Résumé de l'Article
- Dispositifs de coupure de carburant en cas de faible niveau d'eau (LWFCO).
- Dispositifs LWFCO de type flotteur et sonde.
- Composants des dispositifs LWFCO.
- Tests des dispositifs LWFCO.
- Fonctionnement des dispositifs LWFCO (comment fonctionnent les dispositifs de coupure de carburant en cas de faible niveau d'eau).
- Verres indicateurs de chaudière.
Introduction
Pour les chaudières industrielles, une mesure précise du niveau d'eau du tambour de vapeur de la chaudière est essentielle pour un fonctionnement sûr de la chaudière. Il est également crucial que l'alimentation en carburant de la chaudière puisse être interrompue automatiquement si l'opérateur ne se rend pas compte que le niveau d'eau est tombé en dessous d'un seuil critique. Les dispositifs de coupure de carburant en cas de faible niveau d'eau (LWFCO) sont utilisés pour mesurer le niveau d'eau dans un tambour de chaudière et pour interrompre l'alimentation en carburant si le niveau d'eau est trop bas.
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Dispositif de Coupure de Carburant en Cas de Faible Niveau d'Eau (LWFCO)
Dans la plupart des chaudières, l'eau chauffée par les tubes de chaudière pour créer de la vapeur est également l'eau qui refroidit les tubes. La perte de cette eau peut donc entraîner une surchauffe ou même une fusion des tubes, entraînant des arrêts coûteux et prolongés de l'installation.
Qu'est-ce qu'un dispositif de coupure de carburant ?
Il est important d'installer des dispositifs de coupure de carburant qui interrompent l'alimentation en carburant d'une chaudière afin d'arrêter le processus de chauffage en cas de scénario d'urgence. Un dispositif LWFCO interrompt l'alimentation en carburant si le niveau d'eau dans le tambour de vapeur est trop bas, mais l'alimentation en carburant peut également être interrompue si la pression de vapeur du tambour est trop élevée, la température de vapeur du tambour est trop élevée, en cas de perte de flamme, ou pour d'autres raisons spécifiées par le fabricant ou l'organisme de réglementation (ASME, BS, etc.).
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Fonctions du Dispositif de Coupure de Carburant en Cas de Faible Niveau d'Eau
Un tambour de chaudière contient le réservoir d'eau qui est circulé dans un générateur de vapeur. Les chaudières à tubes d'eau ont un tambour de vapeur au-dessus des tubes de chaudière, tandis que les chaudières à tubes de fumée ont des tubes à l'intérieur du tambour de chaudière. Dans les deux conceptions de chaudières, l'eau chauffée par les parois des tubes refroidit également les parois des tubes; ainsi, un scénario de faible niveau d'eau entraînera une surchauffe des tubes et une défaillance potentielle de la chaudière.
Chaudières à Tubes d'Eau et à Tubes de Fumée
Pour maximiser l'efficacité dans les chaudières à tubes d'eau, la combustion a lieu dans une chambre dont les parois sont constituées de tubes transportant de l'eau et/ou de tubes situés directement dans la flamme ou les gaz de combustion chauds. Il est vital que les tubes restent remplis d'eau lorsque la chaudière est en fonctionnement; un équipement de mesure de niveau d'eau précis et fiable est installé pour cette raison.
Pour les chaudières à tubes de fumée, l'eau à l'intérieur du tambour entoure les tubes et c'est le niveau d'eau à l'intérieur de ce tambour qui est mesuré et connecté à un dispositif de coupure de carburant en cas de faible niveau d'eau. Il est également possible d'installer des dispositifs LWFCO sur des chauffe-eau bien que ceux-ci fonctionnent à des pressions et températures beaucoup plus basses.
Transfert de Chaleur des Chaudières à Tubes d'Eau et à Tubes de Fumée
Le phénomène de gonflement et rétrécissement du tambour affecte principalement les grandes chaudières, nécessitant l'utilisation de dispositifs avancés de mesure de niveau d'eau et de coupure de carburant. Cet article traite des dispositifs de coupure de carburant pour les unités plus petites uniquement.
Il est important de noter que les dispositifs de coupure de carburant ne sont pas uniquement installés dans le but d'isoler l'alimentation en carburant en cas de niveau d'eau critique bas, mais aussi en cas d'autres événements qui pourraient autrement rendre la chaudière dangereuse ou risquer d'endommager gravement l'installation (pression de vapeur élevée, température de vapeur élevée, perte de flamme, pression anormale du four, etc.).
