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TMET
BRÛLEUR FOD
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ROLE ET FONCTION DU BRULEUR AUTOMATIQUE A AIR SOUFFLE : 5
FONCTIONS ESSENTIELLES D'UN BRULEUR 5 LES ALLURES DE FONCTIONNEMENT 5 CHOIX DU BRÛLEUR 8 EXEMPLES DE NORMES DE CONCEPTION 9 ASPECT GENERAL 10
LE CIRCUIT D'AIR 12
DISPOSITIF DE RÉGLAGE D'AIR 12 LE CIRCUIT DE MÉLANGE 15
LE CIRCUIT COMBUSTIBLE 19
LA POMPE 19 L'ÉLECTROVANNE 21 LE RECHAUFFEUR FIOUL 22 LE GICLEUR 23 DETERMINATION DE GICLEURS POUR 2 ALLURES 29 VARIATION DU DEBIT FOD POUR BRULEUR MODULANT 35
LE CIRCUIT ÉLECTRIQUE 37
LE MOTEUR ÉLECTRIQUE 37 LA BOÎTE DE CONTRÔLE 37 LA FICHE EUROPÉENNE 40 LA CELLULE 41 LE TRANSFORMATEUR, LES ÉLECTRODE, LE CIRCUIT D'ALLUMAGE 42
LA DISTRIBUTION DU F.O.D. 44
MODE DE RACCORDEMENT : 45 POSITION CUVE-POMPE 45
CONTROLE DE COMBUSTION 51
MESURER L'OPACITE DES FUMEES 51 MESURE DE LA DEPRESSION 52 MESURE DU POURCENTAGE DE C02 52 CONTROLE DU CO 55 MESURE DE LA TEMPERATURE DES FUMEES 55
MISE EN SERVICE DES BRULEURS FOD 56
CONTROLES DE L'INSTALLATION 56 MISE EN SERVICE 57
ÉVACUATION DES FUMÉES 59
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LE MODÉRATEUR DE TIRAGE 62
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LES OPERATIONS DE MAINTENANCE 63
LA POMPE FOD 63 LE GICLEUR 63 LA CELLULE PHOTORESISTANTE 63 LES FLEXIBLES 63 LE CIRCUIT AERAULIQUE 63 LE CIRCUIT D'ALLUMAGE 63 LE COFFRET DE SECURITE 64
LE DÉPANNAGE 65
RENSEIGNEMENTS DONNES PAR L'UTILISATEUR 65 POSE DES APPAREILS DE CONTROLE ET DE MESURE 65 CONTROLE DE L'INSTALLATION 65 INCIDENTS DE COMBUSTION 66 INCIDENTS MECANIQUES ET HYDRAULIQUES 66 INCIDENTS ELECTRIQUES 66
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ROLE ET FONCTION DU BRULEUR AUTOMATIQUE A AIR SOUFFLE :
FONCTIONS ESSENTIELLES D'UN BRULEUR
Le but d’un brûleur est de produire, développer et entretenir une flamme et ceci en toute sécurité. Pour produire une flamme, il faut :
Un carburant (combustible), sous forme gazeuse ou liquide, pulvérisé le plus finement possible. Un comburant : l'oxygène contenu dans l'air qui nous entoure. Un système d'allumage.
Le rôle de l'appareil est de mélanger dans une proportion correcte combustible et comburant, puis d'enflammer ce mélange. Enfin, de maintenir et de maîtriser la combustion en un point précis. Il doit également fournir une puissance thermique: c'est la puissance de la flamme qui maintiendra son environnement aux températures souhaitées.
Toutes les opérations citées ci-dessus exigent un contrôle rigoureux et un arrêt immédiat de la procédure de fonctionnement en cas d'incident : c'est la mise en sécurité. Ce fonctionnement et cette mise en sécurité font l'objet de normes, décrets et spécifications très nombreuses, notamment pour les brûleurs fuel la norme NFE 31.302.qui s'applique aux brûleurs automatiques à pulvérisation pour combustible liquide de la Classe 1, d'un débit inférieur ou égal à 200 kW et destinés à l'équipement de chauffage des locaux. La norme laisse aux constructeurs une grande liberté dans le choix des matériaux et des composants pour autant que ceux-ci résistent aux efforts mécaniques et aux températures auxquelles ils peuvent être exposés. L'appareillage électrique doit être conforme aux normes et spécifications en vigueur.
LES ALLURES DE FONCTIONNEMENT
Les brûleurs de moyenne puissance disposent généralement de plusieurs allures de fonctionnement (2 ou 3). Ils devront donc être équipés de moyens permettant :
La modification des débits de combustible. La modification des débits d'air de combustion. Le passage automatique des allures.
Pourquoi disposer de plusieurs allures ?
Pour réaliser un démarrage plus souple. Pour permettre d`ajuster la puissance fournie aux besoins de l'installation sans avoir à multiplier le
nombre des générateurs.
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Pour diminuer les temps d'arrêt du brûleur qui font chuter le rendement global de génération.
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Les différents modes de fonctionnement
Un brûleur deux allures peut fonctionner selon différents modes
Fonctionnement TOUT ou RIEN
Ce type de brûleur est utilisé pour les puissances inférieures à 100 kW. Lors de la demande de chaleur, le brûleur démarre directement à pleine puissance.
Le brûleur est piloté par un seul thermostat. Le fonctionnement en petite allure est donné par le boîtier de contrôle. La petite allure est une allure d`allumage, elle doit assurer un passage souple de la pleine puissance. Le réglage fin de la combustion se fera sur la grande allure. Mais la combustion en petite allure devra être non polluante.
Fonctionnement TOUT ou PEU
En cas de demande de chaleur, le brûleur est après un délai déterminé le brûleur passe à pleine puissance.
Lorsque le brûleur fonctionne en deuxième allure, il est possible que le régulateur estime que la pleine puissance n'est plus requise et le brûleur repasse en première allure. Si la puissance requise est inférieure à la puissance en allure réduite, le brûleur s'arrête. Dans le cas inverse, il repasse en deuxième allure.
Le brûleur est piloté par deux thermostats de régulation. Le brûleur revient et peut rester en petite allure. Le démarrage se fait en petite allure, si le thermostat de grande allure est en demande, la grande allure ne passera qu'après un temps donné par le boîtier de commande. Le thermostat de petite allure aura un point de consigne supérieur à celui du thermostat grande allure. Le réglage de la combustion devra être fin dans les deux allures de chauffe.
Fonctionnement modulant
Avec un brûleur modulant, toutes les allures de fonctionnement sont possibles, au delà d'un minimum souvent de l'ordre de 30 %. Les débits d'air et de fuel sont réglés en continu en fonction de la puissance de chauffage requise, ce qui permet un fonctionnement quasi continu.
Le brûleur est piloté par un régulateur proportionnel qui, en fonction de l'écart entre la valeur de consigne et la valeur donnée par une sonde, commande par exemple l'ouverture ou la fermeture d'un volet d`air entraînant simultanément une modification du débit de combustible. Le brûleur peut moduler sur toute la
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plage comprise entre la petite et la grande allure. Si la puissance demandée est inférieure à la petite allure, le brûleur s'arrête.
La modification du débit de combustible est réalisée par pulvérisation mécanique du FOD au moyen d'un gicleur à retour. La modification du débit de comburant est réalisée par une vanne sur l’amené d’air
CHOIX DU BRÛLEUR
Le brûleur doit être adapté à la chaudière donc à son foyer. Le choix se fait donc en fonction de :
De la puissance à fournir. De la pression dans le foyer.
En effet, le brûleur devra disposer d'un ventilateur dont les caractéristiques permettent de fournir le débit d`air de combustion avec une hauteur manométrique suffisante pour vaincre la contre-pression du foyer. Les constructeurs de brûleurs fournissent des abaques Puissance/Pression où sont représentées les plages de fonctionnement de leurs différents modèles. On cherche le point d`intersection entre :
La pression foyer (donnée par le constructeur de la chaudière). La puissance à fournir par le brûleur (Pch/η).
Un brûleur ne pourra être choisi que si sa plage Puissance/Pression englobe ce point d`intersection. Pour les foyers en dépression on prend pression foyer égale zéro. Une fois le modèle du brûleur choisi, il reste à déterminer quel type de tête de combustion sera la mieux adaptée.
Il existe des têtes courtes, demi-longues, et longues. La détermination se fera en fonction de deux paramètres :
Le type de foyer (les têtes courtes s'adaptent mal aux foyers borgnes). L'épaisseur du réfractaire de la porte foyère.
Les fabricants de chaudières préconisent dans leurs notices les longueurs de têtes acceptables.
Exemple de détermination d'un brûleur
Pression foyer 3 mbar
Puissance thermique souhaitée au brûleur : 450 kW.
Nous désirons choisir un brûleur de marque RIELLO, l`abaque des plages de fonctionnement fourni par ce constructeur nous permet de faire ce choix.
Plage de fonctionnement : pressions dans la chambre de combustion puissance thermique
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Seul, le brûleur 5 P/M convient.
EXEMPLES DE NORMES DE CONCEPTION
Le circuit du combustible
Le circuit du combustible doit être muni de dispositifs filtrants. Dans le cas de brûleurs de débit inférieur à 6 kg/h de fuel, le circuit doit comporter au moins deux dispositifs filtrants en série, dont un immédiatement à l'avant du pulvérisateur (filtre sur gicleur). Le deuxième sera en amont de la pompe, soit à l'intérieur de celle-ci, soit à l'extérieur (filtre séparé).
Le dispositif d'allumage
Il doit obligatoirement être électrique, (conforme à la nonne NF C 52.230), ne pas provoquer de parasites et doit pouvoir enflammer le mélange air/combustible pour une tension égale à 85 % de la tension nominale du courant d'alimentation.
Caractéristiques de fonctionnement
A toutes les allures, l'indice de noircissement ne doit pas dépasser 3 en fioul lourd et 1 en FOD. La teneur en monoxyde de carbone doit être inférieur à un certain seuil fixé par les règles de l’art : un seuil maxi de 100 Ppm est toléré).
