat air

123

Prise d’impulsion pression dynamique

Contrôle de la vitesse de l’air

+

_


Pressostat air

124

Prise d’impulsion pression différentielle

+

_


Pressostat air

125


Contrôle de la HM du ventilateur

+

_


Pressostat air

126


+

_


Pressostat air

127


Contrôle de la perte de charge de la tête de combustion

+

_


Pressostat air

128

Sur certains brûleurs, la rotation du ventilateur est surveillée par un

contact centrifuge monté en bout d’arbre moteur.


129

Sur certains brûleurs, la rotation du ventilateur est surveillée par un

contact centrifuge monté en bout d’arbre moteur.


130

M

TH

EV

C

Transformateur H.T.

Électrovanne

Moteur

Voyant défaut

Compteur horaire

Servomoteur

Pressostat mini gaz

Thermostat chaudière

Sonde ionisation

Coffret de sécurité

info

ordre

P G P air

Pressostat d’air

Ou cellule UV


131


EV

PG

P air

TR

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21

Position d’attente : aquastat de régulation ouvert et pressostat mini gaz fermé

t4

132

EV

PG

P air

TH

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

Position demande : aquastat de régulation fermé et pressostat mini gaz fermé

Début du temps d’attente tw : le moteur ne démarre pas immédiatement.

t4



133

EV

PG

P air

TH

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

Démarrage du moteur brûleur : début de la préventilation.

Le pressostat d’air doit se fermer avant fin du temps t10 ( temps maximum de

ventilation non contrôlée ) sinon il y a verrouillage en sécurité.

t4



134

EV

PG

P air

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

Après le temps t10 début du temps de préventilation si le pressostat d’air est

fermé.

t4

TH



135

EV

PG

P air

TH

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

Début t3 : préallumage par alimentation du transformateur .

t4



136

EV

PG

P air

TH

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

Fin t3 : alimentation de l’électrovanne gaz 1° allure.

Le brûleur doit s’allumer et la sonde d’ionisation détecter la flamme avant la fin

du temps de sécurité t2 (temps de sécurité à l’allumage) sinon il y a verrouillage

en sécurité. Début du temps t4: intervalle entre 1° et 2° allure.

t4



137

EV

PG

P air

TH

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

Le transformateur haute tension est stoppé avant la fin du temps de sécurité à

l’allumage t2.

t4



138

EV

PG

P air

TH

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

Le brûleur est allumé la sonde d’ionisation a détecté la flamme.

Le régime est établi. Si la sonde d’ionisation ne détecte plus la flamme, il y a

verrouillage en sécurité à l’issue du temps de sécurité à l’extinction.


139

EV

PG

P air

TH

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

Autorisation d’ouverture de l’électrovanne 2° allure.

Le brûleur est en fonction tant que l’aquastat de régulation et le pressostat mini

gaz restent fermés.



140

EV

PG

P air

T1

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

T2

Position d’attente: aquastat de limitation ouvert et pressostat mini gaz fermé



141

EV

PG

P air

M

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

TR

TL

Position demande : aquastats de limitation et de régulation fermé et pressostat

mini gaz fermé

Début du temps d’attente tw : le moteur ne démarre pas immédiatement.



142

EV

PG

P air

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

TR

TL

Démarrage du moteur brûleur : début de la préventilation.

Le pressostat d’air doit se fermer avant fin du temps t10 ( temps maximum de

ventilation non contrôlée ) sinon il y a verrouillage en sécurité.

M



143

EV

PG

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

TR

TL

M

P air

Après le temps t10 début du temps de préventilation si le pressostat d’air est

fermé.



144

EV

PG

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

TR

TL

M

P air

Début t3 : préallumage par alimentation du transformateur .



145

EV

PG

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

TR

TL

M

P air

Fin t3 : alimentation de l’électrovanne gaz 1° allure.Le brûleur doit s’allumer et la

sonde d’ionisation détecter la flamme avant la fin du temps de sécurité t2 (temps

de sécurité à l’allumage) sinon il y a verrouillage en sécurité. Début du temps t4:

intervalle entre 1° et 2° allure.



