rapport finale t

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


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 :


Stage de fin dtude

1. rception des betteraves :


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


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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.


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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.


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 :


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).


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.


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


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) :


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.


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.


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.


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.


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.


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 :


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.


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.


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.


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.


Stage de fin dtude

Schma de Commande et de Puissance du Magasin de Sucre


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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.


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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


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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.


rapport finale t

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