Temps de mise en sécurité
Les dispositifs de sécurité contrôlant la présence de la flamme doivent satisfaire aux conditions suivantes : Débit de combustible en kg/h Temps maximal de mise en sécurité en
secondes
Au démarrage En cas d'extinction en cours de fonctionnement
Brûleurs I allure
Jusqu'à 30 15 15
de 30 à 200 5 1
Brûleurs 2 allures
Jusqu'à 30 15 15
de 30 1 ère allure < 30 15 15
à 200 1 ère allure > 30 5 1
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Conditions de fonctionnement
Séquence
Débit < 30 kg/h 30 kg/h < débit < 200 k/h
Pré balayage avant allumage
Facultatif s'il existe une durée minimum de 5 secondes en débit d'air
1ère allure
Obligatoire. Durée minimum 15 s avec débit d'air 1ère allure ou 25 % minimum
de la puissance nominale.
Ré allumage
Il y a tentative de Rallumage après disparition accidentelle de la flamme en régime établi.
Verrouillage *
L'alimentation en combustible est coupée et le coffret verrouillé
si la flamme n'apparaît pas à l'expiration du temps de sécurité, soit
lors du démarrage du brûleur, soit lors d'une tentative de Rallumage.
* La remise en marche après verrouillage ne doit pouvoir se faire qu'avec une intervention manuelle.
ASPECT GENERAL
A quelques variantes près, tous les brûleurs sont identiques et c'est souvent le même matériel (boîte de contrôle, pompe, transformateur) qui équipe les différentes marques.
L'organisation d'un brûleur peut se diviser en quatre grandes parties :
Le circuit électrique englobe : le moteur sans lequel il ne peut y avoir fonctionnement, le boîtier de contrôle:
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c’est « l’automate » de l'appareil, et les liaisons électriques.
Le circuit combustible, qui comprend tous les organes nécessaires à l'aspiration, au refoulement et à la pulvérisation du fuel.
Le circuit comburant regroupe tous les organes permettant l'introduction et le réglage de l'air.
Le circuit mélange est l'endroit où se rencontrent le carburant et le comburant pour former un mélange intime. C'est la tête du brûleur, qui est aussi le siège de la combustion.
Toutes ces parties sont très solidaires les unes des autres et la mise en route ou le dépannage implique une parfaite connaissance de l'ensemble.
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LE CIRCUIT D'AIR
Le circuit d'air a pour but d'oxygéner la pulvérisation de manière à assurer la combustion. Rappel : L'air contient approximativement 21 % d'oxygène et 79 % d'azote. C'est le ventilateur qui est chargé de fournir l'air nécessaire à la combustion. Pratiquement, il faut de 11 à 12 m3 d'air pour brûler 1 kg de fuel.
Les ventilateurs sont du type à turbine. Celle-ci est entraînée à la vitesse de rotation du moteur électrique, soit 2 800 t/mn. La pression d'air engendrée dépend du type de brûleur, de la chaudière à équiper, mais aussi du conduit de fumée.
DISPOSITIF DE RÉGLAGE D'AIR
Il permet de régler le débit d'air. II est fixé sur le carter : soit, à l`aspiration, soit au refoulement.
Sur les petites chaudières (fonctionnement tout ou rien), la plupart des brûleurs récents sont équipés d'obturateurs du circuit d'air. Sortes de clapets fermés au repos, ils évitent un courant d'air dans le foyer limitant les pertes inutiles. Sur les brûleurs de moyennes puissance, le circuit est équipé d’un clapet motorisé
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qui règle le débit d’air et se ferme à l’arrêt deux systèmes existent.
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La pression FOD commande le débit d’air
Le système présenté ci-dessous est actionné par un vérin. C'est la pression de la pompe qui fait manœuvrer ce vérin. Son rôle est double :
il règle le débit d'air. il sert d'obturateur du circuit d'air
Le volet d’air commande la pression FOD
L'enclenchement du grand débit de combustible est asservi au déplacement du volet d'air par un microcontact actionné par une came réglable solidaire de l'axe de sortie du servomoteur.
Ces servomoteurs seront équipés de plusieurs cames et pourront prendre trois positions :
Came 1 Position ouverture grand débit du volet d'air.
Came 2 Fermeture à l’arrêt.
Came 3 Position d'ouverture du volet d'air en petite allure.
Came 4 Non utilisée.
Came 5 Position d'ouverture vanne grand débit FOD.
Réglage des cames :
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La came 3 sera réglée pour obtenir une bonne combustion en petite allure. La came 1 sera réglée pour obtenir une bonne combustion en grande allure. La came 5 sera réglée pour obtenir un passage souple des allures sans risques de pollution ou de décollement de flamme (entre 3 et 1).
Lors de l'opération maintenance, le circuit d'air doit être nettoyé, car c'est bien évidemment là que se déposent en priorité les poussières. Une turbine encrassée perd en efficacité (7% de débit en moins pour une couche de poussières de 1,5mm d’épaisseur), prend du balourd engendrant des vibrations qui se transmettent à la carcasse du brûleur et à la chaudière.
LE CIRCUIT DE MÉLANGE
C'est l'endroit dans lequel se combinent, combustible et comburant : on l’appel tête de combustion. Dans certains cas, le conduit est une pièce unique, dans d'autres cas, il est constitué de deux parties : le tube extérieur + un embout.
Dans cette partie, prend naissance la réaction de combustion et se forme la flamme. Bien que chaque constructeur adopte des solutions diverses et originales, la tête de combustion peut se schématiser en quatre grandes parties :
1 - Le tube extérieur ou tête de combustion
2 - L'alimentation en combustible ou ligne gicleur.
3 - Les électrodes.
4 - Le stabilisateur de flamme ou déflecteur ou accroche flamme.
Comme on peut le constater, les parties 2,3 et 4 se trouvent très près les unes des autres, mais ne doivent pas se toucher. Le constructeur fixe des côtes qu'il est impératif de respecter.
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Le déflecteur
C'est un disque métallique dans lequel sont aménagées des fentes radiales plus ou moins larges et plus ou moins nombreuses, mais inclinées. Au centre du disque est ménagé un trou au milieu duquel est placé le gicleur.
La fonction première du stabilisateur est d'accrocher la flamme qui a tendance à s'éloigner de la tête de combustion sous l'effet de soufflage.
Le disque constitue un écran au passage de l'air en avant duquel il se produit une zone de dépression. Pour comprendre le phénomène de dépression, pensez aux cyclistes qui roulent l'un derrière l'autre en peloton au sein duquel les coups de pédales sont moins nombreux.
Le mélange air combustible est donc partiellement retenu sur ce stabilisateur (d'où son nom) permettant ainsi la naissance de la flamme. Pour améliorer le mélange et éviter l'encrassement, les fentes radiales inclinées impriment à l'air qui les traverse un mouvement de rotation très rapide : il se produit un véritable mixage de l'air et du combustible. La face avant du stabilisateur est également protégée par le matelas d'air constamment alimenté par ces fentes. Cette protection est double, elle évite l'accumulation de particules imbrûlées et empêche l'échauffement du disque.
L'équilibre dynamique de la flamme. II est compris entre
Une vitesse d'air trop importante qui, outre les difficultés d'allumage du mélange, provoque le décrochement aérodynamique des filets d'air, entraînant avec eux, la racine de la flamme (ou son déchirement), des bruits, et des vibrations des structures de la chaudière, suivis d'imbrûlés (monoxyde de carbone en gaz ou goudronnage en fuel), et une flamme trop dure.
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Une vitesse d'air trop faible qui, par manque de dépression sur le déflecteur provoque une combustion oscillatoire dans le flux du mélange. La pulsation de la flamme entraîne à la longue son "décollement" et son extinction par disparition de l'anneau de feu, voire l'encrassement de la tête en fuel. C’est une flamme trop molle.
Dans ces deux cas, on encourt des risques d'explosion par accumulation, dans le foyer, de combustible imbrûlé. Cet équilibre dynamique est essentiellement fonction de la dépression régnant sur la face avant du déflecteur c'est-à-dire de la différence de pression entre l'avant et l'arrière de ce déflecteur : c'est le résultat de sa perte de charge. Cette perte de charge est fonction du débit d'air nécessaire à la combustion et du masque représenté par le déflecteur. Plus le masque sera important, plus grande sera la perte de charge, et inversement. La solution consiste à faire varier le passage d'air autour du déflecteur. Ceci est réalisé par la forme tronconique du tube extérieur (figure ci dessous).
L'équilibre dynamique est donc le résultat des positions combinées du volet d'air d'une part, du déflecteur dans la partie conique du tube extérieur d'autre part : plus le déflecteur sera "serré" (diminution du passage de l'air secondaire) plus il sera nécessaire d'ouvrir le volet d'air, pour compenser le débit d'air
Réglage de l’admission d’air
Les performances d'un brûleur à air soufflé (débit calorifique. stabilité de la flamme, hygiène de combustion) sont conditionnées par les réglages réalisés sur l'air comburant. Les paramètres qui gèrent à la fois la bonne proportion combustible/comburant et le mélange optimum pour éviter les imbrûlés sont :
le débit d'air admis la pression de cet air disponible à l'arrière du déflecteur. la répartition de cet air dans le déflecteur, nécessaire pour obtenir une vitesse optimum dans ses
fentes, et autour de celui-ci.
Ces paramètres sont absolument indissociables les uns des autres ; ils dépendent de :
l'ouverture du volet d'air: la position du déflecteur dans la tête, la pression présente dans le foyer de la chaudière.