146

EV

PG

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

TR

TL

M

P air

Le transformateur haute tension est stoppé avant la fin du temps de sécurité à

l’allumage t2.



147

EV

PG

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

TR

TL

M

P air

Le brûleur est allumé la sonde d’ionisation a détecté la flamme.Le régime est

établi. Si la sonde d’ionisation ne détecte plus la flamme, il y a verrouillage en

sécurité à l’issue du temps de sécurité à l’extinction.



148

EV

PG

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

TR

TL

M

P air

Autorisation d’ouverture de l’électrovanne 2° allure.

Le brûleur est en fonction en deuxième allure tant que l’aquastat de régulation et

le pressostat mini gaz restent fermés.



149

EV

PG

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

Passage en première allure par ouverture de l’aquastat de régulation.

TR

TL

M

P air



150

EV

PG

tw

t10

t1

t3

t2

EV

t4

Arrêt du brûleur par l’aquastat de limitation.

TR

M

P air

TL



151

Le transformateur haute tension.

Il élève la tension de 230V à 10000 V environ afin de pouvoir

créer un arc électrique à l’extrémité des électrodes d’allumage ou

entre une électrode et le déflecteur.

Il est intermittent (transformateur sous tension uniquement lors

de l’allumage )

Son contrôle peut s’effectuer à l’aide d’un

éclateur.


152

Schéma de principe du transformateur haute tension

15000 V

7500 V

7500 V

240 V ~

Alimentation Transformateur

Primaire Secondaire Electrodes


153

240 V 10000 V 10000 V ~

Transformateur

Electrodes Primaire Secondaire



Alimentation

154

240 V 10000 V 10000 V ~

Transformateur

Electrode Primaire Secondaire



Alimentation

155

Le moteur asynchrone monophasé

Ph

N

Enroulement

de travail

Enroulement

de démarrage

Condensateur


156

Ph N

Enroulement

de travail Enroulement

de démarrage

Condensateur

T


Le moteur asynchrone monophasé

157

Le couplage et le

sens de rotation

sont à déterminer

au branchement du

moteur


Le moteur asynchrone triphasé

158

Le servomoteur de volet d’air

L’actionneur est un moteur électrique réversible.


159


Si les bornes O ou F sont hors tension,

N

arrêt

le moteur ne tourne pas et le volet d’air ne bouge pas.

Principe :


O

F


160

N

ouverture

O

F


Si l’alimentation se fait sur la borne ouverture,

le moteur tourne et le volet d’air s’ouvre.

Principe :



161

N

fermeture

O

F


Principe :

Si l’alimentation se fait sur la borne fermeture,

le moteur tourne et le volet d’air se ferme.



162

Les différentes positions

du servomoteur sont

réglées par le technicien

par l’intermédiaire de

cames



163


du servomoteur sont



cames



164


du servomoteur sont



cames



165

M



166

M

Volet d’air position fermée



167

M

Volet d’air position 1° allure



168

M

Autorisation ouverture électrovanne 2° allure



169

M

Volet d’air position 2° allure



170

Sur les brûleurs mixtes ou flamme bleue, la luminosité étant plus faible

on utilise.

La cellule UV ou tube de décharge.


Organes de détection de présence de flamme

171

0 + μA

+ _

Cellule UV ou tube de décharge



172

0 + μA

+ _




173

0 + μA

U.V.

+ _




174

0 + μA

+ _




175

0 + μA

Lumière

+ _




176

0 + μA

Electrodes

d’allumage

+ _




177

0 + μA

U.V.

Electrodes

d’allumage

+ _




178

Le principe de la sonde d’ionisation est basé sur deux caractéristiques

physiques de la flamme:

L’effet conducteur

L’effet redresseur

Il est nécessaire d’observer les deux phénomènes simultanément

pour que le système reconnaisse qu’il y a présence de flamme.