Des alarmes ainsi que des arrêts sont généralement connectés au dispositif LWFCO. Par exemple, une alarme retentira en cas de scénario de faible niveau d'eau et pour un scénario de niveau d'eau élevé.
Construction
L'image ci-dessous montre un dispositif typique de coupure de carburant en cas de faible niveau d'eau; le dispositif montré est de conception flotteur. Un verre indicateur de chaudière peut être intégré dans le LWFCO avec des robinets d'essai (petites vannes rouges utilisées pour prouver le niveau d'eau dans la colonne d'eau). Le dispositif LWFCO peut être incorporé dans une colonne d'eau de chaudière selon la conception de la chaudière.
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Dispositif de Coupure de Carburant en Cas de Faible Niveau d'Eau (LWFCO)
Le design de flotteur LWFCO ci-dessus a :
- Un grand flotteur connecté à un bras/levier, qui se connecte ensuite au circuit électrique.
- Trois robinets d'essai pour prouver le niveau d'eau dans la colonne d'eau.
- Un verre indicateur de chaudière avec une vanne de vapeur, d'eau et de purge.
Verre Indicateur de Chaudière Mesurant le Niveau d'Eau du Tambour de Chaudière
Le dispositif LWFCO a des connexions au côté vapeur et au côté eau de la chaudière. La ligne de vapeur du dispositif LWFCO se connecte au sommet du tambour de la chaudière. La ligne d'eau du dispositif LWFCO se connecte au tambour à un niveau bien en dessous de celui du niveau d'eau de fonctionnement normal (NOWL) de la chaudière.
LWFCO – Type Flotteur
Les dispositifs LWFCO de type flotteur sont connectés à un circuit électrique qui contrôle le fonctionnement du brûleur et de l'alimentation en carburant. Comme les flotteurs LWFCO se déplacent proportionnellement avec le niveau d'eau du tambour de la chaudière, tout scénario de faible niveau d'eau fera descendre le flotteur et arrêter le(s) brûleur(s).
Les dispositifs LWFCO peuvent également être conçus de manière à ce que lorsqu'ils arrêtent le brûleur, ils démarrent automatiquement la pompe d'alimentation, surveillent le niveau d'eau jusqu'à ce qu'il atteigne à nouveau le niveau d'eau de fonctionnement normal (NOWL), puis démarrent les brûleurs une fois qu'un niveau de travail sûr est à nouveau atteint.
Flotteur Contrôlant le Niveau d'Eau de la Chaudière
Le verre indicateur de chaudière est installé au même niveau que celui du dispositif de coupure de carburant, et donc toute réduction du niveau d'eau détectée par le dispositif de coupure de carburant entraînera une réduction du niveau d'eau indiquée par le verre. Au moment où le carburant est interrompu, le niveau d'eau devrait encore être visible au bas du verre indicateur de chaudière.
LWFCO - Type Sonde
Le dispositif LWFCO de type sonde utilise des sondes de conductivité pour détecter le niveau d'eau, coupant l'alimentation en carburant si le niveau d'eau tombe en dessous de l'exigence minimale. Les dispositifs LWFCO de type sonde sont généralement robustes et nécessitent peu d'entretien. Les dispositifs LWFCO de type sonde sont logés dans un manchon ou une chambre pour augmenter leur fiabilité.
Mesure du Niveau d'Eau par Sonde de Chaudière
Test de Coupure de Carburant en Cas de Faible Niveau d'Eau de Type Flotteur
Le design de type flotteur LWFCO montré précédemment est équipé de sa propre vanne de purge qui est entretenue selon les instructions du fabricant de la chaudière et les normes applicables. Le dispositif LWFCO est testé en ouvrant la vanne de purge et en observant si le brûleur est arrêté lorsque le niveau d'eau dans la colonne d'eau tombe en dessous du niveau d'eau bas défini; une autre procédure utilisée pour prouver le fonctionnement du dispositif LWFCO est le test d'évaporation.
Pour les deux types de dispositifs LWFCO (flotteur et sonde), il est essentiel que les tests de purge soient effectués à intervalles réguliers pour s'assurer que les dispositifs fonctionnent correctement. Cela est particulièrement important pour les dispositifs de type sonde, qui sont plus sujets à l'encrassement par les sédiments et le tartre dans l'eau de la chaudière.
Ressources Supplémentaires
https://www.stheatingservices.co.uk/industrial-boiler-systems-work
https://inspectapedia.com/heat/LWCO_Low_Water_Cutoff_Control.php