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Si la pression dans le foyer de la chaudière ne peut pas être modifiée à notre gré, en revanche nous pouvons intervenir sur l'ouverture du volet d'air et sur la position du déflecteur dans la tête et dans ce cas
L’ouverture du volet d'air :
augmente le débit d'air, augmente la pression de l'air derrière le déflecteur, augmente la vitesse de l'air dans et à. l'extérieur du déflecteur,
et inversement, alors que
L’ouverture de la tête :(agrandissement du passage autour du déflecteur) :
augmente le débit de l'air, mais, diminue la pression de l'air derrière le déflecteur, diminue la vitesse de l'air dans et à l'extérieur du déflecteur,
et inversement.
Le réglage choisi de l'ouverture du volet d'air et de la position du déflecteur dépendent surtout du débit calorifique nécessaire pour satisfaire la chaudière par rapport au débit maximum possible du brûleur.
Puissance demandée proche de la puissance minimum d u brûleur
Dans ce cas, la tête devra être « serrée », c'est-à-dire réglée avec un minimum de passage à l'extérieur du déflecteur, et le volet d'air peu ouvert. Si le réglage est fait « volet trop ouvert », il y aura risque d'excès d'air trop élevé et les vitesses dans et à l'extérieur du déflecteur seront également trop élevées : la flamme aura tendance à « décrocher ».
Si le réglage est fait " tête trop ouverte", il y aura risque également d'excès d'air trop élevé mais les vitesses dans et à l'extérieur du déflecteur seront trop basses : le mélange ne sera pas assez « vigoureux » la combustion sera médiocre, il y aura du fuel ou du gaz en partie imbrûlé. De plus si la pression derrière le déflecteur tend à être égale à celle devant le déflecteur, des pulsations apparaîtront dans la flamme.
Puissance demandée proche de la puissance maximum d u brûleur
Dans ce cas, la tête sera « desserrée », c'est-à-dire réglée avec un grand passage à l'extérieur du déflecteur, et le volet d'air très ouvert.
Si le réglage est fait avec un volet insuffisamment ouvert, il y aura risque de défaut d'air, donc de vitesse et de pression d’air insuffisant.
Si le réglage est fait « tête insuffisamment ouverte », les vitesses et pressions seront trop importantes et l'excès d'air insuffisant : la combustion sera instable, avec vibrations et imbrûlés.
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LE CIRCUIT COMBUSTIBLE
LA POMPE
La pompe assure deux fonctions principales :
Fonction aspiration : extraire le fuel contenu dans la cuve de stockage. Fonction refoulement : l'envoyer sous pression stable jusqu'au point de combustion.
La pompe entraînée à la vitesse de rotation du moteur, soit 2 800 tours/mn, est en général une pompe à engrenage qui permet une bonne capacité d'aspiration ainsi qu'une bonne capacité de pression.
Dans sa forme la plus simple, la pompe à engrenages travaille avec deux roues dentées identiques qui s'engrènent l'une dans l'autre.
Lorsque, à la rotation des roues dentées, les dents se quittent du côté gauche de la pompe (à l'ouverture d'aspiration), il se produit une dépression, le fuel est aspiré dans le corps de pompe et passe dans les intervalles entre les roues dentées et le corps de pompe.
Pour qu'il y ait aspiration, cela implique une étanchéité parfaite de la conduite. Cette fonction est donc dépendante de la pression atmosphérique, mais également de la densité du liquide.
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Limites d'aspiration d'une pompe :
Exemple d'aspiration pour l'eau dont la densité est 1, altitude 0 m (niveau de la mer).
1013 mbar = 101 300 Pa = 10,33 m de CE.
Une aspiration à 10,33 m, c’est une mise au vide.
Exercice : Calculez cette hauteur pour le FOD d'une densité de 0,84
Dans la réalité, la viscosité (capacité du produit à se déplacer), du liquide variant avec la température, les frottements (dans la crépine, les vannes, les filtres) ainsi que la qualité des pompes, limitent la hauteur d'aspiration à environ 7 m pour l'eau. Pour le fioul, au-delà de 5 m se forment des phénomènes de cavitation. Ce sont les produits gazeux contenus dans le fuel qui se séparent de l'ensemble.
Fonction de refoulement
Le volume de fuel débité par les engrenages est beaucoup plus important que celui prélevé par le gicleur. Pour des raisons de robustesse, on ne fabrique pas de pompes à petits débits. L'évacuation de l'excédent de fuel s'effectue par des orifices placés dans la chemise du régulateur que découvre le piston en reculant. Ces orifices permettent l'évacuation du trop plein de liquide, soit en le recyclant grâce au by-pass (branchement monotube), ou en le renvoyant vers le stockage par un tuyau de retour (branchement bitube).
Réglage de la pression de la pompe
On contrôle le réglage de la pression en montant un manomètre sur l'orifice correspondant. Attention ils sont au nombre de deux
L'un pour mesurer la dépression et l'on utilisera un manomètre à graduations négatives (le vacuomètre).
L'autre pour contrôler la pression qui doit se situer entre 10 et 12 bars sauf indications contraires du constructeur.
Attention de ne pas les confondre au montage !
Pour faire varier cette pression, on agira sur le tarage du ressort du régulateur dont la vis de commande se trouve à l'opposé de l'orifice de départ de la ligne du gicleur.
Nota : La pompe est un ensemble de précision qui est protégé par un filtre. L'entretien de celle-ci se limite à son nettoyage périodique.
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Pour les caractéristiques techniques précises, il est indispensable de consulter les notices constructeur.
L'ÉLECTROVANNE
L'électrovanne est un robinet à commande électrique recevant ses ordres de la boîte de contrôle. Placée entre la pompe et la ligne du gicleur, sur le capillaire de liaison, ou incorporée à la pompe, elle a pour rôle de différer la sortie du fuel permettant ainsi la pré ventilation. Elle assure également une meilleure étanchéité interne du circuit fuel
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LE RECHAUFFEUR FIOUL
C'est un accessoire de plus en plus courant sur les brûleurs fuel de petites puissances.
En effet, l'amélioration de l'isolation thermique des bâtiments ces dernières années a conduit à l'installation de chaudières de moins en moins puissantes. La pulvérisation du fioul par gicleur, parfaitement maîtrisée jusqu'à des débits de 2 kg/h est confrontée à des problèmes particuliers pour des débits inférieurs :
La diminution de la pression conduit à une mauvaise pulvérisation. La diminution de l'orifice du gicleur le rend plus sensible à l'encrassement.
Seul, le réchauffage s'est avéré être la solution fiable pour diminuer cette puissance : la viscosité des fiouls varie de façon très importante en fonction de la température, influençant directement le débit de façon apparemment contradictoire :
Plus la viscosité augmente, plus le débit augmente. Plus la viscosité diminue, plus le débit diminue.
Ceci s'explique parle fait que le fioul étant plus fluide, le film qui se forme autour de l'orifice du gicleur est plus mince, donc le débit plus faible.
Le graphique ci-dessus nous montre que pour un fioul a ayant une viscosité de 4,5 cST à 20 ° C, la viscosité passe à 6 cST lorsque la température baisse à 10 °C. Par contre, lorsque la température s'élève à 40 °C, elle devient de 2,8 cST.
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Une augmentation de température de pulvérisation de 20 ° C à 60 ° C entraîne une chute de débit de 10 à 15 %.
Avantages du réchauffage du fuel
- La viscosité étant constante, les performances de combustion sont et stables. Ainsi, le brûleur peut être réglé avec un excès d'air moins important (5 à 7%)
- Une garantie d'un meilleur allumage, le fuel étant à température. Surtout sur les chaudières à basse température où le foyer étant froid, la vaporisation est mauvaise.
- Une augmentation du calibre du gicleur, car la viscosité diminuant, le débit diminue. Le trou et les canaux tangentiels du gicleur, de sections plus importantes, réduisent ainsi l'encrassement et les pannes par obturation.
Fonctionnement du réchauffeur
Le réchauffeur est placé dans le corps du brûleur, sur la ligne du gicleur en amont de celui-ci. L'élément chauffant est un semi-conducteur (thermistance CTP) qui dissipe son énergie calorifique dans un échangeur en cuivre et dont l'action est régulée par un thermostat. Au départ, le thermostat autorise la mise en route du moteur lorsque la température voisine de 50 ° C. En régime établi la CTP régule la température de façon à ce qu'elle ne dépasse pas 80°C. Comme on peut le voir sur le schéma électrique ci-après, le réchauffeur peut être shunté en cas de panne
Nota : En aucun cas le réchauffeur ne solutionne les phénomènes rencontrés par le stockage, lorsque la température descend aux alentours de 0 ° C.
LE GICLEUR
Le rôle du gicleur est de pulvériser le fuel. Celui-ci ne peut s'enflammer facilement qu'après avoir été transformé en gouttelettes qui seront vaporisées. La taille des gouttelettes influence la qualité de la combustion.
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Principe de fonctionnement
Sous l'effet de la pression, le fuel traverse le filtre du gicleur puis chemine vers l'extrémité conique de la pièce centrale. Après passage sous pression élevée par les rainures du cône qui lui impriment un mouvement de rotation, le fuel entre dans la chambre de tourbillonnement ; de sorte que c'est un film de fuel en rotation qui s'avance vers l'orifice du gicleur, à la sortie duquel il se brise en une multitude de gouttelettes microscopiques
Constitution d'un gicleur
Mode de pulvérisation
Cône plein : la répartition des gouttelettes est uniforme sur toute la surface du cercle. Ce type de gicleur équipe généralement les brûleurs de petite puissance jusqu'à environ 250 kW.
Cône semi plein : La répartition des gouttelettes est uniforme sur la surface du cercle, en laissant toutefois un léger vide en son centre. Quelques gicleurs de ce type donnent une répartition faible et homogène sur toute la surface du cercle et une concentration importante dans un anneau centré.
Cône creux : La répartition est réalisée sur un anneau laissant un grand vide au centre du cône. Ces deux dernières répartitions sont adoptées pour les gicleurs de grands débits, car il devient difficile de nourrir le cœur du cône en oxygène nécessaire à la combustion des gouttelettes centrales.