Sonde d’ionisation



179


+

_

+

_

+ _

+ _

+ _

+ _

+

_

+

_

+ _

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

DESORDRE

+

_

+

_

Mélange air-gaz zone

stable:pas de réaction

chimique donc pas

d’électrons libres

Flamme: réaction chimique

intense beaucoup d’électrons

libres et d’énergie

Produits de combustion: il n’y

a plus de réaction chimique et

donc plus d’électrons libres

ORDRE ORDRE




180

μA DC

O μA DC

O

+

_

+

_

+ _

+ _

+ _

+ _

+

_

+

_

+ _

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_ +

_

+

_

Ph~

Le courant électrique est un

déplacement d’électrons et il y a

beaucoup d’électrons libres dans

la zone de combustion:

Il va donc y avoir une circulation

d’électrons entre l’électrode et la

carcasse du brûleur et le micro-

ampèremètre va dévier.

μA DC

O μA DC

O





181

+

_

+

_

+ _

+ _

+ _

+ _

+

_

+

_

+ _

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_ +

_

+

_

μA DC

Ph~

Le nombre d’électrons libres

diminue quand on s’éloigne du

déflecteur car la réaction

chimique se fait moins intense.

Si la sonde est trop loin du

déflecteur, le courant diminue, et

peut ne plus être suffisant pour

assurer une bonne détection de la

flamme.

O





182

+

_

+

_

_

_

+

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_

+

_ +

+

_

μA DC

Ph~

Le nombre d’électrons libres est

lié à la température de la

flamme: un trop grand excès

d’air influe sur l’intensité du

courant observé dur le micro-

ampèremètre.

O





183




184

Zones de réaction maximum

dans lesquelles doit se situer la

sonde de ionisation. Il est

indispensable de respecter les

préconisations du constructeur

prévues dans la notice qui

concernent la position et la

forme du fil de l’électrode.





185

Le courant électrique

passe plus facilement

d’une grande surface

vers une petite surface

La surface de la tête de

combustion représente

une surface très

importante par rapport

à la surface du fil de

l’électrode

S

S




L’effet redresseur :

186

Lors de la première

alternance :

Le courant est positif

sur l’électrode et

négatif sur la carcasse S

S +

_

Petite surface vers

grande surface, il n’y a

pas beaucoup de

passage d’électrons





187

S

S

Lors de la deuxième

alternance :

Le courant est négatif

sur l’électrode et

positif sur la carcasse

Grande surface vers

petite surface, il y a

beaucoup de passage

d’électrons

+

_





188

S

S

Tant qu’il y a flamme

et que l’électrode est

reliée à la phase, le

phénomène continue





189

Le tube d’air

La ligne d’injection de gaz

Le déflecteur ou accroche flamme

L’électrode d’allumage et le câble haute tension

L’électrode d’ionisation et le câble de raccordement


190


Tube d’air divergent

191

Injection de gaz en arrière du déflecteur.


192

Injection de gaz en avant du déflecteur.


193

Injection de gaz en avant et en arrière du déflecteur.


194

L’air arrive par le tube d’air.

Une partie de l’air qui traverse le déflecteur est mise en rotation par les

fentes du déflecteur.

Le reste, appelé air secondaire, passe entre le tube et le déflecteur.

La pression dynamique de l’air crée une différence de pressions entre

les deux faces du déflecteur.

p

p

p

p

p

p

p

p

p

p


195

p

p

p

p

p

p

p

p

p

p

Le gaz est injecté par le tube dès l’ouverture de l’électrovanne,

et se mélange intimement à l’air de combustion.

Les étincelles d’allumage sont générées entre l’électrode et le déflecteur.


196

p

p

p

p

p

p

p

p

p

p

Dès l’apparition de la flamme, la différence de pressions stabilise le front

de flamme au contact du déflecteur.

L’arc électrique doit être arrêté avant la fin du temps de sécurité à

l’allumage.