Codification des répartitions selon les fabricants Répartition
Fabricants Pleine Semi-pleine Creuse
Danfoss S B H
Delavan B W A
Monarch AR - R - HV PLP PL et NS
Hago ES P H et SS
Steinen Q et S SS H et PH
Remarque importante :
Pour chacun de ces brûleurs, le constructeur choisit le type de gicleur le mieux adapté. On ne saurait trop
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recommander aux utilisateurs le respect de ces choix.
L'angle de pulvérisation
L'angle de pulvérisation donné par le gicleur détermine la forme de la flamme. Deux précautions importantes s'imposent :
Le fuel pulvérisé doit éviter de mouiller l'accroche flamme pour ne pas encrasser celui-ci. La flamme doit pouvoir se développer sans obstacle, ni lécher les parois du foyer.
Le compromis n'est pas facile à trouver. Ce qui explique en partie que certains brûleurs "passent" mieux sur certaines chaudières que sur d'autres.
Processus hydrodynamique de la pulvérisation en fon ction de la pression
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Débit nominal d'un gicleur
Les gicleurs étant d'origine américaine, le débit est exprimé en gallon US, abréviation d’USA à ne pas confondre avec le gallon UK : United Kingdom (Anglais).
1 gallon US = 3,785 litre
1 gallon UK = 4,54 litre
Donc un gicleur de 1 USg/h, laisse passer 3,785 l pour une heure de fonctionnement et une pression de référence de 100 PSI (Pound per Square Inch : livre par pouce carré), soir environ 7 bars. Pour une viscosité de 4,4 cSt et une densité de 0,83
Ce débit est gravé sur le corps du gicleur, ainsi que la codification du type de répartition et la valeur de l'angle de pulvérisation.
Marquage du gicleur
La norme EN293 prévoit un double marquage des gicleurs (marquage US et marquage EN) :
L'index en chiffre romains indique le type de répartition du cône pulvérisé :
I. = répartition pleine (très dense), II. = répartition semi-pleine, III. = répartition semi-creuse, IV. = répartition creuse (peu dense).
Choix du gicleur et calcul de la pression de pompe
A partir de la puissance de fonctionnement : Exemple : 25 kW
1- Estimer un rendement, de combustion généralement : 90 %
2- Déterminer la puissance à fournir :
comb
PnettePflamme
η=
3-Calculer le débit de fioul :
Le P.C.I. du Fioul est environ de 12 kWh/kg, 10 kWh/l
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kgPCI
Pflammem =•.
lPCI
PflammeV =•
Débit volumique de fioul exprimé en l/h pour une densité d:
1000⋅=
••
d
mV
Débit volumique de fioul exprimé en USg/h :
1 USg/h = 3,785 I/h
•
=785,3
VQv
29
4- Calculer la pression de pompe à appliquer au gicleur:
GUSo = débit d’étalonnage du gicleur à 7bar Qv = débit de FOD à obtenir pour la puissance désirée
Rappel : CsteQ
H =∆2
Donc
2
7
⋅=GUSo
QvP
On peut également faire l`opération inverse: Rechercher la puissance d'une chaudière à partir de la pression de pompe relevée au brûleur, ainsi que du marquage gicleur.
Exercice : Valeur du gicleur 0,75 GUS/h Pression de pompe 11 bars. Calculez la puissance flamme de cette chaudière.
DETERMINATION DE GICLEURS POUR 2 ALLURES
En pulvérisation mécanique, le débit de fioul est principalement fonction du gicleur utilisé et de la pression de pulvérisation. On peut donc aussi modifier le débit de fioul, et par conséquent, la puissance d'un brûleur en jouant :
Soit sur le gicleur, en conservant la même pression de pulvérisation pour les deux allures. Soit, en conservant le même gicleur et en faisant varier la pression de pompe suivant les allures.
Pour la première solution, il est impensable d`être obligé de changer de gicleur à chaque fois que l`on désire changer d'allure !
En fait, on utilisera deux gicleurs qui seront alimentés :
L`un (gicleur 1 petite allure) en permanence. L'autre, (gicleur 2 grande allure) uniquement lorsque la grande allure est demandée.
On fonctionnera donc :
- Petite allure : gicleur 1
- Grande allure : gicleur 1 + gicleur 2
Le débit grande allure est celui des deux gicleurs. Le débit petite allure est celui du gicleur 1 petite allure. Le % de puissance en petite allure est donc égal à :
10021
11% ⋅
+=
GUSGUS
GUSall
30
Si le % de puissance en petite allure est supérieur à 50, le gicleur 1 petite allure sera plus grand que le gicleur 2 grande allure. L`allumage se faisant toujours en petite allure, les électrodes seront placées près du gicleur 1 petite allure.
Principe de fonctionnement d'un brûleur 2 allures 2 gicleurs :
Avantages de ce système :
Simplicité. Possibilité d'un faible % de puissance en petite allure.
Inconvénients de ce système :
La position des deux gicleurs dans le centre de l'accroche flamme. La forme de la flamme est difficile à prévoir en grande allure.
Pour la deuxième solution, on utilisera une pompe à "deux étages" qui permettra d`alimenter le gicleur unique sous deux pressions de pulvérisation différentes. La pression "basse" de petite allure ne peut être inférieure à7 bars. Pour une bonne pulvérisation, elle se situera vers 10 bars. La pression "haute" de grande allure se
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situera généralement vers 20 bars maximum, la pression maxi étant limitée par la capacité de la pompe (à vérifier systématiquement).
Le débit grande allure est le débit pour une pression de 20 bars. Le débit petite allure est le débit pour une pression de 10 bars. Le débit varie comme la racine carrée de la pression (perte de charges proportionnelle au carré du débit). Si le rapport des pressions est de 0,5, le rapport des débits sera de 0,7. Dans notre cas, la petite allure représentera donc 70 % de la puissance totale.
Principe de fonctionnement d'un brûleur 2 allures 1 gicleur :
Avantages
La flamme et le jet de FOD sont parfaitement axés
Inconvénients:
Usure du gicleur. Impossibilité d'un faible % de puissance en petite allure.
PASSAGE D’ALLURE BRÛLEUR FIOUL
Le passage de petite à grande allure se fera par action :
Sur le débit de fioul et devra entraîner l'ouverture du volet d'air. Sur le débit de l`air et devra entraîner une augmentation du débit de fioul.
Dans le premier cas, le volet d'air est actionné par un vérin hydraulique dont le liquide est le fioul mis en pression par la pompe du brûleur lors du passage en grande allure. Le boîtier de commande ordonne l`ouverture de l'électrovanne fioul grande allure, le fioul sous pression arrive simultanément sur le gicleur grande allure et sur le vérin du volet d'air.
Dans le second cas, le volet d'air est actionné par un servomoteur électrique constitué d`un moteur réversible de faible puissance dont le couple est multiplié par un jeu d`engrenages. Le volet d'air est fixé sur l'arbre de sortie du servomoteur.
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Les premiers servomoteurs étaient en permanence sous tension, la course de l'arbre d'entraînement du volet d'air étant limitée par deux butées. Pour assurer un fonctionnement souple, l`alimentation de l`électrovanne de grande allure était asservie au déplacement du volet d'air par un microcontact fixé sur le servomoteur et actionné par une came réglable solidaire de l'axe de sortie. De cette façon, on pouvait choisir le moment de la libération du fioul en grande allure au cours du déplacement du volet d'air.
Les servomoteurs actuels doivent satisfaire un nouvel impératif : la fermeture du volet d`air à l`arrêt. On emploie donc des servomoteurs dit à trois positions ne possédant plus de butées mécaniques car devant pouvoir s'arrêter dans des positions intermédiaires entre la fermeture et l'ouverture totale. Ces diverses positions sont obtenues par un jeu de microcontacts actionnés par l`intermédiaire de cames réglables, solidaires de l'arbre d`entraînement du volet d`air
Détermination des gicleurs et des pressions de pomp e
La chaudière a une puissance utile de 350 kW. Le rendement est estimé à 0,9.
Quelle devra être la pression de pulvérisation ? De quels gicleurs faut-il équiper le brûleur ? Les réponses sont fonction de deux paramètres :
Le brûleur est-il équipé d'un ou de deux gicleurs ?
Quel pourcentage de puissance désire-t-on en petite allure ?
Premier cas
Le brûleur fonctionne avec un gicleur unique sous deux pressions de pulvérisation. On souhaite le faire fonctionner en mode tout ou peu 80 % 100 %.
Le gicleur sera déterminé pour fournir le débit de fioul nécessaire en petite allure sous une pression de pulvérisation proche de 10 bars.
Calculez la puissance flamme à fournir en grande allure :
Calculez la puissance flamme à fournir en petite allure :
Calculez le débit massique de fioul nécessaire en petite allure :
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Calculez le débit volumique de fioul nécessaire en petite allure (d=0,84):
Calculez le débit volumique de fioul nécessaire en petite allure :
Quel gicleur fournirait le débit mini sous I0 bars (1gus=0,264l)?
Quelle devra être la pression de pulvérisation pour obtenir le débit mini en utilisant ce gicleur ?
Calculez le débit de fioul nécessaire en grande allure :
Calculez la pression de pompe nécessaire à obtenir ce débit avec le gicleur choisi :
Deuxième cas :
Le brûleur fonctionne avec deux gicleurs sous une seule pression de pulvérisation, On souhaite le faire fonctionner en mode tout ou peu 80 % 100 % Les deux gicleurs devront fournir le débit de fioul nécessaire en grande allure sous une pression de pulvérisation voisine de 10 b.
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Calculez la puissance à fournir en grande allure :
Calculez le débit massique de fioul nécessaire en grande allure :
Calculez le débit volumique de fioul nécessaire en grande allure :
Calculez le débit volumique en GUS/h de fioul nécessaire en grande allure :
Calculez la somme des calibres des gicleurs nécessaires à obtenir ce débit sous une pression de 10 bars:
Sachant que le gicleur petite allure doit représenter 80 % de la puissance choisissez les gicleurs 1 et 2.
Le pourcentage exact de puissance fournie en petite allure sera alors : Calculez la pression de pompe nécessaire
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VARIATION DU DEBIT FOD POUR BRULEUR MODULANT
Les brûleurs de puissance élevée (souvent à partir de 1000 kW) sont parfois exécutés en version modulante : la puissance de la flamme est adaptée à la demande calorifique, ce qui nécessite un débit variable en continu de 40 à 100 % de la puissance nominale de l'équipement de chauffe.
Pour faire varier le débit d'un gicleur classique on peut faire varier la pression d'alimentation mais d’une part la variation de débit sera faible, d'autre part la pression la plus basse donnera une mauvaise pulvérisation. Cette technique est seulement utilisée sur les brûleurs deux allures de petite puissance car la variation de débit maximum de 1 à 0,7 (pour une variation de pression de 10 à 20 bars) est suffisante pour l'application dans le chauffage central traditionnel
Les constructeurs de gicleurs ont mis au point des gicleurs spéciaux, appelés gicleurs à retour, précisément parce qu'ils permettent un débit de retour du fuel excédentaire. L'avantage indéniable est que la pression de pulvérisation est constante d'où une combustion optimale.
(1) orifice de retour (2) alimentation en fuel (3) cône à canaux (4) chambre de rotation (5) orifice du gicleur
Pratiquement ils fonctionnent de la même façon qu'un gicleur standard : au niveau de la chambre de rotation (4) un orifice supplémentaire (1) est aménagé dans le cône à canaux (3) pour permettre une évacuation plus ou moins importante du fuel, diminuant d'autant la quantité pulvérisée par l'orifice du gicleur (5).La régulation du débit pulvérisé est simple : plus on réduit le débit de retour (en augmentant la pression correspondante) plus on augmente le débit de fuel pulvérisé. La régulation du débit est contrôlée sur la canalisation de retour par un régulateur de pression (appelé dans le jargon du métier : régulateur de contre-pression). Ils sont rotatifs ou à translation et pilotés par un régulateur.
36
ed
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LE CIRCUIT ÉLECTRIQUE
LE MOTEUR ÉLECTRIQUE
Les moteurs électriques équipant les brûleurs de petites puissances sont dans la majorité des cas, des moteurs monophasés 220 volts alternatifs ayant une puissance utile se situant aux environs de 100 W. au delà ce sont des moteurs asynchrone triphasé.
Le rôle du moteur est d’entraîner la turbine d'air et la pompe fioul.
La vitesse de rotation de ces moteurs se situe aux environs de 2 800 tours/minute.
Pour les puissances >300kW les moteurs sont généralement triphasé. Attention au couplage.
LA BOÎTE DE CONTRÔLE
Comme son nom l'indique, elle reçoit des informations (aquastats, thermostat d'ambiance, pressostats) et donne des ordres. C'est elle qui va gérer le fonctionnement normal ou la mise en sécurité du brûleur.
L'intervention du professionnel se situe au niveau extérieur de la boîte, jamais à l'intérieur. Lors du dépannage, il vérifie que les informations entrent bien et que les ordres parviennent aux organes selon la procédure prévue. Cette logique est traduite sous la forme d'un diagramme de fonctionnement qui indique l'ordre chronologique de déroulement des opérations.
Principe général de fonctionnement des séquences de démarrage
Pour bien comprendre le fonctionnement d'un tel appareil, il convient de connaître la façon dont doivent se suivre les opérations de démarrage d'un brûleur. Prenons l'exemple d'un brûleur fuel à 2 allures, les séquences sont les suivantes
Départ : ouverture du volet d’air puis mise en marche du moteur du ventilateur pour amorçage du tirage de le cheminée, évacuation éventuelle de gaz dans le circuit des fumées et circulation du fuel : préventilation. Dans le même temps, mise sous tension du transformateur d'allumage préallumage.
Quelques secondes après, ouverture de l'électrovanne du fuel : mise à feu en petite ou première allure
Après l'apparition de la flamme, mise hors tension du circuit d'allumage : régime de fonctionnement. Si le thermostat de grande ou deuxième allure est collé, ouverture du volet d’air Ouverture de la seconde électrovanne Fin de l’ouverture du volet d’air
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Dès satisfaction des besoins calorifiques, arrêt du brûleur par mise hors tension du moteur du ventilateur et de l'électrovanne, puis fermeture du volet d’air.
Schéma de raccordement de la boîte de contrôle LOA24
Diagramme de fonctionnement avec formation de flamme
Les temps varient avec la tension d'alimentation et la température ambiante
Schéma du brûleur L1Z-A – L5Z-A Exéc. D
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Souvent, les boîtes de contrôle marques les différentes étapes du cycle de fonctionnement ce qui fournit de précieuses informations en cas de dépannage.
De même on trouvera des informations sur les entrées/sorties de la boite de contrôle avec le schéma de raccordement interne.
Schéma du coffret LAL
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LA FICHE EUROPÉENNE
Le brûleur est électriquement raccordé à la chaudière par un connecteur multibroches à 7 pôles comportant 2 parties : l'une mâle, l'autre femelle. C'est la fiche européenne
L'avantage de ce type de branchement, c'est de pouvoir désolidariser l'ensemble brûleur chaudière rapidement. Exemple :
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LA CELLULE
Le contrôle le plus important est celui de la présence de la flamme. Il n'est pas concevable pour des raisons évidentes de sécurité, de continuer à alimenter en combustible un brûleur, si la flamme ne peut pas apparaître au moment opportun ou si elle disparaît en cours de fonctionnement.
Sur les brûleurs FOD, cette surveillance est le plus souvent confiée à la cellule photorésistante. Tous les modèles de cellules sont placés dans le tube de la tête de combustion, le plus près possible de la flamme, dans un endroit compatible, car la cellule ne supporte guère des températures supérieures à 60 ° C.
Une cellule photorésistante est un semi-conducteur dont la résistance varie en fonction inverse de son éclairement. Elle a la propriété de ne permettre le passage du courant que lorsqu'elle est éclairée.
Mesurée dans l'obscurité, la résistance d'une cellule est très élevée (20 KΩ). Si on l'éclaire, sa résistance descend jusqu'à quelques centaines d'ohms (200 Ω).
Une cellule n'est pas polarisée. On peut donc brancher indistinctement les fils de la cellule aux bornes correspondantes du coffret de contrôle.
Fonctionnement Sans flamme :
Tout le courant passe par la bobine. Le contact de celle-ci est enclenché, l'élément chauffant devient passant.
Si la flamme tarde à apparaître, l'élément chauffant se déforme et son contact s'ouvre. C'est la mise en sécurité.
Fonctionnement avec flamme :
A l'apparition de la flamme, la cellule devient passante et le contact de la bobine s'ouvre. Ce qui explique qu'il faut éviter les lumières parasites au démarrage.
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Sur certain bruleurs on trouve aussi des cellules UV. Le principe de fonctionnement repose sur la propriété qu'ont quelques gaz rares, d'être conducteurs de courant électrique quand ils sont investis par des radiations lumineuses ultra-violettes (la flamme FOD et la flamme GN émettent des UV)
.
Attention la cellule UV est polarisée.
LE TRANSFORMATEUR, LES ÉLECTRODE, LE CIRCUIT D'ALLU MAGE
Le moyen d'allumage employé sur les brûleurs à air soufflé est l'arc électrique. On fait jaillir une étincelle entre les extrémités de deux électrodes en y faisant passer un courant de très haute tension, fourni par un transformateur d'allumage.
Celui-ci transforme le courant du secteur (220 volts) en courant à haute tension. (10 000 volts).
Il se compose de deux parties :
Le primaire alimenté par le réseau électrique. Le secondaire alimentant les électrodes.
Le point milieu du secondaire est relié à la masse. Cette disposition a pour effet de limiter la tension entre une électrode et la masse à 5 000 V.
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La valeur de la haute tension est difficilement mesurable par les appareils de contrôle courants. Aussi, on pourra en cas de doute utiliser l'éclateur test. Cet accessoire est représenté ci-contre, il se branche en lieu et place des électrodes. De façon générale, il est très peu utilisé.
Les électrodes
Elles sont constituées par des tiges métalliques droites ou courbes isolées électriquement par de la porcelaine.
La haute température créée aux extrémités des électrodes, gazéifie une petite part de fioul pulvérisé par le gicleur. Le combustible ainsi mélangé à l'air s'enflamme et transmet le feu à l'ensemble du fioul pulvérisé.
Les électrodes sont correctement positionnées quand celles-ci sont en dehors de la pulvérisation du fioul et que l'arc électrique se développe à cheval sur la zone de pulvérisation et d'arrivée d'air.
Les électrodes restent parfaitement propres.
En général, les notices techniques constructeurs indiquent les côtes à respecter.
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LA DISTRIBUTION DU F.O.D.
C’est le circuit qui alimente en fuel le brûleur. Pour les petites installations elle se fait directement à partir d'une cuve de stockage dans laquelle le fuel est puisé. Sur les réservoirs, sont fixées les canalisations métalliques. De remplissage : dont le diamètre minimum doit être de 50 mm pour les capacités inférieures à 10 m3 et de 80 mm pour les capacités supérieures. Sa partie supérieure est équipée
- D'un raccord normalisé du type pompier. - D'un évent : dont le diamètre est au moins égal à la moitié du précédent. L'évent permet la mise à l'air libre de la cuve facilitant l'aspiration du fuel. Il permet également la sortie de l'air lors des remplissages évitant l'éclatement de celle-ci.
- D’une jauge : Manuelle ou pneumatique, elle permet de vérifier le niveau du fuel dans la cuve :
Généralement c’est une jauge à lecture directe, à flotteur réglable pour adaptation sur réservoirs de 0,9 à 2 m de hauteur. Lecture en % qui peut être complétée d'une plaquette graduée en litre. Filetage 1 1/2" et 2".