197

Pour que l’ensemble de chauffe fonctionne de façon optimum, la préconisation

du brûleur doit prendre en compte différents paramètres :

- la puissance de la chaudière,

- la contre pression du foyer de la chaudière,

- le type de la chaudière.

Les constructeurs de brûleur préconisent ces derniers en fonction des deux

premiers critères et le choix de la tête en fonction du troisième critère.


198

Ex : P chaudière = 72 kW, pression foyer = 4 daPa

Rendement brûleur estimé à 90 %

Seul le brûleur 3 est adapté à la chaudière.

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

_ _

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

Pression

foyer en

daPa

kW Puissance brûleur

Brûleur 1

Brûleur 2

Brûleur 3 Point de fonctionnement

Zone de

fonctionnement

du brûleur


199

Ex 2 : P chaudière = 110 kW, pression foyer = 5 daPa

Point de

croisement

Le point de croisement est en dehors de la zone de fonctionnement.

Le brûleur n’est pas adapté à la chaudière.

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

_ _

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

_

Pression

foyer en

daPa

kW Puissance chaudière

Zone de

fonctionnement

du brûleur

Rendement brûleur estimé à 90 %


200

La tête de combustion est choisie en fonction du type de foyer et de la

porte foyère.

Les têtes longues ou demi longues seront utilisées sur des foyers borgnes

ou sur des chaudières équipées de portes foyères épaisses.

Tête longue Tête courte


201

Raccordement gaz d’un brûleur

Installation d’un brûleur gaz

Raccordement électrique d’un brûleur gaz

Réglage d’un brûleur gaz

Procédure de mise en service d’un brûleur gaz

Correction de comptage

Calcule du débit gaz

202


Suivant la taille et le poids du brûleur, il y aura lieu de prévoir deux intervenants et/ou un

moyen de levage.

Le contrôle de la compatibilité du brûleur à l’installation (puissance, alimentation

électrique, type et pression de gaz) devra être effectué avant le déballage de celui-ci.

Dans tous les cas, l’intervenant devra impérativement être équipé des moyens de

protections individuelles (vêtement de travail, gants, chaussures de sécurité).

Après avoir contrôlé la présence de tous les accessoires de montage (joint, visserie), la

mise en place du brûleur s’effectuera conformément à la notice d’installation du

constructeur.

Dans le cas où la chaudière est équipée d’une plaque foyère adaptée au brûleur, seule une

caisse à outils traditionnelle est nécessaire, avec éventuellement un niveau et un coffret de

clés à cliquet.

Si la plaque foyère n’est pas adaptée au brûleur, il faut prévoir tout l’outillage de traçage ,

de perçage et de taraudage.

203

1- Vérifier la compatibilité chaudière - brûleur.

2- Déballer le brûleur et ses accessoires pour vérifier leur présence et leur état.

3- Préparer l’outillage.

4- Démonter, tracer, pointer et tarauder la plaque foyère suivant le gabarit fourni.*

5- Mettre en place la plaque et son joint avec les gougeons.

6- Présenter et fixer le brûleur.

7- Vérifier la position à l’aide d’un niveau et serrer l’ensemble en diagonale.

8- Nettoyer l’espace de travail.

9- Évacuer les emballages et les déchets.

* La phase 4 n’est nécessaire que dans le cas d’une plaque foyère non percée.


204

Le raccordement gaz commence à la vanne de barrage située à proximité du brûleur.

L’assemblage des raccords et filetages devra être effectué au moyen de produits

spécifiques gaz (chanvre interdit).

L’application de ces produits devra être réalisée avec soin et sans excès pour ne pas

colmater le filtre gaz ou entraver la fermeture des clapets.

Les raccordements seront impérativement effectués au minimum dans le même

diamètre que la rampe afin de limiter les pertes de charge.

Dans le cas d’une rampe gaz, respecter impérativement l’ordre et le sens de pose

des différents organes.


205

1- Déballer et vérifier les différents composants de la rampe gaz.

2-. Déposer toutes les protections des orifices.