- D'une alimentation qui descend dans le fond de la citerne, mais pas trop bas pour ne pas aspirer les dépôts et l'eau de condensation. Elle est toujours équipée d'un clapet de pied ou autre, empêchant le désamorçage de la tuyauterie. Sa section est fonction :
De la pompe du brûleur. Du type et du mode de raccordement (Monotube - Bitube). De la distance entre la citerne et le brûleur. De la hauteur d'aspiration. Des accessoires jalonnant la canalisation (coudes, raccords, filtres, robinets).
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Des caractéristiques du fuel (viscosité). De l'altitude de l'installation. De la position relative cuve/pompe.
MODE DE RACCORDEMENT :
Bitube : le fuel excédentaire est renvoyé à la cuve par un retour. C'est la disposition la plus courante pour toutes les puissances.
Monotube : il n'y a qu’un tube d'aspiration, le fuel excédentaire étant recyclé dans la pompe ou sur un filtre de recyclage. Utilisation jusqu'à 100 kW.
POSITION CUVE-POMPE
En aspiration, la cuve est en dessous du niveau de la pompe. Son travail consiste à aspirer le fuel et à compenser les pertes de charge de la tuyauterie. Si elles sont trop importantes on risque de caviter. La Dépression admissible au vacuum de la pompe fioul liée à la hauteur d'aspiration est au maximum de : 0,4 bar.
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Exemple de tableau fourni par le fabricant de pompe pour sélectionner le diamètre des canalisations pour installation bitube en aspiration
Pompe H(m)d(mm)
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
6 8 6 5 3
8 40 35 30 25 20 15 9 4
45 / 47
10 100 98 86 73 61 49 36 24 11
12 100 100 100 100 100 100 87 61 35 10
14 100 100 100 100 100 100 100 100 77 29
H : Dénivellation entre pompe et cuve d : Diamètre des tuyauteries en mm Longueur L (m) indiquée (intersection d'une ligne et d'une colonne) comprend 4 coudes, un robinet d'arrêt et un clapet anti retour (crépine).
Diamètre des canalisations pour installation bitube en charge Pompe H (m) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Dmax(m)
d (min) 6 7 8 9 10 Il 12 13 14 15 16 17 18 19 20
6 11 14 17 21 24 24 21 17 14 11
47
45/47 8 50 60 71 81 91 91 81 71 60 50 40 30 20
10 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 86 61 36
12 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 87 35
48
49
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Raccordement du brûleur sur les canalisations
II se réalise à l'aide de flexibles, facilitant la manipulation de l'appareil lors des opérations de maintenance.
Précautions importantes: Le raccordement du flexible d'aspiration sur le refoulement et vice-versa, signifierait à coup sûr la mise hors d'état de la pompe ou du filtre.
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CONTROLE DE COMBUSTION
MESURER L'OPACITE DES FUMEES
C’est contrôler le taux de carbone imbrûlé en suspension dans les gaz d'évacuation. Rappel : le fuel domestique est un hydrocarbure constitué de
85,7 % de carbone 13,6 % d'hydrogène Nota: ces données sont variables 0,3 % de soufre 0,4 % d'inertes
L'appareil utilisé pour cette mesure est un "opacimètre" que l'on désigne souvent par le nom anglo-saxon de "smoke-test"
Manipulation de l'opacimètre :
Mettre en place la bande de papier filtre dans la fente réservée à cet effet. Serrer modérément au moyen du bouton moleté. Introduire le tube rigide dans le trou de prise d'échantillon. Prélever l'échantillon en donnant 10 coups de pompe. Retirer le papier filtre, puis rechercher la teinte de l'échelle type qui correspond à la teinte de la tache
laissée par l'échantillon prélevé.
La norme précise que les fumées ne doivent pas dépasser l'indice 3 de l'échelle BACHARACH. L'art du réglage réside dans le fait d'obtenir un excès d’air de 20% pour un indice de noircissement C 1
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MESURE DE LA DEPRESSION
Par introduction dans la cheminée, de la sonde du déprimomètre, nous connaissons instantanément la valeur du tirage (dépression). Élément dont il faut tenir compte pour obtenir une bonne combustion. Cette mesure s'effectue brûleur en marche et à l’arrêt.
C'est en agissant sur le modérateur de tirage que l'on pourra réguler la dépression (voir chapitre conduit de fumées).
Utilisation du déprimomètre
Placer l'appareil sur une surface plane et stable. Effectuer la mise à zéro de l'aiguille. Introduire le tube métallique dans le trou prévu à cet effet, soit sur le tube de fumée, soit sur la façade
de la chaudière. Lire la dépression sur le cadran gradué.
Rappel : 1 mbar = 1 hpa = 10 mm de CE
MESURE DU POURCENTAGE DE C02
Nous savons que dans la réaction de combustion, le carbone va s'unir à l'oxygène contenu dans l'air pour donner du gaz carbonique plus un dégagement de chaleur. Le pourcentage maximum de CO2 que l'on puisse obtenir en brûlant du FOD se situe autour de 15,3 %.
Ainsi en faisant un prélèvement de CO2dans les fumées, puis en comparant ce résultat au pourcentage maximum, nous pourrons en l’interprétant, affiner le réglage car on peut dire qu'un CO2 faible est le signe d'un excès d'air important
L'opération de prélèvement, consiste à introduire dans l'appareil en s'aidant d'une poire, une faible quantité
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de gaz brûlés. La solution de potasse contenue dans l'analyseur en absorbant du CO2 augmente de volume et c'est cette augmentation lue sur l'échelle graduée qui indiquera le pourcentage de gaz carbonique.
Nota : le tuyau de prélèvement est muni d'un filtre permettant de piéger la vapeur d'eau contenue dans les gaz brûlés.
Manipulation de l'analyseur
Vérification de l'étanchéité du tuyau de prélèvement et du clapet de poire : la poire comporte un clapet qui empêche le retour d'échantillon. Pour vérifier cette étanchéité pincer k tube en amont de la poire. Presser et relâcher. Celle ci ne doit pas se gonfler,
Appuyer sur le clapet situé en partie supérieure de l'appareil pour faire descendre le liquide. Mettre le 0 de l'échelle mobile en face du niveau du liquide. Introduire la partie métallique du tube de prélèvement dans le trou de prise d'échantillon. Puis donner
quelques coups de poire pour chasser l'air. Appuyer à fond l'embout du tube de caoutchouc sur le clapet. Presser lentement la poire 18 à 20 fois. En maintenant la poire pressée, lever le doigt de l'embout pour permettre au clapet de se fermer. Retourner l'appareil lentement trois ou quatre fois pour favoriser l'absorption du C02 par la solution de
potasse. Poser l'analyseur verticalement et lire le pourcentage de C02.
L'interprétation de ce résultat permet d'affiner le réglage. Toutefois il est difficile de se fixer impérativement un pourcentage à atteindre. Pour indication, sur les chaudières récentes le taux de 12 % de CO2 est fréquent encore qu'il faille se méfier des réglages trop "pointus".
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DIAGRAMME D’OSWALD POUR LE FOD
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CONTROLE DU CO
La combustion du fuel dégage, en principe, très peu de CO : on ne le mesure donc pas. D'autant qu'une mauvaise combustion se traduit rapidement par un dépôt d'imbrûlés qui se mesure grâce au smoke test
MESURE DE LA TEMPERATURE DES FUMEES
On termine le contrôle de combustion, par la mesure de la température des fumées. Le chiffre ainsi obtenu sert à calculer les pertes par les fumées et, par voie de conséquence le rendement de combustion.
Il est évident que des températures hautes chaudière ancienne) ou basses 160° (chaudière à haut rendement) sont les signes de pertes plus ou moins importantes, peut être dues à l'encrassement de la chaudière mais surtout à la conception de cette dernière.
Pour éviter la corrosion des carneaux, il est souhaitable de se situer au-dessus de la température du point de rosée acide (120 à 130°). Toutefois sur les chaudières ayant des températures assez basses en fumées, il faudra prévoir le gainage métallique du conduit car, il y a risque de formation de condensats à l'intérieur même de celui-ci. On estime à 10° environ l'abaissement de la température par mètre d'élévation de ce conduit.
Calcul du rendement de combustion
Il est l'aboutissement des mesures réalisées sur les fumées. Il permet d'évaluer la qualité des réglages ou de détecter les dérives éventuelles de la combustion. Il permettra de réajuster la puissance du brûleur. La mise en route se faisant à partir d'un rendement de combustion estimé. Le résultat peut être obtenu de plusieurs
façons : les abaques, le calcul ou la réglette. La précision du résultat dépend plus de la justesse des mesures, que de la méthode choisie. Le rendement par le calcul avec la formule de SIEGERT :
( )%
1002CO
TaTfF
−⋅−=η
Dans laquelle F est un coefficient dépendant du type de combustible et de l'excès d'air.
Ci-dessous quelques valeurs de F pour différents combustibles. Excès d'air
Combustible 10% 20% 30%
Gaz naturel 0,482 0,471 0,461
Butane/propane 0,530 0,519 0,510
Fuel domestique 0,585 0,565 0,558
Fuel lourd 0,640 0,621 0,615
Tf la température des fumées exprimées en °C Ta la température de l'air ambiant exprimée en °C C02% le taux de CO2 mesuré en %
Exercice : soit Tf = 200°C Ta = 15°C le combustible est du F O D, l'excès d'air de 30%, le CO2 de 10%. Quel est le rendement ?
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MISE EN SERVICE DES BRULEURS FOD
La mise en route d'un brûleur se décompose en deux parties essentielles : Les contrôles de l'équipement et de l'installation du brûleur, La mise à feu et les réglages.
CONTROLES DE L'INSTALLATION
Toute l'installation nécessaire au fonctionnement du brûleur doit être vérifiée pour éviter sa détérioration.