3- Assembler tous les éléments de la rampe gaz au moyen des produits

spécifiques gaz (joints gaz, téflon, pâte d ’étanchéité).

4- Monter la rampe ou le bloc gaz sur le brûleur.

5- Effectuer la liaison entre la rampe ou le bloc gaz et la vanne de barrage au

moyen d’une conduite fixe ou d’un flexible homologué gaz.

6- Vérifier la rigidité et la fixation de la rampe gaz, mettre un support si

nécessaire.

7- Contrôler l’étanchéité de la rampe gaz (cette opération sera renouvelée lors de

la mise en service).




206


L’intervenant devra être habilité B2V et devra posséder tout l ’outillage spécifique

d’ exécution et de mesures électriques.

Le raccordement électrique comprend la liaison armoire électrique - brûleur ainsi

que le raccordement du tableau de chaudière au bornier brûleur.

L’installation devra être réalisée selon les normes électriques en vigueur, avec du

matériel homologué et en respectant les préconisations du constructeur.

L’utilisation d’un escabeau peut être nécessaire pour la réalisation des liaisons

électriques.

La mise en œuvre des chemins de câbles devra être réalisée de façon à ne pas

endommager l’isolant des câbles.

Les liaisons électriques ne doivent pas empêcher l’ouverture de la porte foyère.

Les câbles ne devront pas traîner sur le sol.

207

1- S’assurer de la compatibilité de la tension d’alimentation du brûleur avec celle

du réseau en attente dans l’armoire.

2- Déterminer le tracé des liaisons électriques.

3- Fixer les supports du chemin de câbles et/ou les colliers des tubes.

4- Percer l’armoire et mettre en place les presse-étoupe.

5- Tirer, fixer les câbles de puissance, de commande, de régulation et de

signalisation en respectant les préconisations (boucles, repérages...).

6- Réaliser les raccordements aux différents borniers ou fiches en respectant les

schémas électriques.

7- Raccorder les organes du bloc ou de la rampe gaz (souvent précablés avec

détrompeur).

8- Vérifier le serrage de toutes les connexions électriques.




208

Avant toute intervention le technicien doit impérativement s’assurer :

- de la conformité des ventilations basse et haute de la chaufferie,

- de la partie hydraulique de l’équipement de chauffe ( générateur, vannes

d’isolement, pompes, contrôleur de débit…),

- de la présence des coupures réglementaires du combustible et de

l’alimentation électrique,

- du bon raccordement phase/neutre.

Il devra se référer à la notice technique du constructeur.

En cas d’une alimentation électrique triphasée, il est impératif de vérifier le sens de

rotation du moteur.

la mise en service du brûleur est réalisée par un seul intervenant, avec une extrême

rigueur et sans interruption.


209

1- Lire attentivement la notice technique du brûleur.

2- Contrôler les circuits gaz, eau, fumées et l’alimentation électrique ainsi que la

présence de ventilations avec remise en ordre si nécessaire.

3- Contrôler l’étanchéité de la rampe gaz (mise sous pression à l’air). Pose d’un

manomètre.

4- Contrôler les raccordements électriques chaudière-brûleur-rampe gaz. Vérifier le

sens de rotation du brûleur (en cas d’alimentation triphasée) en actionnant

brièvement le contacteur.

5- Prérégler la tête de combustion en fonction des données constructeur (accroche

flamme, électrodes, sonde de ionisation…).

6- Prérégler le volet d’air, ainsi que le débit gaz : électrovanne principale légèrement

ouverte (en fonction des éléments constituant la rampe).

7- Contrôler le cycle de démarrage à blanc. (prébalayage, manostat d’air, allumage

des électrodes, ouverture de l’électrovanne petite allure, déclenchement mini-gaz).

8- Positionner les appareillages de contrôle sur le brûleur et la vanne gaz

(microampèremètre sur l’ionisation, manomètres sur l’amont et l’aval de la vanne

gaz).

9- Préparer et contrôler les appareils d’analyse de fumées.

Réglage d’un brûleur gaz (exemple)

210

10- Calculer les débits gaz à lire au compteur pour les différentes allures.

11- Purger l’alimentation gaz.

12- Mettre en marche le brûleur.

13- Régler les débits gaz souhaités (ouverture progressive des vannes gaz).

14- Contrôler le courant d’ionisation et dégrossir le réglage du volet d’air.

15- Optimiser la combustion, contrôler le % de CO2 et d’O2 pour les différentes

allures.

16- Contrôler l’hygiène de la combustion (diagramme de Biard et valeur du CO).

17- Mesurer la température des fumées.

18- Déterminer les rendements de combustion des différentes allures.

19- Reprendre, si besoin est les débits et les réglages de combustion.

20- Régler les équipements de sécurité, de contrôle et de régulation.

21- Contrôler le fonctionnement des régulations et des sécurités.

22- Rédiger les fiches d’intervention.

Réglage d’un brûleur gaz (exemple)

211


Le pouvoir calorifique des combustibles gazeux est donné pour des conditions

dites « normales » de température (273,15 K) que nous appellerons T0 et de

pression absolue (1013 mbar) que nous appellerons P0.

Dans la pratique, le gaz combustible sera à une température absolue T1

différente de T0 et à une pression absolue P1 différente de P0.

Il y aura donc toujours besoin d’effectuer une « correction de comptage » pour

transformer les volumes « lus » au compteur V1 en volumes « normaux » V0 et

réciproquement.

Pour effectuer la « correction de comptage », qui permettra de transformer V0

exprimé en m3(n) en V1 exprimé en m3 ou réciproquement, il faudra connaître :

P1 = P atmosphérique réelle + p relative du gaz au compteur

T1 = température absolue du gaz au compteur

P0 = 1013 mbar

T0 = 273,15 K

212

T1

P1 . V1 =

T0

P0 . V0

La loi des gaz parfaits nous donne la relation :

Qui nous permet de calculer :

V0

T1

P1 . V1 =

. T0

. P0

ou

V1

T0

P0 . V0 =

. T1

. P1


213

Si l’on connaît le volume lu au compteur V1 et que l’on cherche le

volume normal V0 correspondant on utilisera la formule :

V0 V1 . ( P atmosphérique + p gaz ) . 273

= ( temp du gaz + 273 ) . 1013

§ Si l’on connaît le volume normal V0 et que l’on cherche le volume

lu au compteur V1 correspondant on utilisera la formule :

V1 V0 .

= ( temp du gaz + 273 ) . 1013

( P atmosphérique + p gaz ) . 273


214

Exemple :

Quel est le volume de gaz devant passer au compteur en une heure pour fournir

440 kW de puissance à une installation ?

PCI = 11 kWh/m3(n), temp gaz = 15 °C, p gaz = 300 mbar , Patm= 1000 mbar

( temp du gaz + 273 ) . 1013 V1

V0 . =

( P atmosphérique + p gaz ) . 273

D0 = 440 kW / 11 kWh/m3(n) = 40 m3(n)/h

V0 = D0 . t = 40 m3(n)/h . 1 h = 40 m3(n)

( 15 °C + 273 ) . 1013 mbar V1

40 m3(n) . =

( 1000 mbar + 300 mbar ) . 273 K 32,88 m3 =


215

20 28 37 112 148 300 3000

1,035 1,027 1,018 0,950 0,920 0,814 0,266

volume réel d'1 m3(n) de gaz à 15 °C en fonction de sa pression relative en mbar

20 28 37 112 148 300 3000

0,967 0,974 0,983 1,053 1,086 1,229 3,755

volume normal d'1 m3 de gaz à 15 °C en fonction de sa pression relative en mbar

Exemple : 1 m3 de gaz sous 300 mbar de pression effective correspond à 1,229 m3(n).

Exemple : 1 m3(n) de gaz ne fera plus que 0,92 m3 sous 148 mbar de pression effective.

* Ces valeurs sont données pour une pression atmosphérique normale de 1013 hPa.