Alimentation électrique
- Vérifier si la nature du courant électrique correspond à celui acceptable par le brûleur : Courant monophasé : respecter impérativement les raccordements du neutre et de la phase. Il
convient de contrôler aussi le bon raccordement du conducteur de protection (vert/jaune) à la terre et si celle-ci est correcte (pas de tension entre terre et neutre par exemple),
Courant triphasé : contrôler si le couplage du (des) moteur(s) électrique(s) correspond à la tension distribuée.
- Vérifier le calibre des fusibles de protection extérieurs au brûleur.
- Vérifier le fonctionnement du disjoncteur différentiel de protection de l'installation.
- Vérifier l'étalonnage des relais thermiques.
Alimentation en fuel
- Vérifier toute l'installation en commençant par la cuve, particulièrement :
Position de la vanne police et contrôle de fonctionnement,
Etat et dimensions des canalisations, Propreté du filtre (s'il s'agit d'une ancienne installation), Raccordement des flexibles : aller et retour branchés correctement.
- Effectuer à ce moment le remplissage de la canalisation d'aspiration (citerne en contrebas) pour éviter de détériorer la pompe : en effet celle-ci peut se gripper pour fonctionnement à sec lors de la première mise en marche.
Contrôles sur le générateur
- Vérifier l'ouverture des vannes d'isolement et le niveau de remplissage de l'installation.
- Contrôler le raccordement et le réglage des organes de régulation : thermostats limiteur et sécurité surtout.
- Contrôler le fonctionnement des circulateurs et des vannes d’isolement
- S'assurer du raccordement correct de la chaudière au conduit de fumée ainsi que de l'étanchéité de ce circuit. (Portes, carneaux, boite de famée, trappe de ramonage).
- Contrôler si le ramonage de la chaudière et de la cheminée a été effectué. S'assurer que l'état du conduit est compatible avec son utilisation : par exemple une cheminée ancienne ayant servie pour une chaudière fonctionnant au mazout, doit être très propre pour une utilisation au gaz, surtout si la chaudière a été remplacée par un modèle basse température. Dans ce cas, il est souvent préférable qu'elle soit tubée correctement, pour éviter tous désagréments dus aux risques de condensation (bistrage des maçonneries).
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Contrôle de l'installation du brûleur
- Vérifier que le brûleur convient au générateur : Puissance et pression, Longueur de la tête de combustion.
- Contrôler son montage sur la façade de la chaudière notamment la présence du joint d'étanchéité en klingerit, entre la façade de la chaudière et la bride du brûleur.
-Vérifier le raccordement électrique :
Alimentation, thermostats, alarme éventuelle etc.
- Vérifier que le brûleur peut aspirer librement l'air nécessaire à la combustion.
MISE EN SERVICE
Préparations de la Mise à feu
Recherche du calibre du (des) gicleur (s)
Se munir de la notice d'emploi du brûleur et effectuer le préréglage des organes de combustion et du volet d'air. Pour les brûleurs de moyenne puissance, étant donnée la diversité des chaudières équipées, seule la pratique permettra d'acquérir l'expérience nécessaire pour effectuer des préréglages efficaces.
Avant de mettre en marche un brûleur, il est nécessaire de mettre en place quelques appareils de mesure, qui sont nécessaires pour contrôler son bon fonctionnement et indispensables pour régler les paramètres de la combustion. Ces appareils de contrôles sont diffèrent selon le type du brûleur.
La mesure la plus importante est celle de la pression de pulvérisation. Il faut donc monter sur la pompe (voir notice d'emploi du brûleur) un manomètre, dont le calibre correspond à la pression à mesurer. En pratique, pour éviter de le détériorer on utilisera un manomètre de calibre 0...25 bars.
Pour les brûleurs, dont la pompe assure seule le soutirage du combustible, il est important de contrôler dans quelles conditions se fait l'aspiration. On montera donc un vacuomètre sur la pompe La mesure réalisée en marche doit être au maximum de 400 mbar (environ 300 mmHg). Au delà de cette dépression soit la canalisation est de section trop faible, soit la cuve est trop loin (ou trop basse). Dans tous les cas, une telle situation entraînera rapidement le remplacement de la pompe, car l'usure, due à la cavitation, diminue ses caractéristiques.
Mesure des paramètres de la combustion : percer si nécessaire un orifice sur la cheminée (à 30 cm) afin d’y introduire les appareils de mesure. Pour compléter ces analyses, il sera nécessaire, si aucun orifice ne le permet, de percer la façade de la chaudière pour mesurer la pression (ou la dépression) dans le foyer de la chaudière en marche et à l'arrêt. Cette mesure peut être faite par un déprimomètre, pour les valeurs très faibles (chaudières de petite puissance) ou avec une colonne d'eau. Attention ; le choc au moment de l'allumage provoque une surpression qui peut vider la colonne de son eau.
Mise à feu
La mise à feu d'un brûleur est une opération délicate mais somme toute assez simple : les notices d'emploi de tous les brûleurs sont suffisamment claires. Elles indiquent, dans tous les cas, les préréglages qui permettront, sans faute, d'allumer le combustible. La seule précaution à prendre, étant de vérifier que les thermostats fonctionnent correctement, en les réglant à une valeur très basse pour commencer. Ensuite, faire en sorte que le brûleur reste en 1ère allure, pour un brûleur à deux allures (ou au débit mini pour un brûleur progressif) : le mieux est de débrancher un des conducteurs de commande de la 2ême allure.
Quand la flamme est formée, si l'opération est possible, contrôler visuellement l'aspect de la flamme. Ensuite procéder aux réglages en sachant que :
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si la flamme est très molle, et qu'elle va dans tous les sens (on parle souvent de feu de paille), il manque de l'air, ou la tète n'est pas assez bridée (trop de passage d'air entre l'embout et le déflecteur) : ouvrir le volet d'air et/ou brider la tête,
si la flamme est très dure, qu'elle ressemble à un dard de chalumeau, il y a trop d'air, ou la tête est trop bridée : refermer le volet d'air et/ou débrider la tête,
si le taux de CO2 mesuré est faible, la combustion se fait avec un excès d'air trop important : refermer progressivement le volet d'air.
si le taux de CO2 mesuré reste faible, même en refermant beaucoup le volet d'air, le mélange entre le combustible et l'air se fait mal : brider progressivement le déflecteur.
Remarque :sur les brûleurs de petite puissance, l'action de brider le déflecteur doit être combiné avec l'ouverture du volet d'air car la perte de charge augmente dans la tête de combustion.
si l'indice de noircissement (fuel) est important, il manque de l'air ou le mélange est mauvais : ouvrir le volet d'air et/ou brider la tête,
si la flamme émet des grondements, cela signifie son mauvais accrochage sur le déflecteur, ou un excès d'air trop important : réduire l'ouverture du volet d'air et/ou bri der la tête -
Quant aux autres phénomènes rencontrés, ils ne peuvent être ni décrits, ni expliqués facilement dans un manuel. Le meilleur apprentissage se fait par les stages pratiques, et par le travail sur le matériel et sur le terrain. Rien ne peut, dans ce domaine, remplacer l'expérience de quelques années de pratique.
Procès verbale de mise en service ou de dépannage
Pour terminer, on établit un procès-verbal sur lequel sont consignées les valeurs des réglages et des analyses de combustion. Ce procès-verbal sera daté, signé par l'opérateur et remis au client.
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ÉVACUATION DES FUMÉES
De manière générale, cette sortie des produits de combustion se fait par tirage naturel. Ce phénomène est basé sur la différence de masse volumique, entre les gaz chauds, qui sont dans le conduit et l'air extérieur.
Lorsqu'un gaz est chauffé, il se dilate. Une même masse de gaz aura donc un volume plus grand si elle est plus chaude ou un même volume de gaz sera plus léger s'il est plus chaud
Par exemple, la masse volumique de l'air (à la pression atmosphérique) est de 1,293 kg/m³ à 20°C, celle des gaz de combustion à 200°C est de 0,760 kg/m³. Les gaz légers auront donc tendance à monter s'ils sont immergés dans un gaz plus lourd. Ceci signifie que plus la différence de température entre les gaz chauds dans la cheminée et l'air extérieur est grande, plus les gaz ont tendance à monter.
Une cheminée fonctionne donc mieux en hiver qu'en mi-saison ou qu'en été (si la chaudière est utilisée pour la production d'eau chaude sanitaire). La dépression créée ou tirage de la cheminée est calculée par :
Pch = h x ( air - gaz)
où
• Pch = tirage de la cheminée [Pa]
• h = fauteur de la cheminée [m]
• air et gaz = masses volumiques de l'air à la température extérieure et des fumées
Donc plus la cheminée est haute et plus les fumées sont chaudes, plus le tirage est important. Plus la colonne de gaz chaud est haute, plus le tirage est important.
Le tirage est fonction du poids de la colonne d'air chaud et de sa température. Le calcul d'un conduit revient à déterminer sa hauteur et sa section de façon à ce que :
Le tirage soit celui nécessaire pour la chaudière. La vitesse des gaz chauds soit suffisante pour qu'ils ne se refroidissent pas avant de sortir du
conduit.
Un calcul de cheminée est donc une affaire de spécialistes (bureaux d'études) et l'implantation d'une chaudière devrait commencer par là. En pratique on utilise souvent des tableaux ou abaques, donnant les dimensions des conduits. Le choix se fera suivant la puissance et la nature des générateurs desservis (gaz ou fuel), mais aussi des matériaux constituants ces conduits.
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LE MODÉRATEUR DE TIRAGE
Comme son nom l'indique, cet appareil placé sur le conduit de fumées, ne peut modérer que s'il y a excès. Il ne faut donc pas l'intercaler systématiquement.
Rôle du modérateur
Il arrive souvent que la conjugaison d'un "bon conduit" et les turbulences dues au vent, créent au niveau du conduit, de fortes dépressions. Il s'en suit pour la chaudière, des pertes inutiles supplémentaires, et pour le brûleur cela peut aller jusqu'au décrochement de flamme (la flamme est littéralement aspirée), suivi de la mise en sécurité.
Pour diminuer ce fort tirage le modérateur permet l'introduction de masses d'air à température ambiante. Il s'ensuit après mixage un alourdissement des gaz brûlés et par voie de conséquence une diminution de leur vitesse ascensionnelle.
Nota : Lors des opérations de maintenance, le technicien doit s'assurer du bon fonctionnement de l'appareil et graisser les axes du volet.
Les ventilations
Le rôle des ventilations, au nombre de deux (une basse et une haute), c'est d'assurer le renouvellement d'air nécessaire à la combustion. A chaque visite en chaufferie il faut contrôler au moins visuellement l’état de ces ventilations.
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LES OPERATIONS DE MAINTENANCE
LA POMPE FOD
Lors des opérations de révision, pour connaître l'état d'usure d'une pompe, il faut installer le manomètre et le vacuomètre. Vérifier si le réglage de la pression est correct et s'il reste encore de la marge : on doit pouvoir monter la pression de 1 à 2 bars au-dessus de celle de travail. Vérifier si la capacité d'aspiration est encore bonne : en fermant le robinet de barrage manuel la valeur du vacuum ne doit pas être inférieure à 650 mbar 500 mm de colonne de mercure).
Conseils d'entretien
On ne doit jamais démonter les engrenages d'une pompe, car le serrage de la plaque de fermeture est fait en usine avec une clé dynamométrique. La seule intervention se fait (quand il existe) sur le filtre incorporé à la pompe, le nettoyer ou le changer. Vérifier qu'il n'y a pas d'eau dans la citerne de stockage si la pompe présente des traces de rouille (sous le couvercle du filtre).
LE GICLEUR
Très important : Un gicleur ne doit jamais être démonté; le seul démontage possible est celui du filtre pour nettoyage. Sur les gicleurs de petit calibre, l'érosion du fuel laisse une trace sur le cône telle qu'en cas de démontage et de remontage la pulvérisation en est perturbée. Dans tous les cas il est recommandé de changer un gicleur une fois par année
LA CELLULE PHOTORESISTANTE
Elle doit être toujours propre et sèche : l'essuyer avec un chiffon doux. Ne pas utiliser de solvant, certaines cellules étant fabriquées avec des matériaux plastiques. On peut vérifier le fonctionnement d'une cellule photorésistante avec un ohmmètre :
• éclairée, sa résistance est de quelques centaines d'ohms, • dans l'obscurité elle est de 1 à 2 mégohms (millions d'ohms)
LES FLEXIBLES
Les flexibles sont fragiles. S'ils ont fonctionné pliés, ils sont à changer. Pour toute sécurité, le mieux est de les changer tous les quatre à cinq ans. S'assurer qu'ils ne fassent pas de changement de direction brusque.
LE CIRCUIT AERAULIQUE
Le circuit d'air, la turbine et tous les éléments de la tête de combustion doivent être absolument propres, pour assurer le passage de l'air de combustion dans de bonnes conditions : débit et pression.
LE CIRCUIT D'ALLUMAGE
II doit être exempt de toute souillure, car la carbonisation du fuel entraîne, à la longue, des courts-circuits tels que l'étincelle ne se produit plus entre les électrodes. Veiller particulièrement à l'état des porcelaines des électrodes, aux contacts électriques corrects entre électrodes et câbles, et entre câbles et transformateur haute tension. Si l'on constate la moindre fissure sur les porcelaines d'électrodes ou des traces d'amorçage sur les câbles haute tension, changer l'élément défectueux. Nota : Les câbles et les électrodes se changent toujours par paire et non à l'unité.
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LE COFFRET DE SECURITE
II n'y a pas d'entretien particulier à effectuer sur un coffret de sécurité qui ne doit jamais être ouvert.
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LE DÉPANNAGE
Les pannes et/ou le mauvais fonctionnement d'un brûleur ont pour causes principales le déréglage, le manque d'entretien et parfois l'utilisation d'un équipement défectueux ou inadapté. Les causes secondaires sont l'usure prématurée ou un défaut de fabrication d'un des organes du brûleur. Certains défauts peuvent subsister sans que le fonctionnement du brûleur en soit affecté. Mais ceux-ci entraînent inévitablement le déclenchement des sécurités ou la panne générale de l'installation.
Il n'existe pas de règles absolues dans la recherche des causes motivant l'incident. Cette opération demande principalement de la logique, de l'esprit de clairvoyance et de déduction du technicien et surtout la connaissance parfaite du matériel, en particulier celle de la programmation des coffrets de sécurité.
RENSEIGNEMENTS DONNES PAR L'UTILISATEUR
La règle la plus importante est celle qui consiste à interroger le client utilisateur. Le fait d'écouter le client est, outre un gain de temps appréciable, la preuve d'une courtoisie qui dénote une valeur psychologique certaine: ce contact permet de dédramatiser une situation qui peut être tendue.
POSE DES APPAREILS DE CONTROLE ET DE MESURE
En général, quand un brûleur est en panne, le coffret de sécurité est verrouillé en position de sécurité : la lampe témoin rouge du coffret est allumée. Ne jamais déverrouiller avant :
- d'avoir noté la position de dérangement, si le coffret possède un disque de contrôle du déroulement des séquences.
- d'avoir mis en place les appareils de contrôle permettant (peut-être) de détecter un défaut fugitif qui pourrait précisément se reproduire à la première tentative de remise en route.
Les appareils de contrôle sont ceux qui ont été utilisés pour la mise en service :
- manomètre, vacuomètre, colonne d'eau etc.
- micro-ampèremètre, voltmètre etc.
CONTROLE DE L'INSTALLATION
Enfin, avant de déverrouiller le coffret de sécurité, il est bon de s'imprégner de la géographie de l'installation, pour se réserver la possibilité de réagir rapidement, sur l'un ou l'autre des appareils défectueux, en cas d'avarie importante. Dans le même temps, on procède à la vérification préliminaire des organes principaux de l'équipement : alimentation électrique, alimentation en combustible, évacuation des fumées.
Quelques règles de dépistage de la panne
Les causes des pannes d'un brûleur ont pour origine les trois groupes suivants :
- incidents de combustion.
- incidents d'origine mécanique et/ou hydraulique,
- incidents d'origine électrique,
Chacune de ces classes n'entraîne pas une délimitation absolue du problème, car il existe une certaine
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interdépendance.
INCIDENTS DE COMBUSTION
Ce sont les incidents les plus visibles, car ils affectent la flamme dans sa consistance, couleur et stabilité. Un simple examen visuel ou (quand cela est possible) à l'aide d'appareils de mesure de combustion, permet de connaître la correction à appliquer.
INCIDENTS MECANIQUES ET HYDRAULIQUES
Ils sont peu nombreux et se produisent sur les appareils en mouvement : pompe fuel, servomoteur et électrovannes (gaz et fuel).
Mis à part un mauvais montage entraînant le blocage, les incidents mécaniques sont le plus souvent dus à un manque d'entretien ou à l'usure normale de l'appareil. Il suffira de procéder à un nettoyage minutieux suivi d'un essai de fonctionnement. Dans le cas où cette intervention aboutit à un résultat négatif, changer l'appareil défectueux.
INCIDENTS ELECTRIQUES
Dans presque tous les cas, une panne électrique se traduit par le non fonctionnement d'un récepteur.
Il faut dans ce cas remonter le circuit en commençant par le récepteur : mesurer si l'alimentation est correcte (voltmètre), en passant par toutes les connexions et appareils d'asservissement rencontrés sur son circuit.
Exemple
L'alimentation de l'électrovanne gaz arrive du coffret de sécurité, via un manostat d'air et un microcontact du servomoteur. On mesurera la tension, entre le neutre et chacun des points du circuit. Ainsi, on peut détecter le défaut soit sur le câblage, soit sur l'appareil : coffret défectueux ou ne délivrant pas la tension pour raison de sécurité, manostat défectueux ou mal réglé, microcontact du servomoteur défectueux ou mal réglé
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DIAGNOSTIQUE DE DISFONCTIONNEMENT
Le dépannage en général est une activité intellectuelle qui consiste à observer le fonctionnement d’un équipement pour :
• Identifier le comportement inadéquat • Faire des hypothèses sur son origine • Vérifier les hypothèses afin de prévoir l’action corrective
Pour pouvoir faire les hypothèses sur l’origine du disfonctionnement il faut connaître le cycle de fonctionnement du brûleur, donc le « programme » du bloc actif. Si les blocs actifs sont différents une certaine similitude permet de définir une stratégie générale valable pour tous les brûleurs.
PANNE DU DÉMARRAGE DE CYCLE
J’ai mis mon bruleur en route mais il ne démarre pas son cycle. Hypothèses à vérifier :
• Chaine thermostatique rompue • Pressostat air en position travail (si présent) • Pas de phase et/ou de neutre sur le circuit de commande • Témoin de position du volet d’air en fermeture, ouvert
PANNE DE LA PREVENTILATION OU DU PRE ALLUMAGE
Mon bruleur a démarré, mais il se met en défaut ou reste bloqué en préventilation avant l’allumage.
• Ouverture du pressostat mini air (si présent) en phase de préventilation • Blocage du cycle par défaut de retour d’information du volet air
PANNE DE L’ALLUMAGE
Mon brûleur tombe en défaut en phase d’allumage. Deux cas sont à considérer :
Il n’y a pas eu d’allumage et le coffret met le bruleur en sécurité Il y a eu allumage et le coffret ne l’a pas vu
Il est très important de séparer les deux cas. Pour se faire la technique la plus fiable (mais pas toujours facile à mettre en œuvre) est de constater visuellement la présence ou l’absence de flamme.
Présence de flamme
• La détection de flamme ne se fait pas (Pb de cellule, de neutre, inversion phase/neutre pour UV)
Pas de présence de flamme
• Défaut de détection d’arc si présence d’un TI sur un câble HT • Pas d’arc d’allumage • Mauvais réglage de tête (électrodes, cote Y, air d’allumage, …) • Pas suffisamment de FOD (EV fermée, mauvais réglage, …)