216

Calcul du débit gaz

Quelque soit le type du brûleur, le calcul du débit gaz se fait à la puissance

nominale de la chaudière.

Donnée de départ : la puissance utile de la chaudière Exemple : 800 kW

Estimation d’un rendement de la chaudière Exemple : 0,9

Température du gaz Exemple : 15°C

Pression atmosphérique Exemple : 1013 hPa

PCI du gaz Exemple : 10,9 kWh/ m³ (n)

217

La puissance calorifique à fournir à la chaudière

sera : Pb = Pch / η 800 kW / 0,9

= 888 kW

Le débit de gaz à 0°C et 1013mb est de :

Pb/ PCI gaz 888 kW /10,9 kWh/m³(n)

= 81,46 m³(n)

Correction de comptage : V1

81,46 .

=

( 15 + 273 ) . 1013

( 1013 + 300 ) . 273

= 66,30 m³/ h Le débit à lire au compteur est de

Calcul du débit gaz

218

Maintenance des équipements de chauffe

Contrôle de l’ensemble générateur – brûleur gaz

Entretien d’un brûleur gaz

219

Pour réaliser cette opération, le technicien doit impérativement être habilité (BR -

B2V) et devra en outre posséder l ’outillage spécifique (caisse à outils,

multimètre, coffret de contrôle de combustion…).

Les prescriptions techniques des constructeurs doivent être consultées et

respectées.

Tous les essais doivent se faire en réel, aucun élément électrique ne doit être

court-circuité.


220

1- Prendre connaissance des schémas hydraulique et électrique de l’installation.

2- Contrôler l’ouverture des vannes d’isolement (eau et gaz).

3- Contrôler la pression d’eau dans l’installation.

4- Mettre en service la (les) pompe (s).

5- Vérifier les asservissements (pompe recyclage, contrôleur de débit, contact fin de

course vanne papillon, pressostat manque d’eau).

6- Contrôler l’alimentation électrique du brûleur.

7- Vérifier la chaîne de commande thermostatique locale (aquastats) et

l’asservissement éventuel à distance (régulateur, GTC …).

8- Tester le fonctionnement du contact de porte foyère.

9- Effectuer un cycle complet de démarrage et de fonctionnement du brûleur.

10- Effectuer un contrôle de combustion, capot monté et porte chaufferie fermée.

11- Contrôler le fonctionnement de l’aquastat de sécurité (touche du ramoneur).

12- Remplir la fiche d ’intervention ou le cahier de chaufferie.


221


L’entretien consiste à pallier l’usure (électrodes, sonde de ionisation…), le

déréglage (électrodes, combustion), l’encrassement (déflecteur, filtre, turbine…)

et le desserrage des éléments (connexions, fixations) qui conduiront

obligatoirement à un dysfonctionnement se traduisant par une perte de

rendement, une panne ou un fonctionnement dangereux ou polluant.

La réalisation de cette opération nécessite une caisse à outils traditionnelle et

certains outils spécifiques ainsi que des produits de nettoyage et des chiffons.

222

1- Arrêter le brûleur, fermer l’arrivée du combustible et couper l’alimentation électrique.

2- Démonter le filtre gaz, le nettoyer et le remonter avec précaution.

3- Démonter l’ensemble moteur / turbine, nettoyer la turbine d’air et la volute et remonter.

4- Démonter la tête de combustion.

5- Nettoyer l’accroche flamme, les électrodes et les câbles d’allumage et la sonde de

ionisation.

6- Vérifier le positionnement du déflecteur et des électrodes en fonction des préconisations

du constructeur (notice technique).

7- Remonter la tête de combustion.

8- Vérifier le serrage des connexions électriques.

9- Vérifier les fixations des différents éléments.

10- Rouvrir la vanne de gaz.

11- Vérifier l’étanchéité de la rampe gaz.

12- Remettre en service l’installation.

13- Effectuer un contrôle de combustion, reprendre les réglages si nécessaire.


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